CN106970145A - 带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢内部缺陷检测装置的传感器调节装置及方法，该装置包括传感器状态与故障分析模块、传感器灵敏度调节校验模块；传感器状态与故障分析模块又包括磁场饱和度分析模块、磁场变化曲线拟合模块、传感器故障检测模块。磁场饱和度分析模块接收传感器磁场信号，并将传感器磁场信号与正向饱和磁场强度、反向饱和磁场强度相比较；磁场变化曲线拟合模块根据比较结果调节传感器电源，并在调节过程中绘制磁场信号的拟合曲线；传感器故障检测模块将拟合曲线与传感器工作的标准曲线相比较，判断传感器是否故障；传感器灵敏度调节校验模块调节传感器灵敏度。本发明可以在离线检测情况下，实现对检测传感器是否正常工作的判断。

Description

带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法及装置

技术领域

本发明涉及带钢生产设备的调节方法及其装置，更具体地说，涉及一种带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法及装置。

背景技术

带钢内部缺陷是冷轧薄带产品的主要质量缺陷之一，特别是对于DI材和电池钢等特殊用途的带钢产品。在这类带钢产品中，若出现内部缺陷，会导致泄漏等风险，对下游厂家造成很大的质量纠纷，带来很多不必要的麻烦。因此在某些冷轧带钢生产线，生产过程中必须检验内部质量缺陷情况，防止发生缺陷产品交付用户。由于冷轧带钢产品生产是高速和自动化过程，产品离线检测存在抽样风险。因此提出在线内部缺陷检测要求。

检查内部缺陷的方法为漏磁法和电磁超声法等探伤方法。而目前采用比较多的技术是漏磁法。在漏磁检测技术中，传感器多采用电磁线圈、霍尔元件或者磁敏元件。在缺陷检测过程中，需要多个传感器以阵列的形式排布，构成电磁检测探头。检测探头对磁化后的钢板进行检测，若存在内部缺陷，则将会检测到钢板内的漏磁场。在实际应用中，由于传感器数量比较大，个别传感器发生了故障后，不一定能够及时发现，这样就会影响到检测设备的检测效果。或者是，某个或者某几个传感器灵敏度降低，需要及时发现并进行灵敏度调整。所以，这就需要一种故障监控装置，用来监控传感器工作状态。

因此，基于漏磁检测的装置比较多，但由于其自身的技术原因，又有不同的检测方法。

在现有技术中，专利GB2519442A提供了一种用于检测钢管状态的方法和装置。专利JP5104247B2介绍了一种连铸坯的生产方法，通过施加磁场来对铁水进行控制，减少缺陷的产生，从而实现连铸坯在线生产。JP3748852B2介绍了一种用线圈产生磁场，来进行缺陷检测的方法。WO2004027370A1介绍了一种对机械设备进行故障和异常进行诊断的方法和装置。

发明内容

针对现有技术中存在的传感器发生了故障后不能够及时发现，并且传感器灵敏度调节不及时的问题，本发明的目的是提供一种带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法，包括以下步骤：步骤1，接收传感器磁场信号，并将传感器磁场信号与正向饱和磁场强度、反向饱和磁场强度相比较；步骤2，根据比较结果调节传感器电源，并在调节过程中绘制磁场信号的拟合曲线；步骤3，将拟合曲线与传感器工作的标准曲线相比较，判断传感器是否故障；步骤4，调节传感器灵敏度。

根据本发明的一实施例，步骤2进一步包括：若传感器磁场信号大于正向饱和磁场强度，则减小传感器电源电压值；若传感器磁场信号小于反向饱和磁场强度，则增大传感器电源电压值。

根据本发明的一实施例，步骤4进一步包括：步骤4.1，任选一个时刻，求取所有传感器磁场强度信号的平均值；步骤4.2，选定计算阈值，并计算每个传感器磁场强度与平均磁场强度之差的绝对值；步骤4.3，若绝对值大于计算阈值，则传感器灵敏度不满足要求，调节传感器电源电压，直至满足要求。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种带钢内部缺陷检测装置的传感器调节装置，包括传感器状态与故障分析模块、传感器灵敏度调节校验模块；传感器状态与故障分析模块又包括磁场饱和度分析模块、磁场变化曲线拟合模块、传感器故障检测模块。磁场饱和度分析模块接收传感器磁场信号，并将传感器磁场信号与正向饱和磁场强度、反向饱和磁场强度相比较；磁场变化曲线拟合模块根据比较结果调节传感器电源，并在调节过程中绘制磁场信号的拟合曲线；传感器故障检测模块将拟合曲线与传感器工作的标准曲线相比较，判断传感器是否故障；传感器灵敏度调节校验模块调节传感器灵敏度。

根据本发明的一实施例，还包括漏磁检测设备、信号采集电路；漏磁检测设备、信号采集电路和传感器状态与故障分析模块依次连接，并且传感器状态与故障分析模块反馈传感器工作状态至漏磁检测设备。

根据本发明的一实施例，还包括显示报警模块，与传感器灵敏度调节校验模块相连接。

在上述技术方案中，本发明的带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法及装置可以在离线检测情况下，实现对检测传感器是否正常工作的判断，以方便操作人员对传感器进行调节，使其正常检测。

附图说明

图1是本发明装置的结构框图；

图2是图1中传感器状态与故障分析模块的结构框图；

图3是本发明装置的结构示意图；

图4是本发明带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

参照图1～3，本发明的目的是为了实现对于带钢内部缺陷检测装置的传感器工作状态监控及调节方法。在现场长期使用过程中，磁敏传感器可能会发生故障或者灵敏度改变，这就需要定期对检测探头进行校验，及时发现状态异常的传感器并进行维护更换。

如图1所示，本发明的带钢内部缺陷检测装置的传感器调节装置主要由5部分组成：漏磁检测设备1、信号采集电路2、传感器状态与故障分析模块3、传感器灵敏度调节校验模块4和显示报警模块5。其中，漏磁检测设备包括磁敏检测探头11、标定辊12、磁化装置13和检测样板14，而传感器状态与故障分析模块3又包括磁场饱和度分析模块31、磁场变化曲线拟合模块32和传感器故障检测模块33。

如图1和图2所示，信号采集电路2获取到漏磁检测设备1检测到的标定样板上的样本磁信号，并交由传感器状态与故障分析模块3进行处理。具体来说，漏磁检测设备1测得带钢磁化后的磁场信号，信号采集电路2采集到这些信号后，将信号通过以太网传送至计算机8，计算机8的传感器状态与故障分析模块3对传感器信号进行分析，判断其是否正常。

如图3所示，漏磁检测设备1的检测探头安装在设备安装机架上，标定样板7安装在标定辊6上，磁化装置对标定样板7进行磁化。传感器探头对标定辊6上的标定样板7进行检测，信号采集电路2获取到检测信号，并将该信号送至计算机进行信号处理。计算机8上面的传感器状态与故障分析模块3和传感器灵敏度调节校验模块4启动后，就可以开始对传感器获得的带钢磁场信号进行分析，计算机根据传感器灵敏度分析情况，发指令给传感器灵敏度调节校验模块4，传感器灵敏度调节校验模块4再控制磁化探头进行灵敏度调节，最后显示报警模块5将传感器工作状态显示出来，即可根据情况对相应传感器进行处理，并确认其调整方式。

通过对接收到的信号曲线进行分析，若传感器磁场出现上饱和，则通过调节电源调节其偏压，使其回到正常区域，保证检测正常进行。若传感器磁场出现下饱和，则通过增加正向偏压，使其回到正常检测范围。接下来，再由传感器灵敏度调节校验模块4对各传感器灵敏度进行一致性校验，若存在灵敏度达不一致的，就自动调节至统一水平。最后，若还有传感器灵敏度达不到要求，则统一认定为故障传感器，并由显示报警模块5进行报警。现场操作人员，可以根据报警信息对相应传感器进行更换。

参照图4，针对上述装置，本发明还公开了一种对应的带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法，主要包括以下几个步骤：

设有N个传感器，传感器正向饱和磁场强度为S₊，传感器反向饱和磁场强度为S_-，第i个传感器实际磁化强度为S_i(i＝1,2,…,N)，传感器工作偏压为V。具体实现过程如下：

S1：饱和度分析。

接收到采集卡送来的传感器磁场信号S_i后，磁场饱和度分析模块31对该信号进行分析，若S_i>S₊，则该传感器磁场区域被标识为红色，传感器出现正向饱和；若S_i<S_-，则该区域被标识为橙色，传感器出现反向饱和；若S_-<S_i<S₊，则该传感器磁场区域被标识为绿色，传感器磁化信号正常。

S2：磁场变化曲线拟合。

若S_i>S₊，计算机控制调节传感器电源，减小V值；若S_i<S_-，计算机控制调节传感器电源，增大V值。若S_-<S_i<S₊，计算机控制调节传感器电源，将V值上下调节。在V变化过程中，曲线拟合模块32监视S_i值的变化，拟合出其变化曲线。

S3：传感器故障分析。

传感器故障检测模块33调用传感器工作标准曲线，并与拟合出来的曲线进行分析对比，判断传感器是否出现故障。若二者一致，则为正常工作状态，否则其为故障状态。

S4：传感器灵敏度调节校验。

最后统一对校验后的模块进行灵敏度调节，使其灵敏度保持一致。该步骤又包括以下几个子步骤：

S4.1：任选一个时刻，求取所有传感器磁场强度信号的平均值

S4.2：选定计算阈值为S_threshold，并计算每个传感器磁场强度与平均磁场强度之差的绝对值S_r：

S4.3：若S_r>S_threshold，则传感器灵敏度不满足要求，调节其偏压V，直至其满足要求。

最后，显示报警模块5将传感器状态信息显示在计算机屏幕上，并进行报警，由运维人员对故障传感器进行更换，并对灵敏度异常的传感器进行调节。

本发明可以在离线检测情况下，实现对检测传感器是否正常工作的判断，以方便操作人员对传感器进行调节，使其正常检测。首先将检测探头调整到校验位，然后打开磁化装置和传感器的工作电源，启动计算机的传感器状态与故障分析模块、传感器灵敏度调节校验模块和显示报警模块。通过观察显示报警模块的传感器状态信息，即可判断出传感器是否工作正常。本发明保障了内部缺陷检测设备传感器的工作状态，对于钢材内部缺陷的正确实时检测，提供了有力的保证。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，接收传感器磁场信号，并将所述传感器磁场信号与正向饱和磁场强度、反向饱和磁场强度相比较；

步骤2，根据比较结果调节传感器电源，并在调节过程中绘制磁场信号的拟合曲线；

步骤3，将所述拟合曲线与传感器工作的标准曲线相比较，判断传感器是否故障；

步骤4，调节传感器灵敏度。

2.如权利要求1所述的带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法，其特征在于，步骤2进一步包括：

若传感器磁场信号大于正向饱和磁场强度，则减小传感器电源电压值；

若传感器磁场信号小于反向饱和磁场强度，则增大传感器电源电压值。

3.如权利要求1所述的带钢内部缺陷检测装置的传感器调节方法，其特征在于，步骤4进一步包括：

步骤4.1，任选一个时刻，求取所有传感器磁场强度信号的平均值；

步骤4.2，选定计算阈值，并计算每个传感器磁场强度与平均磁场强度之差的绝对值；

步骤4.3，若所述绝对值大于所述计算阈值，则传感器灵敏度不满足要求，调节传感器电源电压，直至满足要求。

4.一种带钢内部缺陷检测装置的传感器调节装置，其特征在于，包括：

传感器状态与故障分析模块、传感器灵敏度调节校验模块；所述传感器状态与故障分析模块又包括磁场饱和度分析模块、磁场变化曲线拟合模块、传感器故障检测模块；

所述磁场饱和度分析模块接收传感器磁场信号，并将所述传感器磁场信号与正向饱和磁场强度、反向饱和磁场强度相比较；

所述磁场变化曲线拟合模块根据比较结果调节传感器电源，并在调节过程中绘制磁场信号的拟合曲线；

所述传感器故障检测模块将所述拟合曲线与传感器工作的标准曲线相比较，判断传感器是否故障；

所述传感器灵敏度调节校验模块调节传感器灵敏度。

5.如权利要求4所述的带钢内部缺陷检测装置的传感器调节装置，其特征在于，还包括漏磁检测设备、信号采集电路；

所述漏磁检测设备、信号采集电路和传感器状态与故障分析模块依次连接，并且传感器状态与故障分析模块反馈传感器工作状态至漏磁检测设备。

6.如权利要求4所述的带钢内部缺陷检测装置的传感器调节装置，其特征在于，还包括显示报警模块，与传感器灵敏度调节校验模块相连接。