專利名稱：非接觸式金屬感測(cè)裝置的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于至少一個(gè)渦流探針組件來檢測(cè)鑄模中的金屬。
背景技術(shù)：
金屬物體的鑄造涉及將液態(tài)金屬引入模具。引入金屬的方法可以大致分為兩類 重力鑄造法和反重力鑄造法。這些方法的本質(zhì)以及澆注方向、模具腔的形狀和澆口的幾何結(jié)構(gòu)都影響液態(tài)金屬的路徑和流動(dòng)。已經(jīng)證實(shí)，非受控和湍流的金屬流可以導(dǎo)致鋁和其他金屬中許多類型的缺陷。在反重力金屬系統(tǒng)中，在不同點(diǎn)或在模具澆注期間連續(xù)地測(cè)量澆注速率以提供實(shí)時(shí)調(diào)整金屬澆注速率的可能性通常是有利的。一種現(xiàn)有技術(shù)的在模具澆注期間測(cè)量澆注速率的方法是基于金屬探針，該金屬探針被布置為與液態(tài)金屬物理接觸。例如，當(dāng)接觸探針與液態(tài)金屬接觸時(shí)，電路閉合。該解決方案的缺點(diǎn)在于，其僅可以在敞口模具中容易地實(shí)施，如果用于閉合模具， 則金屬探針必須對(duì)金屬泄漏進(jìn)行密封，并且必須可以縮回。還由于金屬探針與液態(tài)金屬之間的物理接觸而產(chǎn)生其他缺點(diǎn)。例如，金屬探針與熱的液態(tài)金屬、模砂和結(jié)合劑接觸，則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生積層(build-up)材料和結(jié)合劑燃燒的副產(chǎn)品。因此，必須周期性地清潔或更換金屬探針，從而增加了維護(hù)和成本。如果用金屬探針來測(cè)量澆注速率的方法是基于對(duì)電路進(jìn)行閉合，則必須考慮諸如模具和澆注設(shè)備的電絕緣以及傳感器的接地幾個(gè)方面。另一種現(xiàn)有技術(shù)的在模具澆注期間測(cè)量澆注速率的方法是基于傳感器，該傳感器基于電容或電感的原理而操作，用于檢測(cè)傳感器附近的熔融金屬的改變。該解決方案的缺點(diǎn)在于，其需要昂貴和精密的設(shè)備，并且傳感器必須與模具接觸。 該傳感器與模具的接觸增大了維持該傳感器的完整性和反饋信號(hào)質(zhì)量的難度。更換損壞的傳感器的必要性增大了維護(hù)成本。此外，在每次鑄造之前，都需要對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，從而放慢了制造過程。在砂模中使用液態(tài)鋁鑄造氣缸體的特定情況中，響應(yīng)信號(hào)本質(zhì)上是非線性的，并且當(dāng)液態(tài)金屬與其他金屬(例如，灰口鐵氣缸襯套或金屬致冷元件)接觸時(shí)，響應(yīng)信號(hào)受很大的影響。所產(chǎn)生的干擾信號(hào)使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這些現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種具有增強(qiáng)的可靠性的能夠進(jìn)行非接觸式金屬檢測(cè)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。描述了一種在鑄造過程中檢測(cè)鑄模內(nèi)部區(qū)域中的金屬的方法，其中在鑄模內(nèi)部區(qū)域的外部布置一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件，所述方法包括激勵(lì)所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的至少一個(gè)渦流探針組件，以使得所述至少一個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)都產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料到鑄模內(nèi)部區(qū)域的主磁場(chǎng)；在所述至少一個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)處提供表示了由該渦流探針組件檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的信號(hào)，所述次生磁場(chǎng)由內(nèi)部區(qū)域中的金屬中所感應(yīng)的渦流產(chǎn)生；以及基于所述信號(hào)中的至少一個(gè)來檢測(cè)鑄模中的金屬。此外，描述了一種在鑄造過程中檢測(cè)鑄模內(nèi)部區(qū)域中的金屬的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括位于鑄模內(nèi)部區(qū)域的外部的一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件，以使得所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)被配置來產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料到鑄模內(nèi)部區(qū)域的主磁場(chǎng)，并且被配置來提供表示出檢測(cè)到的在內(nèi)部區(qū)域中的金屬中所感應(yīng)的渦流而產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)的信號(hào)，并且所述系統(tǒng)包括控制器，配置來激勵(lì)所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的至少一個(gè)渦流探針組件以使得所述至少一個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)主磁場(chǎng)，以及基于所述至少一個(gè)渦流探針組件所提供的信號(hào)中的至少一個(gè)來檢測(cè)鑄模中的金屬。此外，描述了一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件用于在鑄造過程中檢測(cè)鑄模內(nèi)部區(qū)域中的金屬的用途，其中所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)被配置來產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電材料到鑄模內(nèi)部區(qū)域的主磁場(chǎng)，并且被配置來提供表示出檢測(cè)到的在金屬中所感應(yīng)的渦流而產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)的信號(hào)。渦流探針組件可以包括至少一個(gè)激勵(lì)線圈，用于通過供給交流電來產(chǎn)生主磁場(chǎng)， 以驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)激勵(lì)線圈。渦流探針組件還可以包括檢測(cè)元件，其被配置來通過檢測(cè)由所述感應(yīng)渦流場(chǎng)產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)來檢測(cè)在導(dǎo)電部件的表面上產(chǎn)生的渦流場(chǎng)。例如，檢測(cè)元件可以包括至少一個(gè)線圈、和/或至少一個(gè)超導(dǎo)量子干擾檢測(cè)器、和/或至少一個(gè)固態(tài)磁傳感器(例如，霍爾效應(yīng)、磁阻、以及自旋相關(guān)隧道傳感器)。術(shù)語“磁場(chǎng)”的涵義應(yīng)該理解為電磁場(chǎng)也表示磁場(chǎng)。渦流探針組件可以是標(biāo)準(zhǔn)制造品，可以不要求定制。所述多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)可以布置在關(guān)于鑄模的預(yù)定位置處，以通過在鑄模的各預(yù)定區(qū)域中產(chǎn)生一個(gè)穿過非導(dǎo)電模具材料的主磁場(chǎng)以及提供對(duì)在各區(qū)域中檢測(cè)到的由液態(tài)金屬中的渦流感應(yīng)產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)的方式來檢測(cè)鑄模的預(yù)定區(qū)域中的液態(tài)金屬。因此，可以使用多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)渦流探針組件所提供的信號(hào)來檢測(cè)與該渦流探針組件相關(guān)的預(yù)定區(qū)域中的金屬。例如，鑄造過程中，當(dāng)模具中的液態(tài)金屬到達(dá)各預(yù)定區(qū)域時(shí)，可以針對(duì)與所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)相關(guān)的每一個(gè)預(yù)定區(qū)域來檢測(cè)液態(tài)金屬。所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件位于鑄模內(nèi)部區(qū)域的外部，并且所述一個(gè)或多個(gè)物流探針組件中的每一個(gè)被配置來產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料到鑄模內(nèi)部區(qū)域的主磁場(chǎng)。術(shù)語“非導(dǎo)電模具材料”的涵義應(yīng)該理解為該材料不完全屏蔽由各渦流探針組件所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。因此，鑄模的非導(dǎo)電材料被配置來使所述主磁場(chǎng)至少部分地穿入鑄模的內(nèi)部區(qū)域。例如，鑄?？梢哉w由非導(dǎo)電模具材料構(gòu)成，或者鑄?？梢灾辽僭诓贾脺u流探針組件的位置包括非導(dǎo)電模具材料。例如，非導(dǎo)電模具材料可以表示模砂(例如，硅砂芯)，并且例如，鑄?？梢员硎旧拌T模。也可以使用任意其他適合的材料來形成非導(dǎo)電模具材料。鑄?？梢员慌渲脼槭褂靡簯B(tài)金屬基于反重力法澆注。鑄造過程中，鑄模內(nèi)部區(qū)域中的液態(tài)金屬水平將增高。將所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件布置在鑄模內(nèi)部區(qū)域的外部具有如下優(yōu)點(diǎn)，由于非導(dǎo)電模具材料置于渦流探針組件與液態(tài)金屬之間，因此鑄造期間，當(dāng)液態(tài)金屬的水平到達(dá)每個(gè)渦流探針組件的高度時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)渦流探針組件也不會(huì)與液態(tài)金屬接觸。從而減少了維護(hù)成本，并且維持了所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件的完整性以及由所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件所提供的信號(hào)的質(zhì)量。因此，本發(fā)明允許基于能夠進(jìn)行非接觸金屬感測(cè)的方法、設(shè)備或系統(tǒng)來檢測(cè)鑄模中的金屬。此外，使用用于檢測(cè)金屬的一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件來檢測(cè)由渦流產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)烈而鮮明的。所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)都可以被配置來在接口提供表示出檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的各信號(hào)。該接口可以表示有線接口，例如，該接口可以被配置為與電纜連接，或者該接口可以表示無線接口。該接口可以被用于激勵(lì)渦流探針組件以產(chǎn)生主磁場(chǎng)。在所述接口表示有線接口的情況下，具有預(yù)定頻率和幅度的交流電可以被提供至該接口以激勵(lì)渦流探針組件。在所述接口表示無線接口的情況下，渦流探針組件可以包括自己的交流電產(chǎn)生裝置。所述控制器可以被配置為通過所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)的各接口與所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)連接?；谟伤鲋辽僖粋€(gè)渦流探針組件所提供的至少一個(gè)信號(hào)，可以檢測(cè)鑄模中的金屬。例如，檢測(cè)金屬可以包括基于所述至少一個(gè)信號(hào)來估計(jì)澆注速率和/或估計(jì)鑄模中液態(tài)金屬的水平。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的至少一個(gè)被配置為，在各渦流探針組件沒有檢測(cè)到次生磁場(chǎng)的情況下將各信號(hào)設(shè)置為第一表示，而在各渦流探針組件檢測(cè)到次生磁場(chǎng)的情況下將各信號(hào)設(shè)置為第二表示。例如，渦流探針組件可以被配置為，在接收到的次生磁場(chǎng)超過預(yù)定閾值的情況下將信號(hào)設(shè)置為第二表示，否則，信號(hào)被所述渦流探針組件設(shè)置為第一表示。以如下方式來選擇所述閾值、主磁場(chǎng)的強(qiáng)度和頻率、以及渦流探針組件關(guān)于鑄模的布置，即，渦流探針組件被配置為，當(dāng)液態(tài)金屬到達(dá)鑄模中的預(yù)定水平時(shí)，將信號(hào)設(shè)置為第二表示。例如，該信息可以被用來繼續(xù)進(jìn)行將液態(tài)金屬澆注到鑄模中，直到對(duì)由所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中預(yù)定渦流探針組件所提供的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)成為第二表示為止。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的至少一個(gè)被配置為以表示出各渦流探針組件檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度的方式來提供各信號(hào)。例如，對(duì)渦流探針組件所提供的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行表示的信號(hào)可以被用來在模具澆注期間連續(xù)地估計(jì)液態(tài)金屬的水平和/或連續(xù)地估計(jì)液態(tài)金屬的澆注速率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件為多個(gè)渦流探針組件， 其中所述多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)被布置在關(guān)于鑄模的各非導(dǎo)電模具材料的預(yù)定位置，以檢測(cè)鑄模的預(yù)定區(qū)域中的金屬。因此，所述多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)渦流探針組件所提供的信號(hào)可以被用來檢測(cè)與該渦流探針組件相關(guān)的預(yù)定區(qū)域中的金屬。例如，鑄造過程中，當(dāng)鑄模中的液態(tài)金屬到達(dá)各預(yù)定區(qū)域時(shí)，可以針對(duì)與所述多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)相關(guān)的每一個(gè)預(yù)定區(qū)域來檢測(cè)液態(tài)金屬。例如，在所述多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)或多個(gè)被配置為以表示各渦流探針組件所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度的方式來提供各信號(hào)的情況下，對(duì)金屬的檢測(cè)可以包括，基于對(duì)各預(yù)定區(qū)域中所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行表示的各信號(hào)，來估計(jì)與所述一個(gè)或多個(gè)
7渦流探針組件中的一個(gè)相關(guān)的一個(gè)預(yù)定區(qū)域中的液態(tài)金屬的水平和/或估計(jì)液態(tài)金屬的澆注速率。該估計(jì)可以表示液態(tài)金屬的水平和/或澆注的連續(xù)估計(jì)，因?yàn)橛膳c各預(yù)定區(qū)域相關(guān)的渦流探針組件的信號(hào)所表示的強(qiáng)度是該預(yù)定區(qū)域中液態(tài)金屬水平的函數(shù)。估計(jì)預(yù)定區(qū)域中的澆注速率可以基于檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的表示強(qiáng)度的增加來實(shí)現(xiàn)。此外，在所述多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)或多個(gè)被配置為將各信號(hào)設(shè)置為第一或第二表示的情況下，對(duì)金屬的檢測(cè)可以包括在鑄造點(diǎn)的不同點(diǎn)處估計(jì)液態(tài)金屬的水平，其中，這些不同點(diǎn)中的每一個(gè)與各渦流探針組件的一個(gè)預(yù)定區(qū)域相關(guān)。例如，可以基于測(cè)量液態(tài)金屬到達(dá)第一預(yù)定區(qū)域的第一時(shí)間并且測(cè)量液態(tài)金屬到達(dá)第二預(yù)定區(qū)域的第二時(shí)間，以及基于第一和第二預(yù)定區(qū)域之間鑄模中要使用液態(tài)金屬澆注的腔來估計(jì)澆注速率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬表示液態(tài)金屬，并且所述方法包括基于檢測(cè)到的鑄模中的金屬來調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率?；跈z測(cè)到的鑄模中的金屬來調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率應(yīng)該被理解為，基于由所述至少一個(gè)渦流探針組件所提供的至少一個(gè)信號(hào)來調(diào)整澆注速率，因?yàn)樗鲋辽僖粋€(gè)信號(hào)中的每一個(gè)表示各渦流探針組件檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)，從而表示與該渦流探針組件相關(guān)的鑄模中各預(yù)定區(qū)域中所檢測(cè)到的金屬。所述系統(tǒng)包括用于提供液態(tài)金屬到鑄模的裝置，其中用于提供液態(tài)金屬的裝置可以包括布置在鑄模中較低位置處的出口，以根據(jù)反重力澆注法提供液態(tài)金屬。所述系統(tǒng)還包括用于液態(tài)金屬的流控制的裝置，其中該用于流控制的裝置被布置在用于提供液態(tài)金屬的裝置處，并且該用于流控制的裝置被配置來通過用于提供液態(tài)金屬的裝置來控制液態(tài)金屬的流動(dòng)。例如，用于流控制的裝置可以表示一個(gè)閥門。用于流控制的裝置與所述控制器連接。所述控制器被配置來基于所述至少一個(gè)渦流探針組件所提供的至少一個(gè)信號(hào)來控制用于流控制的裝置，以調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率。調(diào)整澆注速率可以包括通過用于提供液態(tài)金屬的裝置來調(diào)整液態(tài)金屬流的速率， 例如，根據(jù)流的離散速率或者根據(jù)流的連續(xù)調(diào)整速率，和/或其可以包括關(guān)閉用于流控制的裝置以停止對(duì)鑄模的澆注。第二選擇應(yīng)該被理解為將澆注速率設(shè)置為零。例如，檢測(cè)液態(tài)金屬可以包括估計(jì)液態(tài)金屬的澆注速率和/或估計(jì)鑄模中液態(tài)金屬的水平，如上所述。因此，例如，可以基于所估計(jì)的澆注速率和/或所估計(jì)的液態(tài)金屬的水平來調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率。因此，具有如下優(yōu)點(diǎn)，S卩，可以通過被配置為接收至少一個(gè)信號(hào)的控制器來實(shí)時(shí)地調(diào)整模具的澆注速率，以檢測(cè)液態(tài)金屬并根據(jù)檢測(cè)到的液態(tài)金屬來控制用于流控制的裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整澆注速率包括，當(dāng)基于預(yù)定渦流探針組件的信號(hào)來檢測(cè)金屬時(shí)，停止對(duì)鑄模進(jìn)行澆注。例如，該預(yù)定渦流探針組件可以表示唯一的用于檢測(cè)金屬的渦流探針組件。該預(yù)定渦流探針組件可以被布置在一個(gè)位置以檢測(cè)鑄模的預(yù)定區(qū)域中的液態(tài)金屬，其中當(dāng)液態(tài)金屬到達(dá)該預(yù)定區(qū)域時(shí)，必須停止液態(tài)金屬的澆注。因此，基于在該預(yù)定區(qū)域中檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的信號(hào)表示，當(dāng)基于該信號(hào)檢測(cè)金屬時(shí)，可以停止對(duì)鑄模進(jìn)行澆注。因此，該渦流探針組件可以被用于提供反饋信號(hào)“模具已滿”。此外，預(yù)定渦流探針組件可以表示多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)。例如，剩余渦流探針組件可以被用于在液態(tài)金屬到達(dá)預(yù)定渦流探針組件的預(yù)定區(qū)域之前調(diào)整澆注速率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整澆注速率包括，當(dāng)基于預(yù)定渦流探針組件的信號(hào)新檢測(cè)到金屬時(shí)，根據(jù)與該預(yù)定渦流探針組件相關(guān)的澆注速率值來調(diào)整澆注速率。例如，所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的一個(gè)的預(yù)定區(qū)域可以每個(gè)都與各液態(tài)金屬的澆注速率值相關(guān)。一旦基于一個(gè)渦流探針組件的信號(hào)而新檢測(cè)到金屬，控制器可以被配置來根據(jù)與該渦流探針組件相關(guān)并從而與各預(yù)定區(qū)域相關(guān)的澆注速率值來調(diào)整液態(tài)金屬流的速率。術(shù)語“新檢測(cè)到”的涵義可以理解為對(duì)預(yù)定區(qū)域中檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)從表示沒有檢測(cè)到金屬改變?yōu)楸硎緳z測(cè)到金屬。例如，在一個(gè)渦流探針組件被配置為將信號(hào)設(shè)置為第一或第二表示的情況下，當(dāng)該信號(hào)從第一表示改變?yōu)榈诙硎緯r(shí)，基于該渦流探針組件的信號(hào)而新檢測(cè)到金屬?；蛘撸?，在一個(gè)渦流探針組件被配置來提供對(duì)次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行表示的信號(hào)的情況下，假如由該信號(hào)表示的強(qiáng)度從小于預(yù)定強(qiáng)度閾值的強(qiáng)度改變?yōu)榇笥谠擃A(yù)定強(qiáng)度閾值的強(qiáng)度，則基于該渦流探針組件的信號(hào)新檢測(cè)到金屬。該閾值可以根據(jù)液態(tài)金屬相對(duì)于與該渦流探針組件相關(guān)的預(yù)定區(qū)域的預(yù)定水平來選擇。此外，作為另一個(gè)示例，可以基于所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度，連續(xù)地調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率。因此，可以關(guān)于鑄模中的幾個(gè)預(yù)定區(qū)域來對(duì)澆注速率進(jìn)行調(diào)整，由于可以根據(jù)鑄模中具體區(qū)域的需要來調(diào)整澆注速率，從而提高了鑄造過程的質(zhì)量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的至少一個(gè)被布置在與各非導(dǎo)電模具材料相距預(yù)定距離處。將一個(gè)渦流探針組件置于非導(dǎo)電模具材料附近的預(yù)定距離處具有如下優(yōu)點(diǎn)，即， 由于渦流探針組件與非導(dǎo)電模具材料之間所形成的空氣隙，從而減小了鑄造過程中由非導(dǎo)電模具材料發(fā)熱所引起的損壞的風(fēng)險(xiǎn)。精確的距離取決于非導(dǎo)電模具材料的厚度，但是可以通過主磁場(chǎng)的強(qiáng)度和頻率來補(bǔ)償。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的至少一個(gè)與各模具非導(dǎo)電模具材料接觸。使一個(gè)渦流探針組件與非導(dǎo)電模具材料接觸具有如下優(yōu)點(diǎn)，S卩，與在非導(dǎo)電模具材料附近的預(yù)定距離處放置渦流探針組件相比，可以減小用于穿透非導(dǎo)電模具材料的主磁場(chǎng)的強(qiáng)度和/或頻率。以上所呈現(xiàn)的本發(fā)明及其示例實(shí)施例的特征還應(yīng)該被理解為包括所有可能的相
互組合。注意，上述本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)該被理解為僅為示例性的而非限制性的。參考以下所呈現(xiàn)的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他方面將顯而易見。


圖Ia示出了第一情景中根據(jù)本發(fā)明使用渦流探針組件的第一示例實(shí)施例；圖Ib示出了第二情景中根據(jù)本發(fā)明使用渦流探針組件的第一示例實(shí)施例；圖Ic示出了第三情景中根據(jù)本發(fā)明使用渦流探針組件的第一示例實(shí)施例；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例方法的流程圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第一示例實(shí)施例；圖北示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第二示例實(shí)施例；圖如示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例方法的流程圖；圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例方法的流程圖；圖如示出了根據(jù)本發(fā)明的第四示例方法的流程圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第三示例實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖Ia至圖Ic分別示出了第一情景、第二情景和第三情景中根據(jù)本發(fā)明使用渦流探針組件110的第一示例實(shí)施例。該根據(jù)本發(fā)明使用渦流探針組件110的第一示例實(shí)施例將結(jié)合圖2中示出的根據(jù)本發(fā)明的第一示例方法進(jìn)行說明。渦流探針組件110被用于通過表示鑄模的一部分的非導(dǎo)電模具材料140來檢測(cè)液態(tài)金屬150。鑄模沒有被整體示出，如切割線155所示。鑄?？梢员慌渲脼榛诜粗亓Ψ▉頋沧⒁簯B(tài)金屬150。鑄造過程中，鑄模的內(nèi)部區(qū)域145中的液態(tài)金屬150的水平將增高，如圖Ia中的箭頭所示。渦流探針組件110被配置來產(chǎn)生穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料140到鑄模內(nèi)部區(qū)域 145的主磁場(chǎng)115，并且提供對(duì)檢測(cè)到的由液態(tài)金屬150中所感應(yīng)的渦流125所引起的次生磁場(chǎng)1 進(jìn)行表示的信號(hào)。術(shù)語“磁場(chǎng)”的涵義應(yīng)該被理解為電磁場(chǎng)也表示磁場(chǎng)。渦流探針組件110可以被配置來在接口 111提供對(duì)檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)。該接口 111可以表示有線接口，即，該接口可以被配置為與電纜連接，或者該接口 111 可以表示無線接口。該接口 111可以被用于激勵(lì)渦流探針組件以產(chǎn)生主磁場(chǎng)115。在所述接口 111表示有線接口的情況下，具有預(yù)定頻率和幅度的交流電可以被提供至該接口 111 以激勵(lì)渦流探針組件110。在所述接口 111表示無線接口的情況下，渦流探針組件110可以包括自己的交流電產(chǎn)生裝置。渦流探針組件110可以被置于非導(dǎo)電模具材料140附近的預(yù)定距離處，或者其可以被布置為與非導(dǎo)電模具材料140接觸。在這兩種情況下，由渦流探針組件110所產(chǎn)生的主磁場(chǎng)115必須具有相當(dāng)大的強(qiáng)度和頻率以穿透非導(dǎo)電模具材料140。將渦流探針組件110置于非導(dǎo)電模具材料140附近的預(yù)定距離處具有如下優(yōu)點(diǎn)， 即，由于渦流探針組件110與非導(dǎo)電模具材料之間所形成的空氣隙，從而減小了鑄造過程中由非導(dǎo)電模具材料140發(fā)熱所引起的損壞的風(fēng)險(xiǎn)。精確的距離取決于非導(dǎo)電模具材料 140的厚度，但是可以通過主磁場(chǎng)115的強(qiáng)度和頻率來補(bǔ)償。使渦流探針組件110與非導(dǎo)電模具材料140接觸具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，與在非導(dǎo)電模具材料140附近的預(yù)定距離處放置渦流探針組件110相比，可以減小用于穿透非導(dǎo)電模具材料140的主磁場(chǎng)的強(qiáng)度和/或頻率。根據(jù)圖2中所示示例方法的步驟210，激勵(lì)渦流探針組件110來產(chǎn)生穿過非導(dǎo)電模具材料140的主磁場(chǎng)115。在圖Ia中所示的第一情景中，液態(tài)金屬150的水平低于渦流探針組件110的位置，S卩，主磁場(chǎng)115在液態(tài)金屬150中沒有感應(yīng)出可檢測(cè)的渦流。因此，沒有次生磁場(chǎng)由液態(tài)金屬150中所感應(yīng)的渦流產(chǎn)生，渦流探針組件110未能檢測(cè)出次生磁場(chǎng)。因此，根據(jù)示例方法的步驟220，在信號(hào)線111處所提供的對(duì)次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)表示渦流探針組件110沒有檢測(cè)到次生磁場(chǎng)。因此，在步驟230中沒有檢測(cè)到金屬，因?yàn)樗鲂盘?hào)表示，對(duì)于圖Ia中所示的第一情景，渦流探針組件110沒有檢測(cè)到次生磁場(chǎng)。關(guān)于圖Ib中所示的第二情景，液態(tài)金屬150的水平與第一情景中所示的水平相比增高了。激勵(lì)渦流探針組件110以產(chǎn)生穿過非導(dǎo)電模具材料140的主磁場(chǎng)115。由于增高的液態(tài)金屬水平，主磁場(chǎng)115在液態(tài)金屬150的面向非導(dǎo)電模具材料140的表面中感應(yīng)出了較小的渦流125。這些較小的渦流125產(chǎn)生了具有低強(qiáng)度的次生磁場(chǎng)128，如圖Ib中所示，并且該次生磁場(chǎng)1 可以穿過非導(dǎo)電模具材料140到達(dá)渦流探針組件110。渦流探針組件110被配置來接收該次生磁場(chǎng)128，并且提供對(duì)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)。 術(shù)語“所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)”可以被理解為，渦流探針組件110所接收到的非常小的次生磁場(chǎng)1 可以不必表示所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)。在渦流探針組件110的第一示例實(shí)施例中，對(duì)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)1 進(jìn)行表示的信號(hào)以第一表示來指示沒有檢測(cè)到次生磁場(chǎng)，并以第二表示來指示檢測(cè)到了次生磁場(chǎng)。 例如，假如所接收到的次生磁場(chǎng)超過了預(yù)定閾值，則渦流探針組件110可以被配置為將所述信號(hào)設(shè)置為第二表示，否則，所述信號(hào)被渦流探針組件110設(shè)置為第一表示。可以以如下方式來選擇所述閾值、主磁場(chǎng)的強(qiáng)度和頻率、以及渦流探針組件110相對(duì)于非導(dǎo)電模具材料140的布置；渦流探針組件110被配置為在液態(tài)金屬150到達(dá)鑄模中的預(yù)定水平時(shí)將信號(hào)設(shè)置為第二表示。作為一個(gè)示例，關(guān)于圖Ib中所示的第二情景以及關(guān)于渦流探針組件 110的第一示例實(shí)施例，在圖2中所示的步驟220中，渦流探針組件110可以將信號(hào)設(shè)置為第一表示，因?yàn)榇紊艌?chǎng)128的強(qiáng)度被檢測(cè)為小于或等于預(yù)定閾值。因此，基于根據(jù)圖Ib 中所示的第二情景從渦流探針組件110所提供的信號(hào)，在圖2中所示方法的步驟230中，沒有檢測(cè)到金屬。例如，該信息可以被用來繼續(xù)將液態(tài)金屬150澆注到鑄模中，直到由渦流探針組件110所提供的表示次生磁場(chǎng)的信號(hào)成為第二表示為止。在渦流探針組件110的第二示例實(shí)施例中，對(duì)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)可以表示所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度。因此，關(guān)于圖Ib中所示的第二情景以及關(guān)于渦流探針組件110的第二示例實(shí)施例，在圖2中所示的步驟220中，渦流探針組件110可以提供對(duì)具有低強(qiáng)度的次生磁場(chǎng)1 進(jìn)行表示的信號(hào)。例如，在步驟230中，被配置來提供對(duì)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行表示的信號(hào)的根據(jù)第二示例實(shí)施例的渦流探針組件110可以被用于確定液態(tài)金屬150的水平是否到達(dá)鑄模中的預(yù)定水平。假如信號(hào)所表示的強(qiáng)度超出了預(yù)定閾值，則可以根據(jù)步驟230來檢測(cè)金屬150。此外，基于所述信號(hào)來檢測(cè)金屬的步驟 230可以包括確定液態(tài)金屬150的水平，即使僅使用了一個(gè)根據(jù)第二示例實(shí)施例的渦流探針組件110來檢測(cè)金屬150。對(duì)于圖Ic中所示的第三情景，液態(tài)金屬150的水平比第二情景中所示的水平增高了，從而使得渦流探針組件110的主磁場(chǎng)115在液態(tài)金屬的面向非導(dǎo)電模具材料140的表面中感應(yīng)出比在第二情景中所感應(yīng)出的渦流125強(qiáng)的渦流125’。因此，這些較強(qiáng)的渦流 125’產(chǎn)生具有較高強(qiáng)度的次生磁場(chǎng)128’。例如，對(duì)于渦流探針組件110的第一示例實(shí)施例，所接收到的次生磁場(chǎng)128’可能超出預(yù)定閾值，并且渦流探針組件110提供第二表示的信號(hào)。圖Ia至圖Ic中所示的渦流探針組件110的使用示出了進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，即，由于非導(dǎo)電模具材料140置于渦流探針組件110與液態(tài)金屬150之間，因此渦流探針組件110不會(huì)與液態(tài)金屬150接觸，從而減少了維護(hù)成本，并且維持了渦流探針組件110的完整性以及在接口 111所提供的信號(hào)的質(zhì)量。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第一示例實(shí)施例。該系統(tǒng)包括多個(gè)布置在相對(duì)于鑄模的預(yù)定位置處的渦流探針組件310、320、330。渦流探針組件310、320、330中的每一個(gè)都可以通過關(guān)于圖Ia至圖Ic所呈現(xiàn)的渦流探針組件110來實(shí)現(xiàn)。渦流探針組件310、320、330通過各接口 331、332、333和信號(hào)線381與控制器380 連接。控制器380被配置來激勵(lì)渦流探針組件310、320、330，以由各個(gè)渦流探針組件310、 320,330產(chǎn)生主磁場(chǎng)(圖3a中沒有示出)。術(shù)語“激勵(lì)”的涵義應(yīng)該被理解為，可以與控制器380分開地布置交流電源，但是控制器380’被配置為例如通過控制交流電源的方式來對(duì)激勵(lì)各渦流探針組件310、320、330以產(chǎn)生主磁場(chǎng)進(jìn)行控制。此外，控制器380可以被配置來接收對(duì)所檢測(cè)到的由渦流探針組件310、320、330 中的一個(gè)所提供的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)。多個(gè)渦流探針組件310、320、330中的每一個(gè)可以布置在預(yù)定位置處，以如下方式來檢測(cè)鑄模的預(yù)定區(qū)域中的液態(tài)金屬350 通過在鑄模的各預(yù)定區(qū)域中產(chǎn)生穿過非導(dǎo)電模具材料140的主磁場(chǎng)以及提供對(duì)檢測(cè)到的由在各區(qū)域中的液態(tài)金屬350中的渦流感應(yīng)所產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)。因此，可以使用多個(gè)渦流探針組件310、320、330中的一個(gè)渦流探針組件所提供的信號(hào)來檢測(cè)與該渦流探針組件相關(guān)的預(yù)定區(qū)域中的金屬。例如， 鑄造過程中，當(dāng)鑄模中的液態(tài)金屬350到達(dá)各預(yù)定區(qū)域時(shí)，可以針對(duì)與多個(gè)渦流探針組件 310,320,330中的一個(gè)相關(guān)的每一個(gè)預(yù)定區(qū)域來檢測(cè)液態(tài)金屬350。箭頭360表示鑄造過程中液態(tài)金屬350的水平上升。作為一個(gè)示例，控制器380可以被配置來根據(jù)預(yù)定規(guī)則來激勵(lì)渦流探針組件 310、320、330。例如，該預(yù)定規(guī)則可以包括這樣的規(guī)則，即，兩個(gè)相鄰的渦流探針組件310、 320(或320、330)不同時(shí)被激勵(lì)。術(shù)語“相鄰”可以被理解為，兩個(gè)相鄰的渦流探針組件中的一個(gè)的主磁場(chǎng)將干擾或影響由這兩個(gè)相鄰的渦流探針組件中剩余的一個(gè)渦流探針組件所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，兩個(gè)相鄰的渦流探針組件的磁場(chǎng)不相互干擾。此外，作為另一個(gè)示例，所述預(yù)定規(guī)則可以包括這樣的規(guī)則，即，多個(gè)渦流探針組件310、320、 330中的至少兩個(gè)渦流探針組件以預(yù)定順序被順序激勵(lì)。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，所述至少兩個(gè)渦流探針組件不相互影響。例如，在渦流探針組件310、320、330通過渦流探針組件的第一示例實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)的情況下，由渦流探針組件310、320、330中的一個(gè)渦流探針組件所提供的信號(hào)可以被用于例如通過確定該信號(hào)是第一表示還是第二表示來確定液態(tài)金屬的水平是否已到達(dá)相應(yīng)的預(yù)定區(qū)域，其中第二表示表示在相應(yīng)的預(yù)定區(qū)域中檢測(cè)到金屬。例如，該信息可以被用于控制對(duì)鑄模的澆注，如后面將關(guān)于圖北中所示的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第二示例實(shí)施例進(jìn)行描述。作為圖3a中所示的示例，可以在相對(duì)于鑄模的不同高度處來布置渦流探針組件 310、320、330，從而與各渦流探針組件310、320、330相關(guān)的每個(gè)預(yù)定區(qū)域可以與單獨(dú)的高度相關(guān)。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，可以基于這些渦流探針組件310、320、330所提供的信號(hào)中的至少一個(gè)來估計(jì)鑄模中液態(tài)金屬350的水平?？梢酝ㄟ^控制器380基于從多個(gè)渦流探針組件310、320、330中的至少一個(gè)渦流探針組件310、320、330接收到的至少一個(gè)信號(hào)來對(duì)液態(tài)金屬350的水平進(jìn)行估計(jì)。例如，在渦流探針組件310、320、330通過渦流探針組件的第一示例實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)的情況下，多個(gè)渦流探針組件310、320、330中的一個(gè)的信號(hào)為第二表示，則表示液態(tài)金屬 350的水平已到達(dá)該渦流探針組件的預(yù)定區(qū)域，從而已大致到達(dá)該渦流探針組件的高度。此外，作為另一個(gè)示例，在渦流探針組件310、320、330通過渦流探針組件的第二示例實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)的情況下，這些渦流探針組件310、320、330所提供的信號(hào)可以被用于以比使用第一示例實(shí)施例的渦流探針組件更精確的方式來估計(jì)鑄模中液態(tài)金屬350的水平， 因?yàn)橛啥鄠€(gè)渦流探針組件310、320、330中的一個(gè)所提供的對(duì)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行表示的信號(hào)可以被用來基于所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度估計(jì)相應(yīng)的預(yù)定區(qū)域中液態(tài)金屬350的水平。例如，所估計(jì)的相應(yīng)的預(yù)定區(qū)域中液態(tài)金屬350的水平可以是所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度的函數(shù)，其中較低的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于液態(tài)金屬350的較低水平，較高的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于液態(tài)金屬350的較高水平。此外，控制器380可以被配置來基于多個(gè)渦流探針組件 310,320,330中的一個(gè)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的表示強(qiáng)度的升高來估計(jì)鑄模中液態(tài)金屬350 的澆注速率。圖北示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第三示例實(shí)施例。該系統(tǒng)基于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第二示例實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的該第三示例實(shí)施例將結(jié)合圖如中所示的根據(jù)本發(fā)明的第二示例方法進(jìn)行說明。第二示例方法基于圖2中所示的第一示例方法。所述系統(tǒng)包括用于提供液態(tài)金屬的裝置395，其中液態(tài)金屬可以被輸入到用于提供液態(tài)金屬的裝置395，如箭頭399所示，以及其中液態(tài)金屬可以通過出口 390提供給鑄模。 例如，用于提供液態(tài)金屬的裝置395可以使用于提供液態(tài)金屬的管道。用于提供液態(tài)金屬的裝置395可以被布置在關(guān)于將要被澆注的鑄模的任意適當(dāng)位置處。例如，用于提供液態(tài)金屬的裝置395可以位于鑄模之下，或者，用于提供液態(tài)金屬的裝置395可以被布置為使得用于提供液態(tài)金屬的裝置395的出口 390位于鑄模中較低的位置處。系統(tǒng)的第三示例實(shí)施例還包括用于液態(tài)金屬的流控制的裝置385。該用于流控制的裝置385被布置在用于提供液態(tài)金屬的裝置395處，并且被配置來基于檢測(cè)到的金屬通過對(duì)穿過用于提供液態(tài)金屬的裝置395的液態(tài)金屬流進(jìn)行控制的方式來調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率。例如，用于流控制的裝置385可以表示一個(gè)閥門?；谒鶛z測(cè)到的鑄模中的金屬來調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率應(yīng)該被理解為，基于多個(gè)渦流探針組件310、320、330所提供的至少一個(gè)信號(hào)來調(diào)整澆注速率，因?yàn)樗鲋辽僖粋€(gè)信號(hào)中的每一個(gè)表示各渦流探針組件310、320、330所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)，從而表示與該渦流探針組件相關(guān)的鑄模中各預(yù)定區(qū)域中所檢測(cè)到的金屬。用于流控制的裝置385通過信號(hào)線382與控制器380’連接。控制器380’基于圖 3a中所示的控制器380，并且被配置來基于從多個(gè)渦流探針組件310、320、330中的至少一個(gè)接收到的至少一個(gè)信號(hào)來檢測(cè)金屬，如圖4中所示的步驟230，并且控制器380’被配置來通過控制用于流控制的裝置385來調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率，如圖4中所示的步驟440。 對(duì)澆注速率進(jìn)行調(diào)整之后，所述方法可以繼續(xù)進(jìn)行步驟210，以激勵(lì)至少一個(gè)渦流探針組件 310、320、330。例如，控制器380，可以被配置來基于多個(gè)渦流探針組件310、320、330中的至少一個(gè)所提供的至少一個(gè)信號(hào)311、321、331來估計(jì)鑄模中液態(tài)金屬350的水平，如關(guān)于圖3a中所示的第二示例系統(tǒng)的說明。此外，控制器380’可以被配置來基于所估計(jì)的液態(tài)金屬350 的水平通過控制流控制裝置385的方式來調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率。因此，鑄模中液態(tài)金屬350的水平的局部反饋可以被用于對(duì)澆注速率進(jìn)行調(diào)整。對(duì)澆注速率進(jìn)行調(diào)整可以包括對(duì)穿過用于提供液態(tài)金屬的裝置395的液態(tài)金屬流的速率進(jìn)行調(diào)整，和/或其可以包括關(guān)閉流控制裝置385以停止對(duì)鑄模進(jìn)行澆注。圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第三示例實(shí)施例。在步驟450中，基于預(yù)定渦流探針組件310、320、330的信號(hào)來確定是否檢測(cè)到金屬。例如，關(guān)于圖北，該預(yù)定渦流探針組件可以為渦流探針組件330。在基于預(yù)定渦流探針組件330的信號(hào)檢測(cè)到金屬的情況下，控制器380’停止對(duì)鑄模進(jìn)行澆注，如步驟460所示。否則，可以不改變液態(tài)金屬的澆注速率。圖如示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第四示例實(shí)施例。例如，多個(gè)渦流探針組件310、320、330中的至少一個(gè)的每個(gè)渦流探針組件可以與各液態(tài)金屬的澆注速率相關(guān)，即，渦流探針組件的預(yù)定區(qū)域與各澆注速率值相關(guān)。一旦檢測(cè)到液態(tài)金屬已新到達(dá)預(yù)定區(qū)域中的一個(gè)，S卩，當(dāng)基于與預(yù)定區(qū)域相關(guān)的渦流探針組件的信號(hào)來新檢測(cè)到金屬時(shí)，如圖4C中的步驟460所示，控制器380’可以被配置為，根據(jù)圖如中所示的步驟470，根據(jù)與該渦流探針組件相關(guān)的澆注速率值來調(diào)整液態(tài)金屬流的速率。術(shù)語“新檢測(cè)到”應(yīng)該被理解為，對(duì)預(yù)定區(qū)域中所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)從表示沒有檢測(cè)到金屬改變?yōu)楸硎緳z測(cè)到金屬。例如，在一個(gè)渦流探針組件310、320、330被配置為將所述信號(hào)設(shè)置為第一或第二表示的情況下，當(dāng)該信號(hào)從第一表示改變?yōu)榈诙硎緯r(shí)，新檢測(cè)到金屬?；蛘撸?，在一個(gè)渦流探針組件310、320、330被配置來以表示次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度的方式提供信號(hào)的情況下，假如由該信號(hào)表示的強(qiáng)度從小于預(yù)定強(qiáng)度閾值的強(qiáng)度改變?yōu)榇笥谠擃A(yù)定強(qiáng)度閾值的強(qiáng)度，則新檢測(cè)到金屬。該閾值可以根據(jù)液態(tài)金屬相對(duì)于與該渦流探針組件相關(guān)的預(yù)定區(qū)域的預(yù)定水平來選擇。此外，作為另一個(gè)示例，可以基于所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)的強(qiáng)度，連續(xù)地調(diào)整液態(tài)金屬的澆注速率。因此，可以關(guān)于鑄模中的幾個(gè)預(yù)定區(qū)域來對(duì)澆注速率進(jìn)行調(diào)整，由于可以根據(jù)鑄模中具體區(qū)域的需要來調(diào)整澆注速率，從而提高了鑄造過程的質(zhì)量。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第三示例實(shí)施例。該系統(tǒng)包括被配置為用于檢測(cè)鑄模中的金屬的第一渦流探針組件510和第二渦流探針組件520。所述鑄模包括幾個(gè)模具元件530、M0、550，其定義了在鑄造過程中要使用液態(tài)金屬進(jìn)行澆注的幾個(gè)內(nèi)部區(qū)域535545。模具元件530由非導(dǎo)電模具材料形成，至少處在鄰近渦流探針組件510、520的位置處。例如，模具元件530可以包括凹槽，其中每個(gè)凹槽被配置來容納各渦流探針組件510、 520。此外，渦流探針組件510、520可以被布置在各非導(dǎo)電模具材料的預(yù)定距離處。因此， 渦流探針組件510、520中的每一個(gè)可以被用來產(chǎn)生穿過空氣隙512、522的主磁場(chǎng)，并且模具元件530的各非導(dǎo)電模具材料朝向鑄模的內(nèi)部區(qū)域535，以提供對(duì)在由內(nèi)部區(qū)域535中的金屬中感應(yīng)的渦流所產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)進(jìn)行表示的信號(hào)。
這具有如下優(yōu)點(diǎn)，S卩，由于使用了對(duì)液態(tài)金屬和/或其他導(dǎo)體(如，氣缸襯套或金屬致冷元件560)的電接觸不敏感的局部渦流探針組件510、520，因此可以可靠地檢測(cè)液態(tài)以上所呈現(xiàn)的本發(fā)明及其示例實(shí)施例的特征還應(yīng)該被理解為包括所有可能的相
互組合。
權(quán)利要求
1.一種用于在鑄造過程中檢測(cè)鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145，535)中的金屬(150，350)的方法，所述鑄模包括對(duì)鑄造過程中要使用液態(tài)金屬澆注的幾個(gè)內(nèi)部區(qū)域(535, 進(jìn)行限定的幾個(gè)模具元件(530，540，550)，其中多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)被置于所述鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145，535)的外部，以及其中多個(gè)渦流探針組件(110，310，320， 330，510，520)中的每一個(gè)被布置在相對(duì)于鑄模的各非導(dǎo)電模具材料(340，530)的預(yù)定位置處，以檢測(cè)鑄模的預(yù)定區(qū)域中的金屬(350)，所述方法包括激勵(lì)多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的至少一個(gè)渦流探針組件，以使得所述至少一個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的每一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料(140,340,530)到達(dá)鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145,535)的主磁場(chǎng)(115)；在所述至少一個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的每一個(gè)處提供對(duì)由該渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)(128，128’ )進(jìn)行表示的信號(hào)，所述次生磁場(chǎng)(128，128’)由在所述內(nèi)部區(qū)域(145，535)中的金屬(150，350)中感生的渦流(125，125’)所引起；以及基于所述信號(hào)中的至少一個(gè)來檢測(cè)鑄模中的金屬(150，350)；所述方法特征在于，所述幾個(gè)模具元件(530，540，550)中的一個(gè)模具元件(530)由非導(dǎo)電模具材料形成，并且包括凹槽，每個(gè)凹槽被配置來容納多個(gè)渦流探針組件(110，310， 320，330，510，520)中的相應(yīng)的渦流探針組件(510，520)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330， 510,520)中的至少一個(gè)被配置為，在該渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)沒有檢測(cè)到次生磁場(chǎng)(128，128’ )的情況下，將相應(yīng)的信號(hào)設(shè)置為第一表示，而在該渦流探針組件 (110，310，320，330，510，520)檢測(cè)到次生磁場(chǎng)(128，128，)的情況下，將相應(yīng)的信號(hào)設(shè)置為第一表不。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其特征在于，多個(gè)渦流探針組件(110， 310，320，330，510，520)中的至少一個(gè)被配置為，以表示該渦流探針組件(110，310，320， 330，510，520)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)(128，128’ )的強(qiáng)度的方式來提供相應(yīng)的信號(hào)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其特征在于，所述金屬(150，350)表示液態(tài)金屬，并且所述方法包括基于所檢測(cè)到的鑄模中的金屬來調(diào)整液態(tài)金屬(150，350)的澆注速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，調(diào)整澆注速率包括以下至少一個(gè)當(dāng)基于預(yù)定渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)的信號(hào)檢測(cè)到金屬(150,350)時(shí)，停止對(duì)鑄模進(jìn)行澆注；以及當(dāng)基于該預(yù)定渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)的信號(hào)新檢測(cè)到金屬(150， 350)時(shí)，根據(jù)與預(yù)定渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)相關(guān)的澆注速率值來調(diào)整澆注速率。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其特征在于，多個(gè)渦流探針組件(110， 310，320，330，510，520)中的至少一個(gè)被布置在各非導(dǎo)電模具材料(140，340，530)的預(yù)定距離處。
7.一種用于在鑄造過程中檢測(cè)鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145，535)中的金屬(150，350)的系統(tǒng)，所述鑄模包括對(duì)鑄造過程中要使用液態(tài)金屬澆注的幾個(gè)內(nèi)部區(qū)域(535, 進(jìn)行限定的幾個(gè)模具元件(530，540，550)，其中所述系統(tǒng)包括被置于所述鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145， 535)的外部的多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)，以及其中多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的每一個(gè)被布置在相對(duì)于鑄模的各非導(dǎo)電模具材料 (340,530)的預(yù)定位置處，以檢測(cè)鑄模的預(yù)定區(qū)域中的金屬(350)，使得多個(gè)渦流探針組件 (110，310，320，330，510，520)中的每一個(gè)被配置來產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料 (140,340,530)到達(dá)鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145,53 的主磁場(chǎng)(115)，并且被配置來提供對(duì)所檢測(cè)到的由在所述內(nèi)部區(qū)域(145,535)中的金屬(150,350)中感生的渦流(125，125’ )所產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)(1 ，1 ’)進(jìn)行表示的信號(hào)，所述系統(tǒng)包括控制器(380，380’)，所述控制器被配置來激勵(lì)所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的至少一個(gè)渦流探針組件，以使得所述至少一個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的每一個(gè)產(chǎn)生主磁場(chǎng)(115)；以及基于由所述至少一個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)所提供的信號(hào)中的至少一個(gè)來檢測(cè)鑄模中的金屬(150，350)，所述系統(tǒng)特征在于，所述幾個(gè)模具元件(530，540，550)中的一個(gè)模具元件(530)由非導(dǎo)電模具材料形成，并且包括凹槽，每個(gè)凹槽被配置來容納多個(gè)渦流探針組件(110，310， 320，330，510，520)中的相應(yīng)的一個(gè)渦流探針組件(510，520)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330， 510,520)中的至少一個(gè)被配置為，在該渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)沒有檢測(cè)到次生磁場(chǎng)(128，128’ )的情況下，將對(duì)應(yīng)信號(hào)設(shè)置為第一表示，而在該渦流探針組件 (110，310，320，330，510，520)檢測(cè)到次生磁場(chǎng)(128，128，)的情況下，將對(duì)應(yīng)信號(hào)設(shè)置為第 -~ 表不。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求7和8中的一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的至少一個(gè)被配置為，以表示該渦流探針組件(110， 310,320,330,510,520)所檢測(cè)到的次生磁場(chǎng)(128，128’ )的強(qiáng)度的方式來提供相應(yīng)的信號(hào)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求7到9中的一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬(150，350) 表示液態(tài)金屬(150，350)，并且所述控制器(380，380’)被配置為基于所檢測(cè)到的鑄模中的金屬(150，350)來調(diào)整液態(tài)金屬(150，350)的澆注速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被配置為基于以下至少一個(gè)來調(diào)整澆注速率當(dāng)基于預(yù)定渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)的信號(hào)檢測(cè)到金屬(150,350) 時(shí)，停止對(duì)鑄模進(jìn)行澆注；以及當(dāng)基于該預(yù)定渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)的信號(hào)新檢測(cè)到金屬(150， 350)時(shí)，根據(jù)與預(yù)定渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)相關(guān)的澆注速率值來調(diào)整澆注速率。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求7到11中的一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)渦流探針組件 (110，310，320，330，510，520)中的至少一個(gè)被布置在距離各非導(dǎo)電模具材料(140，340， 530)的預(yù)定距離處。
13.多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)在鑄造過程中檢測(cè)鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145，535)中的金屬(150，350)的用途，所述鑄模包括對(duì)鑄造過程中要使用液態(tài)金屬澆注的幾個(gè)內(nèi)部區(qū)域(535, 進(jìn)行限定的幾個(gè)模具元件(530，540，550)，其中多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的每一個(gè)被配置為布置在相對(duì)于鑄模的各非導(dǎo)電模具材料(340，530)的預(yù)定位置處，以檢測(cè)鑄模的預(yù)定區(qū)域中的金屬(350)，其中所述幾個(gè)模具元件(530，540，550)中的一個(gè)模具元件(530)由非導(dǎo)電模具材料形成，并且包括凹槽，每個(gè)凹槽被配置來容納多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的相應(yīng)的渦流探針組件(510，520)，使得多個(gè)渦流探針組件(110，310，320，330，510，520)中的每一個(gè)被配置來產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料(140，340，530)到達(dá)鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145， 535)的主磁場(chǎng)(115)，并且被配置來提供對(duì)所檢測(cè)到的由在金屬(150，350)中感生的渦流 (125，125’ )所產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)(128，128’ )進(jìn)行表示的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了非接觸式金屬感測(cè)裝置的方法和設(shè)備，其使用一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件對(duì)鑄造過程中鑄模的內(nèi)部區(qū)域中的金屬進(jìn)行檢測(cè)，其中所述一個(gè)或多個(gè)渦流探針組件中的每一個(gè)被配置來產(chǎn)生一個(gè)穿過鑄模的非導(dǎo)電模具材料(140、340、530)到達(dá)鑄模的內(nèi)部區(qū)域(145、535)的主磁場(chǎng)(115)，并且提供了對(duì)所檢測(cè)到的由金屬(150、350)中感應(yīng)的渦流(125、125’)所產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)(128、128’)進(jìn)行表示的信號(hào)。
文檔編號(hào)B22D2/00GK102233410SQ20111010933
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者克里斯蒂安·弗呂奧夫, 格倫·比奇岑斯基, 羅伯特·帕特里克 申請(qǐng)人:內(nèi)馬克迪林根有限公司