DE3540498A1 - Blechdicken-messgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zum Bestimmen des Volumens von im Wirkungsbe­ reich einer stromdurchflossenen Spule befindlichen ferro­ magnetischen Werkstoffen, insbesondere zum Bestimmen der Dicke von Eisenblechen, bei dem die Spule an Gleichspannung angelegt und die Stromanstiegszeit bis zum Erreichen eines einstellbaren Stromgrenzwertes als Maß für die durch den Einfluß des ferromagnetischen Materials gegebene Gesamt­ induktivität festgestellt wird.

Bekannte derartige Einrichtungen weisen eine Spule mit Eisenkern auf, die auf das zu untersuchende Material aufge­ setzt oder in geringem gleichbleibendem Abstand hiervon gehalten wird. Wird der Eisenkern der Spule direkt auf das zu untersuchende Material aufgesetzt, ergeben sich selbst­ verständlich präzisere Werte, da ein zwischengefügter Luft­ spalt den magnetischen Widerstand außerordentlich erhöht, wodurch die Auswertung der sich damit ergebenden Werte sehr erschwert wird. Trotzdem muß in manchen Fällen dieser Luft­ spalt in Kauf genommen werden, dann nämlich, wenn die Dicke von an einer solchen Einrichtung vorbeigeführten Blechbahn festgestellt werden soll oder auch, wenn es sich um Fein­ blech handelt, dessen Oberfläche durch das Aufsetzen dieser Spule beschädigt würde.

Zum Messen selbst dient als indirektes Maß die Zeit, die zum Aufbau des Stromes in dem Spulenstromkreis bis zu einem gewissen einstellbaren Stromgrenzwert benötigt wird. Da die magnetische Durchflutung vom Spulenstrom und der gleich­ bleibenden Windungszahl der Spule und die magnetische Erre­ gung (Feldstärke) durch die ebenfalls gleichbleibenden geometrischen Abmessungen des magnetischen Kreises und den magnetischen Eigenschaften des zu messenden Materials be­ stimmt werden, ist dieses Verfahren zulässig. Allerdings muß in der Praxis mit einer Meßunsicherheit von etwa 10% gerechnet werden. Für den Einsatz von sogenannten "Doppel­ blech"-Kontrollgeräten ist diese Genauigkeit jedoch voll­ kommen ausreichend, da hierbei lediglich festgestellt werden muß, ob sich unter der Spule ein Blech oder ob sich darunter zwei Blechlagen befinden.

Trotzdem wäre selbstverständlich eine bessere Genauigkeit erwünscht, zum einen, um direkt die Meßdicke genauer bestim­ men zu können und zum anderen aber auch, um, wenn ein Luft­ spalt zwischen dem zu messenden Gut und der Spule unumgäng­ lich ist, auch dann noch gute Meßergebnisse zu erhalten.

Erreicht wird dies in erfindungsgemäßer Weise dadurch, daß nach dem Erreichen des Stromgrenzwertes die Spannung an der Spule bis zur Aufhebung der Gesamt-Remanenz umgepolt und sodann ein neuer Abfragezyklus eingeleitet wird.

Bei den bisher bekannten Geräten wurde die Spule jeweils innerhalb eines Abfragezyklusses an Spannung gleichbleiben­ der Polarität gelegt, wobei nicht berücksichtigt wurde, daß nach dem erstmaligen Durchlaufen der Hysteresekurve der Nullpunkt der B/H-Kurve infolge der Remanenz, also der blei­ benden Induktion, nicht mehr erreicht werden konnte. Die Geräte konnten dadurch außerdem die magnetische Vorge­ schichte des zu messenden Materials nicht berücksichtigen, obwohl gerade Bleche sehr oft über magnetische Träger, die wiederum dem Material eine bleibende Induktion verleihen, transportiert werden.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung hingegen wird diese Remanenz gelöscht, so daß der nächste Abfragezyklus bezie­ hungsweise der nächste Abfrageimpuls wieder bei Null be­ ginnt. Dadurch ergeben sich sehr präzise Messungen, die es zulassen, mittelbar, wiederum über die Stromanstiegszeit, die Blechdicke mit geringer Meßtoleranz zu bestimmen. Diese geringe Meßtoleranz verbleibt auch dann, wenn ein Luftspalt in den magnetischen Kreis der Meßeinrichtung eingefügt wird, die Spule also in einem geringen Abstand von dem zu messenden Gut gehalten wird. Das Meßergebnis kann noch wei­ terhin dadurch verbessert werden, daß jeweils beim folgen­ den Abfragezyklus die Spule an Spannung umgekehrter Polari­ tät angelegt und die festgestellten Stromanstiegszeiten einer geradzahligen Anzahl von Abfragezyklen gemittelt werden.

Beim Meßvorgang wird eine magnetische Kraft auf das zu messende Gut ausgeübt. Bei den bekannten Geräten verbleibt auch nach dem Abschalten des Gerätes eine von dem unter der Spule befindlichen Volumen und den magnetischen Eigenschaf­ ten des ferromagnetischen Materials beziehungsweise von der Blechdicke abhängige Teilhaftkraft bestehen, bedingt durch die im gesamten System verbleibende Remanenz. Dadurch sind die Meßköpfe, also die Spule, schlecht von der Werkstoff­ oberfläche abzuheben, was dazu führt, daß sie seitlich weg­ geschoben werden, wodurch deren Oberfläche verkratzt werden kann. Bei dem Verfahren nach der Erfindung hingegen ist diese Remanenz und damit auch diese Haftkraft beseitigt, so daß sich der Meßkopf beziehungsweise die Spule leicht vom Blech abheben läßt. Dies kann noch dadurch unterstützt werden, daß nach Aufhebung der Remanenz nicht unmittelbar mit einem neuen Abfragezyklus begonnen, sondern eine ge­ wisse einstellbare spannungslose Pausenzeit eingefügt wird. Insbesondere zweckmäßig ist dies, bei am Meßkopf beziehungs­ weise an der Spule vorbeibewegten Blechbahnen, wobei die Spule mit ihrem Eisenkern auf der Blechbahn schleift, nach der Erfindung jedoch Kraft auf diese Blechbahn nur während des unmittelbaren Meßvorganges ausgeübt wird. Von besonde­ rem Vorteil ist dies bei dünnen Blechen, deren Oberfläche im allgemeinen recht empfindlich ist.

Zu erwähnen ist noch, daß zumindest angenähert die sich im Meßverlauf ergebende Remanenz aus der Blechdicke ermittelt werden kann, da die remanenzbedingte Teilhaftkraft, die es gilt auf Null zurückzuführen, direkt über eine materialbe­ dingte Konstante proportional dem Volumen des unter der Spule befindlichen ferromagnetischen Materials ist.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zum Bestimmen des Volumens von im Wirkungsbereich einer stromdurchflosse­ nen Spule befindlichen ferromagnetischen Werkstoffen, insbe­ sondere zum Bestimmen der Dicke von Eisenblechen, bei dem die Spule an Gleichspannung angelegt und die Stromanstiegs­ zeit bis zum Erreichen eines einstellbaren Grenzwertes als Maß für die durch den Einfluß des ferromagnetischen Materials gegebene Induktivität festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erreichen des Stromgrenzwertes die Spannung an der Spule bis zur Aufhebung der Gesamt-Remanenz umgepolt und sodann ein neuer Abfragezyklus eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils beim folgenden Abfragezyklus die Spule an Spannung umgekehrter Polarität angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die festgestellten Stromanstiegszeiten einer gerad­ zahligen Anzahl von Abfragezyklen gemittelt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufhebung der Gesamt-Remanenz die Spule über eine einstellbare Zeit von der Versorgungsspannung abgetrennt und erst danach ein neuer Abfragezyklus eingeleitet wird.