DE2840783C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Aus der GB-PS 11 43 910 ist eine Vorrichtung zur Messung der Füllstandshöhe einer Metallschmelze bekannt. Diese Vorrichtung arbeitet mit drei übereinander ange­ ordneten Spulen, nämlich einer Sendespule, die zwischen zwei Empfangsspulen liegt. Eine nachgeschaltete Auswerteschaltung demoduliert, filtert und verstärkt das aus den Ausgangssignalen der beiden Empfangsspulen gebildete Differenzsignal.

Eine Vorrichtung der einleitend angegebenen Gattung gilt als aus der DE-OS 27 22 214 bekannt. Der hierbei zwischen dem Wechselspannungsgenerator und der Aus­ werteschaltung vorgesehene Phasenschieber wird aller­ dings - soweit hinreichend konkrete Angaben vorliegen - lediglich für den Nullabgleich der Vorrichtung benötigt. Hierzu wird der Auswerteschaltung neben dem Ausgangssignal der Empfangsspule ein Teil des Ausgangs­ signals des Wechselspannungsgenerators mit einer solchen Amplitude und Phase zugeührt, daß das von der Empfangs­ spule bei fehlendem Metall, also beispielsweise bei leerem Gießbehälter, detektierte Signal gerade kompen­ siert wird. Es wurde festgestellt, daß diese Vorrichtung ungeachtet dieser Kompensationsmaßnahme nicht immer ein­ deutige und hinreichend genaue Meßergebnisse liefert, da sie von verschiedenen Störgrößen beeinflußt wird, z. B. dem Vorhandensein von Metall in der Umgebung, insbesondere Metallauskleidungen von Gießbehältern und dergleichen, gleichzeitige Änderung von mehr als einem der zu messenden Parameter, z. B. gleichzeitige Änderung von Temperatur und Füllstand einer Metallschmelze usw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der einleitend angegebenen Gattung in der Weise zu verbessern, daß sie eindeutigere und genauere Werte des zu messenden Parameters liefert.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der genannten Gattung erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Diese Lösung beruht darauf, daß das primäre elektro­ magnetische Wechselfeld Induktionsströme einerseits in der Oberflächenschicht des Metalls oder der Metall­ schmelze und andererseits in der Tiefe des Werkstoffes erzeugt, und diese beiden Induktionsströme eine unter­ schiedliche Phasenlage haben. Es wurde gefunden, daß Ströme in der Oberflächenschicht zur Entstehung einer Komponente des sekundären elektromagnetischen Wechsel­ feldes führen, die in bezug auf das primäre elektro­ magnetische Feld eine Phasenverschiebung von etwa 90° aufweist. Dagegen erzeugen die Ströme in der Tiefe des Werkstoffes im wesentlichen eine Komponente des sekun­ dären elektromagnetischen Wechselfeldes, die etwa gleich­ phasig mit- oder gegenphasig zu dem primären Wechsel­ feld ist. Hierbei ist die auf Ströme in der Oberflächen­ schicht zurückzuführende Komponente besonders geeignet zur Messung des Abstandes der Metall- oder Metallschmel­ zenoberfläche von dem Detektionsort, jedoch unempfindlich gegenüber zahlreichen anderen Einflußgrößen wie Abmessungsänderungen im Meßsystem, Abtragung und Erosion der Gießbehälterauskleidung und dergleichen. Vielfach besteht ein zumindest im wesentlichen linearer Zusammenhang zwischem Meßgröße und Meßsignal. Soweit vorstehend im Zusammenhang mit dieser Komponente von einer Phasenverschiebung von 90° gesprochen wurde, wird hierunter eine Phasenverschiebung verstanden, die von 90° nicht mehr als ungefähr 15° bis 20° abweicht.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die im Anspruch 3 angegebene Ausführungsform erlaubt hierbei die getrennte Messung beider hauptsächlicher Komponenten des sekundären Wechselfeldes, nämlich der­ jenigen Komponente, die auf die Ströme in der Oberflä­ chenschicht zurückzuführen ist und derjenigen Komponente, die durch Ströme in der Tiefe des Metalls bedingt ist. Durch Ausnutzung der Tatsache, daß die Komponenten unter­ schiedlich empfindlich auf Änderungen der verschiedenen interessierenden Parameter aber auch auf unerwünschte Störeinflüsse sind, läßt sich eine interessierende Meßgröße selektiv messen. Zum Beispiel kann auf diese Weise der Widerstand des Metalls ermittelt werden, ohne daß Entfernungsänderungen wesentlich in das Meßergebnis eingehen. Ebenso kann die Füllstandshöhe trotz Vorhandenseins elektrisch leitender Schlacke gemessen werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zwei voneinander unabhängige Größen gleichzeitig zu messen, beispielsweise die Höhe des Füllstandes und die Dicke der Auskleidung des Schmelzofens. Weiter kann durch Bildung des Verhältnisses zwischen den beiden Komponenten des sekundären Wechselfeldes die Querschnittsfläche eines Metallbarrens oder der schmelzegefüllte Querschnitt eines Gießharzes, aus dem gleichzeitig auch Schlacke abläuft, ermittelt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren sche­ matisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Messung eines Parameters eines heißen Metalls oder einer Metallschmelze,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung,

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Messung der Metallfüllstandshöhe in einem Schmelzofen mit an diesem angeordneten Meß­ spulen,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zur Messung der Füllstandshöhe in einem Schmelzofen mit einer anderen Anordnungsweise der Meßspulen, wobei zusätzlich die Abtragung der Ofenauskleidung berück­ sichtigt wird,

Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung mit Meßspulen zum Nachweis der An­ wesenheit von Schlacke in dem flüssigen Material, das aus der Gießdüse einer Gießpfanne ausfließt,

Fig. 7 eine Vorrichtung mit Meßspulen zur Messung der Querschnittsfläche eines Metallbarrens,

Fig. 8 einen Vertikalschnitt einer Vorrichtung mit Meßspulen zur Messung des Widerstandes und folglich der Tempe­ ratur eines kontinuierlichen Metallbarrens oder Stran­ ges während des kontinuierlichen Gießens.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Sendespule 1, die mit Wechselstrom konstanter Frequenz und konstanter Strom­ stärke beaufschlagt wird, wozu ein frequenzstabilisierter Signal­ generator 2, beispielsweise ein kristallgesteuerter Oszillator, oder - falls die Frequenz geeignet ist - das Stromnetz dient. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Leistungsverstärker 3 mit einstellbarer Verstärkung und eine Stromsteuerschaltung 4 zur Feststellung der Stärke des in die Sendespule 1 geleiteten Stro­ mes und zur Steuerung der Verstärkung des Leistungsverstärkers 3 in Abhängigkeit der Stromstärke über eine Schleife 5, um den Strom konstant zu halten.

Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Empfangsspule 7, die mit dem Signaleingang eines üblichen Synchrondemodulators 9 über einen Eingangsverstärker 8 verbunden ist. Der Steuersignaleingang des Synchrondemodulators ist über eine Schaltung 10 mit dem Sende­ teil der Vorrichtung, d. h. mit dem Ausgang des Leistungsverstär­ kers 3 verbunden. Der Signalausgang des Synchrondemodulators ist an eine Signalverarbeitungsschaltung 11 angeschlossen, die in einfacher Weise ein Meßinstrument, ein Aufzeichnungsgerät oder dergleichen für die Registrierung und Aufzeichnung der Größe des gemessenen Signales, das über den Synchrondemodulator erhalten wird, aufweist. Die Signalverarbeitungsschaltung 11 kann jedoch auch einen Mikrocomputer, beispielsweise zur Umrechnung einer erhaltenen Messung gemäß bekannten Beziehungen zwischen dem erhaltenen Meßsignal und der gesuchten Meßgröße aufweisen.

Der Zweck der Schaltung 10 besteht darin, die Phase des sende­ seitig gewonnenen Steuersignals so zu verschieben, daß der Syn­ chrondemodulator 9 die gesuchte Wechselspannungssignalkomponente, die in der Empfängerspule 7 induziert wird, detektiert. Die Phasenverschiebung, die auf herkömmliche Weise erzielt werden kann, entspricht somit der Phasenverschiebung zwischen dem Speisewechselstrom der Sendespule und der resultierenden Kompo­ nente des elektromagnetischen Wechselfeldes bei der Meßspule (ohne Einfluß der zu messenden Größe) und der besonderen Phasen­ verschiebung, die für die gewünschte Meßaufgabe angestrebt wird. Diese besondere Phasenverschiebung ist in den meisten Fällen im wesentlichen -90°.

Die Schaltung 10 ist darüber hinaus geeignet dem von dem Lei­ stungsverstärker 3 kommenden Signal Rechteckform zu verleihen oder dieses zu quadrieren, was in bekannter Weise geschehen kann.

Fig. 2 zeigt den Aufbau der Schaltung 10 und des Synchrondemo­ dulators 9.

Die Schaltung 10 umfaßt einen Nulldurchgangsdetektor 21, durch den das eintreffende Sinussignal in ein Rechtecksignal mit unver­ änderten Nulldurchgangsbedingungen verwandelt wird. Die Schal­ tung 10 umfaßt ferner eine monostabile Kippschaltung 22 mit ein­ stellbarer Haltedauer und einen Multivibrator 23, der durch die monostabile Kippschaltung 22 synchronisiert ist. Diese Schaltungen sind in Serie geschaltet. Der Multivibrator 23 überträgt ein symmetrisches Rechtecksignal, dessen Frequenz gleich der Frequenz des Sinussignals ist, das von dem Leistungsverstärker kommt. Ent­ sprechend der Einstellung der Haltedauer der Monostabilen Kipp­ schaltung 22 ist das Ausgangssignal phasenverschoben.

Der Synchrondemodulator 9 umfaßt einen Differenzverstärker 25, dessen beide Eingänge jeweils über Widerstände R 1 und R 2 an den Signalausgang des Verstärkers 8 und an eine lineare Torschaltung 26 angeschlossen sind. Die Torschaltung 26 besitzt zwei Eingänge, von denen jeder an einen entsprechenden Eingang des Differenz­ verstärkers 25 angeschlossen ist. Ein Ausgang der Torschaltung liegt an Masse. Durch die Torschaltung werden abwechslungsweise die beiden Eingänge mit dem Ausgang verbunden und zwar gesteuert durch die Rechteckschwingung des Multivibrators 23. Dies bedeu­ tet, daß die beiden Eingänge des Differenzverstärkers jeweils abwechslungsweise während einer ersten Halbperiode an Masse und während einer zweiten Halbperiode an den Verstärker 8 über den Widerstand R 1 gelegt werden. Der andere der beiden Eingänge wird während einer ersten Halbperiode mit dem Verstärker 8 über einen Widerstand R 2 verbunden und während einer zweiten Halb­ periode an Masse gelegt. Zu dem Synchrondemodulator 9 gehört ferner ein Tiefpaßfilter 27, das an den Ausgang des Differenz­ verstärkers 25 geschaltet ist, um die Gleichspannungskomponente auszufiltern.

In Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung dargestellt, die geeignet ist, simultan zwei Komponenten des von der Empfangsspule 7 empfangenen sekundären elektro­ magnetischen Wechselfeldes nachzuweisen. Die Vorrichtung ist ähnlich der in Fig. 1 dargestellten aufgebaut, sie ist jedoch durch einen zweiten Synchrondemodulator und zugehörige Schalt­ kreise ergänzt und besitzt eine geänderte Signalverarbeitungs­ schaltung. Der Eingang des zweiten Synchrondemodulators 31 ist an den Ausgang des Verstärkers 8 angeschlossen und sein Steuer­ eingang ist mit dem Ausgang der Schaltung 10 über einen einstell­ baren Phasenschieber 32 verbunden. Die Schaltung 32 liefert eine weitere einstellbare Phasenverschiebung für das von der Schaltung 10 erhaltene Steuersignal. Diese weitere Phasenverschiebung ist im allgemeinen im wesentlichen +90° oder -90°. Wenn der Betrag der besonderen Phasenverschiebung, die im Zusammenhang mit der Schaltung 20 erwähnt wurde, im wesentlichen 90° ist, bewirkt die oben erwähnte weitere Phasenverschiebung, daß der Synchron­ demodulator 31 die Komponente des gesamten elektromagnetischen Wechselfeldes im Bereich der Empfangsspule detektiert, die eine mit der Phase des an die Empfangsspule angelegten Feldes über­ einstimmende Phase aufweist, wenn keine Beeinflussung durch das zu messende Objekt stattfindet. Die ergänzte Vorrichtung erhält eine Schaltung zum Subtrahieren eines Nullsignals, um den Anteil der Wechselfeldkomponente zu bestimmen, die zu dem sekundären elektromagnetischen Wechselfeld gehört. Diese Schaltungen um­ fassen einen Gleichrichter 33 mit einstellbarem Ausgangssignal­ pegel, dessen Eingang an den Ausgang des Leistungsverstärkers 3 angeschlossen ist und dessen Ausgang mit dem einen Eingang der Subtrahierschaltung 34 verbunden ist. Der andere Eingang der Subtrahierschaltung ist an den Ausgang des zweiten Synchron­ demodulators 31 angeschlossen. Der Ausgang der Subtrahierschaltung 34 ist an die modifizierte Signalverarbeitungsschaltung 11′ sowie an den Ausgang des ersten Synchrondemodulators 9 ange­ schlossen. Die Schaltung 33 wird so eingestellt, daß der Signal­ pegel des Ausgangssignals der Subtrahierschaltung 34 verschwin­ det, wenn das zu messende Objekt das elektromagnetische Wechsel­ feld nicht beeinflußt.

Wie durch die gestrichelte Linie 35 angedeutet ist, kann es ge­ wünscht sein in gewissen Fällen auch die durch den zweiten Syn­ chrondemodulator direkt bestimmte Signalkomponente der Signal­ verarbeitungsschaltung 11′ zuzuführen.

Die modifizierte Signalverarbeitungsschaltung 11′ kann einfache bekannte Schaltkreise enthalten, die das Verhältnis zwi­ schen den beiden detektierten Wechselfeldkomponenten bildet, wobei ein Ausdruck für eine gemessene Größe in Kombination mit dem Meßergebnis erhalten werden kann, das mit Hilfe des ersten Synchrondemodulators ermittelt wurde. Die Schaltung 11′ kann jedoch auch einen Mikrocomputer enthalten, der ausgehend von den er­ haltenen Meßwerten die beiden detektierten Wechselfeldkomponenten in Beziehung setzt und eine oder mehrere gesuchte Meßgrößen gemäß bekannten oder empirisch ermittelten Beziehungen bestimmt.

Fig. 4 zeigt teilweise einen Vertikalschnitt durch einen Metall­ schmelzofen, der mit Meßspulen zur Messung der Füllstandshöhe des Flüssigmetalls gemäß der Erfindung ausgerüstet ist. Die Meß­ spulen bestehen aus einer Sendespule 41 und einer Empfängerspule 42. Sowohl Sender als auch Empfängerspule sind flach und be­ stehen aus einer einzigen Windung. Die Spulen sind in der oberen Querwand des Ofens sich gegenüberliegend und parallel zur Ober­ fläche des geschmolzenen Metalls 43 angeordnet. Die rechteckigen Spulen sind in der Auskleidung, die aus Ziegeln 44 besteht, angeordnet. Die Entfernung zwischen der Empfangsspule 42 und der Oberfläche des geschmolzenen Metalls 43, die ein Maß für die Füllstandshöhe des Flüssigmetalls in dem Ofen darstellt, ist in der Figur mit a bezeichnet. Die Eindring­ tiefe des durch die Sendespule 41 erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes ist in der Figur durch δ bezeichnet.

Die Spulen 41 und 42 sind an Vorrichtungen gemäß Fig. 1 ange­ koppelt. Mit geeignet eingestellten Phasenverschiebungen in der Schaltung 10 liefert das Ausgangssignal des Synchrondetektors 9 die Füllstandshöhe in dem Ofen mit sehr guter Genauigkeit.

Falls der Einfluß der Auskleidungsplatte in der äußeren Schicht 45 des Ofens nicht berücksichtigt werden muß, kann eine geeignete Phasenverschiebung der Schaltung 10 leicht eingestellt werden, wenn der Ofen leer ist. Dies geschieht dadurch, daß die Phasen­ verschiebung verändert wird, bis ein Nullsignal von dem Sychron­ demodulator erhalten wird.

Wenn andererseits der Einfluß der Platten berücksichtigt werden soll, kann die beste Phasenverschiebung empirisch bestimmt wer­ den, d. h. es wird diejenige Phasenverschiebung ermittelt, bei der die Störänderungen im Ausgangssignal so klein wie möglich sind, beispielsweise in der Weise wie im allgemeinen Teil der Beschreibung näher ausgeführt ist.

Die Meßanordnung nach Fig. 4 kann dazu benutzt werden, die Abtragung der Auskleidung zu bestimmen, wenn die Schmelze mit dieser in Berührung steht, d. h. wenn a gleich der Entfernung zwischen der Empfangsspule und der auf die Schmelze gerichteten Oberfläche der Auskleidung ist.

In Fig. 5 ist ein vertikaler Teilschnitt einer Schmelzofen­ wandung mit an der Innenseite befindlichen geschmolzenen Metall dargestellt, wobei in der Seitenwandung eine Meßspulenanordnung zur Bestimmung der Füllstandshöhe h des Flüssigmetalls in dem Ofen sowie zur Bestimmung der Abtragung a der Ofenauskleidung vorgesehen ist. Die Sendespule 51 und die Empfangsspule 52 sind von derselben Konzeption und sind im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Spulen in Fig. 7 angeordnet, abgesehen von der Tatsache, daß die Spulen 51 und 52 vertikal angeordnet sind und zwar in einer solchen Höhe, daß die Spulenmitte etwa im Bereich derjenigen Füllstandshöhe liegt, die für die Messung von Bedeutung ist. Die Meßspulen 51 und 52 sind an eine Schal­ tung gemäß Fig. 3 angekoppelt und es werden zwei Komponenten des sekundären elektromagnetischen Feldes detektiert.

Beide detektierten Komponenten hängen von h und von a ab. Es wurde gefunden, daß das Verhältnis zwischen den beiden Kompo­ nenten im wesentlichen proportional zu a/(a + δ) ist. Da δ bei Kenntnis der Meßfrequenz und des zu messenden Materials leicht berechnet werden kann, kann a leicht ermittelt werden.

Die Berechnung der Beziehung a/(a + δ) sowie die Berechnung von δ und a kann mit Hilfe eines Mikrocomputers, der in die Signalverarbeitungsschaltung 11′ integriert ist, leicht durch­ geführt werden. Wenn a berechnet ist, kann die Höhe h ebenso leicht berechnet werden und zwar ausgehend von dem Meßwert für h, der von dem ersten Synchrondemodulator 9 erhalten wird, da dieser im wesentlichen durch den Wert a (zumindest innerhalb ge­ wisser Grenzen) für die Auskleidungsabtragung linear abhängt.

Es muß betont werden, daß bei Messungen der letztgenannten Art die Spulenanordnung unterschiedlich gestaltet sein kann.

Die Meßfrequenz bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Anwendungsfällen liegt typischerweise bei 50 bis 100 Hz, wenn es sich bei dem geschmolzenen Metall um Eisen handelt.

Fig. 6 zeigt einen vertikalen Teilschnitt durch den Boden einer Gießpfanne für flüssiges Metall, das von Schlacke begleitet wird. Der Boden ist mit einer Gießöffnung ausgerüstet. Die Bezugszei­ chen 61 und 62 kennzeichnen eine Sende- und eine Empfangsspule, 63 das flüssige Metall, 64 die Bodenauskleidung der Gießpfanne, die aus Ziegeln besteht, 65 die Seitenwandauskleidung der Gieß­ pfanne, 66 Schlacke, 67 einen keramischen Schiebeverschluß, be­ stehend aus zwei Teilen, 68 die Auskleidung des unteren bewegli­ chen Teils des Schiebeverschlusses und 69 den aus der Gießpfanne ausströmenden Metallstrom, der typischerweise einen Durchmesser von 3-5 cm aufweist.

Die Spulen 61 und 62 sind im unteren Teil der Auskleidung 68 an gegenüberliegenden Seiten des Gießstromes 69 angeordnet. Die Spulen können im wesentlichen rechteckig (an die Form der Ver­ schlußöffnung angepaßt) mit einer Höhe von ungefähr 4 cm und einer Breite von ungefähr 8 cm sein. Die Sendespule weist üblicherweise 1 bis 5 Windungen und einen Widerstand von ungefähr 4 Ω auf. Die Empfangsspule 62 kann typischerweise 2 bis 8 Windungen und einen Widerstand von 8 Ω aufweisen. Die Spulen sind an eine Schaltung gemäß Fig. 3 angekoppelt. Die Meßfrequenz wird so gewählt, daß die Eindringtiefe des erzeugten magnetischen Feldes mindestens gleich dem Durchmesser des Gießstromes ist. Wenn das geschmolzene Metall beispielsweise Eisen ist, bedeutet dies, daß die Frequenz typi­ scherweise bei 150 bis 200 Hz gewählt wird.

Durch Bestimmung des Verhältnisses zwischen den durch die Schal­ tung gemäß Fig. 3 detektierten Komponenten des sekundären Wech­ selfeldes ist es möglich, einen Meßwert zu erhalten, der eindeu­ tig (wenn auch nicht in linearem Zusammenhang) ein Maß dafür lie­ fert, bis zu welchem Anteil der Querschnitt des Gießstromes 97 durch Metall ausgefüllt wird. (Es wird daran erinnert, daß eine Komponente des elektromagnetischen Feldes in der Phase um 90° den im Bereich der Empfangsspule erzeugten Wechselfeld vorauseilt und die zweite Komponente im wesentlichen phasengleich mit dem im Bereich der Empfangsspule erzeugten Wechselfeld ist.) Durch diese ermittelte Abhängigkeit ist es möglich, mit großer Genauigkeit festzustellen, wenn Schlacke, d. h. nicht leitende Materie, in den Gießstrom gelangt.

Fig. 7 zeigt stark vereinfacht in einem Vertikalschnitt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Quer­ schnittsfläche eines Metallbarrens während des Walzens. Die Vorrichtung, die im Prinzip der anhand von Fig. 6 beschriebenen entspricht, umfaßt eine rechteckige Sendespule 74 und eine rechteckige Empfangsspule 72 auf beiden Seiten eines im wesentlichen parallelepipedischen Metallbarrens 73. Die Spulen­ flächen sind im wesentlichen parallel zu den Seitenflächen des Metallbarrens 73. Die Sendespule 74 weist eine Höhe auf, die im wesentlichen gleich der Höhe c des Barrens 73 ist, und ist in einer Entfernung von dem Barren angeordnet, die im wesentlichen gleich seiner Breite b ist. Die Empfangsspule 72 hat die gleiche Abmessung wie die Sendespule, sie kann jedoch etwas näher als die Sendespule an dem Metallbarren angeordnet sein, da Oberflä­ chenströme in erster Linie in der Fläche des Metallbarrens er­ zeugt werden, die von der Empfangsspule abgewandt sind. Die Längs­ abmessungen der Spule können die gleichen wie die Höhenabmessun­ gen sein.

Wird nun die Meßfrequenz so gewählt, daß die Eindringtiefe in den Metallbarren mindestens gleich b ist, so wird ein Meßwert erhal­ ten, der im wesentlichen proportional zu b × c ist, sofern die Komponenten des sekundären elektromagnetischen Wechselfeldes, die im wesentlichen den induzierten Oberflächenströmen und den induzierten Volumenströmen entsprechen, nachgewiesen werden, und die so erhaltenen Meßergebnisse mit Hilfe einer Schaltung gemäß Fig. 3 dividiert werden.

Es wird betont, daß die Empfangsspule 72 auch über oder unter dem Metallbarren 73 angeordnet werden kann.

Fig. 8 zeigt stark vereinfacht in einem vertikalen Teil­ schnitt eine Vorrichtung zur Messung des Widerstandes und folglich zur indirekten Messung der Tempe­ ratur eines Metallstranges, der beim kontinuierlichen Gießen ab­ gezogen wird. Eine Sendespule 81 und eine Empfangsspule 82 sind nebeneinander auf jeder Seite des Metallstranges 83 angeordnet, der aus dem Gießbehälter 84 abgezogen wird. Mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird der Abstand a zwischen der Empfangsspule und dem Metallstrang bestimmt (der Abstand kann sich ändern). Die Be­ stimmung erfolgt dadurch, daß der Meßwert des ersten Synchron­ demodulators 9 festgestellt und das Verhältnis δ/a mit Hilfe des Meßwerts ermittelt wird, der durch Division der Komponenten in der Signalverarbeitungsschaltung 11′ erhalten wird. Danach können δ und die Temperatur leicht berechnet werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Messung eines Parameters eines heißen Metalls oder einer Metallschmelze, mit einem Wechselspannungsgenerator, der eine Sendespule speist, die ein primäres elektro­ magnetisches Wechselfeld erzeugt, das in dem Metall elektrische Ströme induziert, mit einer Empfangsspule für das durch diese induzierten Ströme hervorgerufene, sekundäre Wechselfeld und mit einer an die Empfangsspule angeschlossenen Auswerte­ schaltung, die zusätzlich das Ausgangssignal des Wechselspannungsgenerators mit einer einstell­ baren Phasenverschiebung erhält, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungs­ generator (2, 3, 4, 5) das primäre Wechselfeld mit einer Frequenz erzeugt, bei der das Verhältnis aus der Eindringtiefe δ des Wechselfeldes in das Metall und einer charakteristischen Abmessung D, die durch die Entfernung zwischen dem Metall und dem Ort der Detektierung des sekundären Wechselfeldes gegeben ist, zwischen 0,3 und 1 liegt, und daß dei Auswerteschaltung (8, 9, 11) mindestens eine Komponente des sekundären Wechsel­ feldes detektiert, deren Phasenlage sich betragsmäßig von der Phasenlage des primären Wechselfeldes am Ort der Empfangsspule (7) um 70 bis 110° unterscheidet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen Synchrondemodulator (9) umfaßt, mit dessen einem Eingang die Empfangsspule (7) verbunden ist und dessen anderer Eingang mit dem Aus­ gang eines die Phasenverschiebung festlegenden Phasenschiebers (10) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteschaltung eine weitere, gegenüber der ersten Komponente um 90° phasenverscho­ bene Komponente des sekundären Wechselfeldes de­ tektiert und hierzu einen zweiten Synchrondemodulator (31) enthält, dessen zweiter Eingang über einen weiteren Phasenschieber (32) das um 90° phasenver­ schobene Ausgangssignal des ersten Phasenschiebers (10) erhält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung eine Subtraktionsschaltung (34), die von der detektierten zweiten Komponente das ohne das Vorhandensein des Metalls detektierte Signal subtrahiert, sowie eine Schaltung zur Bildung des Verhältnisses der beiden Komponenten umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristische geometrische Abmessung D gleich dem geringsten Abstand zwischen der Ebene der Empfangsspule (7) und dem Metall ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Empfangsspule (7) in der gleichen Größenordnung wie die charakteristische Abmessung D liegt.