CN109211082A - 一种金属片材厚度的检测方法及检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及片材检测技术领域，具体为一种金属片材厚度的检测方法及检测仪，检测仪预设有多个频道F_n，n∈N^*，各频道设有对应的频率与放大倍数，工作时可根据选定频道的频率产生相应的交变磁场，检测厚度时将片材置于交变磁场中，并测量电压的变化情况，检测方法包括步骤1)扫描并保存各预设频道F_n空载时对应的电压值E0_n；步骤2)扫描并保存各预设频道F_n检测单张标准片材时对应的电压值E1_n；步骤3)比较各频道中E0_n/2和E1_n的差值，并选取差值的绝对值最小的频道作为检测频道F，本发明能实现自动化选择片材检测频道的功能。

Description

一种金属片材厚度的检测方法及检测仪

技术领域

本发明涉及片材检测技术领域，具体为一种金属片材厚度的检测方法及检测仪。

背景技术

在金属容器制造行业中，例如锅具等涉及金属片材的产品生产工艺中，片材的厚度尺寸是体现产品质量的重要指标，当片材过厚或者过薄都会直接影响到产品的质量，从而降低客户对产品的使用体验，另外，在现有的金属容器生产过程中，片材自动化上料已经非常普遍，但现有的上料机构中难免会出现同时将多片叠置的片材运送至制造设备中，造成模具损坏，从而影响生产效率。因此人们研发出片材检测仪来解决片材厚度及上料数量的问题，但现有的片材检测仪在检测不同产品的片材时，则需要人工设定检测频道，其自动化程度低，无法适应生产过程自动化的需求，因此研发一种可自动化选择检测频道的片材厚度检测方法和检测仪是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可自动选择检测频道的金属片材厚度检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种金属片材厚度的检测方法，涉及检测仪，所述检测仪预设有多个频道F_n，n∈N^*，各频道设有对应的频率，工作时可根据选定频道的频率产生相应的交变磁场，检测厚度时将片材置于交变磁场中，并测量电压的变化情况，所述检测方法包括频道选择步骤，具体如下：

首先，检测仪扫描并保存各预设频道F_n空载时对应的电压值E0_n，从而确定出参考值为 E0_n/2，随后将单张标准的金属片材置于交变磁场中，片材切割磁感线以使电压发生变化，检测仪分别扫描并保存各频道F_n在检测标准片材时对应的电压值E1_n，选择并保留电压值 E1_n在0.2E0_n至0.8E0_n之间的频道，排除电压值E1_n在上述范围以外的频道。

随后比较筛选之后各频道的参考值E0_n/2和E1_n的差值，并选取差值的绝对值最小的频道作为检测频道F，当上述步骤中出现多个绝对值相同的频道时，选择n最小的频道作为检测频道，当然，作为一种替换的方案，也可以选择n最大的频道作为检测频道。

本发明提供的检测方案还包括确定完频道后的检测步骤，具体如下：

采用由上述步骤确定出来的检测频道F对待检测的金属片材进行检测，将待检测的金属片材依次置于交变磁场中，以使片材切割交变磁场的磁感线从而使电压发生变化，检测仪扫描并保存检测频道F检测片材时的电压值E_x，当E_x在预设范围内时判断为合格片材，当E_x超出该范围时判断为不合格片材，具体的，定义检测频道F空载时的电压值为E，当0.2E≤E_x≤0.8E时判断为合格片材，反之为不合格片材。

本发明还提供一种应用上述检测方法的检测仪，包括控制模块、函数发生器、多种放大模块、发射探头和接收探头，所述控制模块预设有多个频道F_n，各频道设有对应的频率和放大倍数，n∈N^*，所述函数发生器根据各频道预设的频率产生信号，并经由电压放大模块采用对应的放大倍数K放大后通过发射探头和接收探头产生对应的交变磁场，所述控制模块控制发射探头、接收探头分别检测各预设频道空载时和检测单张标准片材时的情况，并经过转换后得到对应空载时的电压值E0_n以及检测单张标准片材时的电压值E1_n，并且比较各频道中E0_n/2和E1_n的差值，选取差值的绝对值最小的频道作为检测频道F。

上述多种放大模块包括电压放大模块、功率放大模块和信号放大模块，所述函数发生器、电压放大模块、功率放大模块、发射探头与控制模块电连接，所述信号转换模块、信号放大模块、接收探头与控制模块电连接。

与现有技术相比，本发明利用了涡流检测技术，通过被测定金属片材所产生的反向感应电动势对交变磁场中原感应电动势的影响从而推断出金属片材的厚度情况，由于趋肤效应、检测灵敏度等因素的影响，不同材质、不同厚度的金属片材对检测频率的选择范围是有特定的需求，因此检测仪在检测前已根据待检测片材的材料和厚度范围预设有多种梯度的频率，并且经实验分析发现各频率在测量与其对应的材质、相应厚度范围内的金属片材时的电压值均接近于对应频率空载时的电压值的一半，因此将各预设频道F_n空载时对应的电压值E0_n的一半定义为参考值，并通过比较各预设频道检测单张标准片材时的电压值E1_n与参考值的差值，选取电压值E1_n最接近参考值的那一频道作为后续检测片材的检测频道F，从而实现自动化选频的效果，需要注意的是，本发明所涉及的标准片材的厚度是在频道预设过程时所考虑的厚度范围内。

附图说明

图1为检测仪的结构示意图

图2为检测仪预设频道的流程示意图

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例一：

本实施例提供一种金属片材厚度的检测方法，涉及检测仪，所述检测仪根据待检测片材的材料和厚度范围h预设有多个频道F_n，n∈N^*，各频道设有对应的频率，工作时可根据选定频道的频率产生相应的交变磁场，检测厚度时将片材置于交变磁场中，并测量电压的变化情况，所述检测方法包括以下步骤。

步骤一，测量空载时的电压值E0_n：

检测仪扫描并保存各预设频道F_n空载时对应的电压值E0_n，从而确定出参考值为E0_n/2。

步骤二：测量单张标准金属片材时的电压值E1_n：

将单张标准金属片材置于交变磁场中，片材切割磁感线以使电压发生变化，检测仪分别扫描并保存各频道F_n在检测标准片材时对应的电压值E1_n，所述标准金属片材的厚度在上述厚度范围h。

步骤三，确定检测频道F：

通过比较各频道的参考值E0_n/2和E1_n的差值，并选取差值的绝对值最小的频道作为检测频道F，当上述步骤中出现多个绝对值相同的频道时，选择n最小的频道作为检测频道，当然，作为一种替换的方案，也可以选择n最大的频道作为检测频道。

步骤四，采用检测频道F检测待检测的金属片材：

将待检测的金属片材依次置于交变磁场中，以使片材切割交变磁场的磁感线从而使电压发生变化，检测仪扫描并保存检测频道F检测片材时的电压值E_x，当E_x在预设范围内时判断为合格片材，当E_x超出该范围时判断为不合格片材，具体的，定义检测频道F空载时的电压值为E，当0.2E≤E_x≤0.8E时判断为合格片材，反之为不合格片材。

作为一种优选的方案，还包括位于步骤二和步骤三之间的以下步骤：选择并保留电压值E1_n在0.2E0_n至0.8E0_n之间的频道，排除电压值E1_n在上述范围以外的频道。由于在选择检测频道的过程中，难免会出现明显不符合检测要求的数据，这些数据可能会对检测频道的选择带来误差从而影响片材的检测结果，例如频道F₁的E0为1000、E1为950，频道F₂的E0为1000、E1为100，因此，需要在比较参考值E0_n/2和E1_n之前排除明显不符合检测要求的频道，以提高检测频道选择的精确度。

与现有技术相比，本发明利用了涡流检测技术，通过被测定金属片材所产生的反向感应电动势对交变磁场中原感应电动势的影响从而推断出金属片材的厚度情况，由于趋肤效应、检测灵敏度等因素的影响，不同材质、不同厚度的金属片材对检测频率的选择范围是有特定的需求，因此检测仪在检测前已根据待检测片材的材料和厚度范围预设有多种梯度的频率，并且经实验分析发现各频率在测量与其对应的材质、相应厚度范围内的金属片材时的电压值均接近于对应频率空载时的电压值的一半，因此将各预设频道F_n空载时对应的电压值E0_n的一半定义为参考值，并通过比较各预设频道检测单张标准片材时的电压值E1_n与参考值的差值，选取电压值E1_n最接近参考值的那一频道作为后续检测片材的检测频道F，从而实现自动化选频的效果，需要注意的是，本发明所涉及的标准片材的厚度是在频道预设过程时所考虑的厚度范围内。

实施例二：

参见图1，本实施例提供一种应用实施例一的检测方法的检测仪，包括控制模块、函数发生器、电压放大模块、信号放大模块、功率放大模块、信号转换模块、发射探头和接收探头，所述发射探头和接收探头分别绕设有不同的线圈，所述函数发生器、电压放大模块、功率放大模块和发射探头与控制模块电连接，所述信号转换模块、信号放大模块、接收探头与控制模块电连接。

所述控制模块预设有多个频道F_n，各频道设有对应的频率和放大倍数K，n∈N^*，所述函数发生器根据各频道预设的频率产生信号，并经由电压放大模块采用对应的放大倍数K 放大后通过发射探头和接收探头产生对应的交变磁场，所述控制模块控制发射探头、接收探头分别扫描各预设频道空载时的电压值E0_n以及检测单张标准片材时的电压值E1_n，并且比较各频道中E0_n/2和E1_n的差值，选取差值的绝对值最小的频道作为检测频道F。

参见图2，上述检测仪频道的预设方法包括以下步骤：

1)根据待检测金属片材的材料特性、厚度范围，通过控制模块设定多种函数发生器的频率f。

2)选择一种频率和放大倍数K以形成相应的交变磁场，K∈[1,128]。

3)检测仪测量对应交变磁场空载时的电压值。

4)若电压值的数字量在预设范围内,则将对应的频率和放大倍数K作为一个频道的参数，以完成该频道参数的设置；

若电压值的数字量小于预设范围的最小阈值，则按一定幅度增加放大倍数K，并重复步骤3)和步骤4)，如此类推，直至电压值在预设范围内为止，以完成该频道参数的设置；

若电压值的数字量大于预设范围的最大阈值，则按一定幅度缩小放大倍数K，并重复步骤3)和步骤4)，如此类推，直至电压值在预设范围内为止，以完成该频道参数的设置。

5)重复步骤2)至4)，直至完成所有频道F_n的设置。

上述预设范围为控制模块所能检测最大数字量的80％-90％。

作为一种优选的方案，由于发射探头和接收探头之间的距离越远，所产生的磁感应强度就会越弱，即产生的电动势变小，因此需要提高对应频道的放大倍数才能达到上述预设范围，为了避免检测仪在选择了最大的放大倍数时也达不到上述预设范围的情况，以及缩小各频道所设置的放大倍数的数值，在频道预设步骤开始前需限定发射探头和接收探头之间的距离，从而确保放大倍数在选择最大阈值时也能达到控制模块所能检测最大数字量的 80％-90％，并且保证各频道选择出来的放大倍数数值不会太大，本实施例中根据放大倍数K 的选择范围，限定发射探头和接收探头的间距为40-60mm，优选为50mm，上述距离范围不仅可避免出现上述的情况，并且还可防止出现由于探头间距过小而导致金属片材在检测时损坏探头的风险，以满足行业的使用要求。

由于本实施例提供的检测仪应用实施例一的检测方法，因此能实现自动化选择片材检测频道的功能，另外，配合检测仪的频道预设方法，能更大程度地提高片材厚度检测的自动化程度和检测方法的实用性，本发明提供的频道预设方法可自动化地判定出每个频道中适合对应频率进行检测的放大倍数，从而提高频道预设时的自动化程度、减少频道预设过程中涉及人工干涉的步骤、减少人为误差、简化频道预设步骤、提高频道预设的准确性以便提高检测结果的精度；此外，需要注意的是，本发明中所涉及的放大倍数是针对电压放大模块进行说明的，而检测仪电路中的其他放大模块的放大倍数在硬件选择时已为定值，在此不进行限定。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种金属片材厚度的检测方法，涉及检测仪，所述检测仪预设有多个频道F_n，n∈N^*，各频道设有对应的频率，工作时可根据选定频道的频率产生相应的交变磁场，检测厚度时将片材置于交变磁场中，并测量电压的变化情况，其特征在于包括频道选择步骤：

1)扫描并保存各预设频道F_n空载时对应的电压值E0_n；

2)扫描并保存各预设频道F_n检测单张标准片材时对应的电压值E1_n；

3)比较各频道中E0_n/2和E1_n的差值，并选取差值的绝对值最小的频道作为检测频道F。

2.根据权利要求1所述的一种金属片材厚度的检测方法，其特征在于还包括位于步骤2)与步骤3)之间的筛选步骤：选择并保留电压值E1_n在0.2E0_n至0.8E0_n之间的频道，排除电压值E1_n在上述范围以外的频道。

3.根据权利要求1所述的一种金属片材厚度的检测方法，其特征在于：当上述步骤3)中出现多个绝对值相同的频道时，选择n最小的频道作为检测频道。

4.根据权利要求1所述的一种金属片材厚度的检测方法，其特征在于：当上述步骤3)中出现多个绝对值相同的频道时，选择n最大的频道作为检测频道。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种金属片材厚度的检测方法，其特征在于还包括确定频道后的检测步骤：

扫描并保存检测频道F检测片材时的电压值E_x，当E_x在预设范围内时判断为合格片材。

6.根据权利要求5所述的一种金属片材厚度的检测方法，其特征在于：定义检测频道F空载时的电压值为E，当0.2E≤E_x≤0.8E时，判断该片材合格。

7.根据权利要求5所述的一种金属片材厚度的检测方法，其特征在于：当E_x超出该范围时，判断该片材不合格。

8.一种检测金属片材厚度的检测仪，包括控制模块、函数发生器、发射探头和接收探头，其特征在于：

所述控制模块预设有多个频道F_n，各频道设有对应的频率，n∈N^*；

所述函数发生器根据各频道预设的频率产生信号并通过发射探头和接收探头产生对应的交变磁场；

所述控制模块控制发射探头、接收探头分别扫描各预设频道空载时的电压值E0_n以及检测单张标准片材时的电压值E1_n，并且比较各频道中E0_n/2和E1_n的差值，选取差值的绝对值最小的频道作为检测频道F。

9.根据权利要求8所述的一种检测金属片材厚度的检测仪，其特征在于：还包括电压放大模块、信号放大模块、功率放大模块和信号转换模块，所述函数发生器、电压放大模块、功率放大模块、发射探头与控制模块电连接，所述信号转换模块、信号放大模块、接收探头与控制模块电连接。