DE2760053C2

DE2760053C2 - Prüfgerät zum Bestimmen der magnetischen Eigenschaften eines Materialbandes

Info

Publication number: DE2760053C2
Application number: DE2760053A
Authority: DE
Inventors: Layton Deloe 15065 Natrona Heights Pa. Crytzer; Merlin Lee 16056 Saxonburg Pa. Osborn
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Current assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Priority date: 1976-08-17
Filing date: 1977-08-04
Publication date: 1984-01-26
Also published as: SE7709242L; SE425333B; IT1079825B; CS536577A2; BE857868A; GB1590682A; AU504764B2; ES472125A1; BR7705374A; CA1095142A; AR227611A1; ES461667A1; DE2735214C2; DE2760053A1; ZA774644B; FR2362393B1; YU165682A; PL200322A1; HU182921B; JPS5323672A

Description

15

20

25

jo

35

so

55

Die Erfindung bezieht sich auf ein Prüfgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei einem solchen, aus der US-PS 25 55 853 bekannten Prüfgerät sind die beiden Aufnehmerspulen koaxial zueinander so angeordnet daß sie eine unterschiedlich große radiale Entfernung zur Längsrichtung der Arbeitszone, d. h. zur Bewegungsrichtung des bewegten Materialbandes, haben. Außerdem sind die Aufnehmerspulen mit elektrischen Abgriffen versehen, mit Hilfe derer wahlweise bestimmte Spulenwindungen der einzelnen Aufnehmerspulen wirksam und andere unwiiksam zu schalten sind, so daß das Verhältnis der Spulenwindungen der beiden Aufnehmerspulen zueinander geändert werden kann. Die Magnetisierungsspule ist in zwei Spulenteile unterteilt, die sich in Längsrichtung nach außen jeweils an den Aufnehmerspulen anschließen. Aufgrund der unterschiedlichen radialen Entfernung der Aufnehmerspulen von der Längsachse der Arbeitszone und auch der ggf. unterschiedlichen Windungszahlen der beiden Aufnehmerspulen ergibt sich eine Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen der beiden Aufnehmerspulen. Diese Differenz wird mit einer externen Spannung verglichen bzw. mit dieser zum Abgleich gebracht, um die magnetischen Eigenschäften über die Länge eines Materialbandes in Form von Kurvenscharen graphisch aufzeichnen zu können. Da diese Differenz sehr klein werden kann, leidet die Meßgenauigkeit insbesondere bei größeren Bewegungsgeschwindigkeiten des Materialbandes.

Aus der US-PS 31 30 363 ist ein Prüfgerät zum Bestimmen der magnetischen Eigenschaften eines sich bewegenden Bandes, insbesondere eines Stahlbandes bekannt, das kontinuierlich getempert wird, um die geeignete Temper-Temperatur einzustellen. Insbcsondere wird ein Meßkopf benutzt, der in einem Rohr angeordnet ist, das in einer Erwärmungskammer eines Ofens angeordnet ist, um sicherzustellen, ob die Temperatur des Bandes oberhalb oder unterhalb des Curiepunktes liegt Der benutzte Meßkopf ist ein einziger H-förmiger Kern, der auf seinen Schenkeln aufgewickelte identische Spulen aufweist Der Betrieb beruht auf der Feststellung, wann das System unterhalb des Curiepunktes liegt wobei zu diesem Zeitpunkt der Meßkopf eine Verstimmung angibt

Die US-PS 32 81678 beschreibt ebenfalls die Bestimmung der magnetischen Eigenschaften eines Bandmaterials. Es ist bekannt daß die Qualität eines Stahlbleches oder -Streifens von seinen magnetischen Eigenschaften abhängt Es wird ein Prüfgerät für magnetische Kernverluste benutzt das nur zwei Spulen hat Eine ist eine »ß«-Spule und die andere ist eine »//«-Spule, die eine Angabe der Kemverluste in Watt pro Gewicht erzeugt Ein Quotientenmesser wird benutzt, um die magnetische Permeabilität oder μ zu erhalten und liest dabei das Verhältnis von B/H unmittelbar ab. Es werden also nur zwei Spulen benutzt die das Stahlband umfassen, nämlich die Magnetisierungsspule B und die Aufnehmerspule H. Es wird eine ausgereifte Schaltung zum Bestimmen der Kemverluste und der Permeabilität benutzt

Aus der US-PS 34 21 925 ist ein Prüfgerät zum kontinuierlichen Prüfen eines Streifens von Stahlband auf Kemverluste oder Verluste von Watt pro Gewichtseinheit bekannt während das Stahlband bearbeitet wird. Das Prüfgerät weist eine Magnetisierungsspule, eine »ß«-Spule zum Messen des Gesamtflusses in dem Band und der umgebenden Luft und eine »//«-Spule zum Messen des Flusses allein in der umgebenden Luft auf. Dabei wird die Stärke des Stahlbandes als eine seiner Variablen benutzt und aus diesem Grund wird eine Röntgenstrahlen-Sonde zum Bestimmen der Stärke verwendet und die Signale von der »ß«- und der »//«-Spule werden mit den Signalen von der Röntgenstrahlen-Sonde verknüpft um eine kontinuierliche Aufzeichnung der Verluste in Watl pro Gewichtseinheit und damit eine Aufzeichnung der elektrischen Güte des Stahls zu bewirken. Aufgab« der Erfindung ist es, ein Prüfgerät der im

Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß die Mcßgenauijikeit auch bei einem mit hohen Geschwindigkeiten bewegten Materialband verbessert ist.

Bei einem Prüfgerät der genannten Art ist diese > Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Prüfgerät beruht auf dem Prinzip, daß die hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften zu überwachenden Materialbänder bei m einer guten Materialqualität ein weiteres Fortschreiten des von der Magnetisierungsspule ausgebenden Magnetflusses zeigen als bei einer schlechteren Materialqualität

Zur Verbesserung der Meßgenauigkeit wird nicht das ι > unmittelbare Verhältnis oder die Differenz der beiden Ausgangssignale benutzt, sondern es wird vielmehr die größere induzierte Ausgangsspannung durch die positive Differenz zwischen den beiden Ausgangsspannungen dividiert Dadurch ergibt sich ein entsprechend größerer .'«· Wert des Verhältnisses, der insbesondere bei einer graphischen Anzeige der Materialqualität vorteilhaft ist, um Teile minderer Materiaiqualität eines fortlaufenden Materialbandes leicht erkennen und damit aus dem Materialband durch Entfernen ggf. ausscheiden zu <> können.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert Im einzelnen zeigt ι«

F i g. I ein Blockschlatbild einer Schaltung in Verbindung mit dem Prüfgerät,

F i g. 2 einen Stromlaufplan des in F i g. 1 gezeigten Blockschaltbildes.

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Schnittes längs der Linie 3-3 der F i g. 4 eines Materialbandes, das durch eine Magnetisierungsspule und eine Aufnehmerspulenanordnung hindurchgeführt wird,
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der F i g. 3,
F i g. 5 eine Darstellung ähnlich der F i g. 3, die jedoch *o ein weiteres Ausführungsbeispiel der Magnetisierungsspule und der Aufnehmerspulenanordnung zeigt.

Fig.6 eine graphische Darstellung eines typischen Bandprofils einer Rolle eines Stahlbandmaterials, um ein Meßergebnis zu zeigen, das von dem in F i g. 1 « gezeigten Prüfgerät aufgenommen werden kann, und

F i g. 7 eine graphische Darstellung einer Abgleichoder Eichkurve, die der Epstein-Prüfung mit spannungsfreiem Tempern zugeordnet ist, um die mit dem Meßkopf erhaltenen Ergebnisse zu prüfen. so

Fig. I zeigt ein Materialband 10. das Teil einer großen Rolle von Bandmaterial ist und an einer Magnetisierungsspule 12 und Aufnehmerspulen A und B vorbeibewegt wird. F ί g. 1 zeigt die Magnetisierungsspule 12 und Aufnehmerspulen A und B in schemati- 5¹· scher Form, während in den F i g. 3 und 4 ihr tatsächlicher Aufbau und ihre gegenseitige Anordnung gezeigt sind. Die Ausgangssignale der Spulen A und B werden an eine Einrichtung 14 zum Auswerten dieser Ausgangssignale gegeben, deren Ausgang mit einem w> kontinuierlichen Aufzeichnungsgerät 16 verbunden ist. Wie insbesondere in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist ist die Magnetisierungsspule 12 zum Magnetisieren des Bandmaterials 10 Ober eine z. B. eine Einzelphase von 230 V und 60 Hz abgebende Speisespannung in Reihe mit einer Primärspule 18 für die Luftkompensation zum Beseitigen der Aufnahme aus der Luft in der Spulenanordnung geschaltet. Bei irgendeiner gegebenen Bandqualität ist in bekannter Weise der Strom in der Magnetisierungsspule 12 proportional ju der Magnetisierungskraft. Das bedeutet, daß bei einer Änderung de:; Strompegels die Magnetisierungskraft sich ändern würde. Diese Änderung ist nicht kritisch, jedoch sollte eine Konstantstromqucllc benutzt werden, um eine große Änderung zu vermeiden.

Die Aufnehmerspulen A und Π sind mit sekundären Kompensationsspulen 20 und 22 jeweils verbunden, die zusammen mit der Primärspulc 18 die Luftkompensationsanordnung bilden, und die Ausgänge von den Aufnahme-Spulen A und B sind über erste und zweite Gleichrichterschaltungen bildende Vollweg-Diodenbrücken 24 und 26 jeweils verbunden. Das gleichgerichtete Ausgangssignal von der ersten Glcichrichtersdialtung 24 wird an eine McBschaltung gegeben, um einen Analogwert des Ausgangssignals von der Aufnehmerspule A zu erhalten. Beispielsweise kann ein digitales Gleichspannungsvoltmeter 28 benutzt werden, um einen solchen Analogwert des Ausgangssignals von der Aufnehmerspule A zu erhalten. Das Ausgangssignal von der. Aufnehmerspule B und das gleichgerichtete Ausgangssignal von der Aufnehmerspule .4 von der Glcichrichterschaltung 24 werden an die zweite Gleichrichterschaltung 26 in Phasenbeziehung zueinander, gegeben, um ein gleichgerichtetes Ausgangssignal von der Glcichrichterschaltung 26 zu erhalten, das eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Aufnehmerspulen A und B ist Das gleichgerichtete Differenzsignal der Aufnehmerspulen A und B wird an eine weitere analoge Meßschaltung gegeben, wie z. B. ein digitales Gleichspannungsvoltmeter 30. um einen analogen Ausgangswert A — B (Gleichspannung) von diesem zu erhalten, der die Differenz zwischen den von den Aufnehmerspulen A und B erhaltenen Ausgangssignalen angibt. Wie später erläutert wird, sind die Aufnehmerspulen A und B so aufeinander abgestimmt, daß das Ausgangssignal von der Aufnehmerspule A immer größer ist als das Ausgangssignal von der Aufnehmerspule B. Mit anderen Worten, die Aufnehmerspulen A und 4? sind so ausgelegt, daß für die gleiche in das Band 10 durch die Magnetisierungsspulc 12 induzierte Flußmenge die Aufnehmerspule A immer ein größeres Ausgangssignal liefert als die Aufnehmerspule B.

Die Glcichrichtcrschaltung 24 ist unmittelbar über die Aufnehmerspule A geschaltet, um die von dieser erfaßte Spannung gleichzurichten und sie an das Gleichspannungsvoltmcter 28 zu geben, und die Gleichrichterschaltung 26 ist unmittelbar über die Aufnehmerspule B geschaltet, um die von ihr erfaßte Spannung gleichzurichten, und in entgegengesetzter Reihenschaltung zur Gleichrichterschaltung 24 geschaltet, um,die Differenzspannung zwischen den Aufnehmerspulen A und B an das Gleichspannungsvoltmeter 30 zu geben. Es ist auch möglich, die Gleichrichterschaltung 26 unmittelbar über die Aufnehmerspulen A und B. jedoch mit entgegengesetzter Phase zu schalten, so daß die Gleichrichterschaitung 26 eine Spannung gleichrichtet und ein Ausgangssignal erzeugt, das die Differenz zwischen den Spannungen der Aufnehmerspulen A und. 3 angibt Die Gleichspannungsvoltmeter 28 und 30-können auch einen Anzeigeteil umfassen, um eine sichtbare Anzeige der von der Aufnehmerspule A aufgenommenen Spannung und der Differenzspannung A-B. die von den Aufnehmerspulen A und B aufgenommen sind, zu bewirken. Die Gleichspannungsvoltmeter 28 und 10 sind mit "ihrer gemeinsamen oder Erdverbindung über eine

Leitung 32 verbunden und die Spannung von der Gleichrichterschaltung 24 wird an das Gleichspannungsvoltmetcr 28 über eine Leitung 34 und die Spannung von der Glcichrichtcrschaltung 26 wird an das Glcichspannungsvoltmetcr 30 über eine Leitung 36 gegeben. Mit den Ausgängen der Gleichspannungs\ultmeter 28 und 30 ist eine Teilcrschaltung 38 verbunden, die so geschaltet ist. daß sie ein Verhältnis der Ausgangssignalc der Form

j_

A-B

bildet.

In den FI g. 3 und 4 sind die Magnetisierungsspule 12 und die Aufnehrrlcrspulc A mit einer im wesentlichen gleichen Größe gezeigt, während die Aufnehmerspule B etwes größer ist. In Fig.5 sind alle 3 Spulen, die Magnetisierungsspule und die Aufnehmerspulen A und ßmit der gleichen Größe gezeigt. Bei der Ausführungsform der Fig.3 und 4 ist die Magnetisierungsspule 12 aus einem isolierten schweren Kupferdraht über die zwei Aufnehmerspulen gewickelt, wobei alle 3 Spulen auf einen Spulenträger gewickelt sind, der das zu prüfende Band umfaßt. Die Aufnehmerspule A ist aus einer ausreichenden Windungszahl gebildet, um eine geeignete Spannungs'ufnähme in dem Betriebsinduktionsbereich des Bandes zu bewirken, und ist über den mehr oder weniger gleichmäßigen Induktionsbereich konzentriert, der von der Magnetisierungsspule in dem Band erzeugt wird. Die Aufnehmerspule B ist über eine längere »Unterband«-Entfernung als die Aufnehmerspule A gewickelt und erstreckt sich daher über die Magnetisierungsspule und die Aufnehmerspule A in den nicht gleichmäßigen Flußbereich des Bandes hinein. Die aufgenommene Spannung der Aufnehmerspule B wird teilweise aus Bereichen erhalten, wo der Induktionspegel unter den des Bereiches unterhalb der Aufnehmerspule A fällt. Änderungen der Länge der Aufnehmerspule ßund ihrer Windungsverteilung ändern die Form der Eichkurve der Anordnung. Prüfungen haben ergeben, daß die Aufnehmerspule B eine Spannung von annähernd 90% der der Aufnehmerspule A in einem Band der höchsten Güte erzielen sollte, so daß Windungen und Abstände entsprechend einzustellen sind.

Da bei einer Verschlechterung der magnetischen Güte des Bandes die aufgenommene Spannung der Aufnehmerspule B stärker abfällt als die der Aufnehmerspule A. da sich mehr Fluß der Erfassung durch die Aufnehmerspule B entzieht, gibt das Verhältnis der Spannungen die Güte des Bandes an. Da das Verhältnis A/B oder B/A klein ist, wird der Ausdruck AZ(A-B) elektrisch bestimmt und dieser in Beziehung zu der Güte des Bandes gesetzt, wie sie durch die übliche Epstein-Prilfung mit Spannungsentlastung durch Temperung und der Zustand der Prüfung zu der endgültigen ^Abschätzungsprüfungder Rolleneigenschaften in Beziehunggesetzt.

Da ein Verhältnis von Spannungen über eine relativ kurze Entfernung des Bandes als Anzeige für die Güte des Bandes benutzt wird und die Aufnehmerspulen A und B ihre Spannungen aus dem im wesentlichen gleichen Bandbereich erhalten, können Änderungen der Breite und Stärke des Bandes, wie zuvor bereits angegeben, vernachlässigt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die zwei Aufnehmerspulen A und B nicht irgendeine besondere Länge haben müssen, jedoch aus Fertigungsgründen soll die Aufnehmerspule A. die auf den Spulenträger 52 gewickelt ist, und die Magnetisierungsspule 12 die gleiche Länge haben. Tatsächlich kann es erwünscht sein, alle drei Spulen gleich lang zu machen, wie dieses bei der Ausführungsform der F i g. 5 gezeigt ist. Wichtig bt. daß die Aufnehmerspule B auf ihre ideale Größe, wie zuvor angegeben, ausgelegt ist. so daß diese nur 90% der Spannung der Aufnehmerspule A erfaßt, und daß die

ίο Aufnehmerspulen unterschiedlich sind. Daher muß die Aufnehmerspule B immer eine wirksame Windungszahl haben, die geringer als die wirksame Windungszahl der Aufnehmerspuie A ist, $r daß die Aufnehmerspule B immer eine geringere Spannung aufnimmt als die Aufnehmerspuie A. Unabhängig davon ist es ebenfalls wichtig, daß die Aufnehmerspuie B die gleiche Breite und Stärke dss Bandes wie die Aufnehmerspule A sieht, damit eine Berücksichtigung der Breite und Stärke beim Prüfvorgang entfällt.

Wie sich aus der Formel

ergibt, wobei N die Windungszahl der Aufnehmerspule, Λ Φ

-jTj-die Änderungsgröße des Flusses nach der Zeit, df das

Zeitintervall und E die induzierte Spannung sind, muß die Aufnehmerspule B fi*r eine etwas geringere

κι Induktion einem Bereich aussesetzt werden, der eine geringere durchschnittliche Flußdichte hat als der der Aufnehmerspule A. so daß die Aufnehmerspule B eine niedrigere induzierte Spannung hat. Es ist auch bekannt, daß der maximale Fluß, der in dem Band 10 induziert wird, im wesentlichen in der Mitte der Magnetisierungsspule 12 auftritt und daß bei einer Entfernung von dem Mittelpunkt weniger Fluß infolge der Verluste induziert wird. Wenn die Spannung, die die Aufnehmerspule A und B aufnehmen, beide größer werden, dann verbessert sich die Güte des Stahls. Wenn die Spannung, die die Aufnehmerspule B.aufnimmt, schneller wächst, als die Spannung, die die Aufnehr erspule A aufnimmt, dann ist die Güte des Stahls besser. Daher bedeutet beim Verhältnis

A-B

bei wachsendem Verhältnis, daß die Permeabilität und

so damit die Güte des Stahls steigt. Mit anderen Worten.

bei einer Abnahme der Kernverluste wird eine bessere magnetische Güte des Stahls mit einer höheren

Permeabilität erhalten. Wenn die Ausführungsform der F i g. 3 und 4 benutzt

wird, ist es nicht nur wichtig, daß die Aufnehmerspule A mehr Spannungserzeugende Windungen als die Aufnehmerspuie B hat, sondern die Aufnehmerspule B muß mehr Windungen entfernt von dem Mittelpunkt der zusammengefaßten Einheit haben, die durch die Magnetisierungsspule 12 und die Aufnehmerspulen A und B gebildet ist Der hier gemeinte Mittelpunkt ist die Entfernung zwischen der axialen Ausdehnung der zusammengefaßten oder zusammengesetzten Einheit und nicht der geometrische Mittelpunkt, durch den das

b5 Band 10 zu Prüfzwecken hindurchläuft.

Wen·) die Aufnehmerspulen A und B die gleiche physikalische Größe haben, wie dieses bei der Ausführungsform der Fig.5 gezeigt ist, muß die

Windungszahl der Aufnehmerspule A in ihrer Mitte größer sein als bei der Aufnehmerspule B. Zu diesem Zweck ist die Aufnehmerspule A auf dem Spulenträger 52 mit einer Doppellage von Windungen bei 40 und einer einfachen Lage von Windungen bei 42 gezeigt. Die Aufnehmerspule B ist mit einer einfachen Lage von Windungen bei 44 nahe ihrer Mitte und einer doppelten Lage von Windungen bei 46 an ihren Enden gezeigt, um eine größere Windungsdichte an den Enden der Spule als in ihrer Mitte zu bewirken. Auf diese Weise ist die Aufnehmerspule B, obwohl die Aufnehmerspulen ßund A die gleiche Längsabmessung in axialer Richtung der gesamten Einheit haben, einem Bereich mit einer geringeren durchschnittlichen Flußdichtc als die Aufnehmerspule A ausgesetzt, so daß eine geringere Spannung in die Aufnehmerspule B induziert wird als in die Aufnehmerspule A. Infolge der Lage der Windungen wird, wenn die Güte des Stahls sich in dem Bereich und der Länge 48 in Fig.3 oder SO in Fig.5 ändert, das Verhältnis geringer.

Da die Spannung von der Aufnehmerspule A und Spule B durch die Flußänderung pro Zeiteinheit in dem Bandmaterial bestimmt wird, sind die in diesen Aufnehmerspulen induzierten Spannungen proportional zum Induktionspegel in dem Bandmaterial. Bei gleichmäßiger Stahlgüte über die Länge L wird die Aufnehmerspule A z.B. 10V erfassen und die Aufnehmerspule B würde 9 V erfassen, damit sich das folgende Verhältnis ergibt:

10
10-9

- IQ.

Erfaßt jedoch die Aufnehmerspule B jetzt nur noch 8 V infolge einer verminderten Güte des Stahlbandes, ergibt sich das folgende Verhältnis:

was damit eine erhebliche Verminderung angibt. Diese Spannungen werden von den Meßschaltungen 28 und 30 erhalten, die wiederum proportional zu den erzeugten Induktionen oder proportional zu den von den Aufnehmerspulen A und B erfaßten Spannungen sind. Wenn außerdem die maximale Größe, auf die das Stahlband 10 magnetisiert werden kann, eine Magnetisierungskraft in der Bandlänge L ist, die ei:ie Ausgangsspannung von 9 V erzeugen würde, dann erfaßt die Aufnehmerspule . A nur 9 V und die Aufnehmerspule B wird nur 8,1 V erfassen, wenn eine gleichmäßige Bandqualität über die gesamte Länge L angenommen wird, so daß sich das folgende Verhältnis ergibt:

Ändert sich jedoch die Güte innerhalb der Länge L und gibt die Aufnehmerspule A an, daß das Band 10 auf eine Magnetisierungskraft magnetisiert wurde, die eine Ausgangsspannung von 10 V an einem Punkt innerhalb der Länge L erzeugen würde, und auf eine Magnetisierungskraft, die eine Ausgangsspannung von 9 V an einem anderen Punkt innerhalb der Länge L erzeugen würde, dann würde das Verhältnis sich andern oder von dem Mittelwert abweichen. Wenn die Aufnehmerspule /4 10 V erfaßt und die Aufnehmerspule B anfangt, einen niedrigeren Wert als 90% von 10 V zu erfassen, würde das Verhältnis dann von dem Mittelwert abweichen.

Obwohl zwei Ausführungsformen gezeigt wurden, eine mit einer kleineren Aufnehmerspule B in axialer Ausdehnung und eine weitere mit einer Aufnehmerspule A und einer Aufnehmerspule B mit gleicher Größe in ihrer axialen Ausdehnung, ist darauf hinzuweisen, daß die Aufnehmerspulen A und B unterschiedliche Spannungen bei der gleichen Permeabilität aufnehmen müssen. Es ist daher möglich, ein Paar von Aufnehmerspulen A und B derart auszulegen, daß die Aufnehmerspule A eine größere axiale Ausdehnung als die Aufnehmerspule B hat. oder die Aufnehmerspulen A und B so auszulegen, daß die Aufnehmerspule B in zwei Sputen aufgeteilt ist und an einander gegenüberliegenden Seiten der Aufnehmerspule A angeordnet ist oder sich über die axiale Ausdehnung auf der Aufnehmerspule A hinaus erstreckt. In jedem Fall sollte bei solchen Auslegungen die Aufnehmerspule B so ausgelegt sein,

M daß sie nur 90% der Spannung aufnimmt, die die Aufnehmerspule A aufnimmt, wenn die maghetische Güte des Stahls gleichmäßig über dem Teil ist, der an den· Aufnehmerspulen A und B vorbeiläuft. Wie zuvor erwähnt wurde, sollten beide Aufnehmerspulen A und B die gleiche Breite und Stärke des Stahlbandmaterials 10

erfassen, um Änderungen der Breite und Stärke des

Bandes zu beseitigen, die in die Rechnung eingehen

würden. <

Fig.6 zeigt eine graphische Darstellung eines

atypischen Bandprofils einer Rolle von Bandmaterial.. Das Bandprofil wurde von einer Rolle eines Erprobungsmaterials erhalten, um verschiedene Bedingungen zu vergrößern und zu betonen, die das Prüfgerät aufnehmen kann. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Verhältnis von A/(A - B) auf der Ordinate und die Rollenlänge auf der Abszisse aufgetragen sind. Es ist zu erkennen, daß die Rollenlänge von 0 bis zu etwa 2000 m am Punkt 62 auf der Kurve 54 eine im wesentlichen gleichmäßige Gesamtgüte zeigt. Vom Punkt 62 zum Punkt 64 kann das Stahlband herausgeschnitten werden und der Teil vom Punkt 64 bis 66 kann abgeschnitten werden und mit einem Stück vom Punkt 68 bis 70 verbunden werden, wobei der Teil "zwischen den Punkten 66 und 68 entfernt wird. Für verschiedene Zwecke kann der Teil zwischen den Punkten 62 und 72 mit dem Teil zwischen den Punkten 63 und 70 verbunden werden, um eine Rolle von im wesentlichen gleichmäßiger minderer Qualität zu bilden. Man erkennt sofort aus dem Profil, welcher Teil der Rolle gut und

so welcher nicht gut war.

F i g. 7 zeigt eine graphische Darstellung einer Eichkurve, die bei dem Prüfgerät benutzt werden kann. Die Abszisse gibt die Permeabilität bei 10 oersted an. so daß sie mit der Epstein-Prüfung zur Spannungsentla-

stung durch Temperung verglichen werden kann, und die Ordinate gibt das Verhältnis von A/A - B an, wie es durch das Prüfgerät bestimmt wird. Wie bekannt ist. mißt die Epstein-Prüfung den gesamten Kernverlust, der sich aus der Summe der Wirbelstrom- und Hysterese-Stromverluste ergibt. Die Epstein-Prüfung wurde entsprechend dem Verfahren durch Abschneiden von' Prüfplatten an bestimmten Stellen in Streifen durchgeführt, wie dieses in ASTMA-343-69 angegeben ist. Daher wird für kornorientiertes Material eine 30,5'Cm-Probe benutzt, die in Walzrichtung abgeschnitten ist, und für ein nicht-orientiertes Siliciumstahlprodukt wird eine Testprobe von 28 cm in der LJnge und der üblichen 3 cm Breite halb parallel zu der letzten

Walzrichtung und halb quer zur Walz.richtung geschnitten. Die aus den geschnittenen Streifen erhaltenen Daten werden nach der herkömmlichen Epstein-Prüf· methode erhalten. Die von dem Prüfgerät erhaltenen Daten werden von dem Bandmaterial erhalten, bevor die Proben unter Beachtung des Verhältnisses auf dem Aufzeichnungsgerät 16 für das Bandprofil geschnitten sind. Diese Zahlen sind als Werte auf der Ordinate gegenüber den Werten auf der Abszisse aufgetragen, die mit Hilfe der Epstein-Prüfung erhalten wurden, um die Kurve 90 zu erhalten. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Teile, die eine niedrige Permeabilität¹, angeben, auch eine niedrige Verhältniszahl angeben. Die Rolle, für die das Profil in Fig.6 dargestellt ist. ist in wesentlichen eine Rolle mit einer hohen Kornorientierung nvt verschiedenen schlechte·! Bereichen, insbesondere zwischen den Punkten 72 und 64 sowie 70 und 76. Außerdem sind die niedrigen Werte bei den Punkten 78, 80 und 82 zu beachten, wo das Verhältnis 6 ist. Um das in F i g. 6 gezeigte Güteprofil der Rolle zu erhalten, war es erforderlich, ein Probenmaterial zu benutzen, das aus verschiedenen schlechten Bereichen besteht, um die Möglichkeit der Benutzung des Verhältnisses von AZ(A-B) aufzuzeigen und auf die Epstein-Prüfung bezogene Kennlinien zu erhalten.

Wenn Proben der Rolle an unterschiedlichen Punkten entnommen und der Epstein-Prüfung unterzogen und mit dem Verhältnis AZ(A-B) verglichen wurden, das ebenfalls ermittelt wurde, ergaben sich die in der folgenden Tabelle angegebenen Ergebnisse:

Tabelle

Probe

Wert

Epstein-Prüfung

μ 10 H 17 kg WPP

3	8,25	1818	0.837
4	7,25	1796	0.862
5	7,00	1777	0.888
6	6,00	1667	1,15

Probe

Wert

Epstein-Prüfung ^ 10 H

9,0
6,30

1858 1737 in

Aus dem Vorstehenden wird klar, daß das Prüfgerät ein gegenüber dem Stand der Technik arideres Prinzip benutzt. Es besteht keine Beziehung zur Magnetisicrungskraft. außer darin, daß ein bestimmter Strom durch die Magnetisierungsspule hindurchgegeben und relativkonstant gehalten wird. Das heißt, daß das Material oberhalb des Knies der ß-H-Kurve magnetisiert wird, obwohl es auch unterhalb des Knies magnetisiert werden kann, und_daß die Aufnehmerspulen A und B einfach die Induktion in dem Band- unterhalb der Aufnehmerspulen selbst angeben. Unter der Annahme. daß die Stärke oder Breite in dem Band in der von der Aufnehmerspule B überspannten Länge sich nicht radikal ändert, können die Breiten- und Stärkenparameter für alle praktischen Fälle vernachlässigt werden. Es ist darauf hinzuweisen, daß. wenn die Stärke oder Breite sich in einer sehr kurzen Länge radikal ändert, das Prüfgerät eine Änderung angibt. Wird angenommen, daß die Änderung plötzlich unter einem Teil der

jo Aufnehmerspule B und nicht unter der Aufnehmerspuie A auftritt, ist zuerkennen, daß die Differenz A-Bsich ändern kann, wodurch sich auch eine Änderung des Verhältnisses ergibt, wenn die Aufnehmerspule A nicht auf diese Änderungen angesprochen hat. Das Durchschnittsverhältnis gibt jedoch kontinuierlich die Ge-

samtgüte an. Falls eine solche plötzliche Änderung

auftritt, wird das Prüfgerät zu dem ursprünglichen 0,763 Verhältnis zurückkehren, sobald die Breite und Stärke

0,992 zu den gleichförmigen Abmessungen zurückkehren.

17 kg WPP

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Prüfgerät zum kontinuierlichen Bestimmen der magnetischen Eigenschaften eines sich bewegenden Materialbandes mit einer Magnetisierungsspule, einer ersten, koaxial zur Magnetisierungsspule angeordneten Aufnehmerspule, die nach Maßgabe einer ersten Kennlinie ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das dem im Materialband induzierten Fluß entspricht, einer koaxi ll zur ersten Aufnehmerspule angeordneten zweiter Aufnehmerspule, die nach Maßgabe einer zweiten, von der Kennlinie der ersten Aufnehmerspule unterschiedlichen Kennlinie ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das dem gleichen, im Materialband induzierten Fluß entspricht, und einer Einrichtung zurr Auswerten der Ausgangssignale, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einrichtung (14) zum Auswerten der Ausgangssignale ein Verhältnis des ersten Ausgangssignals der ersten Aufnehmerspute (A), geteilt durch die Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal der zweiten Aufnehmerspule f0J gebildet ist

2. Prüfgerät nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (14) eine erste und zweite Gleichrichterschaltung (24,25) aufweist, von denen die erste Gleichrichterschaltung (24) mit der ersten Aufnehmerspule (A) und die zweite Gleichrichterschaltung (26) mit der zweiten Aufnehmerspule (B) und der ersten Gleichrichterschaltung verbunden ist, daß die Einrichtung erste und zweite 'jeweils mit dem Ausgang der ersten und zweiten Gleichrichterschaltungen (24, 26) verbundene Meßschaltungen (28, 30), die die Analogwerte der Ausgangssignale der Gleichrichterschaltungen messen, und eine Teilerschaltung (38) aufweist, die das Ausgangssignal (A) der ersten Meßschaltung (28) durch das Ausgangssignal (A-B) der zweiten Meßschaltung (30) dividiert.

3. Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltungen (24, 26) jeweils Vollweg-Diodenbrücken und die Meßschaltungen (28,30) jeweils digitale Gleichspannungsvoltmeter sind.

4. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Teilerschaltung (38) ein Aufzeichnungsgerät (16) verbunden ist, das das Ausgangssignal der Teilerschaltung in Form einer Kurve über die Länge des Materialbandes aufzeichnet, wobei das Aufzeichnungsgerät nach Maßgabe der Vorschubgeschwindigkeit des Materialbandes gesteuert ist

ίο