FI113299B

FI113299B - Förfarande och system för härdningsdjupsmätning av stål

Info

Publication number: FI113299B
Application number: FI20021565A
Authority: FI
Inventors: Timo Varpula; Heikki Seppae; Kaj Nummila
Original assignee: Stresstech Oy
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-31
Also published as: EP1546749B1; WO2004021024A1; US7259555B2; EP1546749A1; US20050242803A1; FI20021565A0; AU2003262589A1

Claims

1. Förfarande för bestämning av härddjupet för ett ferro- eller ferrimagnetiskt ämne, vid vilket förfarande - ett variabelt magnetfalt alstras vid ett för mätning avsett objekt, 5. det magnetiska Barkhausen-brus som det variabla magnetfaitet ästadkommer och som härstammar frän det för mätning avsedda objektet mäts, och det värde som uttrycker energin hos det mätta bruset bestäms medelst t.ex. integrering eller summering, och - pä basis av värdet, som uttrycker energin hos bruset, bestäms härddjupet för det för 10 mätning avsedda objektet, kännetecknat av att det variabla magnetfalt som alstras vid det för mätning avsedda objektet regleras pä sä sätt, att magnetfaltets maximala styrka uppgär tili högst 110 % av koercitivkraftens värde för den härdade delen av det för mätning avsedda objektet. 15

2. Förfarande i enlighet med patentkrav 1, kännetecknat av att den mätta brussignalen , ,·. transformeras tili en frekvensnivä med hjälp av t.ex. en tidsdiskret Fourier- , ·. transformation, säsom en FF-transformation.

: 3. Förfarande i enlighet med patentkrav 2, kännetecknat av att värdet, som uttrycker tilit | ’ energin hos det mätta bruset, bestäms genom integrering av den tili en frekvensnivä ; ’: 20 transformerade brussignalen över ett visst frekvensband, säsom 10-1200 Hz. * t I

4. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat av att : * : härddjupet för det för mätning avsedda objektet bestäms pä basis av värdet, som :,,,' uttrycker energin hos bruset, med hjälp av en tabell eller en formel, som är definierad ; ’ · · med hjälp av provmätningar. » · ' i · I · 25

5. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat av att det • » . ’ · i variabla magnetfaitet, som alstras vid det för mätning avsedda objektet, regleras pä sä ,.** sätt, att magnetfaltets maximala styrka inte överskrider koercitivkraften hos den 21 113299 härdade delen av det för mätning avsedda objektet, men överskrider koercitivkraften hos den ohärdade delen av det för mätning avsedda objektet.

6. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 1 - 4, kännetecknat av att det variabla magnetfältet, som alstras vid det för mätning avsedda objektet, regleras pä 5 sä sätt, att magnetfaltets maximala styrka uppgär tili högst 105 % av koercitiv- kraftens värde hos den härdade delen av det för mätning avsedda objektet.

7. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 2-6, kännetecknat av att - den mätta brussignalen transformeras tili en frekvensnivä med hjälp av en diskret Fourier-transformation, säsom en FF-transformation, och 10. den samplingsffekvens som används vid mätningen och transformationen samt frekvensen för det variabla magnetfältet, som alstras vid det för mätning avsedda objektet, är väsentligen synkroniserade tili en nätfrekvens, och - mätningstiden utgörs väsentligen av en multipel av de perioder som motsvarar nätfrekvensen och frekvensen för det variabla magnetfältet, som alstras vid det för 15 mätning avsedda objektet.

8. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 1-7, kännetecknat av att : frekvensen för det variabla magnetfältet, som alstras vid det för mätning avsedda 1 · » 9 : objektet,liggerunder 10Hz. • · • * · » » I

9. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 1 - 7, kännetecknat av att . 20 frekvensen för det variabla magnetfältet, som alstras vid det för mätning avsedda > · · .* objektet, ligger under 20 Hz. • I ' » »

10. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 1-9, kännetecknat av att det : .* magnetiska Barkhausen-bruset, som ästadkoms av det variabla magnetfältet, mäts ’ · »* medelst en spolgivare, som är optimerad för läga ffekvenser, d.v.s. t.ex. 10 Hz - 2 25 kHz.

» · * · * 11. System för bestämning av härddjupet för ett ferro- eller ferrimagnetiskt ämne, * I vilket system omfattar „ 113299 22 - en magnetiseringsspole (13) för att alstra ett variabelt magnetfalt vid ett för mätning avsett objekt, - en givare (14) för mätning av det magnetiska Barkhausen-brus som härstammar ffän det för mätning avsedda objektet och som ästadkoms av det variabla 5 magnetfaltet, - en anordning (4), som är anordnad att bestämma ett värde, som uttrycker energin hos det mätta Barkhausen-bruset, och att bestämma härddjupet för det för mätning avsedda objektet pä basis av detta värde, kännetecknat av att systemet omfattar 10. en magnetiseringskrets (10), som är anordnad att reglera det variabla magnet faltet, som alstras vid det för mätning avsedda objektet, pä sä sätt, att magnet-fältets maximala styrka uppgär tili högst 110 % av koercitivkraftens värde för den härdade delen av det för mätning avsedda objektet.

12. System i enlighet med patentkrav 11, kännetecknat av att anordningen (4) är 15 anordnad att transformera den medelst givaren (14) mätta brussignalen tili en frekvensnivä med hjälp av t.ex. en diskret Fourier-transformation, säsom en FF- , , transformation.

‘ - » : : 13. System i enlighet med patentkrav 12, kännetecknat av att anordningen (4) är j,; · anordnad att bestämma värdet, som uttrycker energin hos det mätta bruset, genom : : 20 integrering av den tili en frekvensnivä transformerade brussignalen över ett visst :- i frekvensband, säsom 10-1200 Hz.

14. System i enlighet med nägot av patentkraven 11 - 13, kännetecknat av att ; \ , anordningen (4) är anordnad att bestämma härddjupet för det för mätning avsedda ; . objektet pä basis av värdet, som uttrycker energin hos bruset, med hjälp av en tabell / . 25 eller en formel, som är definierad med hjälp av provmätningar. * I · I

· ;15. System i enlighet med nägot av patentkraven 11 - 14, kännetecknat av att systemet omfattar en magnetiseringskrets (10), som är anordnad att reglera magnetetiseringsströmmen, som leds tili magnetiseringsspolen (13) och det magnetfalt som ästadkoms av magnetiseringsströmmen, en magnetiseringsflödes- < I 23 113299 mätningskrets (8), som är anordnad att medelst givaren (12) mätä magnetiserings-flödet, som ästadkoms av magnetiseringsspolen, och/eller en mätningskrets (9) för magnetiseringsströmmen, anordnad att mätä den ström som passerar magnetiseringsspolen (13).

16. System i enlighet med patentkrav 15, kännetecknat av att anordningen (4) är anordnad att reglera den av magnetiseringsspolen (13) vid det för mätning avsedda objektet ästadkomna styrkan hos magnetfältet med hjälp av magnetiseringskretsen (10), magnetiseringsflödesmätningskretsen (8) och/eller magnetiseringsström-mätningskretsen (9) pä sä sätt, att magnetfaltets maximala styrka inte överskrider 10 koercitivkraften hos den härdade delen av det för mätning avsedda objektet, men överskrider koercitvikraften hos den ohärdade delen av det för mätning avsedda objektet.

17. System i enlighet med patentkrav 15, kännetecknat av att anordningen (4) är anordnad att reglera den av magnetiseringsspolen (13) vid det för mätning avsedda 15 objektet ästadkomna styrkan hos magnetfältet med hjälp av magnetiseringskretsen (10), magnetiseringsflödesmätningskretsen (8) och/eller magnetiseringsström-mätningskretsen (9) pä sä sätt, att magnetfaltets maximala styrka uppgär tili högst 105 % av koercitivkrafitens värde hos den härdade delen av det för mätning avsedda > f objektet.

18. System i enlighet med nägot av patentkraven 15 - 17, kännetecknat av att * » · anordningen (4) är anordnad att reglera den av magnetiseringsspolen (13) vid det » · , ·, : för mätning avsedda objektet ästadkomna styrkan hos magnetfältet med hjälp av * * · » * ,·*. magnetiseringskretsen (10), magnetiseringsflödesmätningskretsen (8) och/eller # · magnetiseringsströmmätningskretsen (9) pä sä sätt, att magnetiseringsflödet 25 väsentligen uppnär ett konstantvärde oberoende av det för mätning avsedda » I objektet. I I » • · *.

’ *: 19. System i enlighet med nägot av patentkraven 12 - 18, kännetecknat av att ‘ * anordningen (4) är anordnad att transformera den mätta brussignalen tili en » : frekvensnivä med hjälp av t.ex. en diskret Fourier-transformation, säsom en FF- 30 transformation, och att vid transformationen använda en samplingsfrekvens, som är väsentligen synkroniserad med en nätfrekvens och frekvensen för det variabla 24 113299 magnetfältet, som är alstrat vid det for mätning avsedda objektet, samt en mätningstid, som väsentligen utgörs av en multipel av de perioder som motsvarar nätfrekvensen och frekvensen för det variabla magnetfältet, som är alstrat vid det för mätning avsedda objektet.

20. System i enlighet med nägot av patentkraven 15 - 19, kännetecknat av att anordningen (4) är anordnad att reglera det av magnetiseringsspolen (13) vid det för mätning avsedda objektet ästadkomna magnetfältet tili en frekvens under 10 Hz med hjälp av magnetiseringskretsen (10), magnetiseringsflödesmätningskretsen (8) och/eller magnetiseringsströmmätningskretsen (9).

21. System i enlighet med nägot av patentkraven 15 - 19, kännetecknat av att anordningen (4) är anordnad att reglera det av magnetiseringsspolen (13) vid det för mätning avsedda objektet ästadkomna magnetfältet tili en frekvens under 20 Hz med hjälp av magnetiseringskretsen (10), magnetiseringsflödesmätningskretsen (8) och/eller magnetiseringsströmmätningskretsen (9).

22. System i enlighet med nägot av patentkraven 11-21, kännetecknat av att givaren (14) utgörs av en spolgivare, som är optimerad för läga frekvenser, d.v.s. t.ex. 1-2 kHz. \ > · • * » t * · * · i > r * • * j » • Il * · l I * » * i ♦ » * · * » * » I I » • · » * · • · » » * » · » · t » t · I · » « I I t m