SE527125C2 - Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek eller ledningsförmåga med elektromagnetisk induktion - Google Patents

Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek eller ledningsförmåga med elektromagnetisk induktion

Info

Publication number
SE527125C2
SE527125C2 SE0303610A SE0303610A SE527125C2 SE 527125 C2 SE527125 C2 SE 527125C2 SE 0303610 A SE0303610 A SE 0303610A SE 0303610 A SE0303610 A SE 0303610A SE 527125 C2 SE527125 C2 SE 527125C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
coil
time
measuring object
receiver coil
measuring
Prior art date
Application number
SE0303610A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0303610L (sv
SE0303610D0 (sv
Inventor
Sten Linder
Original Assignee
Abb Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Ab filed Critical Abb Ab
Priority to SE0303610A priority Critical patent/SE527125C2/sv
Publication of SE0303610D0 publication Critical patent/SE0303610D0/sv
Priority to EP04809156A priority patent/EP1709391B1/en
Priority to CNB2004800393185A priority patent/CN100449253C/zh
Priority to ES04809156T priority patent/ES2395729T3/es
Priority to US10/585,127 priority patent/US7701206B2/en
Priority to PT48091565T priority patent/PT1709391E/pt
Priority to PCT/SE2004/001983 priority patent/WO2005064269A1/en
Priority to JP2006546920A priority patent/JP4559436B2/ja
Publication of SE0303610L publication Critical patent/SE0303610L/sv
Publication of SE527125C2 publication Critical patent/SE527125C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B7/10Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

25 30 detta vid tillverkningen av plàt eller band, där tjockleken är av vital betydelse. Den teknik som används idag är vanligen baserad pà ljus eller stràlning eller mekanisk kontakt.
En sàdan känd metod för beröringsfri mätning av tjockleken hos en plàt är att bestràla den med radioaktiv strålning eller med röntgenstràlning och sedan mäta stràlningsabsorp- tionen hos plàten. Denna absorption är beroende bl.a. av tjockleken hos plàten och utgör därmed ett primärt mätvärde för mätobjektets tjocklek. Mätvärdet påverkas dock av mät- objektets materialsammansättning, varför noggrannheten i mätningen inte är fullgod.
Kända tekniker är även känsliga för störningar fràn den om- givande miljön och är svära att använda när en hög material- kvalitet eftersträvas. En ny grundläggande mätteknik som inte har nämnda svagheter är därför eftersträvansvärd.
En sàdan teknik är induktiv mätteknik. Denna har sedan länge föreslagits som möjlig mätteknik för mätning av dimensioner och egenskaper pà metaller. De äldsta patenten inom omradet härrör fràn ca 1920. Framgångarna har dock blivit begränsade för denna teknik och den blev inte industriellt accepterad förrän tekniken utvecklades ytterligare.
Mätningen av t.ex. tjocklek visade sig vara alltför material- beroende. Men tekniken som t.ex. beskrivs i US 5059902 och SE 517293, kunde plötsligt industriellt framgångsrika mätutrust- ningar konstrueras, tillverkas och användas. Dessa mätut- rustningar har visat sig bra och vara utan de brister som tidigare använd mätteknik varit behäftad med. 10 15 20 Men även denna nya teknik har visat sig ha vissa brister. En nackdel är t.ex. att den inte kunnat användas för mätning pà riktigt tunna plàtar med tjocklekar kring xxxx och därunder, sàsom t.ex. metallfolie. Detta är en väsentlig nackdel efter- som en industriell mätteknik av det här slaget bör vara gene- rellt användbar och kunna användas för att mäta pà objekt/- plàtar av alla förekommande tjocklekar sà att inte flera olika mätutrustningar skall behöva monteras och användas.
Med vidareutvecklad teknik har det visat sig möjligt att med elektromagnetisk teknik, mäta även riktigt tunna plàtar. Ett problem vid mätning pà mycket tunna plàtar sàsom metallfolier är att genomträngningstiden för magnetfältet, dvs den tid det tar för en fältförändring att tränga igenom ett mätobjekt och detekteras pà andra sidan, är mycket kort och därmed i prak- tiken svàr att mäta med dagens teknik pà ett säkert sätt.
Skälet till detta är att genomträngningstiden är sà kort att den lätt kan störas av andra förseningar i mätsystemet. T.ex. uppstàr ju alltid en viss fördröjning i mätanordningens egna elektroniska komponenter.
Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ett problem med känd teknik är att den försening som uppstàr när mätning utförs i ett elektriskt-/elektroniskt system, inte bara beror av den verkliga genomträngningstiden, utan även pâverkas av förseningar i mätutrustningens olika elek- troniska kretsar och komponenter. Dà genomträngningstiden är läng, som för tjockare plàtar, utgör denna ”elektroniska 00 0000 00 10 15 20 25 30 ø o - u nu .av nu förseningstid” inget avgörande problem, dá den är avsevärt kortare än genomträngningstiden. När genomträngningstiden är mycket kort, som t.ex. för tunna material, uppstàr ett pro- blem i det att den elektroniska förseningstiden blir lika làng eller längre än genomträngningstiden för fältförändring- en i mätobjektet, plàten. För att kunna mäta med tillräcklig noggrannhet mäste den elektroniska förseningstiden vara känd och det mäste tillskapas en teknik för att hantera denna.
Detta är av avgörande betydelse för att mätning pà tunna plàtar skall kunna genomföras. Även vid användning av mättekniken enligt US5059902 och SE5l7293 finns, dà högsta noggrannhet önskas, ett problem i samband med förseningar i elektroniska kretsar.
Föreliggande uppfinning har som ändamål att lösa ovan nämnda problem och pàvisa en mätanordning som med hög noggrannhet kan bestämma tjockleken hos ett metalliskt mätobjekt.
Ett annat ändamàl med uppfinningen är att i allt väsentligt lösa mätproblemet att med samma typ av utrustning som används exempelvis i SE5l7293 kunna mäta även tunn plàt. Vid mycket tunna plàtar uppstàr problemet att beräkna genomträngnings- tiden korrekt, i det att förseningar i elktroniken nödvändig för mätningen blir av samma storleksordning som denna genom- trängningstid och att dessa bàda tider inte gàr att skilja.
Detta löses uppfinningsenligt genom följande metodsteg, - placering av en kontrollspole 5 nära sändarspolen 3, - alstring av en förändring i sändarspolens 3 magnetfält, - detektering av fältförändringen i kontrollspolen 5, - detektering av fältförändringen i mottagarspolen 4, 10 15 20 25 30 LW k) \J a-à PO (51 Q ø - | nu c sus; a o 1 oo- un UI - bestämning av skillnaden i tid för detekteringen av fältförändringen i kontrollspolen 5 respektive i mottagarspolen 4, - bestämning av genomträngningstiden T2 genom mätobjektet 2, och - därur bestämning av mätobjektets 2 tjocklek eller elektriska ledningsförmàga.
Uppfinningen avser även en anordning för beröringsfri bestämning av en eller flera eftersökta egenskaper hos ett mätobjekt 2, sàsom dess geometriska dimension eller elektriska ledningsförmàga, innefattande minst en sändarspole 3 och minst en mottagarspole 4 placerade pa avstànd fràn varandra samt medel för att alstra ett förändringsbart magnetiskt fält i sändarspolen 3 och medel för att detektera en i mottagarspolen 4 inducerad spänning S4, Mätanordningen innefattar att en kontrollspole 5 är anordnad att detektera en magnetfältsförändring alstrad i sändarspolen 3, - att medel är anordnade att detektera skillnaden i tid mellan signalerna S5 och S4 fràn kontrollspolen 5 och mottagarspolen 4 som alstras av magnetfältsförändringen i sändarspolen 3, - att medel 18,19 är anordnade att detektera den i mottagarspolen 4 maximalt inducerade spänningen S4max, och att medel är anordnade att ur dessa värden beräkna mätobjektets 2 tjocklek eller elektriska ledningsförmàga.
Den nya tekniken innebär alltsa att mottagar- och sändar~ spolar placeras pà motsatta sidor om mätobjektet och att den tid mätanordningen mäter, som en grundläggande storhet, II Oulu oo 0000 c 0 0 Ich o q I n 0 It Oo 000 II 10 15 20 25 30 det tar för den plötsliga fältförändringen, alstrad av sändarspolen, att tränga igenom plåten och inducera en spänning i mottagarspolen, den sà kallade genomträngnings- tiden.
Uppfinningen är speciellt lämplig att använda i det fall dä fältförändringen skapas av en stegvis förändring av matnings~ strömmen till sändarspolen, till exempel en plötslig avstäng- ning av matningsström. Därvid är tidsfördröjning i systemet lätt mätbar som den tid som förflyter fràn strömavstängning till dess att en förändring detekteras i mätningen. Denna tidsfördröjning mätes dels i mottagarspolen och dels i en extra kontrollspole placerad i närheten av sändarspolen och skillnaden i tid i dessa båda fall är ett mätt pà genom- trängningstiden för fältet genom mätobjektet.
Kort beskrivning av bifogade ritningsfigurer Uppfinningen beskrivs nedan närmare under hänvisning till bifogade ritningar.
Figur 1 visar en principskiss för en uppfinningsenlig mätanordning.
Figur 2 visar olika diagram som illustrarar tidsför- skjutningar hos olika signaler Figur 3 visar en kretslösning för föredragen utföringsform av uppfinningen 10 15 20 25 30 Cfl ßà *J __; NJ Cfi Figur 4 visar en annan utföringsform enligt uppfinningen med dubblerad kretslösning Figur 5 visar ett enkelt flödesschema över metoden enligt uppfinningen Beskrivning av föredragna utföringsformer enligt uppfinningen Figur 1 visar en principskiss för en uppfinningsenlig mätanordning l. Ett mätobjekt, här en plàt 2, är placerad mellan en sändarspole 3 och en mottagarspole 4. Sändarspolen 3 matas med en tidsvarierad ström, i, fràn en strömmatnings~ krets l. Denna tidsvarierade ström i styrs fràn en tidsstyr- ningskrets 8 med en styrsignal Scl. Kretsarna l och 8 är sä anordnade att avsedd tidsvariation pà matningsströmmen i erhålls.
Den tidsvarierande strömmen ger upphov till ett likaledes tidsvarierat magnetfält kring sändarspolen 3. Mottagarspolen 4, pà andra sidan av plàten 2, detekterar förändringarna i magnetfältet, som tränger igenom plàten 2, genom att en spänning, proportionell mot förändringen, induceras i mottagarspolen 4.
Tiden det tar för en fältförändring att tränga igenom plàten 2 är ett primärt mätvärde som behövs för att beräkna plàtens 2 eftersökta egenskaper, t.ex. tjockleken och den elektriska ledningsförmàgan. 10 15 20 25 30 företrädesvis strax utanför och alltsà I närheten av sändarspolen 3, (3) i relation till mätobjektet (2), (2), placerad som detekterar eventuella fältförändringar i när- sändarspolen pà samma sida av mätobjektet är en kontrollspole 5 heten av sändarspolen 3. Den inducerade spänningen, utsig- nalen S5, fràn denna kontrollspole 5 filtreras i en filterkrets 6 pà ett sàdant sätt att dess spänningnivà väsentligen blir densamma som spänningen ut fràn mottagar- spolen 4. Kontrollspolen kan med fördel placeras direkt vid sändarspolen (3).
De bàda signalerna S4 och S6, dels fràn mottagarspolen 4 och dels frän filterkretsen 6, jämförs i en jämföringskrets 7, en tidsjämförelse. De bada signalerna S4 och S6 jämförs alltsa här för att detektera en eventuell tidsförskjutning dem emellan, den sä kallade tidsförseningen. Som tidsmässig startpunkt för denna mätning används en styrsignal SC2 fràn tidstyrningskretsen 8, som kommer fràn samma tidstyrnings- krets 8 som styrsignalen Scl för matningsstömmen i. Den tidsmässiga startpunkten för den tidsmässiga jämförelsen av signalerna S4 och S6 kommer sàledes att överensstämma med den tidsmässiga startpunkten för förändring av matningsström i till sändarspolen 3.
I jämförelsekretsen 7 bestämmes en oönskad förseningstid Tf, beroende pà fördröjningar i elektronikkomponenter. Denna förseningstid och signalen fràn mottagarspolen leds till en beräkningskrets där tjocklek och/eller elektrisk lednings- förmäga beräknas med hänsyn tagen till oönskade förseningar i kretsarna/systemet. 00 0 00 00 0 00 0 0 0 0 000 0 0 0 0000 0 0 0 I 0 0 0 0 0 0 C00 OI OO 00 0000 00 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 10 15 20 25 30 L 5-1 w <1 _) ro ...(31 Tidsförseningen i en mätanordning, t.ex. enligt figur l, kan uppstà av flera skäl. Detta exemplifieras i diagrammen enligt figur 2A-C. I detta fall illustreras en ström som tids- varierar genom att den plötsligt gàr fràn ett värde till ett annat, se figur ZA, i detta fall fràn ett konstant värde ned till noll. I diagrammet visas strömmen i, dvs den ström som kommer fràn strömmatningskretsen l i figur l. Vid en viss tidpunkt, starttiden tl, stänger strömmatningskretsen 8 av strömmatningen till sändarspolen 3, men pà grund av fördröjningar i strömmatningskretsen l förlöper ytterligare en kort tidsperiod Tl tills strömmen verkligen är avslagen.
Det kan typiskt röra sig om 20 ns.
Den fältförändring som uppstàr pà grund av att strömföränd- ringen försenas och mäts i mottagarspolen 4 visas i figur 2B.
Denna försening är sammansatt och bestàr dels av en försening i sändarspolen 3, T3, dels en försening fràn mottagarspolen 4, T4 dels en försening fràn mätobjektet, plàten 2, T2. En förändring i magnetfältet och alltsà en inducerad spänning erhàlls vid en tidpunkt t4.
I diagrammet enligt figur 2C visas förseningarna i den krets som innefattar kontrollspolen 5 och filterkretsen 6. Om vi förutsätter att filterkretsen 6 själv inte bidrar med en försening sä blir den totala förseningen i denna krets förseningen i sändarspolen 3, T3, och förseningen i kontrollspolen 5, T5. En inducerad spänning uppstàr här vid en tidpunkt t5. Mottagarspolen 4 och kontrollspolen 5 är utformade med samma tidskonstant varför den eftersökta förseningstiden erhàlls genom att i jämförarkretsen 7 detektera/mäta, skillnaden mellan förseningarna i de bada signalkretsarna. Därvid är den oönskade förseningen, den I OI IC 00 0 I 0 0 0 I 0 0000 0 0 0 0 0 I I 000 00 00 000 0 OI O 00 00 0000 00 0 0 0 0 0 I O IQ DI I I O O 0 0 0 0 0 0 0 I 0 00 00 00 00 10 15 20 25 30 försening som hänger samman med förseningar i spolar, och andra elektronikkomponeneter, lika med den försening som mätes i signalen S5, alltsa Tf.
Tidsjämförelsen i jämförelsekretsen 7 och beräkningen i beräkningskretsen 9, enligt figur l, kan utföras i en enda beräkningskrets enligt de principer som beskrivits i samband med figur 12 och figur 2 I principskissen enligt figur l illustreras ett fall där signalen S4 leds direkt fràn mottagarspolen 4 till jämförelsekretsen 7. I vissa mätfall krävs dock att signalen förstärks i förstärkarkretsar innan den kan hanteras av jämförelsekretsen. Förseningar i dessa förstärkarkretsar kommer därvid att ingà i mottagarens förseningstid T4. I dessa fall används motsvarande förstärkarkretsar för hantering av signalen S6 och även TS pàverkas pà motsvarande Sätt .
Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, visad i figur 3, matas sändarspolen 3 fràn en konstant strömkälla 10. via en transistor ll. Transistorn ll styrs av en styrkrets 8 pà ett sådant sätt att transistorn ll först är öppen och leder ström under en tidsperiod tillräckligt lång för att magnetfältet fràn sändarspolen 3 skall hinna tränga igenom plàten 2. Därefter stängs strömmatningen av.
Fältförändringen, som blir en direkt konsekvens av denna plötsliga avstängning, tränger igenom plåten 2 och inducerar en spänning i mottagarspolen 4. Samtidigt inducerar den plötsliga fältförändringen i sändarspolen 3 en inducerad II II I I I I I I IIII I I 1 I Il I 0 Il 0 UIQ I I I I I I I I II II III .I OD IIÛI II 'III I I I I I I 0 O I I I I O II II . o caaoon u 0 coon spänning S5 i kontrollspolen 5. Denna spänning S5 filtreras i ett passivt filter 6, bestàende av ett motstànd 12 och en kapacitans 13. Utsignalen S6 fràn detta passiva filter 6 och utsignalen S4 fràn mottagarspolen 4 behandlas växelvis, varannan gàng transistorn 11 slàr av strömmen, genom att en analog switch 14 i jämförelsekretsen 7 växelvis väljer signalen S4 fràn mottagarspolen 4 och signalen S6 fràn filtret 6 vilken ju egentligen är signalen S5 fràn kontrollspolen 5. Styrningen av switchen 14 sker via en styrsignal Sc21 fràn styrkretsen 8.
I jämförelsekretsen 7 leds signalerna växelvis fràn switchen 14 till en integrator 15 som pàbörjar integrering när transistorn 11 slàr av strömmen. Utsignalen S15 fràn integratorn 15 leds därefter till tvà sä kallade Sample and Hold-kretsar, S/H-kretsar, 16, 17 som också styrs av styrkretsen 8, via styrsignalerna Sc22 och Sc23. Dessa styrsignaler är sà anordnade att tvà värden av signalen S15 fasthàlles vid tvà olika tidpunkter i de bada S/H kretsarna.
Genom att välja hàlltider för S/H-kretsarna 16,17 som ligger relativt nära efter det att fältförändringen trängt igenom plàten 2, den ena en tidpunkt t16 relativt nära efter denna tid fältförändringen trängt igenom och den andra en tidpunkt t17 till en tidpunkt därefter, kan den oönskade förseningstiden Tf enkelt beräknas, när kontrollspolens signal S6 är inkopplad, som; Tf = t16-S16 X (tl7-t16)/(S17-S16)~tl 00 0 00 0000 q. 10 15 20 25 30 Därefter, när signalen fràn mätspolen S4 är inkopplad, kan den verkliga genomträngningstiden för förändring i platen T2 beräknas ur; T2= t16-S16 x (t17-t16)/(S17-S16)-tl-Tf Ovanstàende beräkningar utföres i en beräkningskrets 9.
En ytterligare utföringsform av uppfinningen visas i figur 4.
I det här fallet har tvà likadana uppsättningar kretsar anordnats pà vardera sida om mätobjektet 2, i fortsättningen kallade a- och b-sida. Styrkretsen 8 är dock gemensam för bäda kretsarna och styr hela mätanordningen.
Ström fràn en konstant strömkälla 10a matas via en transistor lla till en sändarspole 3a. I det här beskrivna skedet är transistorn lla aktiv, dvs den leder ström, och transistorn llb är passiv, dvs avstängd och leder inte ström. Efter matning med konstant ström under viss tid slàs transistorn lla plötsligt av genom att utsignalen fràn styrkretsen 8 intar en làg nivà. Efter det att strömmatningen till sändar- spolen 3a slagits av detekteras den inducerade spänningen i mottagarspolen 4b pà andra sida av mätobjektet, plàten 2.
Detta görs genom att den analoga switchen l4b leder signalen S4b frän mottagarspolen 4b till integratorn l5b där den integreras. Den resulterande utsignalen Sl5bfràn integratorn l5b leds därefter till de bàda S/H-kretsarnas l6b,l7b ingàngar och tidpunkten för förändring t4ba beräknas sedan ur utsignalernas Sl6ba, Sl7ba värden. Pà samma sätt beräknas samtidigt för a sidan tidpunkten t5aa för förändring i avkänningsspolen 4a ur signalerna Sl6aa och Sl7aa 10 15 20 25 30 ï":*":: §.'::. :":"? 2:11 13 Efter det att a-sidan eller a-kretsen alstrat det magnetiska fältet, dvs har varit strömgenererande sida, växlas styrning- en till b-sidan eller b-kretsen och förloppet enligt ovan V upprepas. Tidpunkterna för förändring beräknas nu pà motsvarande sätt ur signalerna Slóab, Sl7ab, Sl6bb, Sl7bb som t4ab och t5bb.
Slutligen erhàlls den verkliga förseningstiden FTV för magnetsfältets genomträngning genom mätobjektet 2, försen- ingstiden genom mätobjektet, allstà kompenserat för försen- ingar i elektronik och spolar, genom följande relation; T2 =(t4ba+t4ab-t5aa-t5bb)/2 Där; t4ba=tl6-Sl6ba*(tl7-tl6)/(Sl7ba-Sl6ba) t4ab=tl6-Sl6ab*(tl7-t16)/(Sl7ab-Slöab) t5aa=tl6-Sl6aa*(t17-tl6)/(Sl7aa-Sl6aa) t4bb=tl6-Sl6bb*(t17-tl6)/(Sl7bb-Sl6bb) och där tlö och tl7 är de pà förhand inställda tiderna för sample and holdförstärkarna. Bertäkningen enligt ovan göres i en beräkníngskrets som den visad i figur 3.
Metoden enligt uppfinningen kan, àtminstone delvis, utföras med hjälp av programkoder som körs i en processor eller i en dator och dessa programkoder kan lagras pà ett datorläsbart medium som en hàrddisk, diskett, CD-ROM, annat flyttbart minne etc. Även om uppfinningen här ovan har beskrivits i nagra utföringsexempel är uppfinningen naturligtvis inte begränsad till dessa utan andra utföringsformer och varianter är In aooc .q g n 10 1:97 125 :ao-ou c n oo un... o u o o nu v a o ana: 14 tänkbara inom patentkravens skyddsomfàng. Således är det tänkbart att förseningstiderna kan beräknas med delvis andra matematiska formler än här visade.
Det är också möjligt att använda sändarspolen som kontroll- spole i det fall sändarspolen inte är aktiv, dvs när strömmen genom transistorn slàs av, se t.ex. figur l. När transistorn är avslagen är sändarspolen frikopplad fràn strömmatningen och kan da användas som en kontrollspole eller som en mottagarspole.

Claims (31)

10 15 20 25 30 01 i Q \J -A PO 01 Patentkrav
1. Metod för beröringsfri bestämning av sökta egenskaper hos ett mätobjekt (2), sàsom t.ex. dess geometriska dimension eller dess elektriska ledningsförmàga, genom användning av elektromagnetisk induktion, och där ett elektromagnetiskt fält alstras i en sändarspole (3), placerad pà ena sidan om mätobjektet (2), och där det magnetiska fältet som tränger igenom mätobjektet (2) detekteras av en mottagarspole (4) placerad pà andra sidan om mätobjektet (2), kännetecknad av, - placering av en kontrollspole (5) nära sändarspolen (3) och pá samma sida som sändarspolen (3) i relation till mätobjektet (2), - alstring av en förändring i sändarspolens (3) magnetfält, - detektering av fältförändringen i kontrollspolen (5), - detektering av fältförändringen i mottagarspolen (4), - bestämning av skillnaden i tid för detekteringen av fältförändringen i kontrollspolen (5) respektive i mottagarspolen (4), - bestämning av genomträngningstiden (T2) genom mätobjektet (2), - därur bestämning av mätobjektets (2) tjocklek och/eller och elektriska ledningsförmága.
2. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att genomträngningstiden (T2) genom mätobjektet (2), bestämmes utifrân tidpunkten (t5) för detektering av fältförändringen i kontrollspolen (5), och tidpunkten (t4) för detektering av fältförändringen i mottagarspolen (4).
3. Metod enligt patentkrav 1 eller 2, 10 15 20 25 30 kännetecknad av, att signalen (S5) fràn kontrollspolen (5) filtreras i ett filter (6), sàsom exempelvis ett RC-filter, varefter den resulterande signalen (S6) jämförs med signalen (S4) fràn mottagarspolen (4).
4. Metod enligt nàgot eller nägra av ovanstående patentkrav, kånnetecknad av, att mätobjektets (2) tjocklek eller elektriska ledningsförmàga beräknas utifrån genomträngningstiden (T2) och när den i mottagarspolen (4) inducerade spänningen (S4) nätt sitt maximala värde.
5. Metod enligt nàgot eller nägra av föregående patentkrav, kännetecknad av, att mätobjektets (2) tjocklek eller elektriska ledningsförmàga beräknas ur det reciproka värdet av produkten av den i mottagarspolen (4) maximalt inducerade spänningens (S4) kvadrat och genomträngningstiden (T2).
6. Metod enligt nàgot eller nägra av föregående patentkrav, kännetecknad av, att den i mottagarspolen (4) inducerade spänningen (S4) och den i kontrollspolen (5) inducerade spänningen (S5) integreras.
7. Metod enligt nàgot eller nägra av föregående patentkrav, kännetecknad av, att den integrerade signalen (S15) mätes vid två olika tidpunkter (C16, tl7), (l6,17), plötsligt förändrats. exempelvis med hjälp av S/H-kretsar efter det att magnetfältet i sändarspolen (3) 10 15 20 25 30
8. Metod enligt patentkrav 7, kännetecknad av, att den första tidpunkten (tl6) inträffar nära efter det att fältförändringen har trängt igenom mätobjektet (2), och den andra tidpunkten (tl7) inträffar därefter.
9. Metod enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknad av, att signalerna (S4) från mottagarspolen (4) och den filtrerade signalen (S6) från kontrollspolen (5) mätes växelvis via exempelvis en switch (14).
10. Metod enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknad av, att förseningstider (T2) bestäms genom att växelvis generera fältförändringar från olika sidor av mätobjektet (2).
11. ll. Metod enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknad av, att förseningstiden (T2) genom mätobjektet (2) erhålls genom T2 = tl6-S16 x (tl7-tl6)/(S17-S16)-tl-Tf.
12. Metod enligt något eller nägra av ovanstående patentkrav, kânnetecknad av, att beräkning av förseningstiden (T2) genom mätobjektet (2) erhålls genom (t4ba+t4ab-t5aa-t5bb)/2.
13. Metod enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknad av, att den beräknade förseningstiden (T2) används tillsammans med signalvärdet (S4) efter förändring för att bestämma mätobjektets (2) tjocklek och/eller resistivitet. 10 15 20 25 30
14. Mätanordning för beröringsfri bestämning av en eller flera eftersökta egenskaper hos ett mätobjekt (2), såsom dess geometriska dimension eller elektriska ledningsförmàga, innefattande minst en sändarspole (3) och minst en mottagar- spole (4) placerade pà avstànd frán varandra samt medel för att alstra ett förändringsbart magnetiskt fält i sändarspolen (3) och medel för att detektera en i mottagarspolen (4) inducerad spänning (S4), kännetecknad av, - att en kontrollspole (5) är anordnad pà samma sida om mätobjektet (2) som sändarspolen (3) och anordnad att detektera en magnetfältsförändring alstrad i sändarspolen (3), - att medel är anordnade att detektera skillnaden i tid mellan signalerna (S5 och S4) fràn kontrollspolen (5) och mottagarspolen (4) som alstras av magnetfältsförändringen i sändarspolen (3), - att medel (18,l9) är anordnade att detektera den i mottagarspolen (4) maximalt inducerade spänningen (S4max), och att medel är anordnade att ur dessa värden beräkna mätobjektets (2) tjocklek och/eller elektriska ledningsförmàga.
15. Mätanordning enligt patentkrav 14, kännetecknad av, - att en integrator (17) är anordnad att integrera den i mottagarspolen (4) inducerade spänningssignalen (S4).
16. Mätanordning enligt något av patentkraven 14 och 15, kännetecknad av, 10 15 20 25 30 att kretsar (16-19) är anordnade att mäta de i mottagarspolen (4) och kontrollspolen (5) inducerade spänningarna (S4,S5,S6) vid tvà olika tidpunkter efter tidpunkten för avbrottet i sändarspolen (3).
17. Mätanordning enligt nàgot eller nagra av patentkraven 14- 16, kännetecknad av, att medel är anordnade att bestämma genomträngningstiden (T2) genom mätobjektet (2) utifrân tidpunkten (t5) för detektering av fältförändringen i kontrollspolen (5), och tidpunkten (t4) för detektering av fältförändringen i mottagarspolen (4).
18. Mätanordning enligt något eller nagra av patentkraven 14- 17, kännetecknad av, att ett filter (6), sàsom exempelvis ett RC-filter, är anordnat att filtrera signalen (S5) frán kontrollspolen (5), varefter den resulterande signalen (S6) jämförs med signalen (S4) fràn mottagarspolen (4) i en jämförelsekrets (7).
19. Mätanordning enligt något eller nägra av patentkraven 14- 18, kännetecknad av, att medel är anordnade att beräkna mätobjektets (2) tjocklek eller elektriska ledningsförmàga utifràn genomträngningstiden (t2) och när den i mottagarspolen (4) inducerade spänningen (S4) natt sitt maximala värde.
20. Mätanordning enligt nagot eller nägra av patentkraven 14- 19, kännetecknad av, att medel är anordnade att beräkna mätobjektets (2) tjocklek eller elektriska ledningsförmàga ur det reciproka värdet av produkten av den i mottagarspolen (4) maximalt inducerade spänningens (S4) kvadrat och genomträngningstiden (t2). 10 15 20 25 30 E27 125 20
21. Mätanordning enligt nàgot eller nagra av patentkraven 14- 20, kännetecknad av, att en integrator (15) är anordnad att integrera den i mottagarspolen (4) inducerade spänningen (S4) och den i kontrollspolen (5) inducerade spänningen (S5).
22. Mätanordning enligt nàgot eller nägra av patentkraven 14- 21, kânnetecknad av, att exempelvis S/H-kretsar (16,17) är anordnade att mäta den integrerade signalen (S15) vid tvá olika tidpunkter (t16, t17), efter det att magnetfältet i sändarspolen (3) plötsligt förändrats.
23. Mätanordning enligt nàgot eller nägra av patentkraven 14- 22, kännetecknad av, att medel är anordnade att generera en första tidpunkt (tl6) nära efter det att fältförändringen har trängt igenom mätobjektet (2), och en andra tidpunkt (tl7) därefter.
24. Mätanordning enligt nàgot eller nàgra av patentkraven 14- 23, kännetecknad av, att en switch (14) är anordnad att tillåta växelvis mätning av signalerna (S4) fràn mottagarspolen (4) och den filtrerade signalen (S6) frán kontrollspolen (5).
25. Mätanordning enligt nàgot eller nägra av patentkraven 14- 24, kännetecknad av, att medel är anordnade att växelvis generera fältförändringar från olika sidor av mätobjektet (2) och därmed tillåta att förseningstider (T2) kan bestämmas.
26. Mätanordning enligt nàgot eller nagra av patentkraven 14- 25, kännetecknad av, 10 15 20 m r 3 w -à m m QJ att medel är anordnade att beräkna förseningstiden (T2) genom mätobjektet (2).
27. Mätanordning enligt något eller några av patentkraven 14- 26, kånnetecknad av, att medel är anordnade att bestämma mätobjektets (2) tjocklek och/eller resistivitet genom användning av förseningstiden (T2) tillsammans med signalvärdet (S4) efter förändringen.
28. Dataprogram innefattande datakod för utförande av metodstegen enligt nagot av kraven l-13.
29. Dataläsbart medium innefattande àtminstone en del av dataprogrammet enligt krav 28.
30. Dataprogram enligt krav 28 som àtminstone delvis överföres via ett nätverk, såsom t.ex. internet.
31. Användning av en anordning enligt patentkraven 14 - 27.
SE0303610A 2003-12-31 2003-12-31 Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek eller ledningsförmåga med elektromagnetisk induktion SE527125C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0303610A SE527125C2 (sv) 2003-12-31 2003-12-31 Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek eller ledningsförmåga med elektromagnetisk induktion
EP04809156A EP1709391B1 (en) 2003-12-31 2004-12-22 A method and a device for electromagnetic measurement of thickness and electrical conductivity
CNB2004800393185A CN100449253C (zh) 2003-12-31 2004-12-22 厚度和电导率的电磁测量方法与装置
ES04809156T ES2395729T3 (es) 2003-12-31 2004-12-22 Método y dispositivo para la medición electromagnética del espesor y la conductividad eléctrica
US10/585,127 US7701206B2 (en) 2003-12-31 2004-12-22 Method and a device for non-contact electromagnetic measurement of properties of objects
PT48091565T PT1709391E (pt) 2003-12-31 2004-12-22 Método e dispositivo para a medição eletromagnética de espessura e condutividade elétrica
PCT/SE2004/001983 WO2005064269A1 (en) 2003-12-31 2004-12-22 A method and a device for electromagnetic measurement of thickness and electrical conductivity
JP2006546920A JP4559436B2 (ja) 2003-12-31 2004-12-22 厚さ及び電気伝導度の電磁気学的測定ための方法及びデバイス

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0303610A SE527125C2 (sv) 2003-12-31 2003-12-31 Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek eller ledningsförmåga med elektromagnetisk induktion

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0303610D0 SE0303610D0 (sv) 2003-12-31
SE0303610L SE0303610L (sv) 2005-07-01
SE527125C2 true SE527125C2 (sv) 2005-12-27

Family

ID=30768917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0303610A SE527125C2 (sv) 2003-12-31 2003-12-31 Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek eller ledningsförmåga med elektromagnetisk induktion

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7701206B2 (sv)
EP (1) EP1709391B1 (sv)
JP (1) JP4559436B2 (sv)
CN (1) CN100449253C (sv)
ES (1) ES2395729T3 (sv)
PT (1) PT1709391E (sv)
SE (1) SE527125C2 (sv)
WO (1) WO2005064269A1 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602006020462D1 (de) 2006-11-23 2011-04-14 Abb Ab Signalverarbeitungsverfahren und Einheit für ein Größenmesssystem
CN101561466B (zh) * 2008-04-18 2011-01-26 中国科学院金属研究所 一种涡流电导率测量方法
CN101769713B (zh) * 2008-12-29 2013-05-01 天津普林电路股份有限公司 多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法
EP2629121B1 (en) * 2012-02-17 2016-04-06 Mettler-Toledo Safeline Limited Metal detector for production and packaging lines
JP2017072536A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社Ihi 導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法、及び導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置
CN106931870A (zh) * 2017-04-07 2017-07-07 中国矿业大学 一种刮板输送机中部槽磨损检测装置及方法
EP4012326A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-15 ABB Schweiz AG Pulsed eddy current system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006405A (en) * 1975-01-13 1977-02-01 The Singer Company Method and apparatus for measuring parameters of a conductive material which can be used in independently determining thickness and conductivity
US4271393A (en) * 1978-12-29 1981-06-02 The Boeing Company Apparatus and method for eddy current detection of subsurface discontinuities in conductive bodies
JPS59231447A (ja) * 1983-06-15 1984-12-26 Nippon Steel Corp パルス電流による変態量率の測定方法
US4639669A (en) * 1983-09-26 1987-01-27 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Pulsed electromagnetic nondestructive test method for determining volume density of graphite fibers in a graphite-epoxy composite material
JPS62501991A (ja) * 1985-02-15 1987-08-06 ザ ブロ−クン ヒル プロプライエタリイ カンパニ− リミテツド 鋼鉄の分類
SE451886B (sv) * 1986-10-10 1987-11-02 Sten Linder Sett och anordning for beroringsfri metning av storheter hos eller i anslutning till elektriskt ledande material
US5283520A (en) * 1991-04-04 1994-02-01 Martin Philip W Method of determining thickness of magnetic pipe by measuring the time it takes the pipe to reach magnetic saturation
US5512821A (en) * 1991-06-04 1996-04-30 Nkk Corporation Method and apparatus for magnetically detecting defects in an object with compensation for magnetic field shift by means of a compensating coil
SE517293C2 (sv) * 1999-06-30 2002-05-21 Abb Ab Förfarande och anordning för induktiv mätning av geometrisk dimension och elektrisk egenskap med motriktade magnetfält
JP2001041703A (ja) * 1999-07-29 2001-02-16 Sanki System Engineering Kk 距離計及び厚み計
US6593737B2 (en) * 2000-08-24 2003-07-15 Shell Oil Company Method for measuring the wall thickness of an electrically conductive object

Also Published As

Publication number Publication date
PT1709391E (pt) 2013-01-09
JP2007517214A (ja) 2007-06-28
US20090058408A1 (en) 2009-03-05
JP4559436B2 (ja) 2010-10-06
SE0303610L (sv) 2005-07-01
EP1709391B1 (en) 2012-11-21
EP1709391A1 (en) 2006-10-11
ES2395729T3 (es) 2013-02-14
WO2005064269A1 (en) 2005-07-14
CN100449253C (zh) 2009-01-07
US7701206B2 (en) 2010-04-20
CN1906458A (zh) 2007-01-31
SE0303610D0 (sv) 2003-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2586722A (en) Efficient detection of human machine interface interaction using a resonant phase sensing system
CN106233147B (zh) 具有温度补偿的分路电流测量
EP4246769A3 (en) Foreign object detection using heat sensitive material and inductive sensing
SG10201900583QA (en) Mobile Device Including Context Hub And Operation Method Thereof
BRPI0517001A (pt) dispositivo e método para alinhar os aparelhos de entrada e os canais em uma cadeira de laminação
EP1975606A2 (en) Stud sensor
CN105241949B (zh) 滑油金属屑末在线监测器的检测电路及载波信号解调方法
CN102203600B (zh) 巴克豪森噪音检查装置和检查方法
KR20130130529A (ko) 소구경 배관 결함 탐상 장치 및 방법
TWI317809B (en) System for inline processing of a material
SE527125C2 (sv) Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek eller ledningsförmåga med elektromagnetisk induktion
MX2018013689A (es) Robot de cocina con al menos un dispositivo de procesado y un dispositivo de supervision.
ATE396900T1 (de) Zustandsüberwachungsvorrichtung für gleisstromkreise und verfahren
SE527091C2 (sv) Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek och elektriska ledningsförmåga hos ett mätobjekt
RU2331064C1 (ru) Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий
EP1336916A3 (en) Position-direction measuring apparatus and information processing method
DE60328130D1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen der temperatur vonthermischen abstimmelementen in abstimmbaren optischen einrichtungen
FI20030992A0 (sv) Förfarande vid mätanordning observerande hydrometeorer samt anordning härtill
HRP20100497T1 (hr) Postupak za prepoznavanje greške senzora za protok
JP2003232822A (ja) 4探針法による抵抗率測定方法及びその装置
JP2019140695A5 (sv)
CN105044417A (zh) 无负载电压的情况下测量负载中的有功功率的系统和方法
US11543377B2 (en) Sensing apparatus and sensing method
JP2009129920A (ja) 静電気監視装置
JP2021107837A (ja) 非破壊検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed