SU1590153A1 - Apparatus for determining position of weld - Google Patents

Apparatus for determining position of weld Download PDF

Info

Publication number
SU1590153A1
SU1590153A1 SU884434308A SU4434308A SU1590153A1 SU 1590153 A1 SU1590153 A1 SU 1590153A1 SU 884434308 A SU884434308 A SU 884434308A SU 4434308 A SU4434308 A SU 4434308A SU 1590153 A1 SU1590153 A1 SU 1590153A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coil
sensor
weld
detector
output
Prior art date
Application number
SU884434308A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Григорьевич Журавский
Вера Федоровна Кузнецова
Сергей Петрович Слаута
Original Assignee
Липецкий политехнический институт
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 Липецкий политехнический институт filed Critical Липецкий политехнический институт
Priority to SU884434308A priority Critical patent/SU1590153A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1590153A1 publication Critical patent/SU1590153A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может использоватьс  в автоматизированных системах управлени  листопрокатного производства. Цель изобретени  - повышение достоверности определени  положени  сварного шва за счет улучшени  помехоустойчивости. В схеме устройства используетс  датчик броневого типа с намагничивающей катушкой и двум  измерительными, размещенными на торцах наружного магнитопровода по диаметру. Выходы каждой катушки через усилитель и детектор подключены соответственно на пр мой и инвертирующий входы сумматора. Выход сумматора через детектор подключен на вход умножительного блока. К другому входу последнего подаетс  сигнал с датчика тока, включенного в цепь намагничивающей катушки. Устройство позвол ет автоматически измен ть режим настройки стана при прохождении сварного шва по клет м. 4 ил.The invention relates to metallurgy and can be used in automated control systems for sheet rolling production. The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the position of a weld by improving noise immunity. The device circuitry uses an armored-type sensor with a magnetizing coil and two measuring sensors placed at the ends of the outer magnetic circuit in diameter. The outputs of each coil through the amplifier and detector are connected respectively to the direct and inverting inputs of the adder. The output of the adder through the detector is connected to the input of the multiplying unit. The signal from the current sensor included in the magnetizing coil circuit is supplied to the other input of the latter. The device allows you to automatically change the setting mode of the mill when the weld passes through the cells 4 or more.

Description

Изобретение относитс  к металлур-т гии, а именно к листопрокатному производству, и может быть использовано , в автоматизированных системах управлени  технологическими процессами дл  контрол  полосового и ленточного проката.The invention relates to metallurgy, namely, sheet-rolling production, and can be used in automated process control systems for monitoring strip and strip products.

Цель изобретени  - повышение дос- .товерности в определении положени  лварного шва за счет улучшени  помехоустойчивости .The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the position of the weld seam by improving the noise immunity.

На фиг.1 изображен датчик предложенного устройства, разрез; на фиг.2 и. 3 - диaгpaм ы выходного сигнала; устройства при-(определении накладногой сварного шва соответственно; на фиг.4 - блок-схема устройства.Figure 1 shows the sensor of the proposed device, the cut; in figure 2 and. 3 - output signal diagrams; device at- (determining the overlap weld, respectively; FIG. 4 is a block diagram of the device.

Устройство содержит броневой цилиндрический магнитопровод 1, на цент -. ральном стержне которого установлена намагничивающа  катушка 2. Под внешним полюсом магнитопровода размещены . защищенные немагнитной крьш1кой 3 две измерительные катушки 4 и 5, установленные на диаметральной оси и . включенные ме щу собой последователь-, но-встречно. Внутренн   полость магнитопровода 1 залита эпоксидным компаундом с кварцевым наполнителем.The device contains an armored cylindrical magnetic circuit 1, per cent -. The magnetic rod of which is installed magnetizing coil 2. Under the external pole of the magnetic circuit are placed. two measuring coils 4 and 5, protected by a nonmagnetic krischka 3, mounted on the diametral axis and. included in the sequential, but counter. The internal cavity of the magnetic core 1 is filled with epoxy compound with quartz filler.

СЛ о:SL about:

Устройство работает 1леду зщим образом. .The device works the next way. .

В металле возбуждаетс  круговой р диально направленный магн 1тный , поток Ф, Согласно закону магнитостатики ;In a metal, a circular, radially directed magnet is excited, a flux F, according to the law of magnetostatics;

tcv F+V-i. (1)tcv F + V-i. (one)

где Zj, Zfif соответств€ нно комштексные магнитные сопротивлени  маг- нитопроводг, воздушного зазора (Р между датчиком и контр олиру€ .мым материалом;where Zj, Zfif correspond to the com- petive magnetic resistances of the magnetic conductors, the air gap (P between the sensor and the countermeasure of the material;

I - намагничива.кица  сила катушки 2. Если длина магнитной силов ой линии в листе 1, а S - поперечное сечение листа через которое проходит магнитный поток, то величина магнитного сопротивлени  контролируемого материала зависит от толщины металлаI is magnetized. Force of coil 2. If the length of the magnetic force of the th line in sheet 1 and S is the cross section of the sheet through which the magnetic flux passes, then the magnetic resistance of the material being monitored depends on the thickness of the metal

л .l

|u| u

1one

M SВM SB

нn

f/-h -bf / -h -b

(2)(2)

h - толщина металла;h is the thickness of the metal;

b ширина сечени  металла,b metal section width,

через которое проходит по- ток.through which the stream passes.

Как видно из формулы (2), при неизменных значени х 1, Ъ, /и магнитное сопротивление Z зависит от толщины металла h.nТогда магнитный по- ток Ф , пронизывающий измерительные катушки, при неизменных Z и Z зависит только от толщины металла. Величина ЭДС наводима  магнитным потоком в измерительных катушках, так- же зависит только от толщнны металла при прочих равных параметрах.As can be seen from formula (2), at constant values of 1, b, / and magnetic resistance Z depends on the thickness of the metal h.n Then the magnetic flux F penetrating the measuring coils, at constant Z and Z depends only on the thickness of the metal. The magnitude of the EMF induced by the magnetic flux in the measuring coils also depends only on the thickness of the metal, all other parameters being equal.

На фиг,2 приведена временна  диаграмма выходного сигнала датчика при прохождении под его полюсами наклад- ного сварного щва.Fig. 2 shows a timing diagram of the output signal of the sensor as the welded weld passes under its poles.

Измерительные катушки 4 и 5 условно обозначены «и 5 . При отсутствии сварного шва толщина металла под катушками а и S одинакова, еле- довательно, потоки, пересекаюпще катушки а и Б , также одинаковы и в силу встречного включени  катушек.Measuring coils 4 and 5 are conventionally labeled “and 5. In the absence of a weld, the thickness of the metal under coils a and S is the same, and it is obvious that the flows intersecting coils a and B are also the same due to the oncoming switching of the coils.

0 50 5

0 5 0 5

00

5 five

0 5 0 5

0 0

5 five

суммарный сигнал j- при отсутствии шва равен нулю.total signal j- in the absence of a seam is zero.

При подходе шва к измерительной катушке « из-за увеличени  толщины металла уменьшаетс  сопротивление металла магнитному потоку, в результате чего последний возрастает. Увеличение потока, проход щего через катушку Of , приводит к резкому увеличению сигнала, снимаемого с этой катушки. При этом сигнал, снимаемьй с катушки б , остаетс  прежним, соответствующим исходной толщине листа. Разность сигналов резко возрастает , что указывает на прохождение шва под катушками.When the weld approaches the measuring coil, due to the increase in metal thickness, the resistance of the metal to the magnetic flux decreases, as a result of which the latter increases. Increasing the flow through the coil Of leads to a sharp increase in the signal taken from this coil. In this case, the signal removed from coil b remains the same, corresponding to the initial thickness of the sheet. The difference of the signals increases dramatically, which indicates the passage of the seam under the coils.

Из диаграммы видно, что после прохождени  шва на выходе датчика формируютс  два разнопол рных сигнала Vj,-Vj-. С целью получени  единственного сигнала, фиксирующего прохождение шва, сигналы с катушек о( и б подаютс  по двум параллельным каналам / (фиг.4) на усилители У1, У2, детекторы Д1, Д2, после чего на сумматоре происходит вычитание этих сигналов. Разность сигналов g подаетс  на детектор ДЗ, который пропускает сигнал только одной пол рности (фиг.4). Таким образом, на выходе ДЗ формируетс  единственный сигнал, фикси- рукщий прохо утение сварного шва (крива  Удр It can be seen from the diagram that after the passage of the seam, two opposite polarity signals Vj, -Vj- are formed at the output of the sensor. In order to obtain a single signal that fixes the passage of a seam, signals from coils o (and b are fed through two parallel channels / (Fig. 4) to amplifiers U1, U2, detectors D1, D2, after which the signals are subtracted on the adder. g is fed to a DZ detector, which passes a signal of only one polarity (Fig. 4). Thus, at the DZ output, a single signal is formed, the fixation of the weld (curve Ud

Чувствительность датчика к изменению толщины металла и при накладном , и при стыковом шве достаточно высока (диаграммы выходного сигнала дл  стыкового шва приведены на фиг.З).The sensitivity of the sensor to the change in the thickness of the metal is sufficiently high both at the overhead and at the butt joint (diagrams of the output signal for the butt weld are shown in FIG. 3).

Существенную погрешность в показани  датчика может вносить изменение зазора в момент прохождени  шва под одной из измерительных катушек датчика. Как видно из уравнени  (1), при прочих равных услови х Ф зависит от Z.A significant error in the sensor readings may introduce a change in the gap at the time of the seam passing under one of the measuring coils of the sensor. As can be seen from equation (1), all other things being equal, F depends on Z.

При увеличении исходного зазора поток, проход щий через катушку 2, может уменьшитьс  до такого значе- ни , которое соответствует выходному сигналу датчика в случае, когда шов отсутствует. Однако эта погрешность исключаетс  тем, что в устройстве предусмотрен узел отстройки от зазора , включающий в себ  датчик тока, в котором используетс  ток намагничивающей катушки индуктивного датчика . Поскольку перемагничивание материала осуществл етс  радиальнонаправленным круговым магнитным по- лем, то суммарное значение магнитной проницаемости, измеренное по различным направлени м в плоскости листа, остаетс  неизменным при любом качестве стали.As the initial gap increases, the flow through coil 2 can be reduced to such a value that corresponds to the output signal of the sensor in the event that there is no seam. However, this error is eliminated by the fact that the device has a clearance node, which includes a current sensor that uses the current of the inductive sensor magnetizing coil. Since the magnetization reversal of the material is carried out by a radially directed circular magnetic field, the total magnetic permeability measured in different directions in the plane of the sheet remains unchanged for any quality of steel.

Следовательно, изменение тока в намагничивающей катушке 2  вл етс  только мерой воздушного зазор а. При jo увеличении зазора уменьшаетс  индуктивное сопротивление намагничивающей катушки, что приводит соответственно к возрастанию тока,и наоборот. В П- образных индуктивньк преобразовател х js зонах камеры нагреваConsequently, the change in current in the magnetizing coil 2 is only a measure of the air gap a. As jo increases, the inductive resistance of the magnetizing coil decreases, which leads to an increase in current, and vice versa. In U-shaped inductive converters js zones of the heating chamber

канала датчика тока и измерител катушек.channel current sensor and meter coils.

Сигнал с устрЬйства поступае УВМ прокатного стана, что позво автоматически измен ть режим на ки стана при прохождении сварно шва по клет м. Кроме зто го, устро может быть использовано в автом зированной Системе управлени  -т логическим процессом обезуглерож щего oTKiira, который предусматри изменение технологических парам ( скорости транспортировки полосыThe signal from the device arrives at the rolling mill mill, which allows automatic change of the mode to the mill when the weld passes through the cages. In addition, the device can be used in the automated control system - the logical process of the decarburized oTKiira, which provides for changing pairs (strip transport speeds

индуктивный измеритель зазо ра (та же намагничивающа  катушка) несет информацию не только о величине зазора, но и о магнитных свойствах металла, поскольку магнитна  цепь индуктивного преобразовател  включает в себ  участок контролируемого металла. Поэтому при контроле электрических сталей сигнал П-образных индуктивных измерителей зазора при не измененном воздушном зазоре существенно отличаетс  в зависимости от свойства металла. Последнее приводит к ложным показани м датчика.- Поэтому предлагаема  форма магнитопровода датчика позвол ет без применени  специальных измерителей зазора решить вопрос отстройки .от зазора.An inductive gap meter (the same magnetizing coil) carries information not only about the size of the gap, but also about the magnetic properties of the metal, since the magnetic circuit of the inductive converter includes a section of the metal being monitored. Therefore, when monitoring electrical steels, the signal of U-shaped inductive gap meters with an unchanged air gap differs significantly depending on the property of the metal. The latter leads to false readings of the sensor. Therefore, the proposed form of the sensor's magnetic circuit makes it possible to solve the problem of detuning from the gap without using special gap meters.

Узел отстройки от зазора (фиг.4) включает в себ  датчик тока ДТ и множительное устройство, на один вход которого поступает сигнал с измерительных катушек 4 и 5 датчика, на другой - сигнал с датчика тока, за- вис щий от зазора между полюсами датчика и полосой.The node of the detuning from the gap (figure 4) includes a DT current sensor and a multiplying device, one input of which receives a signal from the measuring coils 4 and 5 of the sensor, the other - a signal from the current sensor dependent on the gap between the sensor poles and stripe.

Узел работает следуюищм образом.The node works as follows.

Если зазор измен етс  в те моменты времени,когда шов под полюсами датчика отсутствует, то сигнал датчика V j Vg-V5 0, при этом сигнал с выхода умножител  ((() также равен нулю. If the gap changes at those times when the seam under the sensor poles is missing, then the sensor signal V j Vg-V5 0, while the signal from the output of the multiplier ((() is also zero).

Если зазор увеличилс  в момент прохождени  шва, то сигнал существенно снижаетс  (до уровн  помехи), однако сигнал датчика тока существенно возрастает. При этом произведение сигналов V (Vj,-V 5 ) также возрастает до уровн  сигнала, соответствующего наличию шва при правильно выбранном коэффициенте передачи по току дл If the gap increased at the time of the seam passage, then the signal is significantly reduced (to the level of interference), however, the signal of the current sensor increases significantly. In this case, the product of the signals V (Vj, -V 5) also increases to the level of the signal corresponding to the presence of a seam at a correctly chosen current transfer coefficient for

и т.д.) при поступлении на обраб новой плавки, имеющей другие пас ные данные. При этом сигнал, пос ющий с устройства в УВН в момент 20 прохождени  межплавочногр 1шва, о редел ет изменение режима обрабо металла.etc.) upon receipt of a new smelting process with other passport data. At the same time, the signal coming from the device to the UVN at the time of the 20th passage of the inter alloy line 1 determines the change in the mode of metal processing.

Claims (1)

Формула изобретенFormula invented 2525 Устройство дл  определени  по жени  сварного шва, содержащее б контактньБ индуктивный датчик в магнитопровода с намагничивающейA device for determining the welding of the weld, containing a contactless inductive sensor in a magnetic circuit with a magnetizing 30 измерительными катушками, отл чающеес  тем, что, с цель повышени  достоверности в опреде НИИ положени  шва за счет улучше помехоустойчивости, в него введе два усилител , три детектора, су матор, множительный блок и датчи тока намапшчивающей катушки, д беско 1тактный индуктивный датчик выполнен в виде броневого магнит провода открытого типа, на внутр нем стержне которого находитс  н магничивающа  катушка, а измерит ные катушки размер1ены на диаметр но противоположных сторонах торц наружной части магнитопровода, п этом выход датчика Toka намагнич цеп катушки подключен к первому ду множительного блока, второй в которого через первый детектор с динен с выходом сумматора, к неи вертирующему входу которого чере первьй усилитель и второй детект подключен выход первой измерител катушки, а к инвертирующему вход сумматора через второй усилитель третий детектор подключен .выход рой измерительной катушки.30 measuring coils, differing by the fact that, with the aim of increasing the reliability of determining the position of the seam at the research institute due to improved noise immunity, introducing two amplifiers, three detectors, a sump, a multiplier unit and a current coil current sensor, the proximity sensor of the inductive sensor is made in the form of an armored magnet, open-type wires, on the inner rod of which there is a magnetisation coil, and the measuring coils are dimensioned on the diameter but opposite sides of the end of the outer part of the magnetic circuit, and the output of the Toka sensor is to us Agnich coil circuit is connected to the first duplicating unit, the second in which through the first detector is connected to the accumulator output, to the non-rotating input of which the first amplifier and second detector are connected to the output of the first meter of the coil, and the third detector is connected to the inverter input of the adder through the second amplifier Leaving the measuring coil swarm. 3535 4040 4545 5050 55,55, зонах камеры нагрева  zones of the heating chamber канала датчика тока и измерительных катушек.channel current sensor and measuring coils. Сигнал с устрЬйства поступает в УВМ прокатного стана, что позвол ет автоматически измен ть режим настройки стана при прохождении сварного шва по клет м. Кроме зто го, устройство может быть использовано в автоматизированной Системе управлени  логическим процессом обезуглерожив аю- щего oTKiira, который предусматривает изменение технологических параметров (скорости транспортировки полосы, темjo js зонах камеры нагреваThe signal from the device enters the ULVM of the rolling mill, which allows automatically changing the mill setting mode when the weld passes through the cages. In addition, the device can be used in the automated control system of the decarburization process of the oTKiira, which provides for changing parameters (strip transportation speeds, jo js heating chamber zones и т.д.) при поступлении на обработк новой плавки, имеющей другие паспорные данные. При этом сигнал, поступющий с устройства в УВН в момент 20 прохождени  межплавочногр 1шва, определ ет изменение режима обработки металла.etc.) when a new heat is received for processing with other reference data. At the same time, the signal from the device to the UVN at the time of the 20th passage of the interflatting tunnel determines the change in the mode of metal processing. Формула изобретениInvention Formula 2525 Устройство дл  определени  положени  сварного шва, содержащее бес- контактньБ индуктивный датчик в вид магнитопровода с намагничивающей и A device for determining the position of the weld, containing a contactless inductive sensor in the form of a magnetic circuit with a magnetizing and 30 измерительными катушками, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности в определен НИИ положени  шва за счет улучшени  помехоустойчивости, в него введены два усилител , три детектора, сумматор , множительный блок и датчик тока намапшчивающей катушки, д беско 1тактный индуктивный датчик выполнен в виде броневого магнитопровода открытого типа, на внутреннем стержне которого находитс  намагничивающа  катушка, а измерительные катушки размер1ены на диаметрально противоположных сторонах торца наружной части магнитопровода, при этом выход датчика Toka намагничиваю цеп катушки подключен к первому входу множительного блока, второй вход которого через первый детектор соединен с выходом сумматора, к неинвертирующему входу которого через первьй усилитель и второй детектор подключен выход первой измерительной катушки, а к инвертирующему входу сумматора через второй усилитель и третий детектор подключен .выход второй измерительной катушки.30 measuring coils, characterized in that, in order to increase the reliability, the research institute determines the weld position by improving noise immunity, two amplifiers, three detectors, an adder, a multiplier unit and a pre-coil current sensor are introduced in it, the proximity sensor is designed as an open-type armored magnetic core, on the inner core of which there is a magnetizing coil, and the measuring coils are dimensioned on diametrically opposite sides of the end of the outer part of the magnetic circuit, In this way, the output of the Toka sensor magnetizes the coil circuit to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected through the first detector to the output of the adder, to the non-inverting input of which through the first amplifier and the second detector the output of the first measuring coil is connected, and to the inverting input of the adder through the second amplifier and The third detector is connected. The output of the second measuring coil. 3535 4040 4545 5050 55,55, ut. iut. i Наплавной шовWeld seam 777/777 {апра6лени(777/777 {approx ( лl & & V прокаткаV rolling ////л://// l: ш1Ш.sh1sh. щu VvyMvy..v VvyMvy..v / д/ч 1/ УуЛ ../ d / h 1 / UUL .. IW2Iw2 (( &/ & / Стыкобои tuoSButt tuoS Иапрабление прокаткиRolling handling 14-V.14-v. , / /V / ЛА/, / / V / LA / Усилители &етектпорыAmplifiers & Integrators Редактор И.ШмаковаEditor I.Shmakova Фиг.FIG. Составитель В.ТкаченкоCompiled by V.Tkachenko Техред Л.Сердюкова Корректор Л.ПатайTehred L. Serdyukova Proofreader L. Patay УмножительMultiplier -. -.
SU884434308A 1988-06-02 1988-06-02 Apparatus for determining position of weld SU1590153A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884434308A SU1590153A1 (en) 1988-06-02 1988-06-02 Apparatus for determining position of weld

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884434308A SU1590153A1 (en) 1988-06-02 1988-06-02 Apparatus for determining position of weld

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1590153A1 true SU1590153A1 (en) 1990-09-07

Family

ID=21378726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884434308A SU1590153A1 (en) 1988-06-02 1988-06-02 Apparatus for determining position of weld

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1590153A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССТ ,№250087, кл. В.21 С 51/00, 1966.Жел езнов Ю.Д., Черный В.А. и др. Совершенствование производства холоднокатаной листовой стали. - М.: Металлурги , 1982, с.54-58. Авторское свидетельство СССР № 865472, кл. В 21 С 51/00, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI90594B (en) Method and apparatus for non-destructive material testing and for magnetostructural material testing
US5089781A (en) Electromagnetic conductivity meter and a conductivity measuring method
CN102200528B (en) On-line detection device for broken wires of wire ropes
US7038444B2 (en) System and method for in-line stress measurement by continuous Barkhausen method
EP0330311A2 (en) Torque detecting apparatus
US4929897A (en) Method and apparatus for detecting cross sectional area variations in a elongate object by measuring radial magnetic flux variations using spaced-apart coils
EP0096078B1 (en) Method of measuring on-line hardness of steel plate
SU1590153A1 (en) Apparatus for determining position of weld
US4782294A (en) Method of measuring variation in the elongation of a very long magnetizable element of small transverse dimensions, and apparatus for implementing the method
US5544207A (en) Apparatus for measuring the thickness of the overlay clad in a pressure vessel of a nuclear reactor
CA1182172A (en) Method and apparatus for non-destructive testing of magnetical permeable bodies
Moses et al. AC Barkhausen noise in electrical steels: Influence of sensing technique on interpretation of measurements
US4958523A (en) Apparatus for measuring the flow rate of electrically conductive liquids
JP2617570B2 (en) Magnetic measuring device
JPS62294987A (en) Method and apparatus for measuring magnetic property
JPS62276454A (en) Method for detecting foreign matter in ferromagnetic body
SU930179A1 (en) Device for checking magnetic properties of ferromagnetic materials
SU1007052A1 (en) Induction sensor
JPH0250421B2 (en)
KR840002360B1 (en) Electro magnetic damage detecting instrument of long magnetic substance
RU2146817C1 (en) Electromagnetic flaw detector to test long-length articles
JPS59147253A (en) On-line hardness measurement of steel plate
SU261756A1 (en) DEVICE D. FOR CONTROL OF MAGNETOTRICTION OF METAL MAGNETIC FILM
AU698203B2 (en) Apparatus for obtaining certain characteristics of an article
JPH0654306B2 (en) Crystal grain size measuring method and apparatus