DE2935887C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuerlichen Messung der Eisenverluste eines sich bewegenden ferromagnetischen Stahlbandes mit einer Magnetisierungsspule zur Induzierung eines Magnetflusses in das Band, mit einer Sensorspule zur Messung des induzierten Flusses und mit beidseitig der Bandebene symmetrisch angeordneten Jochen, wobei der Fluß über das Stahlband geschlossen wird und die Magnetisierungsspule gerade Leiterabschnitte aufweist, die parallel zueinander und zu der Bandebene verlaufen.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-24 11 565 C2 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung zur magnetischen Prüfung eines ferromagnetischen Streifens umschlingen die Magnetisierungsspule und die Sensorspule das durch sie hindurchlaufende Band und durch eine spezielle Anordnung einer in Einzeljoche aufgeteilten Jochanordnung soll eine Ausschaltung von Meßfehlern gewährleistet werden.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung der Genauigkeit dadurch zu erreichen, daß der Magnetfluß in beliebigen vorbestimmten Richtungen gegenüber der Vorlaufrichtung des zu messenden Bandes durch dieses in der Bandebene hindurchgeschickt wird, um Inhomogenitäten feststellen zu können.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird ein homogenes Feld im Bereich der Sensorspule erzeugt, welches genaue und reproduzierbare Ergebnisse liefert, wobei durch die Drehung der Spulen die Magnetflußrichtung im Band beliebig eingestellt werden kann.

Die Spulen- und Jochanordnung ergibt einen kompakten Aufbau und es wird eine kontinuierliche Messung gewährleistet.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Längenabschnitt eines Stahlbandes, welches für elektromagnetische Anwendungen bestimmt ist, mit zwei Magnetisierungsspulen, die ein Magnetfeld in das Stahlband induzieren,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Stahlbandes nach Fig. 1, wobei die im Abstand zueinanderliegenden Leiteranordnungen der Spulen beidseitig des Bandes ersichtlich sind,

Fig. 3 einen Querschnitt des Stahlbandes gemäß Fig. 1 und 2, woraus die magnetischen Flußlinien innerhalb des Bandes ersichtlich sind, die auftreten, wenn dieses durch Erregung der Spulen magnetisiert wird,

Fig. 4 eine perspektivische Seitenansicht der zwei Magnetisierungsspulen gemäß Fig. 1 und 2, die von einem Magnetkern umschlossen ist,

Fig. 5 eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 1 mit einer Sensorspule für das Magnetfeld, das durch Erregung der zwei Magnetisierungsspulen induziert wurde,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Sensorspule.

Fig. 1 der Zeichnung veranschaulicht den Abschnitt eines kontinuierlichen Stahlbandes 2, das für elektromagnetische Anwendungen bestimmt ist. Dieses Band 2 bewegt sich in Richtung des Pfeiles und befindet sich an einer Station nahe dem Ende des Bearbeitungsverlaufs. An dieser Station wird das Stahlband im Hinblick auf seine magnetischen Eigenschaften überprüft, nachdem es dem Endglühvorgang und der Endbearbeitung ausgesetzt war, d. h. in einem Zustand befindlich ist, in dem das Stahlband schließlich aufgerollt wird. An dieser Station, wird das Stahlband gleichförmig mit einer gewählten Orientierung magnetisiert, die gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen quer zur Richtung der Bandzuführung verläuft.

Das Band wird durch ein Magnetfeld magnetisiert, das durch den Stromfluß in zwei Magnetisierungsspulen 6 und 8 erzeugt wird, die durch einen Raum 10 getrennt sind. Die Leiter der Spulen laufen parallel und rechtwinklig zueinander und sind in Reihe an eine nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen, derart, daß der Strom in allen Leitern der Spule 6 in einer Richtung und in Gegenrichtung zu dem Strom in den Leitern der Spule 8 fließt.

Die Magnetisierungsspulen 6, 8 erzeugen bei ihrer Erregung ein Magnetfeld zur Überprüfung des Bandes. Das Magnetfeld ist im wesentlichen homogen über jenem Bereich, der durch die im Abstand zueinanderliegenden Leiter jeder Spule bedeckt ist, und dieses Feld erzeugt ein entsprechendes, im wesentlichen homogenes Magnetfeld innerhalb des Bandes 2. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Felder, die durch die Spulen 6 und 8 erzeugt werden, einander entgegengesetzt gerichtet, so daß innerhalb des Raumes zwischen den Spulen der Fluß aus dem Band im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Bandes austritt. Die Magnetkreise werden außerhalb des Bandes durch das Feld geschlossen, das sich vom Raum 10 erstreckt und in das Band im Bereich der Endränder eintritt.

Durch Verbindung der Einzelleiter in den Magnetisierungsspulen durch Leiterverbindungen, die sich längs der induzierten Feldrichtung erstrecken, besitzt das durch diese Verbindungsleitungen erzeugte Feld keine Komponente in Richtung des induzierten Feldes, welches durch Erregung der Leiteranordnungen erzeugt wurde. Durch diesen Aufbau wird erreicht, daß das induzierte Feld nur minimal gestört wird. Vorzugsweise erfolgt der Anschluß an die Stromquelle ebenfalls über Leitungen, die sich längs der Richtung der Verbindungsleitungen erstrecken, und dadurch bleibt das durch die Leiteranordnungen induzierte Feld im wesentlichen ungestört.

Fig. 2 veranschaulicht die unter dem Band 2 liegenden Leiter 12, 14, die symmetrisch zu den oberen Leitern liegen. Diese weiteren Leiteranordnungen 12 und 14 sind in gleicher Weise miteinander und mit der erregenden Stromquelle verbunden.

Fig. 4 veranschaulicht das Magnetisierungssystem gemäß Fig. 2, wobei jedoch die Spulen benachbart zu gegenüberliegenden Seiten des Bandes 2 von E-förmigen ferromagnetischen Jochen 16 und 18 umschlossen sind.

Jedes der Joche weist einen Mittelschenkel und zwei äußere Schenkel auf, die sämtlich mit ihren freien Enden unmittelbar benachbart zur Ebene des Bandes 2 liegen, um den magnetischen Widerstand so gering als möglich zu halten. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die oberen Leiter der Spulen 6 und 8 von einem Kern 16 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelschenkels umschlossen. In gleicher Weise sind die unteren Leiter 12 und 14 benachbart zur gegenüberliegenden Oberfläche des Bandes 2 von dem Kern 18 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelschenkels umschlossen.

Die Kerne 16 und 18 vermindern den magnetischen Widerstand des Magnetkreises, der das Band 2 umfaßt und es wird dadurch die Feldstärke des induzierten Magnetfeldes erhöht, ohne daß es notwendig wäre, den Strom zur Erregung der Spule zu erhöhen. Die Kerne verbessern außerdem die Homogenität des Feldes, ohne die Möglichkeit der Magnetisierung des Bandes in irgendeiner speziellen Lage zu hindern.

Bei der magnetischen Überprüfung eines ferromagnetischen Bandes wird eine Eigenschaft des Bandes dadurch abgeleitet, daß das im Band durch das angelegte Magnetfeld induzierte Feld gemessen wird oder eine Funktion der Feldstärke. Die Größe des angelegten Feldes wird benachbart zum Band durch irgendwelche bekannten Mittel gemessen. Das induzierte Magnetfeld wird gemessen während das Band in seiner vorbestimmten Ebene befindlich ist. In beiden Fällen muß ein Sensor vorgesehen werden, der auf die Feldstärke anspricht und eine Drehung um 360° ermöglicht.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen verschiedene Ausführungsbeispiele eines Sensors in Form einer Spule, die wirksam ist um ein Magnetfeld zu messen, das in das sich bewegende Band durch das angelegte Magnetfeld induziert wird. In Fig. 5, welche eine Draufsicht des Bandes zeigt und benachbarte, durch einen Zwischenraum getrennte Leiteranordnungen auf einer Seite aufweist, besteht der Sensor aus einer Spule 22, die parallel zur Ebene des Bandes 2 liegt und einen wesentlichen Anteil des Magnetfeldes auffängt, das von dem Band normal zu dessen Ebene in den Raum zwischen den Spulen verläuft. Die durch die Sensorspule 22 erzeugte EMK ist proportional zu dem induzierten Feld und kann relativ zu dem angelegten Feld übertragen werden, um eine Anzeige der Bandqualität zu liefern. Gemäß einer abgewandelten Anordnung, bei der die Leiteranordnung gemäß Fig. 5 innerhalb der Schenkel eines Magnetkerns eingeschlossen ist, kann die Sensorspule 22 in einer gleichen Lage angeordnet werden, aber in dem Spalt zwischen den freien Oberflächen des Mittelschenkels und dem Band. Derartige Sensorspulen können benachbart zu jeder Oberfläche des Bandes gemäß dem Aufbau der Leiteranordnungen vorgesehen werden, die zur Magnetisierung benutzt werden.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Sensorspule, die benutzt wird, wenn die Leiter innerhalb eines Magnetkerns eingebettet sind. In diesem Fall wird das Magnetfeld, das in dem Band induziert wird, durch eine Spule festgestellt, die den Fluß in wenigstens einem Abschnitt des Kerns mißt. Wie in der Zeichnung dargestellt, siond vier Spulen in geeigneter Weise symmetrisch angeordnet, um einen Mittelabschnitt des Kerns zu umhüllen, jedoch können auch weitere Spulen benachbart zu dem gegenüberliegenden axialen Ende vorgesehen werden. Die Schleife jeder Spule wird dadurch geschlossen, daß sie sich durch eine Öffnung erstreckt, die an einer geeigneten Stelle des Kerns vorgesehen, wird gemäß dem Anteil des Flusses, der festzustellen ist. Diese Form der Sensorspulenanordnung hat den Vorteil, daß eine Bewegung synchron mit dem Kern und mit dem Magnetisierungssystem erfolgt. Die Spule oder die Spulen bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 erfassen den Fluß, der den Magnetkreis über das Band als solches schließt. Ein Anteil dieses Flusses vollendet den Magnetkreis in der Luft außerhalb des Joches. Infolge des hohen Permeabilitätsverhältnisses des Jochmaterials gegenüber Luft ist der Anteil des Flusses außerhalb des Joches vernachlässigbar klein.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Eisenverluste eines sich bewegenden ferromagnetischen Stahlbandes mit einer Magnetisierungsspule zur Induzierung eines Magnetflusses in das Band, mit einer Sensorspule zur Messung des induzierten Flusses und mit beidseitig der Bandebene symmetrisch angeordneten Jochen, wobei der Fluß über das Stahlband geschlossen wird und die Magnetisierungsspule gerade Leiterabschnitte aufweist, die parallel zueinander und zu der Bandebene verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Rechteck-Flachspulen ausgebildete Magnetisierungsspulen (6, 8-12, 14) beidseits der Bandebene symmetrisch zu dieser angeordnet sind, den Mittelschenkel je eines E-förmigen Joches (16, 18), dessen Schenkel benachbart zur Ebene des Stahlbandes liegen, umschließen und so erregt werden, daß die Magnetflüsse in den Schenkeln der gegenüberliegenden Joche entgegengesetzt gerichtet verlaufen und über das Stahlband geschlossen werden und daß die Magnetisierungsspulen (6, 8-12, 14), die Sensorspule (22) und die Joche gemeinsam um eine zur Bandebene senkrechte Achse drehbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorspule aus einer Flachspule (22) besteht, die benachbart zur Bandebene und zwischen den Leitern (20, 24) einer Magnetisierungsspule angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorspule (22) den Mittelschenkel eines Joches umschließt.