SE465641B - Anordning foer virvelstroemsprovning och/eller -maetning - Google Patents

Description

465 641 2 Uppfinningen kan beskrivas enligt följande, som är ett av många tänkbara tillämpningsexempel. Figurerna 1 till och med 8 visar en möjlig utförande- form för detta tillämpningsexempel. Figur 1 och 2 visar ett tvärsnitt av en varm stålsträng, pos 2, samt en givarmanipulator med tillhörande givare, pos 1. Figur 3 visar en sidovy av en manipulator, i det följande ' kallad MP, och sträng och hur MP kan vara lagrad via arm, pos 10. Figur 4 visar ett tvärsnitt av M. Figur 5 visar hur givaren, pos 1, kan lagras ' via vattenkylt arrangemang, pos 3. Figur 6 visar mer detaljerat hur detaljer i figur 5 kan arrangeras. Figur 7 och 8 visar hur en induktiv signalöverföring kan utformas.

Manipulatorn MP har till uppgift att föra givaren, pos 1, över provobjek- tets yta, pos 2. Givaren är monterad som vagn eller på/i vagn. Vagnen är via flexibel koppling, pos 17, lagrad via t ex radialkulbussningar, pos 9, och axel, pos 8, och därigenom rörlig fram och åter över provobjektets yta. Lager och axlar/räls är inbyggda i vattenkylt strålningsskydd, pos 3, som samtidigt fungerar som bärande konstruktion. Utöver givare och lagring visar figur 1 och 2 hur t ex kablage för strömförsörjning kan förläggas, pos 4, inuti skärmad och kyld kanal, pos 5. Figur 1 visar även hur MP kan höjas och sänkas via enkla excenterlager.

Figur 3 visar ett annat sätt att via stödhjul eller stödmed låta M bli självinställande i höjdled.

Figur Ä behöver knappast några kommentarer, men det kan nämnas att kyl- vattenslang förlagts i den ena kanalen och elkablage i den andra. Man kan givetvis även använda ledad arm och förlägga kablage och slang inuti armen .

Genom att som framgår av figur 5 kapsla in vagnens/givarens lagring, vilket även innefattar eventuella hjul och dylikt, i kylt utrymme, och endast låta en konsol sticka ut i en spalt, uppnår man en mycket robust och tillförlitlig konstruktion. ~ Figur 6 visar hur givaren/vagnen är monterad mellan de bärande rälsarna/ - rälerna inrymda i pos 3. I anslutning till den egentliga givaren, pos 1, har viss elektronik, pos 7, placerats. Elektroniken är även den skyddad av dubbelväggiga, pos 6, vattenfyllda väggar. Som framgår är givaren på detta sätt väl skyddad såväl mekaniskt som för värmestrålning från den kanske s" 465 641 900 OC varma strängen, pos 2. Elektroniken kan vara av typ anpassnings- elektronik m m.

Genom att låta givaren/vagnen vara placerad mellan två axlar får vagnen en hög stabilitet och förmår bära stora laster, t ex givararrangemang enligt svensk patentansökan 8503894-1, 85055ü1-6 och 8700472-7 m fl.

Vi har så här långt en lätt rörlig givare som med låg friktion snabbt kan röra sig t ex tvärs strängens rörelseriktning, men en svaghet är kablaget, pos 4, i figurerna. Ett hängande och slängande kablage mattas gärna ut mekaniskt och ger även upphov till störningar vid t ex användande av höga frekvenser i virvelströmssammanhang. Vattenslang av t ex polyuretan är avsevärt tåligare och lätt att förlägga.

Ett sätt att även bemästra signalöverföringen till den snabba vagnen är att använda en induktiv överföring av den typ som principiellt visas i figurerna 7 och 8. Pos 12 visar en transformator som har en högimpediv primärlindning P och en lågohmig sekundärlindning S. Signalen som skall överföras till givaren, pos 1, är ritad som en växelspänningsgenerator, ansluten till P.

Den mycket lågohmiga sekundären är ansluten till en relativt grov ledare, pos 16, som är monterad parallellt med givarens/vagnens rörelsebana. Pos 16 kommer att leda en förhållandevis kraftig ström, proportionell med signalen som skall överföras till givaren och/eller elektroniken, pos 7.

En ringformad ferritkärna, pos 13, är monterad runt pos 16 och fixerad vid givaren/vagnen. Pos 13 följer med andra ord med givaren i dess rörelse.

Pos 16 utgör som framgår primärlindning till pos 13. Som sekundärlindning har pos 13 en flervarvig lindning som är ansluten till förstärkaren, pos 14, som matar t ex givaren, pos 1. För att få en hyfsad signalnivà på sekundären på pos 13 bör denna stämmas av till resonans med t ex konden- satorn C. Längden på pos 16 anpassas till givarens/vagnens maximala rörelse.

Fig 7 visar alltså den principiella grundprincipen för hur signalöver- föring kan utföras. Figur 8 visar hur principen kan vidareutvecklas och bli dubbelriktad, genom att t ex dubblera arrangemanget. Figur 8 kan även ses som en typisk virvelströmskonfiguration, lämpad för användning i kombination med de svenska patentansökningarna 7505857-6, 8302738-3, 465 641 _ L* 8400698-0, 8601785-2, 8700472-7 och 8701082-3 och i dessa beskrivna sätt och anordningar.

Vi har nu gått ytterligare ett steg mot en optimal MP-lösning, men har ännu ej berört hur givaren skall drivas i sin rörelse. Mekaniska arrange- mang över en varm sträng för drivning är utsatta för stora påkänningar.

Ett sätt att kringgå detta problem är att låta den lättrörliga givaren gå som en "skyttel" över provobjektet.

En elegant lösning är här att via tryckluft stöta iväg givaren vid giva- rens vändningar i ytterlägena och sedan när givaren/vagnen accelererat upp och fått tillräcklig rörelseenergi själv få röra sig över ämnesytan och retarderas på motsvarnde sätt med luft vid motsatta kanten av strängen. På detta sätt undviker man helt behovet av kedjor och remmar m m över strängen. Det som återstår att bära med sig för givaren/vagnen är nu kyl- vattenslang. Genom att tappa av vattenflödet från pos 3, t ex mitt över strängen, kan längden på slangen eller röret minimeras. I de fall elektro- nik, pos 7, krävs i anslutning till givaren, pos 1, behöver man antingen ett batteri som kan placeras på vagnen eller yttre strömförsörjning. Den senare kan erhållas via t ex axlarna/rälsen/profilen, pos 8, och lagren, pos 9. Man kan givetvis använda axlarna, pos 8, som ledare, pos 16, i signalöverföringen om så låter sig göras.

Signalöverföringens prestanda kan i vissa tillämpningar höjas om man reserverar en överföring per använd frekvens, t ex per bärfrekvens vid virvelströmsprovning.

Figurerna visar en tillämpning där rörelsebanan är rak. Inget hindrar dock att tillämpningen kan ha böjd avsökningsbana.

Signalöverföringen kan t ex monteras inuti pos 3, och är då väl skyddad för yttre åverkan.

Med rörelseriktning avses här oftast "vagnens" rörelseriktning. Givaren kan ha överlagrade rörelser som gör att givaren momentant kan ha avvikande rörelseriktning som är ointeressant i detta sammanhang.

Uppfinningen möjliggör och innefattar följande: uy' 5 465 641 - Givaren rör sig över provobjektet utan annan drivning än sin egen rörelseenergi.

- Signalöverföringen sker beröringsfritt via induktiv koppling.

~ Strömförsörjning sker via vagnens hjul och/eller lager/lagergejdrar.

- Kylvattnet överförs via flexibel slang förlagd i ledad rörarm utgående från strängens mittlinje.

- Anordningen är självinställande vad gäller givarens avstånd till prov- objektets yta, via stödanordning mot provobjektets yta.

- Rörelseenergi tillförs vagnen/givaren via impulser, t ex trycklufts- impulser.

Uppfinningen kan varieras och tillämpas på mångahanda sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. n .-......_-_

Claims (10)

465 641 6 PATENTKRAV

1. Anordning för virvelströmsprovning och/eller -mätning, såsom detek- tering av provobjekt, t ex varma stålämnen, med avseende på storhet, såsom ytsprickor, vilken anordning innefattar minst en relativt provobjektet rörlig givare/sensor (1), k ä n n e t e c k n a d av att minst en längs med givarens/sensorns rörelse- och/eller huvudrörelseriktning orienterad ledare (16) användes, t ex som delanordning, för induktiv överföring av signaler till och/eller från rörlig givare/sensor (1) och/eller tillhörande elektronik (7).

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga givaren/sensorn (1) utgöres av en virvelströmsbaserad ytgivare.

3. Anordning enligt patentkrav 1-2, k ä n n e t e c k n a d av att givaren/sensorn är utförd som en rörlig vagn och/eller monterad på en rörlig vagn och att denna vagn rör sig över provobjektet (2) som en skyttel, med andra ord helt eller delvis via egen rörelseenergi, där rörelseenergi tillföres vagnen/skytteln via impulser, t ex via trycklufts- impulser/stötar i anslutning till rörelsebanans änd- och/eller vändpunk- ter.

4. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d av att minst en induktiv signalöverföring innefattar minst en ferritkärna (13) som omsluter i givarens/sensorns rörelseriktning monterad/orienterad ledare (16).

5. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d av att induktiv överföring, eller del därav, är avstämd till resonans t ex till s k bärfrekvens.

6. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d av att en induktiv överföring användes per bärfrekvens.

7. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d av att en rörlig vagn rör sig längs en ledare (8), t ex axel, räls, gejder eller liknande, och att ledaren (8) är helt eller del- vis omsluten av vattenkylt värmeskydd (3). 7 465 641

8. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d av att ström och/eller spänningsmatning och/eller signalmatning sker via vagnens/skyttelns lagring t ex via ledaxlarna (8).

9. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d av att vagn/skyttel är placerad mellan två bärande axlar (8) eller liknande.

10. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d av att givarens avstånd till provobjektets yta instäl- les via en excenteranordning.