Устройство для магнитного контроля механических свойств листового проката сталей, движущегося в технологическом потоке производства

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА СТАЛЕЙ, ДВИЖУЩЕГОСЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПОТОКЕ ПРОИЗВОДСТВА(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 листового проката сталей,движущегося в технологическом потоке производства, содержащее расположенные симметрично относительно общей плоскости два соосных намагничивающих соленоида и два магниточувствительных элемента, установленные на некотором расстоянии от намагничивающих соленоидов перпендикулярно общей плоскости симметрии, генератор импульсов тока, соединенный с намагничивающими соленоидами, тактовый генератор, два пиковых детектора, два блока памяти, блок усреднения, регистратор и блок питания, причем выход тактового генератора соединен с генератором импульсов тока и управляющими входами блоков памяти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки памяти соединены со входами блока усреднения, выход которого подключен к регистратору, установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит четыре цепочки из последовательно соединенных магниточувствительного элемента, пикового детектора и блока памяти каждая, выходы которых подсоединены к соответствующим входам блока усреднения, магниточувствительные элементы выполнены в виде феррозондов-градиентометров, состоящих из двух соосных полуэлементов каждый, причем магниточувствительные элементы второй и третьей пар расположены параллельно общей плоскости в двух взаим Фиг. 1 91962013.06.30 но перпендикулярных направлениях симметрично относительно торца соответствующего магниточувствительного элемента первой пары, а блок усреднения имеет шесть входов.(56) 1. А.с. СССР 587776, МПК 01 33/12,0127/12, 1989. 2. А.с. СССР 1101725, МПК 01 27/72, 1984. 3. А.с. СССР 1022085, МПК 01 33/12, 1987. Полезная модель относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и, в частности, может быть использована 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. Известно устройство для электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных материалов в форме протяженных прутков, лент и профильного проката 1, содержащее два намагничивающих элемента и два магниточувствительных элемента, расположенные в одной плоскости по продольной оси устройства, и регистратор, подключенный к выходам магниточувствительных элементов. Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля механических свойств листового проката некоторых марок сталей из-за измерения только одного информативного параметра. Известно устройство для контроля движущихся ферромагнитных изделий 2, содержащее генератор намагничивающего тока, выход которого соединен со входами двух намагничивающих элементов, два магниточувствительных элемента, последовательно соединенные сумматор и регистратор, датчик скорости, два измерительных канала, выполненные каждый в виде последовательно соединенных компаратора, генератора импульсов,накапливающего сумматора и блока управления, при этом выходы магниточувствительных элементов соединены со входами соответствующих компараторов, выходы которых соединены со входами сброса соответствующих накапливающих сумматоров, выходы блоков умножения соединены с соответствующими входами сумматора, а выход датчика скорости - со вторыми входами блоков умножения. Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля механических свойств листового проката некоторых марок сталей из-за измерения только одного информативного параметра. Наиболее близким по технической сущности к настоящей полезной модели является устройство для измерения параметров движущихся ферромагнитных изделий 3, содержащее два намагничивающих соленоида, два магниточувствительных элемента, генератор импульсов тока, связанный с намагничивающими соленоидами, регистратор, два пиковых детектора, два блока памяти, блок измерения среднего геометрического сигналов и тактовый генератор, выход которого соединен с генератором импульсов тока и управляющими входами блоков памяти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки памяти соединены со входами блока измерения среднего геометрического сигналов, выход которого подключен к регистратору, а установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока. Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля механических свойств листового проката некоторых марок сталей из-за измерения только одного информативного параметра. Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение достоверности контроля механических свойств листового проката за счет измерения нескольких информативных параметров. Сущность полезной модели заключается в том, что она содержит расположенные симметрично относительно общей плоскости два соосных намагничивающих соленоида и три пары магниточувствительных элементов, установленных на некотором расстоянии от намагничивающих соленоидов и выполненных в виде феррозондов-градиентометров, состоящих из двух соосных полуэлементов каждый, генератор импульсов тока, соединенный с намагни 2 91962013.06.30 чивающими соленоидами, тактовый генератор, шесть пиковых детекторов, шесть блоков памяти, блок усреднения и регистратор, причем выход тактового генератора соединен с генератором импульсов тока и управляющими входами блоков памяти, выходы магниточувствительных элементов через соответствующие пиковые детекторы и блоки памяти соединены со входами блока усреднения, выход которого подключен к регистратору, установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока, магниточувствительные элементы первой пары расположены перпендикулярно, а второй и третьей пар параллельно общей плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях симметрично относительно торца соответствующего магниточувствительного элемента первой пары. В отличие от прототипа полезная модель дополнительно содержит четыре магниточувствительных элемента, четыре пиковых детектора и четыре блока памяти, магниточувствительные элементы выполнены в виде феррозондов-градиентометров, состоящих из двух соосных полуэлементов каждый, причем магниточувствительные элементы второй и третьей пар расположены параллельно общей плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях симметрично относительно торца соответствующего магниточувствительного элемента первой пары, а блок усреднения имеет шесть входов. Это позволяет повысить достоверность контроля механических свойств листового проката сталей, движущегося в технологическом потоке производства, за счет дополнительного измерения с двух сторон движущегося листа в трех взаимно перпендикулярных направлениях градиентов напряженности поля остаточной намагниченности и их попарного усреднения. На фиг. 1 представлена функциональная схема полезной модели по заявке. На фиг. 2 представлено взаимное расположение намагничивающих соленоидов и магниточувствительных элементов полезной модели по заявке относительно движущегося листа (вертикальный разрез в направлении движения). На фиг. 3 представлено взаимное расположение намагничивающих соленоидов и магниточувствительных элементов полезной модели по заявке относительно движущегося листа (вид сверху). Полезная модель для магнитного контроля механических свойств листового проката сталей в технологическом потоке производства (фиг. 1, 2, 3) содержит расположенные симметрично относительно общей плоскости два соосных намагничивающих соленоида 1 и 2, генератор импульсов тока 3, тактовый генератор 4, три пары магниточувствительных элементов 5-10, установленных на некотором расстоянии от намагничивающих соленоидов 1 и 2 и выполненных в виде феррозондов-градиентометров, состоящих из двух соосных полуэлементов каждый, шесть пиковых детекторов 11-16, шесть блоков памяти 17-22, блок усреднения 23, регистратор 24 и блок питания 25, причем выход тактового генератора 4 соединен с генератором импульсов тока 3 и управляющими входами блоков памяти 17-22,выходы магниточувствительных элементов 5-10 через соответствующие пиковые детекторы 11-16 и блоки памяти 17-22 соединены со входами блока усреднения 23, выход которого подключен к регистратору 24, установочные входы пиковых детекторов связаны с генератором импульсов тока 3, магниточувствительные элементы 7-8 первой пары расположены перпендикулярно, а второй (5-6) и третьей (9-10) пар - параллельно общей плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях симметрично относительно торца соответствующего магниточувствительного элемента 7 (8) первой пары. Блок питания 25 обеспечивает полезную модель требуемыми уровнями переменного и постоянного напряжения. Работает полезная модель следующим образом. Тактовый генератор 4 формирует короткие тактовые импульсы в зависимости от скорости движения контролируемого листа 26 (фиг. 2, 3). Задний фронт первого тактового импульса запускает генератор 3 импульсов тока, формирующий импульс тока через намагничивающие соленоиды 1 и 2. Эти импульсы локально намагничивают движущийся лист 26, причем градиент напряженности поля остаточной намагниченности локально намагниченного участка несет информацию о механических свойствах листа 26. 3 91962013.06.30 При перемещении контролируемого листа 26 вдоль направления прокатки градиент напряженности поля остаточной намагниченности намагниченного участка измеряется магниточувствителъными элементами 5-10 в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Максимальные величины сигналов с магниточувствительных элементов 5-10 измеряются соответствующими пиковыми детекторами 11-16. Следующий тактовый импульс, поступая на управляющие входы блоков памяти 17-22,переписывает в них информацию с соответствующих пиковых детекторов 11-16, вновь запускает своим задним фронтом генератор 3 импульсов тока и осуществляет сброс пиковых детекторов 11-16. При этом локально намагничивается следующий участок движущегося листа 26. Сигналы с блоков памяти 17-22 поступают на входы блока усреднения 23, в котором максимальные значения сигналов с магниточувствительных элементов, расположенных с разных сторон листа, попарно усредняются, чем достигается отстройка от влияния смещения листа при движении от плоскости прокатки. Усредненные значения градиентов напряженности поля остаточной намагниченности с двух сторон листа в трех взаимно перпендикулярных направлениях поступают на регистратор. По этим значениям судят о механических свойствах контролируемого листа. Эффективность полезной модели обусловлена тем, что при дополнительном измерении с двух сторон движущегося листа параллельно плоскости его движения в двух взаимно перпендикулярных направлениях градиентов напряженности поля остаточной намагниченности и их попарного усреднения повышается достоверность контроля механических свойств листового проката сталей, движущегося в технологическом потоке производства. Так, при измерении с двух сторон листа градиента напряженности поля остаточной намагниченности перпендикулярно его поверхности для низкоуглеродистой стали 08 кп толщиной 1 мм коэффициент корреляции составляет 0,938 при дисперсии 53,5. Дополнительное измерение градиентов напряженности поля остаточной намагниченности в двух взаимно перпендикулярных направлениях параллельно поверхности листа и их усреднение повышает коэффициент корреляции до 0,98 и уменьшает дисперсию до 39,3. Техническим результатом применения предлагаемой полезной модели является повышение достоверности контроля механических свойств листового проката, движущегося в технологическом потоке производства. Фиг. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4