Способ импульсного магнитного контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51)01 27/87 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА СТАЛЕЙ В ПОТОКЕ ПРОИЗВОДСТВА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Матюк Владимир ФедоровичДелендик Михаил НиколаевичОсипов Александр АлександровичХартманн Хансйорг(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(57) Способ импульсного магнитного контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства, при котором движущийся лист намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями соленоидов с общей осью симметрии,нормальные составляющие которых направлены навстречу друг другу, и измеряют с каждой стороны листа максимальные значения нормальной и тангенциальной в направлении движения листа составляющих поля остаточной намагниченности, отличающийся тем,что с каждой стороны листа измеряют максимальные значения тангенциальной составляющей поперек направления движения листа и расстояние вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей, усредняют попарно измеренные с двух сторон максимальные значения одноименных составляющих и величины расстояний вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей, по значениям которых и по заранее установленным на основе множественного корреляционного анализа связям определяют физико-механические параметры контролируемого листа. 8057 1 2006.04.30 Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и, в частности, может быть использовано в металлургической промышленности как для контроля постоянства технологии производства листового проката, так и для определения его механических свойств в потоке производства на конечной стадии изготовления. Известен способ 1 электромагнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитного материала, при котором движущийся лист намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями соленоидов с общей осью симметрии,нормальные составляющие которых направлены навстречу друг другу, измеряют с двух сторон листа градиенты нормальных составляющих поля остаточной намагниченности,суммируют величины измеренных градиентов и по максимальному значению этой суммы и заранее установленным на основе корреляционного анализа связям судят о физикомеханических параметрах контролируемого листа. Недостатком известного способа является низкая точность контроля некоторых марок сталей вследствие измерения только одного магнитного параметра - градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности. Известен также способ 2 электромагнитного контроля физико-механических параметров материала, при котором движущийся лист намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями соленоидов с общей осью симметрии, нормальные составляющие которых направлены навстречу друг другу, измеряют с двух сторон листа градиенты нормальных составляющих поля остаточной намагниченности, запоминают их максимальные значения, создают с двух сторон листа возрастающие компенсирующие магнитные поля, измеряют и сравнивают их градиенты с запомненными значениями, в момент равенства градиентов компенсирующих магнитных полей запомненным максимальным значениям градиентов от локально намагниченного листа фиксируют величины компенсирующих магнитных полей и по их усредненному значению и заранее установленным на основании корреляционного анализа связям судят о физико-механических параметрах контролируемого листа. Недостатком известного способа является низкая точность контроля некоторых марок сталей вследствие измерения только одного магнитного параметра - градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности. Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ 3 электромагнитного контроля физико-механических параметров движущегося ферромагнитного материала, при котором движущийся лист намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями соленоидов с общей осью симметрии, нормальные составляющие которых направлены навстречу друг другу, измеряют с двух сторон листа градиенты нормальных и тангенциальных вдоль направления движения листа составляющих поля остаточной намагниченности, определяют для каждой стороны листа суммы квадратов нормальной и тангенциальной вдоль направления движения листа составляющих и по максимумам их средних значений и заранее установленным на основании корреляционного анализа связям судят о физико-механических параметрах контролируемого листа. Недостатком известного устройства является низкая точность контроля некоторых марок сталей вследствие измерения только двух магнитных параметров - градиентов нормальной и тангенциальной вдоль направления движения листа составляющих поля остаточной намагниченности. Цель настоящего изобретения - повышение точности контроля. Сущность изобретения заключается в том, что движущийся лист намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями соленоидов с общей осью симметрии, нормальные составляющие которых направлены навстречу друг другу, измеряют с каждой стороны листа максимальные значения нормальной, тангенциальных вдоль и поперек направления движения листа составляющих поля остаточной намагниченности и 2 8057 1 2006.04.30 расстояние вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей, усредняют попарно измеренные с двух сторон максимальные значения одноименных составляющих и величины расстояний вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей, по значениям которых и по заранее установленным на основе множественного корреляционного анализа связям определяют физико-механические параметры контролируемого листа. На фиг. 1 представлена схема взаимного расположения движущегося листа 1, намагничивающих соленоидов 2 и 3 (стрелками показано направление намагничивающего поля), преобразователей для измерения нормальной 4 и 5, тангенциальной вдоль направления движения листа 6 и 7 и тангенциальной поперек направления движения листа 8 и 9 составляющих поля остаточной намагниченности. На фиг. 2 представлено распределение вдоль направления движения листа градиентов нормальной , тангенциальной вдоль направления движения , тангенциальной поперек направления движениясоставляющих поля остаточной намагниченности и расстояние 0 вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей для листов из стали 08 кп, отожженных при температуре 200 Си при 600 С . На фиг. 3 представлена одна из возможных структурных схем устройства для реализации способа по изобретению. В табл. 1 представлены корреляционные связи между каждым из измеренных параметров (Н, ,и 0), а также между их совокупностью и температурой отжига стали 08 кп. Способ осуществляют следующим образом. Движущийся лист намагничивают локально с двух сторон импульсными магнитными полями соленоидов с общей осью симметрии, нормальные составляющие которых направлены навстречу друг другу, измеряют,например, с помощью феррозондов-градиентометров с каждой стороны листа максимальные значения нормальной, тангенциальной вдоль и тангенциальной поперек движения листа составляющих поля остаточной намагниченности и расстояние вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей, усредняют попарно измеренные с двух сторон максимальные значения одноименных составляющих и величины расстояний вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей, по значениям которых и заранее установленным на основе множественного корреляционного анализа связям определяют физико-механические параметры контролируемого листа. В отличие от прототипа, во-первых, вместо двух параметров поля остаточной намагниченности (нормальной и тангенциальной составляющих вдоль направления движения) в предлагаемом изобретении с каждой стороны листа измеряют четыре параметра нормальную, тангенциальную вдоль, тангенциальную поперек направления движения составляющие поля остаточной намагниченности и расстояние вдоль направления движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей. Во-вторых, усредняют не суммы квадратов максимумов нормальной и тангенциальной вдоль направления движения листа составляющих, а попарно максимальные значения одноименных составляющих поля остаточной намагниченности и расстояний в направлении движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей. Предложенный способ может быть реализован с помощью устройства, представленного на фиг. 3. Устройство для реализации способа содержит два соосных последовательно-встречно включенных соленоида 2 и 3, расположенных симметрично с двух сторон движущегося листа (на фиг. 3 не показан), три пары феррозондов-градиентометров 4 и 5 для измерения 3 8057 1 2006.04.30 нормальной, 6 и 7 тангенциальной вдоль и 8 и 9 тангенциальной поперек направления листа составляющих поля остаточной намагниченности, расположенных попарно симметрично с двух сторон листа, генератор 10 импульсов тока, соединенный с соленоидами 2 и 3, генератор 11 возбуждения феррозондов, первый выход которого соединен с обмотками феррозондов 4-9, шесть измерительных блоков 12-17, входы которых подсоединены к измерительным обмоткам феррозондов 4-9, а выходы - ко входам устройств 18-23 выборкихранения. Выходы устройств 18-23 выборки-хранения попарно одноименных составляющих через соответствующие блоки 24-26 усреднения (среднее арифметическое или среднее геометрическое) подсоединены ко входам блока 27 обработки и регистрации. Второй выход генератора 11 возбуждения феррозондов через управляемый делитель 28 частоты,на управляющий вход которого поступает сигнал с датчика 29 скорости движения листа,соединен со счетчиками 30 и 31 импульсов, выходы которых через блок 32 усреднения соединен с блоком 27 обработки и регистрации, а входы управления - с выходами двухуровневых компараторов 33 и 34 соответственно. На первый вход каждого из компараторов поступает текущий сигнал, пропорциональный нормальной составляющей поля остаточной намагниченности с блоков 12 и 17 соответственно, а на вторые - пропорциональный максимальным значениям этой составляющей с каждой стороны листа с блоков 18 и 23 соответственно. Тактовый выход генератора 10 импульсов тока соединен с установочными входами устройств 18-23 выборки-хранения, блока 27 обработки и регистрации и счетчиков 30 и 31 импульсов. Выход каждого из компараторов через схемы 35 2 ИНЕ поступает на блокировочный вход блока 27 обработки и регистрации. Питается устройство от блока 36 питания. Предложенный способ с помощью данного устройства реализуется следующим образом. При включении устройства запускается генератор 10 импульсов тока, который сигналом с тактового выхода устанавливает в исходное состояние устройства 18 и 23 выборкихранения, блок 27 обработки и регистрации и счетчики 30 и 31 импульсов. Одновременно он формирует мощный импульс тока, который, проходя через последовательно-встречно соединенные соленоиды 2 и 3, локально с двух сторон намагничивает движущийся лист. Локально намагниченный участок, проходя при движении листа мимо феррозондовградиентометров 4-9, наводит в них сигналы, пропорциональные соответствующим составляющим поля остаточной намагниченности. Текущие величины этих сигналов измеряются измерительными блоками 12-17, а максимумы запоминаются устройствами 18-23 выборки-хранения. Запомненные значения максимумов одноименных составляющих, измеренные с противоположных сторон листа, усредняются блоками 24-26 усреднения и подаются на входы блока 27 обработки и регистрации. В момент измерения максимума нормальной составляющей с одной стороны листа по сигналу с блока 18 выборкихранения срабатывает компаратор 33, который запускает счетчик 30 импульсов, а в момент измерения максимума нормальной составляющей с другой стороны листа по сигналу с блока 23 срабатывает компаратор 34, который запускает счетчик 31 импульсов. Одновременно через схему 35 2 И-НЕ блокируется блок 27 обработки и регистрации. На счетный вход обоих счетчиков через управляемый делитель 28 частоты поступают импульсы с генератора 11 возбуждения феррозондов. Коэффициент деления управляемого делителя 28 частоты определяется сигналом с датчика 29 скорости таким образом, что частота поступающих на счетный вход каждого из счетчиков 30 и 31 импульсов прямо пропорциональная скорости движения листа. В момент, когда мимо феррозондов, измеряющих нормальную составляющую поля остаточной намагниченности, проходит участок с нулевой намагниченностью по сигналу с измерительных блоков 12 и 17, срабатывают соответствующие компараторы 33 и 34, которые блокируют счетчики 30 и 31 импульсов. При этом число импульсов, зафиксированное каждым из счетчиков, будет прямо пропорционально расстоянию в направлении движения листа между центральным максимумом и переходом 4 8057 1 2006.04.30 через ноль нормальной составляющей поля остаточной намагниченности с соответствующей стороны листа. Эти сигналы усредняются блоком 32 усреднения (среднее арифметическое или среднее геометрическое) и подаются на соответствующий вход блока 27 обработки и регистрации. По окончании счета обоих счетчиков сигналы с компараторов 33 и 34 разблокируют блок 27 обработки и регистрации, который по заранее установленным на основе множественного корреляционного анализа связям пересчитывает усредненные значения максимумов нормальной Н, тангенциальной вдольи тангенциальной поперексоставляющих поля остаточной намагниченности и расстояний 0 в направлении движения листа между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей в измеряемую механическую величину у 2340,где 1, 2, 3, 4 и- коэффициенты множественной корреляционной связи. Из таблицы видно, что при измерении одного, двух и даже трех любых из вышерассмотренных параметров коэффициенткорреляции ниже, а дисперсиявыше, чем при измерении одновременно всех четырех параметров. А это означает, что и точность контроля при измерении усредненных значений максимумов нормальной, тангенциальной вдоль, тангенциальной поперек направления движения листа и расстояний между центральным максимумом и переходом через ноль нормальной составляющей гораздо выше. Попарное усреднение измеряемых параметров намагниченного участка позволяет снизить влияние смещения листа при движении. Так, при смещении листа, при движении в сторону, например, верхних феррозондов сигналы, измеряемые верхними феррозондами,увеличатся, а сигналы, измеряемые нижними феррозондами, уменьшатся. В то же время их среднее значение изменится незначительно. Источники информации 1. А.с. СССР 974242, 1982. 2. А.с. СССР 1109625, 1984. 3. А.с. СССР 1033946, 1983. 8057 1 2006.04.30 Корреляция между параметрами локально намагниченного участка листа и температурой отжига Измеряемый параметр Коэффициенты уравнения корреляции а 0 Фиг. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: G01N 27/87

Метки: листового, потоке, свойств, импульсного, способ, проката, сталей, механических, контроля, магнитного, производства

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/7-8057-sposob-impulsnogo-magnitnogo-kontrolya-mehanicheskih-svojjstv-listovogo-prokata-stalejj-v-potoke-proizvodstva.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ импульсного магнитного контроля механических свойств листового проката сталей в потоке производства</a>

Похожие патенты