BE1021609B1 - Opstelling en werkwijze voor het karakteriseren van magnetische systemen - Google Patents

Abstract

Inrichting voor het karakteriseren van magnetische systemen op basis van een set geïnitialiseerde invoerparameters van het magnetisch systeem, omvattende: - middelen voor het meten van de magneetveldverdeling en - middelen voor het bepalen van de optimale verwachte magneetveldverdeling van het magnetisch systeem; gebruik van de inrichting voor inspectie en/of kwaliteitscontrole; werkwijze voor het karakteriseren van magnetische systemen; het gebruik van deze werkwijze voor inspectie en/of kwaliteitscontrole, werkwijze voor het kalibreren van de positie van een positioneringshulpmiddel voor een magneet ten opzichte van een magneetveldcamera apparaat, werkwijze voor het positioneren van een magneet ten opzichte van een magneetveldcamera apparaat.

Description

OPSTELLING EN WERKWIJZE VOOR HET KARAKTERISEREN VAN MAGNETISCHE SYSTEMEN

TECHNISCH GEBIED VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding ligt in het gebied van magnetische metingen en inspectie, onderzoek, ontwikkeling en kwaliteitscontrole van magneten, magnetische samenstellingen, magnetische materialen (allen met de term ‘magnetische systemen’ aangeduid) en producten met betrekking tot dergelijke magnetische systemen. Meer specifiek heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het extraheren van informatie van een tweedimensionale afbeelding van het magnetisch veld van een magnetisch systeem. Deze magnetische mapping kan, in een bepaalde uitvoeringsvorm, worden verkregen uit een ‘magneetveldcamera’ meetsysteem, dat in staat is tweedimensionale beelden van de magneetveldverdeling op te meten met hoge resolutie en hoge snelheden, waardoor het mogelijk om het proces bijvoorbeeld voor snelle kwaliteitscontrole van magnetische systemen aan te wenden. De extractie van informatie uit het magnetische-veld-beeld wordt verkregen door vergelijking van de meetgegevens met gesimuleerde of berekende gegevens van een magnetisch systeem, gebaseerd op een magnetisch model. De invoerparameters van het magnetisch model worden gevarieerd en geoptimaliseerd tot een ‘beste fit’ met de gemeten gegevens wordt verkregen. De resulterende geoptimaliseerde invoerparameters bevatten dan de extra informatie over het magnetisch systeem.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Bestaande magnetische meettechnieken meten meestal slechts één bepaalde parameter van een magneet of magnetisch systeem. Een gaussmeter bijv. meet het magneetveld één positie in de ruimte. Een Helmholtz-spoel bijv. meet het geïntegreerde magnetisch moment van een magneet. Onlangs werd echter een nieuwe magnetische meetmethode uitgevonden, genaamd ‘magneetveldcamera’, die in staat is hoge resolutie 2D beelden van de magneetvelddistributie aan hoge snelheid op te meten. Dit systeem bestaat uit een halfgeleiderchip met een geïntegreerde 2D matrix van magneetveldsensoren, die elk onafhankelijk het lokale magnetische veld opmeten. De sensoren in de matrix staan zeer dicht bij elkaar en op zeer goed gedefinieerd relatieve afstanden vanwege de goed gecontroleerde standaard chipproductieprocessen. Het grote aantal pixels die onafhankelijk het magneetveld meten, resulteren in een grote hoeveelheid informatie die bevat is in het resulterende magneetveldbeeld. Deze informatie valt niet direct uit de meetdata geëxtraheerd worden en kan enkel worden bekomen door middel van geavanceerde data-analyse, zoals beschreven in de onderhavige uitvinding.

Anderzijds worden magnetische simulaties courant gebruikt voor onderzoek, ontwikkeling en ontwerp van magneten en magnetische systemen. Veel magnetische-simulatie-software pakketten zijn commercieel verkrijgbaar. De meeste van hen gebruiken een eindige elementen modellering (FEM) algoritme, waardoor de simulatie van complexe vormen en combinaties van magneten en magnetische systemen kan worden uitgevoerd, alsook niet-magnetische materialen. Naast deze FEM-algoritmes, bestaan er eveneens analytische uitdrukkingen voor een aantal zeer symmetrische en eenvoudige geometrische vormen, zoals blokken, bollen en ellipsoïden. Analytische modellen kunnen sneller dan FEM modellen berekend worden, maar zijn beperkt in het soort magnetische systemen die ze kunnen simuleren. Zij kunnen bijvoorbeeld alleen magneten met uniforme magnetisatie simuleren. Ook kunnen ze geen systemen simuleren met een relatieve permeabiliteit verschillend van één. Analytische modellen bestaan bijv. voor gelijkmatig gemagnetiseerde bollen, blokmagneten (zie R. Engel-Herbert en T. Hesjedal, ‘Calculation of the magnetic stray field of a uniaxial magnetic domain’, Journal of Applied Physics 97, 074504, 2005) en sferoïden (zie M. Tejedor, H. Rubio, L. Elbaile, en R. Iglesias, ‘External Fields Created by Uniformly Magnetized Ellipsoids and Spheroids', IEEE Transactions ON MAGNETICS. VOL. 31, NO. I., januari 1995). Andere geometrieën, zoals cilinders, ringen, ringsegmenten etc. kunnen worden ingebouwd door ze te bouwen uit een combinatie van deze elementaire geometrieën. Elke geometrie kan bijvoorbeeld benaderd worden door een voldoende grote verzameling van blokvormige elementen. Aangezien de magnetische velden van een verzameling magneten additief zijn, kunnen de magneetveldverdelingen van alle blokken eenvoudig worden opgeteld om de volledige magnetische veldverdeling te verkrijgen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Aspecten van de onderhavige uitvinding worden gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies. Hieronder worden bepaalde niet-beperkende uitspraken over uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding gedaan.

In één aspect verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het optimaliseren (‘fitten’) van een theoretisch simulatiemodel aan een set van gemeten data door een aantal modelparameters te optimaliseren. Daarbij is een kenmerk dat alle of een deel van het rekenwerk voor de modellering wordt uitgevoerd vóór de feitelijke optimalisatie procedure wordt gestart ('voorcalculatie' of 'vooraf berekende data'). De gemeten gegevens kunnen bijvoorbeeld magnetische velden zijn. In een voorkeursuitvoering zijn de gemeten gegevens magneetveldwaarden, verkregen door middel van een magneetveldcamera apparaat. Teneinde een voordeel inzake rekensnelheid te bekomen, kan voor het theoretische simulatiemodel een analytisch model worden gebruikt.

Als alternatief kan het theoretische simulatiemodel een eindige elementen methode (FEM) model zijn.

Het optimalisatie-algoritme kan gebruik maken van een lineair data-fitting algoritme of een niet-lineair datafitting algoritme. De modelparameters kunnen één of meer van volgende zijn: magnetisatievectorcomponenten, positiecoördinaten, afmetingen.

In een uitvoeringsvorm omvat de voorcalculatie het berekenen van een set van magneetveldverdelingen. Een verscheidenheid aan opties is mogelijk voor de optimalisatieprocedure, zoals: het maken van lineaire combinaties van vooraf berekende datasets, interpolatiealgoritmen de vooraf berekende data.

Het optimalisatie-algoritme kan als resultaat een best fit gesimuleerde data set en een ‘resterende’ data set hebben. Deze laatste geeft het verschil tussen de best fit data set en de gemeten data set.

De onderhavige uitvinding kan voordelig worden toegepast voor inspectie en/of de kwaliteitscontrole van permanente magneten, voor inspectie en/of de kwaliteitscontrole van permanente magneten met éénassige magnetisatie, voor inspectie en/of kwaliteitscontrole van permanente magneten met meerpolige magnetisatie, voor inspectie en/of kwaliteitscontrole van ferromagnetische, paramagnetische, diamagnetische, magnetostrictieve en/of supergeleidende materialen en/of materialen met andere vormen van magnetische respons, voor inspectie en/of kwaliteitscontrole van elektromagneten, voor inspectie en/of kwaliteitscontrole van de magnetische assemblages, voor inspectie en/of kwaliteitscontrole van lassen, inclusief maar niet beperkt tot puntlassen, projectielassen, andere weerstandslassen, laserlassen, elektronenstraal lassen, booglassen.

In een aspect stelt de onderhavige uitvinding een snelle methode ter beschikking voor het combineren gemeten magnetische-veldverdelingen en theoretische simulaties van het gemeten magnetisch systeem teneinde informatie over eigenschappen van het gemeten magnetische systeem te bekomen die niet kan worden verkregen door de meting alleen of de simulatie alleen. Aangenomen wordt dat het fysieke magnetische systeem kan worden gesimuleerd of althans benaderd door het simulatiemodel. Daarbij kan het simulatiemodel een FEM-model, een analytisch model of een nog ander type model zijn.

Aangenomen wordt dat het simulatiemodel een set invoerparameters nodig heeft waaruit het een magneetveldverdeling moet berekenen of simuleren dat kan worden vergeleken met de gemeten magneetveldverdeling. Deze input parameters zijn in het algemeen fysieke eigenschappen van het magnetische systeem, zoals, maar niet beperkt tot, afmetingen, grootte, positie, magnetisatievector of structuur, etc. Wanneer een optimalisatieprocedure wordt toegepast, hebben de invoerparameters meestal beginwaarden waarmee de optimalisatieprocedure van start gaat. Het doel van de optimalisatie procedure is het minimaliseren van de totale verschil tussen de berekende of gesimuleerde magneetveldverdeling en de gemeten magneetveldverdeling. Dit wordt uitgevoerd door het variëren van de model inputparameters volgens een optimalisatieschema, waardoor een lokaal of globaal minimum (indien aanwezig) gevonden wordt in het algemeen verschil tussen de gemeten en gesimuleerde magnetische veldverdelingen. Dit algemeen verschil kan worden uitgedrukt als de som van de kwadraten van de verschillen op elk datapunt of als een andere parameter. Het optimalisatieschema kan lineair of niet-lineair zijn. Voorbeelden van niet-lineaire optimalisatie schema's zijn de ‘trust region-reflective’ en

Levenberg-Marquardt algoritmen, die bijvoorbeeld in de Lsqnonlin functie in -Matlab worden toegepast. De eindwaarden van de modelparameters nadat de optimalisatie is voltooid, zijn benaderingen van het fysische parameters van het magneetsysteem en kunnen bijgevolg beschouwd worden als meetresultaten.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking tot een werkwijze voor het aanzienlijk versnellen van bovengenoemde algemene methode van ‘fitten’ van berekende of gesimuleerde gegevens aan meetgegevens. De methode maakt daarbij gebruik van voorgecalculeerde simulatiegegevens die slechts éénmaal moeten worden berekend voor een bepaalde magnetisch systeemconfiguratie. Tijdens de optimalisatie procedure wordt de vooraf berekende data behandeld met snelle algoritmes zoals, maar niet beperkt tot, lineaire combinaties en interpolatieschema’s om een beste fit aan de gemeten data te verkrijgen. De invoerparameters van het model zijn dus geoptimaliseerd zonder dat het volledige systeem moet worden gesimuleerd bij elke iteratie in de optimalisatieprocedure.

Wanneer een optimalisatieschema zoals hierboven beschreven wordt uitgevoerd, en alle gewenste parameters voor het theoretisch model bekend zijn, beschikt men over de volgende resulterende gegevens: de gemeten magneetveld-distributie, de gesimuleerde ‘beste fit’ magneetveld-distributie; de distributie van het ‘resterende’ (dat wil zeggen het verschil tussen de gemeten magnetische veldverdeling de ‘best fit’ theoretische verdeling), de geoptimaliseerde parameters van het model. Deze gegevens bevatten veel informatie over het gemeten fysieke systeem dat zo gemakkelijker kan worden geëvalueerd en geanalyseerd dan zonder de optimalisatie-analyse.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Figuur 1 toont een cilindrische magneet met axiale magnetisatie op een magneetveldcamera meetapparaat met Hall-magneetveldsensoren.

Figuur 2: toont een gemeten magnetische veldverdeling van de magneet getoond in Fig. 1. De gemeten magnetische veldcomponent is de Bz component, dit is de component loodrecht op de magneetveldsensor van de camera.

Figuur 3 toont resultaten van een optimalisatieprocedure volgens de onderhavige uitvinding voor de magneet van Fig. 1 en 2.

Figuur 4 toont een theoretisch ‘best fit’ magnetische veldverdeling van de magneet in Fig. 1 en Fig. 2.

Figuur 5 een residuele (‘resterende’) magnetische veldverdeling (fit minus gemeten data), resulterend uit de analyse in de voorgaande figuren.

Figuur 6 een gemeten magnetische veldverdeling van een blokmagneet met afmetingen a = b = 5mm en c = 2mm. De gemeten magnetische veldcomponent is de Bz component, loodrecht op het magneetveld camera sensor.

Figuur 7 toont resultaten van een optimalisatieprocedure volgens de onderhavige uitvinding voor de magneet van Fig. 6.

Fig. 8 toont een schematische processing engine systeem of computersysteem dat kan worden gebruikt met de onderhavige uitvinding.

Fig. 9 illustreert het plaatsen, het kalibreren van de relatieve positie ten opzichte van een magneetveldcamera apparaat, en gebruik van een positioneringshulpmiddel. UITVOERINGSVORMEN VAN DE UITVINDING In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan de optimalisatieprocedure worden uitgevoerd op de volgende wijze. Ovenweeg een uniform gemagnetiseerde magneet met een bepaalde geometrische vorm, bijvoorbeeld een blok met drie zijden a, b en c langs de X, Y en Z-richting respectievelijk in een Cartesiaans coördinatensysteem. De magneet bevindt zich met het middelpunt in de oorsprong van het assenstelsel. Een magneetveldcamera-apparaat (een magneetveldsensor met een tweedimensionale matrix van magneetveldsensoren) meet de magneetveldverdeling in hetXY-vlak op een afstand d onder de magneet (d in de Z-richting). De magneetveld camera heeft een gevoelige oppervlakte van A = L * W in het XY-vlak en meet (in deze uitvoeringsvorm) alleen de Z-component van het magnetische veld, dat wil zeggen Bz (x, y, z), waarbij z vastligt vanwege de tweedimensionele aard van de magneetveldcamera. Aangenomen wordt dat de X- en Y-assen van het coördinatenstelsel evenwijdig zijn aan de rijen en ' kolommen van de sensormatrix in de magneetveldcamera. Het doel is om waarden te vinden voor (naast andere parameters, zie verder) de magnetisatievector M van de fysische blokmagneet, met componenten Mx, My en Mz langs de drie coördinaatassen respectievelijk. Wanneer de andere beginparameters van het model (ongeveer) bekend zijn, behalve M, kan de volgende procedure worden toegepast. Aangenomen wordt dat de magnetische veldverdeling van een magneet met magnetisatie M = (Mx, My, Mz) kan worden uitgedrukt als een lineaire combinatie van drie magneetveld verdelingen, elk gegenereerd door een magneet met een magnetisatie die overeenkomt met een component van M:

Bz (x, y, z) (Mx, My, Mz) = Bz (x, y, z) (Mx, 0,0) + Bz (x, y, z) (0, My, 0) + Bz ( x, y, z) (0,0, Mz) = Mx * Bz (x, y, z) (1,0,0) + My * Bz (x, y, z) (0,1,0) + Mz * Bz (x, y, z) (0, 0,1), (1) met Bz met (x, y, z) (Mx, My, Mz) de z-component van de magnetische veld vector op positie (x, y, z) die door een magneet met magnetisatievector M = (Mx, My, Mz) wordt gegenereerd. In (1) wordt een lineair verband tussen B en M aangenomen, namelijk B (M) = Μ * B (1), waarin B (M) gelijk is aan het magnetisch veld opgewekt door een magneet met magnetisatie M.

Aangezien de onbekende parameters in de optimalisatieprocedure Mx, My en Mz zijn, kunnen de waarden (verdelingen) van Bz (x, y, z) (1,0,0), Bz (x, y, z) (0,1,0) en Bz (x, y, z) (0,0, 1) op voorhand berekend worden, dat wil zeggen voordat de optimalisatie procedure begint. Deze waarden zijn in feite volledige magneetveldverdelingen waarvan de berekening lang kan duren, vooral wanneer FEM modellen worden gebruikt en/of wanneer een groot gebied wordt bestreken en wanneer de ruimtelijke resolutie groot is. Bovendien hoeven deze magneetveldverdelingen slechts éénmaal te worden berekend voor elke magneetgeometrie of magnetische systeemconfiguratie. De optimalisatie dient dan alleen om de optimale waarden van Mx, My en Mz te vinden, waarvoor de lineaire combinatie (1) wordt geoptimaliseerd met betrekking tot de gemeten magneetveld distributie. Deze procedure laat bijv. toe om snelle inline inspecties van vele vergelijkbare magneten te doen, waarbij de voorcalculatie slechts éénmaal hoeft te worden uitgevoerd.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding, wanneer ook andere parameters onbekend zijn, kan de snelle optimalisatie hierboven omschreven worden toegepast op de volgende manier. Stel dat de volgende parameters onbekend zijn voor dezelfde opstelling als de vorige uitvoeringsvorm: M = (Mx, My, Mz), a, b, X_position, Y_position, Alpha_position, waar M = (Mx, My, Mz) de magnetisatie vector van de gemeten magneet; a en b de laterale afmetingen van de gemeten magneet; X_position en Y_position de exacte positie in het XY-vlak van het centrum van de gemeten magneet;

Alpha_position is de hoek van de gemeten magneet in het XY-vlak, dat wil zeggen de hoek die de a-en b-assen maken met de X-een Y-as van het coördinatensysteem (die evenwijdig zijn aan de assen sensor in de camera array).

Wanneer de bovenstaande parameters onbekend zijn, kunnen de voorgecalculeerde magneetvelddistributies nog steeds worden gebruikt om een snelle optimalisatie te doen zonder enig magneetveld te herberekenen of te simuleren. Dit kan worden uitgevoerd met een sequentiële optimalisatie en/of gelijktijdige optimalisering van (een deel van) de verschillende parameters. Hier beschrijven we de algemene methode voor de optimalisatie voor elke parameter afzonderlijk. In de praktijk worden echter meer parameters gelijktijdig geoptimaliseerd om betere resultaten te verkrijgen.

Stel dat een eerste benadering al is gevonden voor M = (Mx, My, Mz).

Doorgaans bevindt de fysieke magneet zich niet in de exacte oorsprong van het coördinatenstelsel, maar zal het middelpunt op een onbekende plaats (X_position, Y_position) in het XY-vlak liggen. Stel de berekende magneetvelddistributies Bz (x, y, z) (1,0,0), Bz (x, y, z) (0,1,0) en Bz (x, y, z) (0,0,1) worden berekend op een gebied groter dan het sensor gebied van de magnetische veld camera. Met behulp van de reeds gevonden benadering Mx, My, Mz waarden, is de magnetischeveldverdeling voor de magneet in de oorsprong van het coördinatenstelsel bij benadering bekend.

De gemeten magneetveldverdeling heeft echter een verschuiving in het XY-vlak ' ten opzichte van de berekende verdeling. De procedure bestaat nu in het verschuiven van de berekende kaart over een vector (X_shift, Y_shift) en het vinden van de waarden voor X_shift en Y_shift waarvoor de overlapping van de gemeten en berekende verdelingen optimaal is. In de praktijk gebeurt dit als volgt. Voor een algemene verschuiving (X_shift, Y_shift) van de berekende kaart over de gemeten kaart, valt de positie van de data punten van beide kaarten niet samen.

Daarom wordt de theoretische verdeling geïnterpoleerd teneinde de theoretisch berekende magnetische veldwaarden te bekomen op de punten die overeenkomen met gegevenspunten in de gemeten verdeling. Dit maakt het mogelijk om de theoretische en gemeten verdelingen direct van elkaar af te trekken en de som der kwadraten te berekenen. Een belangrijk punt hier is dat interpolatie een veel sneller proces is dan het simuleren van het magneetveld. Daarom kan dit interpolatieproces achtereenvolgens voor verschillende verschuivingen (X_shift, Y_shift) uitgevoerd worden totdat een optimum is gevonden. De geoptimaliseerde waarden (X_shift, Y_shift) = (X_position, Y_position) geven dan de fysische positie van de magneet.

In de praktijk kan (X_shift, Y_shift) gelijktijdig worden geoptimaliseerd met Mx,

My, Mz.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is het dan evident om het voorgaande proces ook voor de parameter Alpha_position uit te voeren als volgt. In het algemeen zullen de a-en b-assen van de fysische magneet niet precies parallel zijn aan de X-en Y-assen, maar zullen deze gedraaid zijn over een hoek Alpha_position in het XY-vlak. Wanneer (X_position, Y_position) bekend is, kan de berekende magneetveldverdeling worden geroteerd rond het punt (X_position, Y_position) over een hoek Alpha om een geoptimaliseerde overlap vinden met de gemeten verdeling. Een soortgelijk interpolatieschema zoals in de voorgaande uitvoeringsvorm kan worden toegepast in het onderhavige geval. Wanneer een optimum is gevonden, komt de optimale waarde van Alpha overeen met Alpha_position, dwz de rotatiehoek van de magneet in het XY-vlak.

In de praktijk wordt Alpha_position gelijktijdig geoptimaliseerd met Mx, My, Mz en eventueel opnieuw met (X_position, Y_position) om een optimaal resultaat te verkrijgen. Omdat de beginparameters van de vorige iteratie (zonder Alpha) al goede benaderingen zijn, voegt de optimalisatie van deze parameters niet veel extra rekentijd toe aan het algoritme.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding, die een stap verder gaat, worden nadat geoptimaliseerde waarden voor Mx, My, Mz, X_position, Y_position en Alpha_position gevonden zijn, ook de laterale afmetingen van de magneet (in dit geval a en b) geoptimaliseerd voor een best fit. Deze procedure geeft echter geen exacte resultaten, maar slechts een benadering, omdat voor veranderde magneetafmetingen, de magnetische veldverdeling in principe moet worden herberekend. Voor kleine afwijkingen van de beginwaarden werkt deze wijze echter voldoende nauwkeurig en is veel sneller dan de herberekening van de volledige magneetveldverdelingen. De werkwijze voor het optimaliseren van de magneetaftmetingen wordt toegelicht in wat volgt. Met bovengenoemde andere parameters geoptimaliseerd bekend, worden de parameters a en b geoptimaliseerd door het "uitrekken" of "comprimeren" van de berekende magneetveldverdelingen om betere overeenkomst met de gemeten verdeling te bekomen. Dit wordt uitgevoerd door het toepassen van schaalfactoren (in X en Y richtingen) op de data-grid. Het zijn deze schaalfactoren die in feite geoptimaliseerd worden. Delen van de initiële a- en b-waarden (of andere dimensie waarden) door de geoptimaliseerde schaalfactoren, levert de optimale afmetingen van de magneet op.

In een andere uitvoeringsvorm kan men kiezen welke parameters in de optimalisatieprocedure worden gevariëerd en welke constant gehouden worden op hun oorspronkelijke waarden.

Wanneer een optimalisatieschema zoals beschreven in de bovenstaande uitvoeringsvormen is voltooid, en alle parameters voor het gewenste theoretische model bekend zijn, beschikt men over de volgende gegevens: de gemeten magnetische veldverdeling, de ‘best fit’ magnetische gesimuleerde veldverdeling, de resterende magnetisch veld verdeling, dat wil zeggen het verschil tussen de gemeten magnetisch veld verdeling en de ‘best fit’ theoretische verdeling, de geoptimaliseerde parameters van het model. Deze gegevens bevatten veel informatie over het gemeten fysische systeem. Hieronder worden een aantal uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding beschreven waar deze resultaten gebruikt kunnen worden voor bepaalde toepassingen.

In een uitvoeringsvorm kan men de geoptimaliseerde parameters gebruiken als gemeten kenmerken van het fysieke systeem. Bijvoorbeeld, de geoptimaliseerde magnetisatievector M = (Mx, My, Mz) geeft informatie over zijn grootte: grootte(M) = sqrt (ΜχΛ2 + MyA2 + ΜζΛ2). Het geeft ook informatie over zijn afwijking van de geometrische magnetisatie-as.

Stel dat de magneet gemagnetiseerd zou langs zijn c-as (in de Z-richting). De hoger beschreven optimalisatieprocedure kan voor de magnetisatievector bijvoorbeeld een waarde M = (Mx, My, Mz) opleveren waarin Mz het grootst is, maar met bepaalde niet-nul waarden voor Mx en My. Door het omzetten (Mx, My, Mz) van Cartesische naar sferische coördinaten (M, theta, phi), verkrijgt men gemakkelijk de grootte van M, evenals de afwijkingshoek tussen de vector M en de c-as (theta), alsook de hoek van de projectie in het XY-vlak (phi). Met name de waarden voor M en theta zijn belangrijke kwaliteitskenmerken van uniaxiaal gemagnetiseerde permanente magneten en kunnen, door toepassing van de onderhavige uitvinding, gemakkelijk verkregen en geëvalueerd worden tijdens de kwaliteitsinspectie van een magneet.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de geoptimaliseerde positie (inclusief de hoekpositie) van de magneet in het XY-vlak worden gebruikt om bijvoorbeeld nauwkeurige positiemetingen van een voorwerp te maken, of om een voorwerp actief te positioneren met de optimalisatieprocedure als feed-back systeem.

In een andere uitvoeringsvorm kan het restbeeid (meting minus beste fit) worden geanalyseerd om onvolkomenheden te detecteren in de fysieke magneet of in de magnetisatiestructuur. Bijv. inhomogeniteiten in de magnetische veldverdeling die niet zichtbaar zijn in de oorspronkelijke gemeten magneetvelddistributie kunnen zichtbaar worden in het restbeeid. Deze kunnen inhomogeniteiten kunnen wijzen op bijv. interne scheuren insluitsels in de magneet, gebieden waar de magnetische eigenschappen verschillen, defecten in de magnetisatie enz. Op het restbeeid kan een statistische beeldanalyse worden uitgevoerd, hetgeen resulteert in kwantitatieve parameters die gebruikt kunnen worden voor bijvoorbeeld een pass/fail kwaliteitscontrole.

In een andere uitvoeringsvorm kan een referentiemagneet, die wordt beschouwd als een 'goede' magneet, geanalyseerd worden met het optimalisatieschema van de onderhavige uitvinding. De resulterende theoretische magneetveldverdeling kan dan worden gebruikt voor vergelijking met soortgelijke magneten waarvan de kwaliteit moet worden bepaald. In plaats van het rechtstreeks vergelijken van een ‘goede maar niet perfecte' magneet (geen enkele magneet is perfect), wordt de magneet volmaakt door het vinden van een best passende theoretisch equivalent. In dit theoretische equivalent kunnen onvolkomenheden worden verwijderd om de referentiemagneet nog perfecter te maken. Veronderstel bijvoorbeeld dat de magneet een magnetisatie heeft langs de c-richting (Z-richting), maar de optimalisatie analyse toont ook (weliswaar relatief kleine) Mx en My componenten.

Deze componenten kunnen worden verwijderd nadat de optimalisatie-analyse is voltooid. Met behoud van alle andere geoptimaliseerde parameters, maar met Mx en My gelijk aan nul, kan dan de magneetveld verdeling opnieuw berekend worden, hetgeen resulteert in een perfecte theoretische magneet, met de eigenschappen van de reële referentiemagneet.

In een andere uitvoeringsvorm geldt al het bovenstaande voor alle vormen van magneten, anders dan blokmagneten, inclusief maar niet beperkt tot cilindrische magneten, ringen, ringsegment magneten, meer complexe vormen enz.

In een andere uitvoeringsvorm geldt al het bovengenoemde voor combinaties van meer dan één magneet, magnetisch assemblages en magnetische systemen, producten die magnetische systemen bevatten enz.

In een andere uitvoeringsvorm, geldt al het bovenstaande voor magneetveldverdelingen gemeten met een MagCam magneetveldcamera-apparaat. De MagCam magneetveldcamera kan het magneetveld in kaart brengen zonder bewegende onderdelen, dat wil zeggen door het meten van het gevoelige gebied van het toestel, of het kan mechanisch worden gescand om een groter gebied te kunnen opmeten.

In een andere uitvoeringsvorm, geldt al het bovenstaande voor ' magneetveldverdelingen gemeten met een discrete magneetveldsensor die mechanisch wordt gescand over het magnetisch systeem om een magneetveldverdeling te bekomen. De discrete magneetveldsensor kan, maar is niet beperkt tot, een van de volgende typen of combinaties daarvan zijn: een Hall-effect sensor, een magnetoresistieve sensor (AMR, GMR, TMR), een SQUID sensor, een fluxgate sensor, een NMR sensor etc.

In een andere uitvoeringsvorm is de gemeten magneetveldverdeling verkregen door het naat elkaar samenvoegen van meerdere magneetveldverdelingen met behulp van beeld ‘stitching’ algoritmen.

In een andere uitvoeringsvorm wordt bovenstaande toegepast op zachtmagnetische materialen die worden gemagnetiseerd in een extern magnetisch veld.

In een andere uitvoeringsvorm wordt bovenstaande toegepast op lassen in magnetische materialen zoals, maar niet beperkt tot, staal, nikkel, kobalt. Het lassen kan omvatten, maar is niet beperkt tot, een van de volgende typen: puntlassen, projectielassen, andere weerstandslassen, laserlassen, elektronenstraallassen, booglassen enz.

In één uitvoeringsvorm van bovenstaande wordt een puntlas gemagnetiseerd met een constant magneetveld en de magneetveldverdeling in de nabijheid van de puntlas wordt gemeten met een magneetveldcamera of ander magneetveld mapping-apparaat. Een optimalisatie algoritme volgens de onderhavige uitvinding wordt toegepast op deze gemeten magneetveldverdeling. Het simulatiemodel kan elke model zijn dat een magneetveldverdeling kan berekenen van een magnetische puntlas. De puntlas kan worden gemagnetiseerd langs elke richting, zoals in het vlak van de las en loodrecht op de las.

In een andere uitvoeringsvorm kan het principe van ‘voorafberekening’ van magneetveldverdelingen gebruikt worden voor andere fysische eigenschappen die kunnen worden gesimuleerd en gemeten.

In een andere uitvoeringsvorm kan al het bovenstaande worden aangewend voor metingen in een productieproces of productielijn, al dan niet geautomatiseerd. De snelheid van de uitvoering van onderhavige methode is van die aard, dat ze compatibel is met snelle productieprocessen, waar slechts een beperkte tijd per meting en analyse voorhanden is.

In een verder aspect van de onderhavige uitvindingkan onderhavige methode gebruikt worden voor het kalibreren van positioneringshulpmiddelen (geïllustreerd in Fig. 9), die bijvoorbeeld tot doel hebben de geometrische positie van een te analyseren magneet vast te leggen, zodat deze positie als gekend kan beschouwd worden. Daartoe kan men de volgende procedure toepassen.

Een positioneringshulpmiddel wordt op een bepaalde, nog ongekende, positie ten opzichte van een MagCam magneetveldcamera apparaat geplaatst. Vervolgens wordt een referentiemagneet met gekende afmetingen op een gekende relatieve positie ten opzichte van het positioneringshulpmiddel geplaatst. Vervolgens wordt de magneetveldverdeling van genoemde referentiemagneet opgemeten met behulp van de magneetveldcamera. Op deze opgemeten magneetveldverdeling wordt vervolgens geanalyseerd met behulp van het optimalisatieschema van onderhavige uitvinding. Eén van de resultaten van deze analyse is de ruimtelijke relatieve positie van de magneet ten opzichte van de magneetveldcamera. Aangezien de afmetingen van de magneet gekend zijn, alsook de relatieve positie van de magneet ten opzichte van het positioneringshulpmiddel, kent men bijgevolg ook de relatieve positie van het positioneringshulpmiddel ten opzichte van de magneetveldcamera. Vervolgens kan het positioneringshulpmiddel gebruikt worden om andere objecten, zoals, maar niet beperkt tot, magneten nauwkeurig te positioneren ten opzichte van de magneetveldcamera. Dit laat bijvoorbeeld toe om de positie van magneten te bepalen waarvoor het optimalisatieschema van onderhavige uitvinding niet toegepast kan worden.

Verschillende alternatieve uitvoeringsvormen voor bovenstaande uitvoeringsvorm zullen duidelijk zijn voor deskundigen in het domein van de uitvinding. Zo kunnen, naast een magneetveldcamera apparaat, ook andere meetinstrumenten gebruikt worden om de magneetveldverdeling van de referentiemagneet op te meten.

Ook kan het op bovenstaande wijze gekalibreerde positioneringshulpmiddel voor verschillende toepassingen gebruikt worden, niet beperkt tot het positioneren van2 magneten.

VOORBEELDEN

Hieronder volgen enkele voorbeelden van de toepassing van de onderhavige uitvinding op permanente magneten.

Figuur 1: cilindrische magneet met axiale magnetisatie op een magneetveldcamera meetapparaat met 128x128 Hall magnetisch veld sensoren op een oppervlakte van 13mm * 13mm (= 16.384 sensoren). De integrale matrix wordt gemeten binnen een seconde.

Figuur 2: Gemeten magneetveldverdeling van de magneet getoond in Fig. 1. De gemeten magneetveldcomponent is de Bz component loodrecht op de magneetveldsensor van de camera.

Figuur 3: Resultaten van een optimalisatieprocedure volgens de onderhavige uitvinding voorde magneet van Fig. 1 en Fig. 2. De meetgegevens worden geladen door op de 'Load data'-knop te klikken. Voor de analyse, wordt de magneetgeometrie geselecteerd in de drop-down box rechts ('cilinder'). De eerste kolom van de grootste tabel (‘Initial value’) toont de initiële waarden (stadwaarden) voor de optimalisatieprocedure. Op basis van deze beginwaarden worden vooraf berekende gesimuleerde magneetvelddistributies geladen uit een bibliotheek, of worden deze berekend indien ze nog niet bestaan. De parameternamen worden getoond aan de linkerkant. In de derde kolom ("Fit") kan men kiezen welke parameters op te nemen in de optimalisatie en welke vast te houden. De optimalisatieprocedure wordt gestart met behulp van de 'Analyze'-knop.

Nadat het proces voltooid is, geeft de ‘Fitted value’ kolom de geoptimaliseerde waarden voor de geselecteerde fittingparameters weer. In dit voorbeeld omvatten de geoptimaliseerde parameters: diameter van de cilinder (‘Size 1’) de magnetisatievector componenten (Mx, My, Mz) en de positie van het centrum van de magneet in het XY-vlak (‘x-position’ en ‘y-position’).

Merk op dat de grootste magnetisatie component Mz is, met niet-nul waarden voor Mx en My. Deze niet-nul waarden resulteren in een deviatiehoek (theta) van de magnetisatie vector van de magnetisatie-hoofdas (Z-as). Dit wordt in de kleinere tabel onderaan getoond, waarbij de magnetisatievector wordt uitgedrukt2 in bolcoördinaten. De kwantitatieve geoptimaliseerde fittingparameters (en afgeleide parameters zoals de bolcoördinaten van de magnetisatievector) kunnen in een pass/fail analyse worden gebruikt, waar een streefwaarde en tolerantie-interval kan worden ingesteld voor elke parameter (zie kolommen 'QC', 'Target', 'Tol.' en 'Pass/Fail'). De volledige analyse met het vooraf berekende schema neemt niet meer dan twee seconden in beslag.

Figuur 4: Theoretische best fit magneetveldverdeling van de magneet in Fig. 1 en Fig. 2. De geoptimaliseerde parameters zijn die van Fig. 3. Dit is een 'perfecte' theoretische magneetveldverdeling.

Figuur 5: Rest magneetvelddistributie (fit minus gemeten data), als gevolg van de analyse in de voorgaande figuren. Deze resterende verdeling toont alle 'onvolkomenheden' in de gemeten magneet, dwz alle plaatsen in de magneetveldverdeling die afwijken van de 'perfecte' gesimuleerde magneetveldverdeling van Fig. 4. Dit restbeeid laat analyses toe als materiaal defect detectie en karakterisering, magneetveld (in)homogeniteits-analyse etc. Betreffende deze laatste, daar de magneetveld-achtergrond van de 'perfecte' magneet wordt verwijderd, geeft een statistische analyse van het restbeeid relevante informatie over de (in)homogeniteit van de magneet ten opzichte van de perfecte magneet, zoals te zien in het 'Statistics' frame rechtsboven. Waarden die kunnen worden gebruikt voor bijvoorbeeld een pass/fail-analyse omvatten de minimale en maximale velden, bereik, gemiddelde, standaardafwijking, noord-zuid asymmetrie, etc.

Figuur 6: Gemeten magneetveldverdeling van een blokmagneet met a = b = 5 mm, c = 2mm. De gemeten magnetische veldcomponent is de Bz component loodrecht op de sensor van de magneetveldcamera.

Figuur 7: Resultaten van een optimalisatie procedure volgens de onderhavige uitvinding voor de magneet van Fig. 6. De meetgegevens worden geladen door op de 'Load data'-knop te klikken. Voor de analyse, wordt de magneetgeometrie geselecteerd in de drop-down box rechts ('cilinder'). De eerste kolom van de grootste tabel (‘Initial value’) toont de initiële waarden (stadwaarden) voor de optimalisatieprocedure. Op basis van deze beginwaarden worden vooraf berekende gesimuleerde magneetvelddistributies geladen uit een bibliotheek, of worden deze berekend indien ze nog niet bestaan. De parameternamen worden getoond aan de linkerkant. In de derde kolom ("Fit") kan men kiezen welke parameters op te nemen in de optimalisatie en welke vast te houden. De optimalisatieprocedure wordt gestart met behulp van de 'Analyze'-knop.

Nadat het proces voltooid is, geeft de ‘Fitted value’ kolom de geoptimaliseerde waarden voor de geselecteerde fittingparameters weer. In dit voorbeeld omvatter de geoptimaliseerde parameters: diameter van de cilinder (‘Size 1’) de magnetisatievector componenten (Mx, My, Mz) en de positie van het centrum van de magneet in hetXY-vlak (‘x-position’ en ‘y-position’).

Merk op dat de grootste magnetisatie component Mz is, met niet-nul waarden voor Mx en My. Deze niet-nul waarden resulteren in een deviatiehoek (theta) van de magnetisatie vector van de magnetisatie-hoofdas (Z-as). Dit wordt in de kleinere tabel onderaan getoond, waarbij de magnetisatievector wordt uitgedrukt in bolcoördinaten. De kwantitatieve geoptimaliseerde fittingparameters (en afgeleide parameters zoals de bolcoördinaten van de magnetisatievector) kunnen in een pass/fail analyse worden gebruikt, waar een streefwaarde en tolerantie-interval kan worden ingesteld voor elke parameter (zie kolommen 'QC', 'Target', 'Tol.' en 'Pass/Fail'). De volledige analyse met het vooraf berekende schema neemt niet meer dan twee seconden in beslag.

De hierboven beschreven werkwijzen volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen worden uitgevoerd in een verwerkingssysteem 200, zoals schematisch getoond in Fig. 8.

Fig. 8 toont één configuratie van systeem 200 die ten minste hetvolgende omvat: een aanpasbare of programmeerbare processor 41 gekoppeld met een geheugensubsysteem 42 die ten minste een vorm van geheugen, bijvoorbeeld RAM, ROM, enzovoort omvat. Het dient te worden opgemerkt dat de processor 41 ‘general purpose’ of een ‘special purpose’ processor kan zijn, en kunnen geschikt zijn voor integratie in een apparaat, bijvoorbeeld een chip die andere componenten heeft die andere functies uitvoeren. Aldus kunnen een of meer aspecten van de werkwijze volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden uitgevoerd in digitale elektronische schakelingen of in computerapparatuur, firmware, software, of combinaties daarvan. Het verwerkingssysteem kan een opslagsubsysteem 43 bevatten dat ten minste een data-opslagschijf is en/of cd-rom-station en/of dvd-station. In sommige implementaties kan een gebruikersinterface subsysteem 44 worden voorzien waarmee een gebruiker handmatig gegevens kan invoeren of de werking kan aanpassen. Meer elementen zoals netwerkverbindingen, interfaces met verschillende apparaten, enz., worden opgenomen in sommige uitvoeringsvormen, maar zijn niet geïllustreerd in Fig. 8. In het bijzonder wordt een interface voorzien om de output van een magneetveldcamera te ontvangen als hierboven beschreven. De verschillende elementen van het systeem 40 kunnen worden gekoppeld op verschillende manieren, bijvoorbeeld via een bus 45 subsysteem, in Fig. 8 voor de eenvoud weergegeven als een enkele bus, maar wordt door deskundigen geïnterpreteerd als omvattende ten minste één bus. Het geheugen van het geheugen subsysteem 42 kan op een bepaald moment een gedeelte van of alle (in beide gevallen weergegeven als 46) van een reeks instructies bevatten die, wanneer uitgevoerd op het verwerkingssysteem 40, de stappen van de hierin beschreven uitvoeringsvormen van de werkwijze uitvoeren.

De onderhavige uitvinding omvat ook een computerprogramma product dat de functionaliteit voorziet van eenderwelke van de methoden bepaald volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, wanneer uitgevoerd op een rekenapparaat. Een dergelijk computerprogramma product kan tastbaar zijn in de vorm van een dragermedium dat machine-leesbare code bevat voor uitvoering door een programmeerbare processor. De onderhavige uitvinding betreft derhalve een dragermedium dat een computer programma product bevat dat, wanneer uitgevoerd op een rekenapparaat, instructies geeft voor het uitvoeren van een van de werkwijzen zoals beschreven hierboven. De term "dragermedium" verwijst naar elk medium dat deelneemt in het voorzien van instructies ter uitvoering door een processor. Een dergelijk medium kan vele vormen aannemen, met inbegrip van maar niet beperkt tot, niet-vluchtige media, en transmissiemedia. Niet-vluchtige media omvatten bijvoorbeeld optische of magnetische schijven, zoals een opslagapparaat dat deel uitmaakt van massa-opslag. Voorkomende vormen van computer-leesbare media omvatten, een cd-rom, een dvd, een flexibele schijf of diskette, een band, een geheugenchip of cartridge of andere medium waaruit een computer kan lezen. Verschillende ' vormen van computer-leesbare media kunnen worden betrokken in het dragen van één of meer sequenties van één of meer instructies naar een processor voor uitvoering. Het computerprogramma product kan ook worden verzonden via een draaggolf in een netwerk, zoals een LAN, WAN of internet. Transmissiemedia kunnen de vorm aannemen van akoestische of lichtgolven, zoals die bij radiogolven en infrarood datacommunicatie worden gebruikt. Transmissie media kunnen de vorm aannemen van coaxiale kabels, koperdraad en vezeloptica, . waaronder de draden die een bus omvatten binnen een computer.

Dienovereenkomstig omvat de onderhavige uitvinding ook een software product dat bij uitvoering op een geschikt computerapparaat eenderwelke van de werkwijzen van de onderhavige uitvinding uitvoert. Geschikte software kan worden verkregen door een geschikte hoge programmeertaal zoals C en door compilatie met een geschikte compiler voor de processor van de doelcomputer. De processor van de doelcomputer kan zijn (bijvoorbeeld, maar niet beperkt tot): de algemene processor (CPU) in een computersysteem, een grafische processor (zoals GPU) van een computersysteem, een algemene processor in een displaysysteem, een grafische processor (zoals een GPU) in een beeldvormend systeem, een ingebedde processor in een beeldvormend systeem, een processor in een paneel, zoals een LCD paneel of OLED paneel of plasmascherm, een processor in het driver systeem van een vloeibaar kristal display.

Dienovereenkomstig verschaft de onderhavige uitvinding een computerprogramma product voor het karakteriseren van magneetsystemen gebaseerd op een geïnitialiseerde set invoerparameters van het magneetsysteem, codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast om het meten van de magnetische veldverdeling toe te laten, alsook het bepalen van een optimale verwachte magneetveldverdeling van het magnetische systeem.

In een ander aspect verschaft de onderhavige uitvinding een computerprogramma product voor een werkwijze voor het fitten van een theoretisch simulatiemodel aan een set van gemeten data door het optimaliseren van een set van modelparameters, met het kenmerk, dat het rekenwerk voor het modelleren geheel of gedeeltelijk wordt uitgevoerd vóór de feitelijke optimalisatie procedure gestart wordt ('voorcalculatie' of 'vooraf berekende data'). De gemeten gegevens kunnen, bijvoorbeeld, magneetveldwaarden zijn. In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de meetwaarden magneetveld waarden verkregen van een magneetveldcamera apparaat. Het computerprogramma product kan optioneel worden opgeslagen op een niet-tijdelijke opslag medium. De codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast teneinde toe te laten genoemde verwachte magneetveldverdeling te bepalen, met inbegrip van: i) bepalen van een berekende magnetische veldverdeling met een theoretische simulatiemodel, ii) het vergelijken van genoemd te verwachten magneetvelddistributie naar genoemde gemeten magneetveldverdelingswaarden, iii) het gebruik van een optimalisatie plan om het verwachte magneetveld te verkrijgen van het magnetische systeem, iv) het herhalen van stappen i), ii) en iii) tot de verwachte magneetveldverdeling hetzelfde is als de gemeten magneetveldverdelingswaarde binnen een tolerantie.

De codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast zodat het theoretische simulatiemodel een analytisch model is.

De codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast zodat het theoretische simulatiemodel een eindige elementenmethode model is.

De codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast zodat het optimalisatieschema een lineaire data-fitting algoritme gebruikt.

De codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast zodat het optimalisatieschema een niet-lineaire data-fitting algoritme gebruikt.

De codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast zodat het optimalisatieschema interpolatie algoritmes gebruikt.

De codesegmenten, wanneer uitgevoerd op een processor, kunnen worden aangepast zodat het optimalisatieschema lineaire combinaties van vooraf berekende datasets gebruikt.

Claims (20)

1. CONCLUSIES

   1. Inrichting voor het karakteriseren van magnetische systemen op basis van een set geïnitialiseerde invoerparameters van het magnetisch systeem, omvattende: - middelen voor het meten van de magneetveldverdeling en - middelen voor het bepalen van de optimale verwachte magneetveldverdeling van het magnetisch systeem.
2. 2. Inrichting volgens conclusie 1, verder omvattende middelen voor het bepalen van genoemde te verwachten magneetveldverdeling, met inbegrip van: i) middelen voor het bepalen van een berekende magneetveldverdeling met een theoretisch simulatiemodel ii) middelen voor het vergelijken van de verwachte magneetveldverdeling met de waarden van genoemde gemeten magneetveldverdeling, iii) middelen voor het gebruiken van een optimalisatieschema om de verwachte agneetveldverdeling van het magneetsysteem te verkrijgen.
3. 3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de middelen voor het meten van de magneetveldverdeling bestaan uit een magneetveldcamera apparaat.
4. 4. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 3, waarbij de invoerparameters ten minste één van de volgende omvatten: componenten van de magnetisatievector, de positie-coördinaten of de afmetingen.
5. 5. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 4, waarin het theoretisch simulatiemodel geselecteerd is uit de groep omvattende een analytisch model en een eindige-elementenmethode model.
6. 6. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 5, waarbij het optimalisatieschema gebruikmaakt van één van de volgende: een lineair data-fitting algoritme, een niet-lineair data-fitting algoritme, interpolatiealgoritmen, en lineaire combinaties van vooraf berekende datasets.
7. 7. Het gebruik van een inrichting volgens één der conclusies 1 tot 6 voor de inspectie en/of de kwaliteitscontrole van de volgende: permanente magneten, permanente magneten met éénassige magnetisatie, permanente magneten met meerpolige magnetisatie, ferromagnetische, paramagnetische, diamagnetische, magnetostrictieve en/of supergeleidende materialen en/of materialen met andere vormen van magnetische respons, elektromagneten, magnetische assemblages, of voor inspectie en/of kwaliteitscontrole van lasnaden, waaronder maar niet beperkt tot, puntlassen, projectielassen, andere weerstandslassen, laserlassen, elektronenstraallassen en booglassen.
8. 8. Werkwijze voor het karakteriseren van magnetische systemen gebaseerd op een geïnitialiseerde groep invoerparameters van het magneetsysteem, en de volgende stappen omvattende: - meten van de magneetveldverdeling, - bepalen van de optimale verwachte magneetveldverdeling van het magnetisch systeem.
9. 9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij het bepalen van genoemde verwachte magneetveldverdeling bestaat uit volgende stappen: i) vanaf genoemde geïnitialiseerde waarden van genoemde inputparameters bepalen van een berekende magneetveldverdeling met behulp van een theoretisch simulatiemodel, ii) vergelijken van de waarden van genoemde verwachte magneetveldverdeling met de waarden van genoemde gemeten magneetveldverdeling, iii) gebruik van een optimalisatieschema om de verwachte magneetveldverdeling van het magneetsysteem te verkrijgen, iv) herhalen van stappen i), ii) en iii) tot de waarden van de verwachte magneetveldverdeling hetzelfde zijn als de waarden van de gemeten magneetveldverdeling binnen een tolerantie.
10. 10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, waarin de meetgegevens magneetveldwaarden zijn, verkregen van een magneetveldcamera apparaat.
11. 11. Werkwijze volgens één der conclusies 8 tot 10, waarbij de invoerparameters ten minste één van de volgende omvatten: componenten van de magnetisatievector, positiecoördinaten, of afmetingen.
12. 12. Werkwijze volgens één der conclusies 8 tot 11, waarin het theoretische simulatiemodel is gekozen uit een analytisch model en een eindige-elementenmethode model.
13. 13. Werkwijze volgens één der conclusies 8 tot 11, waarbij het optimalisatieschema gebruikmaakt van één of meer van de volgende: een lineair data-fitting algoritme, een niet-lineair data-fitting algoritme, interpolatiealgoritmen, lineaire combinaties van vooraf berekende datasets.
14. 14. Het gebruik van een werkwijze volgens één der conclusies 8 tot 13 voor inspectie en/of kwaliteitscontrole van de volgende: permanente magneten, permanente magneten met éénassige magnetisatie, permanente magneten met meerpolige magnetisatie, ferromagnetische, paramagnetische, diamagnetische, magnetostrictieve en/of supergeleidende materialen en/of materialen met andere vormen van magnetische respons, elektromagneten, magnetische assemblages, lassen, puntlassen, projectielassen, andere weerstandslassen, laserlassen, elektronenstraallassen en booglassen.
15. 15. Een computerprogramma product voor het karakteriseren van magnetische systemen op basis van een geïnitialiseerde set invoerparameters van het magneetsysteem, codesegmenten die, wanneer uitgevoerd op een processor, worden aangepast teneinde de magneetveldverdeling op te meten, en een optimale verwachte magneetveldverdeling van het magneetsysteem te bepalen.
16. 16. Het gebruik van een werkwijze volgens één der conclusies 8 tot 13 in een productielijn.
17. 17. Het gebruik van een werkwijze volgens één der conclusies 8 tot 13 voor het kalibreren van positioneringshulpmiddelen.
18. 18. Werkwijze voor het kalibreren van de positie van een positioneringshulpmiddel voor een magneet ten opzichte van een magneetveldcamera apparaat, omvattende - het plaatsen van het positioneringshulpmiddel op een a priori onbepaalde positie ten opzichte van het magneetveldcamera apparaat; - het vervolgens plaatsen van een referentiemagneet met gekende afmetingen op een gekende relatieve positie ten opzichte van het positioneringshulpmiddel; - het opmeten van de magneetveldverdeling van de genoemde referentiemagneet met behulp van het magneetveldcamera apparaat; - het bepalen van de ruimtelijke relatieve positie van de referentiemagneet ten ' opzichte van de magneetveldcamera, en het hieruit afleiden van de relatieve positie van het positioneringshulpmiddel ten opzichte van de magneetveldcamera.
19. 19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarin het bepalen van de ruimtelijke relatieve positie van de referentiemagneet ten opzichte van de magneetveldcamera het analyseren van de opgemeten magneetveldverdeling van de referentiemagneet omvat met een werkwijze volgens één der conclusies 8 tot 13. 20 Werkwijze voor het positioneren van een magneet ten opzichte van een magneetveldcamera apparaat, omvattende: - het plaatsen en kalibreren van de positie van een positioneringshulpmiddel ten opzichte van de magneetveldcamera volgens de werkwijze van één der conclusies 18 tot 19; - het plaatsen van de magneet op een vaste plaats ten opzichte van het positioneringshulpmiddel.
20. 21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarin het positioneringshulpmiddel een hoofdoppervlak omvat dat in hoofdzaak L-vormig is.