ES2640017T3 - Disposición de bobinas continuas, dispositivo de control con disposición de bobinas continuas y procedimiento de control - Google Patents

Disposición de bobinas continuas, dispositivo de control con disposición de bobinas continuas y procedimiento de control Download PDF

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Franz Haditsch
Stefan Koch
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Abstract

Disposición de bobinas continuas (100) para el uso en un dispositivo de control para el control de productos alargados en el proceso continuo mediante corriente de Foucault, que comprende: Una disposición de bobinas de excitación con una bobina de excitación (122), que comprende una abertura de paso (112) para que un producto alargado (190) pase a través de una dirección de paso (192), donde la disposición de bobinas de excitación comprende una instalación de conexión para la conexión de la bobina de excitación a una fuente de tensión alterna (130); y una disposición de bobinas receptoras dispuesta alrededor de la abertura de paso, que presenta una instalación de conexión (148) para la conexión de la disposición de bobinas receptoras a un dispositivo de evaluación (150) del dispositivo de control, donde la disposición de bobinas receptoras presenta dos o más disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-8, 742-1 a 742-8) repartidas sobre el perímetro de la abertura de paso (112), donde cada disposición de bobinas en segmento tiene una zona de registro, que cubre sólo una sección perimetral del perímetro de la superficie del producto alargado, caracterizada por el hecho de que las disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-8, 742-1 hasta 742-8) se reparten sobre al menos dos cáscaras (S1, S2) que comprenden la abertura de paso, con distancias diversas (A1, A2) a un eje de referencia (114) de la disposición de bobinas de paso, donde las primeras disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-4, 742-1 a 742-4) están dispuestas sin solapamiento recíproco sobre una primera cáscara (S1), las segundas disposiciones de bobinas en segmento (142-5 a 142-8, 742-5 a 742-8) están dispuestas sin solapamiento recíproco sobre una segunda cáscara (S2), y las primeras y segundas disposiciones de bobinas en segmento están dispuestas desplazadas perimetralmente una respecto a otra de tal manera que las segundas disposiciones de bobinas en segmento comprenden secciones perimetrales, que no son cubiertas por las primeras disposiciones de bobinas en segmento.

Description

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Disposicion de bobinas continuas, dispositivo de control con disposicion de bobinas continuas y procedimiento de control
Campo de la invencion
[0001] La invencion se refiere a una disposicion de bobinas continuas para el uso en un dispositivo de control para el control de productos alargados en el procedimiento continuo mediante corriente de Foucault de acuerdo con el preambulo de reivindicacion 1, a un procedimiento de control para el control de productos alargados mediante corriente de Foucault de acuerdo con el preambulo de reivindicacion 12 asf como a un dispositivo de control con una disposicion de bobina continua de este tipo.
Estado de la tecnica
[0002] Productos alargados son objetos metalicos extendidos, como por ejemplo alambres, varas, barras o tubos o similares. Dichos productos alargados pueden servir como materiales de partida para productos acabados de primera calidad y estan sometidos frecuentemente a requerimientos de calidad muy altos.
El control de defectos de material, por ejemplo de grietas cercanas a la superficie, rechupe, cascaras u otra heterogeneidad material (en lo sucesivo tambien designados errores o defectos), forma una parte importante del control de calidad de estos productos. En este caso el objetivo generalmente es un control a ser posible continuo de la superficie de material con alta resolucion, que a ser posible debe realizarse en el lugar de fabricacion en el mismo ciclo y con la velocidad del procedimiento de fabricacion.
Estos controles se realizan en la actualidad en gran medida usando metodos electromagneticos, particularmente la tecnica de corriente de Foucault, en el procedimiento continuo. Durante el control en el procedimiento continuo un objeto por controlar (objeto de control; pieza de prueba) se mueve y controla al mismo tiempo con una velocidad continua prefijada relativamente alta por una seccion de control equipada con una sensorica correspondiente.
[0003] Durante el control no destructivo de materiales en el procedimiento de corriente de Foucault, por medio de una bobina de excitacion accionada por corriente alterna se genera una (corriente de Foucault) de orientacion, magnitud y frecuencia adecuada y se registran y evaluan las irregularidades que surgen de la corriente de Foucault con ayuda de sensores, p.ej. de una disposicion de bobinas.
[0004] Con el control de la corriente de Foucault se aprovecha el efecto de que la mayorfa de las irregularidades o defectos en un material electricamente conductivo tienen otra conductividad electrica y/o otra permeabilidad que el material de control mismo.
La senal de medicion por evaluar se determina sobre todo por la permeabilidad y conductividad del material de muestra y de la distancia entre el sensor de corriente de Foucault y la superficie de material, donde al aumentar la distancia del sensor de la superficie de material, disminuye tambien la fuerza absoluta de la senal de error y tambien la proporcion entre senal util y senales de averfa (proporcion de utilidad/averfa; proporcion u/a).
[0005] En una clase de dispositivos de control para el procedimiento continuo se usa una disposicion de bobina continua que comprende el objeto de control, a traves del que se conduce el objeto por ser controlado (el producto alargado). Una disposicion de bobina continua tiene una disposicion de bobina de excitacion con una bobina de excitacion, que comprende una abertura de paso para la conduccion de un objeto alargado a lo largo de una direccion continua. La disposicion de la bobina de excitacion tiene una instalacion de conexion para la conexion de la bobina de excitacion a una fuente de tension alterna.
Ademas, esta prevista una disposicion de bobinas receptoras dispuesta alrededor de las abertura de paso, que presenta una instalacion de conexion para la conexion de la disposicion de bobinas receptoras a un dispositivo de evaluacion del dispositivo de prueba.
La disposicion de la bobina de excitacion y la disposicion de la bobina receptora se conectan por medio de los dispositivos de conexion a los componentes electricos o electronicos del dispositivo de prueba.
Dichas disposiciones completas de bobinas se pueden fabricar generalmente de forma relativamente economica y debido a su macicez se pueden utilizar tambien bajo condiciones ambientales duras de forma segura y economica.
[0006] En la patente DE 101 35 660 C1 se describe una disposicion de bobina continua generica, con la que debe ser posible de manera comercial, encontrar de manera segura errores tipo via de forma segura, garantizar una resolucion de defectos clara y asegurar una reproductibilidad buena de los resultados de la prueba. La disposicion de bobina continua tiene un elemento de medicion que comprende por fuera el objeto por examinar en forma de al menos tres bobinas de medicion en segmento que rodean el objeto de forma circular con una distancia radial intermedia, donde las bobinas son de conductores en banda en conexion diferencial o multidiferencial.
Estas bobinas de medicion en segmento se solapan en direccion perimetral con extremos adyacentes entre si y se acoplan con una electronica de evaluacion de varios canales. Ademas, las bobinas de medicion en segmento
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estan rodeadas por una bobina absoluta, que a su vez esta rodeada de una bobina de excitacion asociada a todas las bobinas de medicion. La bobina absoluta tambien se puede segmentar bajo adaptacion configurativa a las bobinas de medicion en segmento, donde las bobinas absolutas en segmento se solapan con sus extremos. Por medio del hecho de que las superficies de efecto de las bobinas de las bobinas de medicion en segmento se solapan en direccion perimetral, se debe conseguir una cobertura real al 100% de la tapa de la superficie del objeto por examinar con las mismas sensibilidades.
Tarea y solucion
[0007] Es una tarea de la invencion poner a disposicion una disposicion de bobinas continuas genericas para el uso en un dispositivo de control para el control de productos alargados en el proceso continuo, que pueda poner a disposicion en el objeto por controlar de forma continua resultados expresivos sobre defectos y otras irregularidades con una estructura economica y solida.
Otra tarea de la invencion es poner a disposicion un procedimiento de control asf como un dispositivo de control, con una disposicion de bobinas continuas de este tipo.
[0008] Para la solucion de estas tareas se pone a disposicion una disposicion de bobinas continuas con las caracterfsticas de la reivindicacion 1.
Ademas, se pone a disposicion un procedimiento de control con las caracterfsticas de la reivindicacion 12 asf como un dispositivo de control con las caracterfsticas de la reivindicacion 15.
[0009] Perfeccionamientos ventajosos se indican en las reivindicaciones dependientes. El texto de todas las reivindicaciones se redacta con referencia al contenido de la descripcion.
[0010] La disposicion de la bobina receptora tiene dos o mas disposiciones de bobinas en segmento que se reparten sobre el perfmetro de la abertura de paso.
Cada una de las disposiciones de bobinas en segmento tiene una zona de registro, que solo cubre una parte del perfmetro total de la superficie del producto alargado, es decir, un segmento perimetral.
Una disposicion de bobinas continuas de este tipo tiene una excitacion comun para dos o mas disposiciones de bobinas en segmento, que cubren solo respectivamente una parte o un segmento del perfmetro de la pieza de control.
Por tanto, todas las senales proporcionadas por las disposiciones de bobinas en segmento individuales se basan en la misma excitacion y por tanto son comparables entre sf en la misma excitacion.
Simultaneamente, la segmentacion o division de la disposicion de bobina receptora en varias disposiciones de bobinas en segmento, permiten que senales de error que aparecen se puedan asociar a una seccion perimetral determinada de la superficie del objeto.
Por consiguiente, es posible una localizacion de defectos no solo, como como en las disposiciones de bobinas continuas convencionales, sino tambien en la direccion perimetral.
Las ventajas de disposiciones de bobinas continuas convencionales en cuanto a macicez y fiabilidad permanecen.
[0011] En la invencion solicitada esta previsto que las disposiciones de bobinas en segmento se repartan sobre al menos dos cascaras que comprenden la abertura de paso con distancias diferentes a un eje de referencia de la disposicion de bobinas continuas.
Las primeras disposiciones de bobinas en segmento estan dispuestas sobre una primera cascara en direccion perimetral sin solapamiento recfproco.
Por el contrario, segundas disposiciones de bobinas en segmento estan dispuestas sin solapamiento recfproco en direccion perimetral sobre una segunda cascara. Dado que entre las cascaras existe una distancia en direccion radial hacia el eje de referencia, las primeras disposiciones de bobinas en segmento tienen otra distancia hacia el eje de referencia que las segundas disposiciones de bobinas en segmento. El concepto "cascara" mostrado a este respecto designa una superficie que se extiende en direccion perimetral alrededor del eje de referencia, cuyos segmentos de superficie estan alineados en paralelo al eje de referencia y curvados en direccion perimetral de forma continua o por secciones.
[0012] La distancia radial de una superficie al eje de referencia sigue una funcion de distancia prefijada.
Por medio del hecho de que todas las disposiciones de bobinas en segmento de una cascara estan sobre esta cascara, esta definida la distancia radial al eje de referencia en cada punto de cada disposicion de bobinas en segmento de una cascara sobre la funcion de distancia. Las disposiciones de bobinas en segmento de una cascara estan dispuestas sobre su cascara respectiva sin solapamiento recfproco. En direccion perimetral pueden limitar directamente uno con el otro. Generalmente existe sin embargo una distancia en direccion perimetral entre los extremos dispuestos uno hacia el otro de disposiciones de bobinas contiguas en segmento.
[0013] A distancia definida de la primera y la segunda cascara entre sf hay una comparacion inmediata de las senales de las primeras y segundas disposiciones de bobinas en segmento, puesto que las senales de error producidas generalmente muestran un comportamiento de distancia caracterfstico y por lo tanto se pueden comparar entre sf por medio de funciones de distancia conocidas.
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[0014] La disposicion sobre dos o mas cascaras que se solapan en direccion continua permite una asignacion precisa de senales de error que tengan lugar a un punto axial a lo largo del producto alargado controlado.
[0015] La prevencion de solapamiento recfproco en direccion perimetral se considera como ventajoso.
Segun observaciones de los inventores, las distancias de las disposiciones de bobinas en segmento que generan senales respecto a la superficie de control, distancias que son determinates para el control en zonas de superposicion de disposiciones de bobinas en segmento, que deben estar a distancia nominal igual al eje de referencia, se diferencian de aquellas de las zonas fuera de superposicion, de modo que pueden resultar imprecisiones de medicion. Estas se previenen evitando solapamiento recfproco.
[0016] Sin embargo, para que sea posible un control continuo en direccion perimetral, las primeras y segundas disposiciones de bobinas en segmento en direccion perimetral estan dispuestas de forma desplazada una respecto a la otra de tal manera que las secciones perimetrales que estan entre las primeras disposiciones de bobinas en segmento se pueden recoger total o parcialmente por las segundas disposiciones de bobinas en segmento.
En otras palabras: las primeras y segundas disposiciones de bobinas en segmento estan desplazadas en direccion perimetral de tal manera una respecto a la otra, que las segundas disposiciones de bobinas en segmento comprenden secciones perimetrales, que no son cubiertas por las primeras disposiciones de bobinas en segmento.
Por tanto, las primeras y segundas disposiciones de bobinas en segmento cubren entonces secciones perimetrales diversas del producto alargado por controlar, donde las zona de captacion se complementan en total y dado el caso incluso parcialmente de manera que es posible un control continuo en direccion perimetral.
[0017] Segun otra formulacion las disposiciones de bobinas en segmento respectivas estan dispuestas sin solapamiento recfproco sobre sus cascaras correspondientes y las disposiciones de bobinas en segmento respectivas estan dispuestas sobre las diferentes cascaras de tal manera en direccion perimetral desplazadas circunferencialmente una respecto a la otra, que el perfmetro completo esta cubierto por las disposiciones de bobinas en segmento de todas las cascaras.
[0018] Preferiblemente las disposiciones de bobinas en segmento estan repartidas sobre exactamente dos cascaras, es decir, sobre una primera cascara y exactamente una segunda cascara.
Por medio de esto resulta desde el punto de vista constructivo una estructura de poca complejidad y esto es suficiente para asignar las senales producidas por las disposiciones de bobinas de segmento a solo dos funciones de distancia. Sin embargo, tambien es posible, distribuir disposiciones de bobinas en segmento sobre dos o mas cascaras, por ejemplo sobre tres, cuatro, cinco o seis cascaras, entre las que existe respectivamente una distancia en direccion radial. Puede ser que el recubrimiento completo del perfmetro solo se consiga a traves de la combinacion de disposiciones de bobinas en segmento de tres o mas cascaras.
[0019] En algunas formas de realizacion las primeras disposiciones de bobinas en segmento estan dispuestas a una primera distancia radial al eje de referencia sobre una primera cascara cilfndrica circular y segundas disposiciones de bobinas en segmento a una segunda distancia radial desviada de la primera distancia radial hacia el eje de referencia sobre una segunda cascara cilfndrica circular. Cuando la forma seccional transversal presenta simetrfa central respecto a un centro de simetrfa, el eje se puede designar por el centro de simetrfa como eje de referencia central o eje central. En las formas de realizacion de este tipo las cascaras forman respectivamente areas de superficie de cilindro circular coaxial al eje central de la disposicion de bobinas continuas.
Formas de realizacion con seccion transversal circular son por ejemplo ventajosas para el control de material redondo (producto alargado con seccion transversal circular, macizo o como tubo), se pueden usar con evaluacion de senal adecuada tambien para el examen de productos alargados con corte seccional poligonal.
[0020] En formas de realizacion alternativas las cascaras pueden tener una forma seccional transversal diferente que se diferencia de la forma circular. Por ejemplo, son posibles cascaras con corte transversal oval o corte transversal ovoide. Tambien es posible, que las cascaras tengan un corte seccional poligonal, por ejemplo un corte seccional esencialmente cuadrado con area angular redondeada.
La distancia radial entre las cascaras y al eje de referencia no tiene que ser uniforme, sino puede variar en direccion perimetral.
[0021] Para evitar diferencias de sensibilidad demasiado grandes entre las disposiciones de bobinas en segmento de cascaras diferentes, una distancia radial entre la primera cascara y la segunda cascara o entre cascaras adyacentes deberfa ser como maximo de un centfmetro, donde la distancia deberfa ser preferiblemente de 1 mm o menos, particularmente entre 0.1 mm y 1 mm.
Son posibles distancias mas grandes, y las diferencias de fuerza de senal pueden ser compensadas o consideradas de manera electronica o aritmetica.
[0022] El numero de disposiciones de bobinas en segmento por cascara se puede adaptar a la funcion de control.
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Es posible, que el numero de disposiciones de bobinas en segmento sobre cada cascara sea el mismo.
Sobre las cascaras tambien pueden ser previstas cantidades desiguales de disposiciones de bobinas en segmento
[0023] Frecuentemente es ventajoso que esten dispuestas sobre una cascara un numero par de disposiciones de bobinas en segmento, por ejemplo, dos, cuatro, seis u ocho disposiciones de bobinas en segmento.
Alternativa o adicionalmente se pueden proporcionar sobre una cascara una o varias parejas de disposiciones de bobinas en segmento dispuestas una frente a la otra diametralmente.
Esto puede valer para cascaras individuales, varias o todas las cascaras.
[0024] En general la disposicion de bobinas receptoras puede presentar varias parejas de disposiciones de bobinas en segmento dispuestas una frente a la otra diametralmente. De aquf pueden resultar ventajas durante la evaluacion de la senal.
Esta medida puede ser ventajosa en disposiciones de bobinas continuas con estructura de cascara (segun la invencion reivindicada) o en disposiciones de bobinas continuas sin estructura de cascara.
[0025] Son posibles configuraciones diversas de disposiciones de bobinas en segmento adaptadas al proposito respectivo de uso.
Una disposicion de bobinas en segmento puede presentar exclusivamente una o varias disposiciones de bobinas de diferencia, exclusivamente una o varias disposiciones de bobinas absolutas o una combinacion de al menos una disposicion de bobinas de diferencia y al menos una disposicion de bobinas absolutas.
[0026] El concepto "disposicion de bobinas diferenciales" debe comprender a este respecto tanto disposiciones de bobinas diferenciales sencillas como tambien disposiciones de bobinas diferenciales multiples.
Las senales electricas producidas por una disposicion de bobinas diferenciales se designan tfpicamente como senales diferenciales.
[0027] Una disposicion de bobinas absolutas proporciona senales absolutas.
Con la evaluacion correspondiente estas se pueden utilizar para la deteccion de errores.
Puesto que la amplitud de senales absolutas depende en gran medida y de modo caracterfstico de las distancia entre la disposicion de bobinas absolutas y la superficie de la muestra, una disposicion de bobinas absolutas con la evaluacion correspondiente de las senales absolutas puede servir como sensor de distancia, cuando se conecta a un dispositivo de evaluacion de distancia para la puesta en servicio y las senales absolutas correspondientes se evaluan como senales de distancia (comparese p.ej. el documento DE 44 38 171 A1).
[0028] Preferiblemente todas las disposiciones de bobinas en segmento tienen respectivamente al menos una disposicion de bobinas diferenciales.
El concepto "disposicion de bobinas diferenciales" designa una disposicion de bobinas, que presenta dos o mas disposiciones de bobinas parciales, que actuan en sentido opuesto. Asf, un cambio del campo magnetico que entra en una disposicion de bobinas diferenciales solo produce entonces una senal, cuando el cambio de intensidad del campo en las disposiciones de bobinas que actuan en sentido opuesto, es diverso. Por el contrario, si no hay modificaciones del campo o las modificaciones del campo son igual de intensas en las disposiciones de bobinas parciales que funcionan en sentido opuesto, no resulta asf ninguna senal de salida. Con ayuda de disposiciones de bobinas diferenciales es posible una deteccion de defectos especialmente sensible tambien en caso de errores de pequena magnitud.
Las disposiciones de bobinas diferenciales estan preferiblemente dispuestas de manera que en el perfmetro total de la pieza de prueba pueden registrarse senales diferenciales, de modo que es posible un control continuo en direccion perimetral sin disposiciones de bobinas diferenciales.
[0029] Preferiblemente, una disposicion de bobinas en segmento tiene ademas de una disposicion de bobinas diferenciales tambien una disposicion de bobinas absolutas. Esto puede estar previsto para todas las disposiciones de bobinas en segmento o solo para una parte de la disposicion de bobinas en segmento. El concepto "disposicion de bobinas absolutas" designa a este respecto una disposicion de bobinas, que al cambiar el campo magnetico entrante genera una senal de salida (senal absoluta). Una disposicion de bobinas absolutas puede presentar varias disposiciones de bobinas parciales. Sin embargo, al contrario a una disposicion de bobinas diferenciales respecto al campo magnetico entrante, estan conectadas en el mismo sentido, de modo que un cambio de campo tambien produce respectivamente una senal en varias disposiciones de bobinas parciales, donde estas senales se anaden a la salida de la disposicion de bobinas absolutas.
[0030] Esta medida puede ser ventajosa en disposiciones de bobinas continuas con estructura de cascara (segun la invencion reivindicada) y en disposiciones de bobinas continuas convencionales sin estructura de cascara.
[0031] Con una disposicion de bobinas diferenciales se pueden registrar p.ej. defectos de agujeros y defectos trasversales con sensibilidad alta.
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Ademas, se pueden pueden valorar errores longitudinales correspondientemente a sus gradientes de profundidades.
Con ayuda de una disposicion de bobinas absolutas es entre otras cosas posible registrar errores longitudinales uniformes en toda su longitud. La captacion simultanea de senales de diferencia y senales absolutas permite una calificacion mas fiable de los tipos de defectos.
[0032] Ademas, con una disposicion de bobinas absolutas tambien se pueden registrar senales de distancia, de modo que de partes de senal de la disposicion de bobinas absolutas tambien se puede obtener informacion sobre la distancia entre las disposiciones de bobinas de segmento y la superficie de muestra, es decir, la distancia de control.
Estas senales de distancia pueden utilizarse p.ej. sobre el lado electronico o de software para la compensacion de distancia, para, por ejemplo, en caso de posicion de pieza de control excentrica mejorar la comparacion de senales de error registradas en segmentos diferentes.
[0033] Preferiblemente una disposicion de bobinas diferenciales y una disposicion de bobinas absolutas estan dispuestas en un elemento de soporte comun. Asf, se puede fijar de forma mecanicamente exacta la posicion relativa de estas disposiciones de bobinas entre si. En algunas formas de realizacion el elemento de soporte tiene una superficie interna (que da la cara a la pieza de control que pasa) y una superficie externa, donde una disposicion de bobinas diferenciales y una disposicion de bobinas absolutas estan dispuestas al menos parcialmente en la misma superficie del elemento de soporte. Aquellos componentes de la disposicion de bobinas que estan dispuestos en la misma superficie, tienen la misma distancia prefijada por la forma de la cascara hacia el eje de referencia de la disposicion de bobinas continuas, de modo que es posible sin mas una evaluacion comun de las senales.
[0034] Esta medida puede ser ventajosa en disposiciones de bobinas continuas con estructura de cascara (segun la invencion reivindicada) y en disposiciones de bobinas continuas convencionales sin estructura de cascara.
[0035] En algunas disposiciones de bobinas continuas esta previsto que en una disposicion de bobinas continuas en segmento la disposicion de bobinas diferenciales esta dispuesta de forma esencialmente simetrica a una superficie plana de la bobina (tfpicamente plano central) de la disposicion de bobinas de excitacion y la disposicion de bobinas absolutas esta dispuesta de forma no simetrica a la superficie plana de la bobina parcial o completamente en una zona del area heterogenea del campo producido por la disposicion de bobinas de excitacion.
De esta manera es posible una deteccion de distancia especialmente sensible con ayuda de la disposicion de bobinas absolutas. Es de considerar en este caso, que los arrollamiento de la disposicion de bobinas absolutas estan en una superficie tfpicamente curvada, que se encuentra perpendicular a la superficie plana de la bobina de excitacion.
En la disposicion asimetrica se encuentra por lo menos una parte de los arrollamientos generadores de senales en la zona del area heterogenea, donde el campo magnetico que aparece en el lugar de la disposicion de bobinas absolutas tiene un componente radial (componente y), que impone la disposicion de bobinas absolutas. La fuerza de este componente se modifica de forma significativa dependiendo de la distancia entre la disposicion de bobinas absolutas y la superficie del producto alargado, lo que afecta a la distribucion de lfneas del campo en el lugar de la disposicion de bobinas absolutas. Por consiguiente resulta una disposicion arrollamientos absolutos en el campo de gradientes, que se modifica por modificacion de la posicion radial del producto alargado en el recorrido. Con una posicion no centrica o excentrica del producto alargado resulta una variacion del flujo magnetico a traves de las espiras de la disposicion de bobinas absolutas, que se puede registrar por disposiciones de bobinas absolutas usadas como sondas de distancia.
[0036] Una senal de distancia especialmente fuerte y estable se consigue en algunas formas de realizacion de forma que una disposicion de bobinas absolutas presenta simetricamente a una superficie de bobina o superficie plana de la disposicion de bobinas de excitacion en una primera zona del campo heterogenea delante del plano de bobinas una primera disposicion de bobinas parcial y en una segunda zona del campo heterogenea detras del plano de la bobina una segunda disposicion de bobinas parcial, donde la primera y la segunda disposicion de bobinas estan conectadas en sentido contrario.
Las disposiciones de bobinas parciales son atravesadas en diferentes direcciones de lfneas de campo por el campo heterogeneo. A traves de la conexion en sentido opuesto se consigue que se anadan las tensiones inducidas en las disposiciones de bobinas parciales, de modo que resultan fuertes senales de distancia.
[0037] La segmentacion de disposiciones de bobinas absolutas usadas como sensores de distancia en relacion con la disposicion en la parte heterogenea del campo magnetico da como resultado sensores segmentados de determinacion de distancia, que, a diferencia de las disposiciones de bobinas absolutas convencionales no aprovechan las lfneas de campo del producto alargado que se extienden aproximadamente en la direccion de paso, sino los componentes de las lfneas de campo magnetico que estan en perpendicular a aquellos.
Por medio de estas lfneas del campo magnetico se detecta el cambio del campo de gradientes dependiendo de la posicion del producto alargado por controlar.
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[0038] Estas medidas pueden ser ventajosas en disposiciones de bobinas continuas con estructura de cascara (segun la invencion reivindicada) y en disposiciones de bobinas continuas genericas sin estructura de cascara.
[0039] La posibilidad abierta por la segmentacion, de producir senales de distancia con ayuda de las disposiciones de bobinas absolutas de forma separada en diferentes secciones circunferenciales del producto alargado, permite, por medio de las senales de distancia, conseguir una informacion del lugar respecto a la posicion del producto alargado dentro de la disposicion de bobinas continuas.
[0040] Una evaluacion comun de senales absolutas de disposiciones de elementos en segmento dispuestas una frente a la otra diametralmente en parejas permite p.ej. de una manera especialmente sencilla la determinacion del diametro de la pieza de prueba en la direccion diagonal correspondiente y en su caso tambien de fluctuaciones del diametro y/o desalineamientos.
[0041] Estas medidas pueden ser ventajosas en disposiciones de bobinas continuas con estructura de cascara (segun la invencion reivindicada) y en disposiciones de bobinas continuas genericas sin estructura de cascara.
[0042] La invencion se refiere tambien a un procedimiento de control para el control de productos alargados, donde se usa un producto alargado a lo largo de una direccion de paso a traves de una disposicion de bobinas continuas del tipo descrito en esta solicitud.
[0043] Dichas disposiciones de bobinas continuas permiten procesos para evaluacion, que no son posibles con disposiciones de bobinas continuas convencionales.
[0044] En algunas formas de realizacion se lleva a cabo por ejemplo una evaluacion comun de senales de disposiciones de bobinas en segmento dispuestas en parejas una frente a la otra diametralmente.
[0045] En una variante la evaluacion comun comprende la deteccion de una senal de suma y/o una senal de diferencia de senales de distancia o senales absolutas de la disposicion de bobinas en segmento dispuestas una frente a la otra diametralmente en parejas. A traves de la evaluacion se pueden desterminar tanto el diametro como tambien la excentricidad.
[0046] Mediante la evaluacion de varias senales de distancia (p.ej. tres, cuatro, cinco o seis) de disposiciones de bobinas absolutas desplazadas por el perfmetro es posible, entre otras cosas, una determinacion de valores del diametro, fluctuaciones del diametro y/o desalineamientos de la pieza de prueba frente a la disposicion de bobinas continuas.
[0047] En algunas formas de realizacion se determina a partir de senales absolutas de varias disposiciones de bobinas absolutas distribuidas por el perfmetro una informacion sobre diametro, geometrfa de pieza de control, falta de redondez y/o decalaje axial entre la disposicion de bobinas continuas y el objeto de control.
[0048] Otra ventaja del uso de la invencion consiste en que se puede producir un protocolo de defectos que contiene una asignacion entre una senal de error y una seccion perimetral correspondiente del objeto controlado. Esta informacion permite una evaluacion mucho mejor y precisa de defectos. Si por ejemplo un defecto en principio procesable posteriormente se encuentra en una seccion de perfmetro, que con la aplicacion posterior previsiblemente no va a empeorar de forma crftica, se puede ahorrar un trabajo posterior. Cuando es necesario un trabajo posterior, a causa del protocolo del defecto la zona afectada por el error se encuentra ya limitada a una seccion perimetral relativamente pequena, de modo que los errores se pueden localizar mas facilmente.
En el caso de errores que no se pueden procesar posteriormente, a causa del protocolo de defectos se puede decidir si estos se encuentran en una seccion perimetral crftica o en su caso no crftica, de modo que se puede decidir sobre el uso de la pieza de prueba de forma mas precisa que hasta ahora.
Este puede por ejemplo util en tubos soldados para la evaluacion diferente de errores de pared y de costura y en perfiles poligonales para la evaluacion adecuada de errores de superficies y de cantos. Las diferenciaciones y su priorizacion son especialmente importantes, para poder intervenir a tiempo en un proceso de fabricacion, para fabricar sin errores material todavfa por procesar.
[0049] El protocolo de defectos puede contener tambien datos sobre diametro, geometrfa de pieza de control y/o falta de redondez del objeto de control como funcion de la posicion en direccion longitudinal.
[0050] En relacion con la estructura cascara de la disposicion de bobinas continuas pueden conseguirse resultados de prueba especialmente precisos.
Estas medidas se pueden usar en principio ventajosamente en disposiciones de bobinas continuas con estructura cascara (segun la invencion reivindicada) y parcialmente tambien en disposiciones de bobinas continuas genericas sin estructura cascara.
[0051] Estas y otras caracterfsticas se deducen ademas de las reivindicaciones tambien de la descripcion y los dibujos, donde las caracterfsticas individuales se pueden realizar respectivamente por sf mismas de forma
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aislada o combinando varias en forma de combinaciones alternativas en una forma de realizacion de la invencion y se pueden realizar en otros campos y pueden representar realizaciones ventajosas y patentables por si mismas. Ejemplos de realizacion de la invencion se representan en los dibujos y se explican con mas detalle a continuacion.
Breve descripcion de las figuras
[0052]
Fig. 1
Una vista en perspectiva oblicua de una forma de realizacion de una disposicion de bobinas continuas segun la invencion con un objeto de control que pasa por la aberturas de paso;
Fig. 2
Una vista axial esquematica de la disposicion de bobinas continuas de la Fig. 1;
Fig. 3
muestra un corte longitudinal a traves de una bobina de excitacion con forma cilfndrica circular con sfmbolos para el transcurso de lfneas de campo magneticas;
Fig. 4
muestra detalles para el transcurso de campo por una bobina de excitacion;
Fig. 5
muestra una vista en perspectiva oblicua de una forma de realizacion de una disposicion de bobinas en segmento;
Fig. 6
muestra variantes diferentes de disposiciones de cascara con disposiciones de bobinas absolutas y diferenciales; y
Fig. 7
muestra una forma de realizacion de una disposicion de bobinas continuas con forma aproximadamente cuadrada del corte transversal.
Descripcion detallada de formas de realizacion preferidas
[0053] La representacion esquematica en perspectiva oblicua en la Fig. 1 muestra componentes de un dispositivo de control para el control antidestructivo de corriente de Foucault de objetos electroconductivos extendidos u objetos alargados en el proceso continuo.
En el ejemplo mostrado el objeto por controlar (objeto de control; pieza de prueba) es un tubo metalico 190, que a una velocidad continua se transporta hasta el orden de magnitud de algunos m/s a lo largo de una direccion de desplazamiento 192 por una seccion de control del dispositivo de control. El dispositivo de control puede estar integrado en una lfnea de produccion, por ejemplo una lfnea de soldadura tubular. Tambien es posible que el dispositivo de control se aloje en una lfnea de control separada, que contiene un recorrido de control, que garantiza el transporte optimo del material de control a traves de la seccion de control. El recorrido de control contiene entre otras cosas, dispositivos gufa y dispositivo de posicionamiento, para asegurar, que el eje longitudinal central del objeto de control pase por la seccion de control de la forma mas centrica posible.
[0054] En la seccion de control esta dispuesta una disposicion de bobinas continuas 100 estacionaria.
Esta comprende un soporte de bobinas 110 mostrado en la Fig. 2, que esencialmente se fabrica por un manguito cilfndrico de un material electroconductivo o solo ligeramente electroconductivo, por ejemplo de material plastico reforzado con fibra. El soporte de bobinas cerrado en la direccion perimetral rodea una abertura de paso circular 112 para atravesar el objeto 190 por controlar. En el centro de la abertura de paso se extiende el eje central 114 de la disposicion de bobinas continuas, que sirve como eje de referencia.
El diametro interior del soporte de bobinas es en algun porcentaje mayor que el diametro exterior del objeto de control de mayor tamano que hay que pasar a traves, de modo que en todos los objetos de control por controlar con esta disposicion de bobinas continuas, con diametros de diferentes tamanos, se evita un contacto entre el objeto de control y la disposicion de bobinas continuas.
[0055] En el lado exterior del soporte de bobinas estan dispuestos los componentes electricos de la disposicion de bobinas continuas, es decir una disposicion de bobinas de excitacion y una disposicion de bobinas receptoras.
La disposicion de bobinas receptoras 120 tiene una unica bobina de excitacion en forma de una bobina de banda plana 122. Esta se forma por medio de una banda metalica plana de material electroconductivo bueno, por ejemplo cobre, que esta curvado en forma anular alrededor del soporte de bobinas o la abertura de paso y en la zona de conexion tiene dos secciones de conexion 124 curvadas radialmente hacia fuera, entre las que esta dispuesta una capa aislante de material electroconductivo aislante.
La bobina de banda plana forma un bobinado unico, que esta cerrada practicamente sobre su perfmetro total (con excepcion de la zona de la capa aislante). La superficie plana de bobina de la bobina de excitacion se extiende en perpendicular al eje central 114. El espesor medido en direccion radial de la cinta plana plegada de la banda plana puede estar p.ej. entre 0.5 mm y 1 mm y es mucho menor que la anchura medida de la banda
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plana en paralelo al eje central 114 de la disposicion de bobinas continuas, que puede ser de varios milfmetros o varios centimetres segun el diametro.
La anchura puede comprender por ejemplo mas del 10% del diametro interior libre de la bobina de banda plana y se encuentra en el caso del ejemplo en aprox. 15% del diametro libre. Ambos extremos de la bobina de banda plana estan conectados por medio de conductos representados marcados a trazos y puntos conectados con una instalacion de conexion 128, por medio de la cual la disposicion de bobinas de excitacion se puede conectar a una fuente de tension alterna 130 del dispositivo de control. Para la adaptacion de las impedancias de elemento de excitacion 122 y de la fuente de tension alterna 130 se puede interconectar un transmisor 127. La disposicion de bobinas de excitacion se puede poner en servicio con una unica frecuencia de excitacion o con varias frecuencias de excitacion diferentes.
[0056] Ademas, dentro de la disposicion de bobinas de excitacion esta dispuesta coaxialmente con esta una
disposicion de bobinas receptoras dispuesta alrededor de la abertura de paso 112, de la que forma parte una
instalacion de conexion 148 para la conexion de la disposicion de bobinas receptoras a un dispositivo de
evaluacion 150 del dispositivo de control.
[0057] La disposicion de bobinas receptoras tiene en el caso del ejemplo ocho disposiciones de bobinas en segmento 142-1 a 142-8 repartidas sobre el perimetro de la abertura de paso, que se dividen en dos grupos con respectivamente cuatro disposiciones de bobinas en segmento.
Las cuatro primeras disposiciones de bobinas en segmento 142-1 a 142-4 estan a una primera distancia A1
radial desde el eje central 114 de la disposicion de bobinas continuas sin solapamiento reciproco sobre una
primera cascara S1 cilfndrica circular. Cuatro segundas disposiciones de bobinas en segmento 142-5 a 142-8 estan a una segunda distancia A2 radial, que es mayor que la primera distancia A1 radial, sin solapamiento reciproco sobre una segunda cascara S2 entre la primera cascara S1 y la bobina de excitacion 122.
[0058] La diferencia de las distancias A1 y A2 o la distancia radial entre las cascaras deberfa ser a ser posible pequena, para que las senales registradas en cascaras tengan una fuerza de senal a ser posible similar.
La distancia radial entre las cascaras deberfa ser segun posibilidad de a lo sumo un centimetre, preferiblemente de 1 mm o debajo, p.ej. entre 0.1 mm y 1 mm. El lfmite inferior de la distancia esta en primera lfnea condicionado por la fabricacion.
[0059] Cada una de las primeras disposiciones de bobinas en segmento distribuidas uniformemente sobre la primera cascara tiene una zona de registro, que solo cubre una seccion perimetral de aprox. 50° del perimetro de la superficie del objeto por controlar. En la direccion perimetral entre las primeras disposiciones de bobinas en segmento hay huecos. Tambien las segundas disposiciones de bobinas en segmento que estan mas hacia fuera cubren respectivamente solo una seccion perimetral de aprox. 50° del perimetro de la pieza de prueba y tienen en direccion perimetral una distancia recfproca entre si. Las segundas disposiciones de bobinas en segmento estan dispuestas respecto a las primeras disposiciones de bobinas en segmento desplazadas circunferencialmente de tal manera que las segundas disposiciones de bobinas en segmento 142-5 a 142-8 cubren completamente los huecos que existen entre las primeras disposiciones de bobinas en segmento y solapan con ambos extremos los extremos proximos de las primeras disposiciones de bobinas en segmento 142-1 a 142-4 correspondientes. De esta manera las disposiciones de bobinas en segmento distribuidas en dos cascaras forman conjuntamente un anillo cerrado en direccion perimetral alrededor de la abertura de paso 112.
[0060] Cada una de las disposiciones de bobinas en segmento esta conectada a traves de un propio canal K1 a K8 y la instalacion de conexion 148 de varios canales al dispositivo de evaluacion 150, de modo que es posible una evaluacion separada de las senales de control de todas las disposiciones de bobinas en segmento.
[0061] En este "modelo de cascara" las espiras o arrollamientos de las disposiciones de bobinas en segmento que estan sobre una cascara comun, estan siempre exacta y completamente en la misma distancia radial al eje central, es decir, sobre el mismo radio. En disposiciones de bobinas en segmento, que disponen de diferentes capas, el centro radial de la zona activa se encuentra sobre el mismo radio.
Todas las zonas de arrollamiento de disposiciones de bobinas en segmento de la misma cascara tienen por tanto la misma sensibilidad a causa de la disposicion geometrica, con lo que se consigue una comparacion inmediata de las senales de sondas. El modelo de cascara elimina un problema hasta ahora inobservado, que puede aparecer con tales soluciones, en las que se solapan mutuamente sobre un radio comun las disposiciones de bobinas en segmento con sus extremos. Con un comportamiento de distancia de algunos dB por milfmetros durante el analisis de defectos, pueden aparecer con soluciones convencionales con solapamiento reciproco diferencias de por encima de un dB. De esta manera empeora la interpretabilidad de las senales de medicion. Se evitan solapamientos crfticos de este tipo.
[0062] En el modelo de cascara las disposiciones de bobinas en segmento de las diferentes cascaras tienen diferencias de sensibilidad a causa de la diferencia de distancia A2 - A1.
Dentro de una cascara no resultan diferencias de sensibilidad a causa de la prevencion de solapamientos recfprocos.
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Mediante el conocimiento del comportamiento de distancia de la sensibilidad de las disposiciones de bobinas en segmento, se pueden eliminar estas diferencias de sensibilidad de forma electronica o con ayuda de software de evaluacion apropiada.
[0063] Las disposiciones de bobinas en segmento estan formadas respectivamente como disposiciones de bobinas en plano en el sentido de que la expansion lateral de una disposicion de bobinas en un area cilfndricamente curvada es esencialmente mayor que la expansion medida en perpendicular a esta area. Las bobinas se forman por pistas conductoras 144 formadas en tecnica de placa de circuito impresos, que se dispusieron sobre un material portador flexible, no electroconductivo (cfs. Fig. 5).
Durante la fabricacion de la disposicion de bobinas continuas los soportes de las (primeras) disposiciones interiores provistos de pistas conductoras se colocan directamente sobre el lado exterior cilfndricamente arqueado del soporte de bobinas 110 y allf se fijan por ejemplo mediante adhesivo. Las (segundas) disposiciones de bobinas en segmento se pueden colocar directamente con su soporte encima, para alcanzar una distancia radial de las cascaras a ser posible pequena. Tambien es posible, disponer los soportes de bobinas con distancia radial de uno respecto al otro.
[0064] Los extremos de conexion de las pistas conductoras se extienden aislados respectivamente entre si sobre una franja de conexion formada de forma estrecha, que se puede conectar por medio de cables adecuados con el dispositivo de conexion 148.
Entre las bobinas de las disposiciones de bobinas en segmento 142-1 a 142-8 y la unidad de conexion 148 se pueden incluir unidades de refuerzo, que refuerzan las senales y/o provocan un desacoplamiento de la impedancia de bobinas inductiva de la impedancia de cables preponderantemente capacitiva.
[0065] En la disposicion de bobinas continuas montadas estan los disposiciones de bobinas de segmento entre el soporte de bobinas 110 y la bobina de excitacion 122 situada en el exterior.
Entre el lado exterior del objeto de control y las respectivas disposiciones de bobinas en segmento existe una distancia radial de control, que en el caso del ejemplo de un objeto de control cilfndrico circular es igual para todas ls disposiciones de bobinas en segmento de una cascara, cuando el objeto de control pasa centricamente a traves de la disposicion de bobinas continuas.
[0066] Cada disposicion de bobinas en segmento 142-1 a 142-8 presenta una disposicion de bobinas diferenciales y una disposicion de bobinas absolutas. Asf se puede registrar para cada seccion perimetral por separado tanto una senal diferencial como tambien una senal absoluta y se puede asignar a la seccion perimetral respectiva. Con ayuda una disposicion de bobinas diferenciales tambien son detectables de forma fiable defectos pequenos u otras heterogeneidades en un material basico electroconductivo por lo demas homogeneo, puesto que por diferenciacion axial de segmentos de bobinas se pueden compensar ampliamente partes de senales que no provengan de defectos.
A causa de la segmentacion es posible una resolucion espacial en direccion perimetral.
Por ejemplo, el defecto F1 tipo grieta sobre el perimetro del tubo 190 solo produce una senal de error en la disposicion de bobinas en segmento 142-6 de la segunda cascara S2, puesto que la pista de movimiento de este error al pasar el objeto de control solo atraviesa la zona de registro de esta disposicion de bobinas en segmento. El segundo error F2 desplazado en direccion perimetral y en direccion axial produce por el contrario en un momento posterior una senal de error en la disposicion de bobinas en segmento 142-1 de la primera cascara interior dispuesta desplazada perimetralmente. Ambos errores son localizables por consiguiente tanto en direccion axial como tambien en direccion perimetral. Las senales de error correspondientes se conducen por canales separados entre si al dispositivo de evaluacion 150 y allf se pueden asociar a las secciones circunferenciales respectivas.
[0067] Con ayuda de la disposicion de bobinas absolutas de una disposicion de bobinas en segmento se pueden reconocer sobre todo como senales de error, errores importantes que se extienden sobre todo en direccion longitudinal. Es especialmente importante sin embargo aquf la posibilidad del uso como sensor de distancia.
La fuerza de senal de la senal absoluta depende de forma sensible de la distancia entre la disposicion de bobinas absolutas y la superficie de material, donde al aumentar la distancia de la disposicion de bobinas absolutas a la superficie del material, disminuye la fuerza absoluta de la senal y la proporcion entre la senal util y la senal de interferencia. Mas alla de cierta zona de distancia la relacion es esencialmente lineal o bien calibrable de tal manera, de modo que las disposiciones de bobinas absolutas se pueden utilizar tambien como sensores de distancia.
[0068] Los sensores de distancia formados por las disposiciones de bobinas absolutas estan dispuestos perpendiculares a la direccion de desplazamiento en el mismo plano que las disposiciones de bobinas diferenciales, con las que se detectan las senales de error.
El dispositivo de evaluacion 150 comprende un dispositivo de evaluacion de distancia y esta configurado de tal manera que la informacion sobre la distancia que se puede derivar de senales de la disposicion de bobinas absolutas se puede seguir procesando para fines de evaluacion.
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[0069] En el ejemplo de realizacion las senales absolutas o senales de distancia de las disposiciones de bobinas absolutas de las disposiciones individuales de bobinas en segmento se pueden asignar una por una a las senales diferenciales de la disposicion de bobinas diferenciales de la disposicion respectiva de bobinas en segmento.
Pero esto no es obligatorio. Por ejemplo, es posible, evaluar senales absolutas solo partir de un numero mas pequeno de disposiciones seleccionadas de bobinas absolutas sobre la informacion de distancia. Por ej. puede ser suficiente determinar cuatros senales de distancia a partir de cuatro disposiciones de bobinas absolutas diferentes (p.ej. dispuestas en pareja una frente a otra), que entonces se consideran controladas por software durante el tratamiento de las senales diferenciales de todas las ocho disposiciones de bobinas diferenciales.
[0070] Con ayuda de las Fig. 3 hasta 6 se explica, como en formas de realizacion de la invencion se pueden usar disposiciones de bobinas absolutas segmentadas para producir senales de distancia.
Fig. 3 muestra a tal objeto un corte longitudinal a traves de una bobina de excitacion 122 con forma cilfndrica circular en paralelo al eje central 114 o a la direccion de desplazamiento de un producto alargado por controlar.
La bobina de excitacion forma un conductor electrico atravesado en direccion perimetral con corriente alterna, donde el conductor electrico produce un campo electromagnetico alterno, cuyas lfneas de campo magneticas (flechas) se extienden esencialmente en perpendicular a la direccion de flujo alrededor de la bobina de excitacion.
En este caso surge simetricamente alrededor del plano central axial M de la bobina de excitacion o simetricamente al plano de la bobina central una zona de campo esencialmente homogenea, donde las lfneas de campo magneticas se extienden en gran medida en paralelo a la direccion de desplazamiento o en perpendicular al plano de bobina de la bobina de excitacion.
A ambos extremos axiales se anexa en la zona de campo homogenea FH una zona de campo heterogenea FI, en la que el campo de las lfneas de campo magnetico es heterogeneo de tal manera que las lfneas de campo no se extienden en paralelo una respecto a otra y en paralelo al eje central.
[0071] Cerca de los extremos axiales de la bobina de excitacion asf como en la zona de reflujo de las lfneas de campo fuera de la bobina de excitacion, el campo magnetico B tiene no solo un componente x paralelo al eje central de la bobina de excitacion, sino tambien un componente final en direccion radial al eje central.
Fig. 4 muestra esquematicamente los componentes Bx y By del campo magnetico.
En la Fig. 3 esta la zona de campo heterogenea, que llega en parte hasta el interior de la bobina de excitacion y comprende la zona de reflujo exterior, que esta destacada en trazos.
La zona de campo homogenea no tiene rayado.
La zona de campo heterogenea es concebible para el posicionamiento de una disposicion de bobinas absolutas para la compensacion de distancia.
[0072] En formas de realizacion de la invencion las disposiciones de bobinas absolutas segmentadas se usan como sensores de distancia, que de manera convencional no usan aquellas lfneas de campo que se extienden en paralelo a la direccion de paso del producto alargado por controlar, sino los componentes de las lfneas de campo magnetico que estan en perpendicular, es decir, los componentes y.
En este caso se aprovecha que dependiendo de la posicion del producto alargado por controlar examina resultan variaciones del campo absoluto y del campo de gradientes, que se pueden registrar en la zona de campo heterogenea. En este caso se registra esencialmente el campo magnetico primario producido por la bobina de excitacion, que sin embargo es interferido y por tanto reducido por campos magneticos de corriente alterna producidos en el producto alargado. La medicion no se realiza en la zona aproximadamente homogenea FH, sino en la zona de reflujo heterogenea, donde no reina ningun campo homogeneo, sino un campo de gradientes, que se puede cambiar a traves de la excentricidad del producto alargado por controlar. Una razon para ello es el efecto de proximidad, que produce corrientes de Foucault diversas dependiendo de la excentricidad del producto alargado y por ello tambien influye en las lfneas de campo magneticas en la zona de reflujo.
[0073] En bobinas absolutas convencionales, completas, que comprenden el producto alargado por controlar, estos efectos se solucionan en gran parte dentro de la bobina, de modo que eventuales senales resultantes no permiten deducir ninguna eventual excentricidad del producto alargado que pasa.
Por el contrario, en formas de realizacion de la invencion se pueden detectar modificaciones en el campo de gradientes para la deteccion de la distancia y se pueden procesar en forma de senales de distancia.
[0074] Fig. 5 muestra a tal objeto una vista esquematica en perspectiva oblicua de una forma de realizacion de una disposicion de bobinas en segmento 542, que esta dispuesta sobre una de las cascaras de la disposicion de bobinas continuas.
Sobre un elemento de soporte 510 curvado cilfndricamente, electricamente aislante, estan dispuestas, electricamente aisladas entre sf, una disposicion de bobinas diferenciales 520 y una disposicion de bobinas absolutas 530.
La disposicion de bobinas absolutas tiene sobre un lado axial de la disposicion de bobinas diferenciales una primera disposicion de bobinas parciales 530-1 y sobre el lado axial opuesto una segunda disposicion de bobinas parciales 530-2. Los arrollamientos de ambas disposiciones de bobinas parciales estan conectados en sentido contrario entre sf.
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[0075] En la Fig. 3 se muestra la situacion de instalacion de la disposicion de bobinas en segmento 542 dentro de la bobina de excitacion 122.
Se reconoce que la disposicion de bobinas en segmento esta dispuesta respecto a al plano de la bobina de la disposicion de bobinas de excitacion (plano central M) en el estado incorporado de tal manera que la disposicion de bobinas diferenciales 520 esta simetricamente al plano de la bobina en la zona de campo homogenea FH de la bobina de excitacion.
Las disposiciones de bobinas parciales de la disposicion de bobinas absolutas que se unen a los extremos axiales, estan, por el contrario ya en la zona de campo heterogenea FI, de modo que la superficie de bobina definida por los arrollamientos de las disposiciones de bobinas parciales es atravesada por los componentes y de las lfneas de campo magneticas que se extienden radialmente al eje central.
[0076] Decisivo para la funcion de la disposicion de bobinas absolutas como sensor de distancia es que ambas disposiciones de bobinas parciales 530-1 y 530-2 del campo heterogeneo son atravesadas en diferentes direcciones de lfneas de campo (vease sfmbolos de campos circulares en la Fig. 5). Por el contrario, los componentes y del campo b producen tensiones. Con una conexion en serie de la disposicion de bobinas parciales resultana una cancelacion completa o parcial de las tensiones producidas en las bobinas. A traves del circuito en sentido opuesto previsto aquf se consigue, por el contrario, que las tensiones producidas en ambas disposiciones de bobinas parciales se sumen, de modo que sobre la base de los cambios del campo de gradientes resulta una senal fuerte absoluta EP.
Una ventaja adicional de esta estructura de la disposicion de bobinas absolutas simetrica al plano central M de la bobina de excitacion se encuentra en que no se ejercita ninguna influencia negativa en la deteccion de defectos.
[0077] En los extremos de conexion de la disposicion de bobinas absolutas 530 en un dispositivo de control terminado de montar esta conectada a una unidad de evaluacion de distancia 152 integrada en la unidad de evaluacion 150.
[0078] En los extremos de conexion de la disposicion de bobinas diferenciales 520 se encuentra una senal diferencial DIFF. Esta a su vez se evalua en la unidad de evaluacion 150.
[0079] Al introducir un producto alargado y la produccion relacionada con esto de un campo magnetico secundario a causa de las corrientes Foucault que surgen en el producto alargado, se modifica la distribucion de lfneas del campo.
Con una posicion centrica respecto al eje central de la disposicion de bobinas continuas del producto alargado, el desplazamiento de lfneas de campo serfa igual en cada punto. Por el contrario, con una posicion no centrica del producto alargado resulta una distribucion no simetrica de lfneas de campo, que puede detectarse por las disposiciones de bobinas absolutas que funcionan como sondas de distancia.
[0080] En esta forma de realizacion la disposicion de bobinas absolutas se forma por arrollamientos, que a primera vista parece que tienen un caracter de sondas diferenciales.
A causa de las diferentes direcciones de avance de las lfneas de campo aprovechadas, resulta, sin embargo, un caracter de bobina absoluta, con lo que se realiza un tipo nuevo de sondas de distancia.
[0081] Como alternativa a la disposicion representada graficamente con dos disposiciones de bobinas parciales dispuestas simetricamente respecto al plano de la bobina, es tambien posible, fijar solo en un lado de la disposicion de bobinas diferenciales (lado de entrada o lado de salida de la disposicion de bobinas continuas) una disposicion de bobinas absolutas, que usa componentes de las lfneas de campo magneticas que se extienden en direccion radial para la produccion de senales.
[0082] Una disposicion de bobinas absolutas tambien puede estar en la zona de reflujo exterior del campo de la bobina de excitacion (vease rayado).
[0083] Las espiras de la disposicion de bobinas absolutas pueden estar sobre un area cilfndrica comun, es decir, sobre el mismo radio. Tambien es posible, que partes de la disposicion de bobinas absolutas esten sobre distancias radiales diferentes al eje central. La forma de los bucles o arrollamientos se puede elegir con relacion al caso de empleo. Ademas de las formas ovales representadas esquematicamente son tambien posibles p.ej. formas redondas o poligonales de espiras. El tamano de las disposiciones de bobinas absolutas, es decir, su expansion lateral en direccion perimetral, se puede adaptar al caso de uso.
Como se muestra en la Fig. 5, la expansion de la disposicion de bobinas absolutas puede ser esencialmente mas pequena en direccion perimetral que aquella de las disposiciones de bobinas diferenciales, que en la suma se complementan sobre varias cascaras en direccion perimetral hasta un solapamiento completo o para un registro del perfmetro total de la pieza de prueba. Esto en la disposicion de bobinas absolutas no es necesario y generalmente tampoco deseado. Para determinacion precisa de la distancia sin que haya perjuicios por defectos en la superficie del material, pueden ser ventajosas longitudes muy cortas en direccion perimetral, en su caso, incluso sondas de distancia aproximadamente puntiformes. Una cierta expansion ffsica, sin embargo, se desea, para que las tensiones producidas en los bucles sean suficientemente grandes para una evaluacion fiable.
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[0084] En una forma de realizacion tfpica estan presentes disposiciones de bobinas absolutas segmentadas en direccion perimetral, donde cada disposicion de bobinas absolutas solo cubre una parte del perfmetro de la pieza de prueba. Las disposiciones de bobinas absolutas no se solapan generalmente en direccion perimetral. Las disposiciones de bobinas absolutas sirven como sondas de distancia.
A este respecto no esta prevista una bobina absoluta separada que comprende el producto alargado para la deteccion de defectos.
[0085] Opcionalmente puede estar prevista una deteccion parametrica de una senal absoluta-estandar sobre el perfmetro completo de la disposicion de bobinas continuas con ayuda de la bobina de excitacion 122.
La bobina de excitacion funciona como bobina absoluta parametrica, donde la excitacion y el registro se realizan con el mismo componente y se evalua la modificacion de impedancia.
[0086] En otras formas de realizacion puede estar prevista una bobina absoluta separada de las disposiciones de bobinas en segmento y la disposicion de bobinas de excitacion, que comprende el producto alargado.
[0087] Ademas de los ejemplos de realizacion discutidos aquf en detalle, en el marco de la invencion son posibles muchas variantes. Por ejemplo, una disposicion de bobinas continuas puede presentar mas de dos cascaras con disposiciones de bobinas diferenciales. Es posible, que una disposicion de bobinas continuas sin disposicion de bobinas absolutas trabaje solo con disposiciones de bobinas diferenciales.
Pueden combinarse disposiciones de bobinas en segmento sin disposicion de bobinas absolutas con disposiciones de bobinas en segmento con disposiciones de bobinas absolutas.
[0088] Cuando solo se desea una determinacion de diametro, forma de diametro, fluctuacion de diametro y/o excentricidad de la posicion de la pieza de prueba durante el paso, se pueden montar y/o usar la disposicion de bobinas continuas tambien sin disposiciones de bobinas diferenciales, es decir, solo con disposiciones de bobinas absolutas segmentadas.
Un control de defectos completo u optimizado solo a tipos de defectos determinados, podrfa realizarse entonces en su caso con un aparato de control separado.
[0089] A este respecto podrfa realizarse adicionalmente para la evaluacion de la senal de error tambien o solo una correccion mecanica de la posicion del producto alargado con base en los datos obtenidos.
[0090] Fig. 6 muestra a modo de ejemplo una serie de variantes, en las que se combinan respectivamente cuatro cascaras con disposiciones de bobinas diferenciales con una o varias cascaras con disposiciones de bobinas absolutas. El uso de disposiciones de bobinas absolutas permite a este respecto cuando sea necesario una compensacion de distancia. Las lfneas trazadas representan cascaras, que solo presentan disposiciones de bobinas diferenciales.
Las lfneas punteadas representan cascaras, que solo presentan disposiciones de bobinas absolutas para la deteccion de distancia. Como ya se ha explicado en relacion con la Fig. 5, las disposiciones de bobinas absolutas y disposiciones de bobinas diferenciales no deben estar sobre cascaras diferentes, sino que pueden estar tambien sobre una y la misma cascara con la misma distancia al eje central. Mediante el conocimiento del comportamiento de distancia caracterfstico tanto de canales diferenciales como tambien de canales de distancia es posible, con ayuda de componentes de hardware adecuados y/o con ayuda de software de evaluacion adecuado, lograr una compensacion del comportamiento diferente de sensibilidad que se basa en la excentricidad del producto alargado con ocasion de la identificacion de errores.
[0091] La invencion no esta limitada a disposiciones de bobinas continuas con seccion transversal circular.
Fig. 7 muestra un ejemplo de realizacion de una disposicion de bobinas continuas 700 no redonda, adaptada en la forma, que esta dimensionada para el control de productos alargados con seccion transversal rectangular. Componentes y caracterfsticas de la misma funcion o de una funcion parecida a la Fig. 2 tienen los mismos signos de referencia, aumentados en 600.
[0092] La bobina de excitacion 722 y las cascaras S1 y S2 tienen respectivamente forma aproximadamente cuadrada con esquinas redondeadas. Las cuatro disposiciones de bobinas en segmento planas 742-5 a 742-8 de la segunda cascara exterior S2 controlan las superficies laterales planas del producto alargado hasta en la cercanfa de los cantos longitudinales. La zonas del canto 742-1 se comprenden por las primeras disposiciones de bobinas en segmento 742-1 hasta 742-4 de la primera cascara S1 interior.
Estas estan configuradas de forma angular, donde entre los brazos llanos que estan entre sf a 90° hay una seccion central con forma de arco circular. Las conexiones electricas y las posibilidades de evaluacion son analogas a aquellas del primer ejemplo de realizacion.
[0093] Como ya se ha mencionado, los cortes transversales cuadrados y otros cortes transversales poligonales (p.ej. barra hexagonal) en algunos casos tambien se pueden controlar con una disposicion circular de bobinas segmentadas (cfs. por ejemplo la Fig. 1,2).

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
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    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    1. Disposicion de bobinas continuas (100) para el uso en un dispositivo de control para el control de productos alargados en el proceso continuo mediante corriente de Foucault, que comprende:
    Una disposicion de bobinas de excitacion con una bobina de excitacion (122), que comprende una abertura de paso (112) para que un producto alargado (190) pase a traves de una direccion de paso (192), donde la disposicion de bobinas de excitacion comprende una instalacion de conexion para la conexion de la bobina de excitacion a una fuente de tension alterna (130); y
    una disposicion de bobinas receptoras dispuesta alrededor de la abertura de paso, que presenta una instalacion de conexion (148) para la conexion de la disposicion de bobinas receptoras a un dispositivo de evaluacion (150) del dispositivo de control,
    donde la disposicion de bobinas receptoras presenta dos o mas disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-8, 742-1 a 742-8) repartidas sobre el perfmetro de la abertura de paso (112), donde cada disposicion de bobinas en segmento tiene una zona de registro, que cubre solo una seccion perimetral del perfmetro de la superficie del producto alargado, caracterizada por el hecho de que
    las disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-8, 742-1 hasta 742-8) se reparten sobre al menos dos cascaras (S1, S2) que comprenden la abertura de paso, con distancias diversas (A1, A2) a un eje de referencia (114) de la disposicion de bobinas de paso,
    donde las primeras disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-4, 742-1 a 742-4) estan dispuestas sin solapamiento recfproco sobre una primera cascara (S1),
    las segundas disposiciones de bobinas en segmento (142-5 a 142-8, 742-5 a 742-8) estan dispuestas sin solapamiento recfproco sobre una segunda cascara (S2), y
    las primeras y segundas disposiciones de bobinas en segmento estan dispuestas desplazadas perimetralmente una respecto a otra de tal manera que las segundas disposiciones de bobinas en segmento comprenden secciones perimetrales, que no son cubiertas por las primeras disposiciones de bobinas en segmento.
  2. 2. Disposicion de bobinas continuas segun la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que primeras disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-4) estan dispuestas a una primera distancia radial (A1) a un eje de referencia central sobre una primera cascara (S1) cilfndrica circular y segundas disposiciones de bobinas en segmento (142-5 a 142-8) estan dispuestas a una segunda distancia radial (A2) desviada de la primera distancia radial al eje central de referencia sobre una segunda cascara cilfndrica circular (S2).
  3. 3. Disposicion de bobinas continuas segun la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que las cascaras (S1, S2) tienen una forma de corte transversal que difiere de la forma circular, preferiblemente una forma de corte transversal oval, una forma de corte transversal ovoide o una forma de corte transversal poligonal, particularmente un corte transversal cuadrado con zonas de esquina redondeadas.
  4. 4. Disposicion de bobinas continuas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que sobre una cascara, particularmente sobre cada cascara (S1, S2), esta dispuesto un numero par de disposiciones de bobinas en segmento y/o que sobre una cascara, varias cascaras o todas las cascaras al menos esta prevista una pareja de disposiciones de bobinas en segmento dispuestas diametralmente una frente a otra.
  5. 5. Disposicion de bobinas continuas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que todas las disposiciones de bobinas en segmento (142-1 a 142-8, 742-1 a 742-8) presentan respectivamente una disposicion de bobinas diferenciales, donde las disposiciones de bobinas diferenciales estan dispuestas preferiblemente de tal manera, que en el perfmetro total de un producto alargado se pueden registrar senales diferenciales.
  6. 6. Disposicion de bobinas continuas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que una disposicion de bobinas en segmento (542) presenta una disposicion de bobinas diferenciales (520) y una disposicion de bobinas absolutas (530), donde preferiblemente todas las disposiciones de bobinas en segmento tienen una disposicion de bobinas diferenciales y una disposicion de bobinas absolutas.
  7. 7. Disposicion de bobinas continuas segun la reivindicacion 6, caracterizada por el hecho de que la disposicion de bobinas diferenciales (520) y la disposicion de bobinas absolutas (530) estan dispuestas en un elemento de soporte comun (510), donde preferiblemente el elemento de soporte (510) presenta una superficie interior y una superficie exterior, donde una disposicion de bobinas diferenciales (520) y una disposicion de bobinas absolutas (530) estan dispuestas en la misma superficie del elemento de soporte.
  8. 8. Disposicion de bobinas continuas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que en una disposicion de bobinas en segmento (542) esta dispuesta la disposicion de bobinas diferenciales (520) simetricamente a un plano de la bobina de la disposicion de bobinas de excitacion (122) que corresponde a un plano central (M) de la disposicion de bobinas de excitacion y la disposicion de bobinas
    5
    10
    15
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    35
    40
    absolutas (530) esta dispuesta de forma no simetrica al plano de la bobina al menos en parte (FI) en una zona de campo heterogenea del campo producido por la disposicion de bobinas de excitacion.
  9. 9. Disposicion de bobinas continuas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que una disposicion de bobinas absolutas (530) presenta simetricamente a un plano de bobina de la disposicion de bobinas de excitacion (122) que corresponde a un plano central (M) de la disposicion de bobinas de excitacion en una primera zona de campo heterogenea delante del plano de la bobina una primera disposicion de bobinas parciales (530-1) y en una segunda zona de campo heterogenea detras del plano de la bobina una segunda disposicion de bobinas parciales (530-2), donde la primera y segunda disposicion de bobinas parciales estan conectadas en sentido contrario.
  10. 10. Disposicion de bobinas continuas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que varias disposiciones de bobinas absoluta desplazadas circunferencialmente, particularmente todas las disposiciones de bobinas absolutas, estan conectadas a un dispositivo de evaluacion de distancia (152) para el tratamiento de una senal de distancia producida en una disposicion de bobinas absolutas.
  11. 11. Disposicion de bobinas continuas segun una de las reivindicaciones anteriores caracterizada por el hecho de que la bobina de excitacion (122, 722) es una bobina de banda plana, que tiene una unica espira.
  12. 12. Procedimiento de control para el control de productos alargados, donde un producto alargado se mueve a lo largo de una direccion de paso por una disposicion de bobinas continuas, caracterizado por el hecho de que se usa una disposicion de bobinas continuas segun una de las reivindicaciones anteriores.
  13. 13. Procedimiento de control segun la reivindicacion 12, caracterizado por una evaluacion comun de senales absolutas de disposiciones de bobinas en segmento dispuestas en parejas una frente a otra diametralmente, donde preferiblemente la evaluacion comun comprende la deteccion de una senal de suma de senales absolutas y/o senales diferenciales de las disposiciones de bobinas en segmento dispuestas en parejas una frente a otra diametralmente.
  14. 14. Procedimiento de control segun la reivindicacion 12 o 13, caracterizado por el hecho de que se usan senales absolutas de varias disposiciones de bobinas absolutas distribuidas por el perfmetro para la compensacion de distancia y/o que a partir de senales absolutas de varias disposiciones de bobinas absolutas distribuidas por el perfmetro se encuentra una informacion sobre diametro, geometrfa de pieza de control, falta de redondez y/o decalaje axial entre la disposicion de bobinas continuas y el objeto de control.
  15. 15. Dispositivo de control para el control de productos alargados, que se mueven a lo largo de una direccion de paso por una disposicion de bobinas continuas,
    caracterizado por el hecho de que el dispositivo de control presenta una disposicion de bobinas continuas segun una de las reivindicaciones 1 hasta 11 y/o para la realizacion del procedimiento de control esta configurado segun una de las reivindicaciones 12 hasta 14.
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