Устройство для магнитного контроля механических свойств движущегося стального проката

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУЩЕГОСЯ СТАЛЬНОГО ПРОКАТА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Матюк Владимир Федорович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для магнитного контроля механических свойств движущегося стального проката, содержащее генератор импульсов тока, первый и второй встречно включенные соленоиды, расположенные соосно с противоположных сторон контролируемого проката в форме листа и соединенные с первым выходом генератора импульсов тока, два соосных магниточувствительных элемента, расположенных за соленоидами по ходу движения листа с его противоположных сторон, третий соленоид, через который движется контролируемый прокат в форме прутка и регистратор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит две цепочки из последовательно соединенных пикового детектора и блока памяти каждая, причем входы этих цепочек подсоединены к соответствующим магниточувствительным элементам, а выходы через блок усреднения соединены с первым входом регистратора, формирователь импульсов, измерительную катушку, через которую движется контролируемый прокат в форме прутка, расположенную за третьим соленоидом по ходу движения прутка, и интегрирующий измерительный блок, второй выход генератора импульсов тока соединен с установочными входами пиковых детекторов и через формирователь импульсов с установочными входами блоков памяти, третий соленоид подсоединен к третьему выходу генератора импульсов тока, а измерительная катушка через интегрирующий измерительный блок подсоединена ко второму входу регистратора.(56) 1. А.с. СССР 696369, МПК 01 27/86. Устройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных материалов / М.А.Мельгуй, В.Ф. Матюк. -2492704/25-28 заявлено 03.07.1977 // Бюл.41. - 05.11.1979. -С. 176. 2. А.с. СССР 1810856, МПК 01 33/12. Устройство для импульсного магнитного контроля листового проката сталей / В.Ф. Матюк, М.А. Мельгуй, А.П. Новиков, А.А. Осипов. -4909476/21 заявлено 11.02.1991 // Бюл.15. - 23.04.1993. - С. 131. 3. А.с. СССР 1029068, МПК 01 27/72. Устройство для электромагнитного контроля стального проката / С.Г. Сандомирский. -3369493/25-21 заявлено 10.12.1981 // Бюл.26. 15.07.1983. - С. 144-145. Полезная модель относится к исследованиям физических и химических свойств материалов и сплавов и может быть использована на металлургических предприятиях для неразрушающего контроля механических свойств стального проката прямоугольного и круглого сечения в технологическом потоке производства. Известно устройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных материалов 1, содержащее генератор с регулируемой частотой следования импульсов намагничивания, намагничивающие элементы, выполненные в виде встречно включенных в цепь генератора соленоидов, и считывающие преобразователи,установленные внутри одного из соленоидов симметрично его оси, измерительные обмотки которых соединены по схеме суммирования. Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля стального проката в форме прутков. Известно также устройство для импульсного магнитного контроля листового проката сталей 2, содержащее два встречно включенных и расположенных соосно намагничивающих соленоида, соединенных с первым выходом генератора импульсов тока, две цепочки из последовательно соединенных магниточувствительного элемента, пикового детектора и блока памяти каждая, причем выходы блоков памяти через блок усреднения соединены с регистратором, последовательно соединенные источник сигнала о скорости движения листа, преобразователь напряжения в частоту и блок деления частоты, генератор высокой частоты, соединенный с излучающей катушкой, соосной с ней приемной катушкой, которая через полосовой фильтр соединена с компаратором, второй выход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - с установочным входом блока деления частоты, выход которого соединен со входом управления генератора импульсов тока, второй выход которого соединен с блокировочным входом блока деления частоты, установочными входами пиковых детекторов и через формирователь импульсов со входами управления блоков памяти. Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля стального проката в форме прутков. Наиболее близким по технической сущности к настоящей полезной модели является устройство для электромагнитного контроля стального проката 3, содержащее генератор с регулируемой частотой следования импульсов намагничивания, два намагничивающих соленоида, включенных встречно в цепь генератора, два считывающих преобразователя,первый, второй и третий сумматоры, блок умножения, блок деления, вычитающий блок,регулируемый усилитель и регистратор, причем выходы первого и второго считывающего преобразователя соединены соответственно с первыми входами второго и третьего сумматоров, выходы сумматоров соединены соответственно с первым и вторым входом блока умножения и первого сумматора, выходы которых соединены с входами блока деления,который соединен с первым входом вычитающего блока, выход которого соединен со входом регистратора и регулируемого усилителя, соединенного со вторым входом вычитающего блока и вторыми входами второго и третьего сумматоров, намагничивающие соленоиды расположены либо с противоположных сторон контролируемого объекта, если 2 75872011.10.30 контролируемым объектом является лист, либо соосно с ним, если контролируемым объектом является пруток, считывающие преобразователи расположены за намагничивающими соленоидами по ходу движения контролируемого объекта симметрично относительно оси его движения. Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля стального проката в форме прутков из-за сильного влияния вибрационного смещения движущегося прутка в направлении, перпендикулярном направлению движения и оси, вдоль которой расположены считывающие преобразователи. Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение достоверности контроля движущегося в технологической линии стального проката в форме листов и прутков за счет устранения влияния вибрационного смещения движущегося прутка в направлении, перпендикулярном направлению движения. Сущность полезной модели заключается в том, что она содержит генератор импульсов тока, первый и второй встречно включенные соленоиды, расположенные соосно с противоположных сторон контролируемого проката в форме листа и соединенные с первым выходом генератора импульсов тока, две цепочки из последовательно соединенных магниточувствительного элемента, пикового детектора и блока памяти каждая, причем выходы блоков памяти через блок усреднения соединены с первым входом регистратора,второй выход генератора импульсов тока соединен с установочными входами пиковых детекторов и через формирователь импульсов с установочными входами блоков памяти, а магниточувствительные элементы расположены за соленоидами по ходу движения контролируемого листа симметрично относительно средней плоскости его движения, расположенные последовательно и соосно третий соленоид и измерительную катушку, через которые движется контролируемый прокат в форме прутка, причем третий соленоид подсоединен к третьему выходу генератора импульсов тока, а измерительная катушка через интегрирующий измерительный блок подсоединена ко второму входу регистратора. В отличие от прототипа в предлагаемую полезную модель для контроля стального проката в форме листов вместо трех сумматоров, блоков умножения, деления и вычитания и регулируемого усилителя введены два пиковых детектора, два блока памяти, блок усреднения и формирователь импульсов, а для контроля стального проката в форме прутка вместо двух встречно включенных соленоидов используется один соленоид и дополнительно введены соосная с соленоидом измерительная катушка и интегрирующий измерительный блок. Это позволяет устранить влияние вибрационного смещения движущегося прутка в разных направлениях на результаты контроля и тем самым повысить его достоверность. На фиг. 1 представлена функциональная схема полезной модели по заявке. На фиг. 2 представлена относительная погрешностьизмерения свойств движущегося прутка диаметром 20 мм из стали 35 от амплитуды смещенийпри движении по прототипу (кривая 1) и по предлагаемой полезной модели при диаметре измерительной катушки 30 мм (кривая 2). Полезная модель для магнитного контроля механических свойств движущегося стального проката, содержит (фиг. 1) генератор 1 импульсов тока, первый и второй встречно включенные намагничивающие соленоиды 2 и 3, расположенные соосно с противоположных сторон контролируемого проката в форме листа 4 и соединенные с первым выходом генератора 1 импульсов тока, две цепочки из последовательно соединенных магниточувствительного элемента 5 (6), пикового детектора 7 (8) и блока 9 (10) памяти каждая, причем выходы блоков памяти 9 (10) через блок усреднения 11 соединены с первым входом регистратора 12, второй выход генератора 1 импульсов тока соединен с установочными входами пиковых детекторов 7 и 8 и через формирователь 13 импульсов с установочными входами блоков 9 и 10 памяти, причем магниточувствительные элементы 5 и 6 расположены за соленоидами 2 и 3 по ходу движения контролируемого листа 4 симметрично относительно средней плоскости его движения, расположенные последовательно и соосно 3 75872011.10.30 третий соленоид 14 и измерительная катушка 15, через которые движется контролируемое изделие в форме прутка 16, причем третий соленоид 14 подсоединен к третьему выходу генератора 1 импульсов тока, а измерительная катушка 15 через интегрирующий измерительный блок 17 подсоединена ко второму входу регистратора 12. Работает полезная модель следующим образом. При включении полезной модели генератор 1 импульсов тока формирует периодически следующие друг за другом импульсы тока, которые при контроле движущегося листового проката сталей поступают на намагничивающие соленоиды 2 и 3. Проходя через них эти импульсы создают магнитное поле,локально намагничивающее движущийся лист 4. Намагниченный участок листа при движении, проходя между магниточувствительных элементов 5 и б, наводит в них сигналы,пропорциональные величинам градиента нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности с двух сторон движущегося листа, максимальные значения которых фиксируются пиковыми детекторами 7 и 8 соответственно и по импульсу, поступающему на их установочные входы блоков 9 и 10 памяти со второго выхода генератора 1 импульсов тока через формирователь 13 импульсов, переписываются в них. С выходов блоков памяти 9 и 10 сигналы поступают на блок 11 усреднения. Усреднением сигналов достигается отстройка от смещения движущегося листа от плоскости прокатки в сторону одного из магниточувствительных элементов. Усредненный сигнал поступает на регистратор 12. Перед началом следующего намагничивания по импульсам со второго выхода генератора 1 импульсов тока пиковые детекторы 7 и 8 устанавливаются в исходное состояние. При контроле стального проката в форме прутков формируемые генератором 1 импульсы поступают на третий соленоид 14, проходя через который они создают магнитное поле, локально намагничивающее движущийся пруток 16. Намагниченный участок движущегося прутка 16, проходя сквозь измерительную катушку 15, наводит в ней сигнал,пропорциональный скорости изменения остаточного магнитного потока. Максимальное значение проинтегрированного интегрирующим измерительным блоком 17 сигнала, которое пропорционально остаточному магнитному потоку, поступает на регистратор 12. Из фигуры 2 видно, что величина остаточного магнитного потока, измеренного по заявляемой полезной модели на стальном прокате в форме прутка, практически не зависит от смещения прутка при движении от оси прокатки. В то же время при измерении остаточного магнитного поля по прототипу погрешность из-за смещения прутка на 5 мм в плоскости, перпендикулярной оси расположения магниточувствительных элементов достигает 20 . С уменьшением диаметра прутка эта погрешность увеличивается. Эффективность предлагаемой полезной модели заключается в том, что она позволяет устранить влияние на результаты контроля смещения стального проката как в форме листа, так и в форме прутка. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4