專利名稱：在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用電磁測(cè)量鋼板厚度的裝置，尤其是在線探測(cè)熱軋鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的電磁測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
熱軋鋼板的生產(chǎn)過(guò)程中，為控制鋼板的質(zhì)量，須防止其表面出現(xiàn)微小的裂紋，以至在后續(xù)軋制的過(guò)程中裂紋加長(zhǎng)或加寬。為此，常規(guī)的方法是測(cè)量熱鋼板的溫度，并以此為依據(jù)，調(diào)整鋼板進(jìn)給速度或軋輥壓力等工藝參數(shù)。但，熱鋼板的溫度難以精確測(cè)量，特別是在熱軋600℃-1100℃的中、厚鋼板的生產(chǎn)過(guò)程中，鋼板內(nèi)部與表層溫差很大，用測(cè)量熱鋼板溫度調(diào)整工藝參數(shù)的方法很難防止其表面出現(xiàn)微小的裂紋。為解決上述問(wèn)題，有人設(shè)想，熱鋼板在768℃附近的居里點(diǎn)發(fā)生相變，低于768℃附近的居里點(diǎn)，鋼材硬而且有鐵磁性；高于768℃附近的居里點(diǎn)，鋼材軟而沒(méi)有鐵磁性；如果能探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面的深度，即熱鋼板表面硬而且有鐵磁性部分的厚度，就可以找出軋制過(guò)程中防止其表面出現(xiàn)微小裂紋的合理的工藝參數(shù)進(jìn)行控制。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN 1295233A公開(kāi)了申請(qǐng)?zhí)枮?0123716.0，名為“鐵磁性基底上的非磁性層厚度測(cè)量?jī)x”的一種技術(shù)方案。它提出，由鐵磁體在被測(cè)量層上的吸附力確定層厚，具有一個(gè)支撐于重心位置上、承載永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。永磁體的吸附力由一個(gè)激勵(lì)線圈的、作用于轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上的磁場(chǎng)的可調(diào)節(jié)的力補(bǔ)償，當(dāng)永磁體從層上抬起時(shí)，該力的數(shù)值就是量度層厚度的量。這種技術(shù)方案被測(cè)量的是被測(cè)物體表面的非磁性層厚度，而我們的被測(cè)物體熱鋼板表面均為磁性層，永磁體直接吸附在熱鋼板磁性層上，吸附力幾乎不隨磁性層的厚度變化；另外，該技術(shù)方案要求被測(cè)物體是靜止的，而我們的被測(cè)物體熱鋼板是在運(yùn)動(dòng)中的。再者，熱鋼板邊角處與板面中部磁性層的厚度也不一致。故，不能使用該技術(shù)方案測(cè)量熱鋼板磁性層厚度。又，現(xiàn)有使用磁渦流法測(cè)量金屬薄板的厚度，它利用放置式線圈向金屬薄板施加磁渦流，當(dāng)被測(cè)件的厚度小于渦流滲透深度時(shí)，板厚的變化對(duì)渦流的分布影響很大，因此對(duì)檢測(cè)線圈的阻抗有明顯的改變，板厚越小，線圈阻抗隨板厚的變化越顯著；測(cè)出線圈阻抗隨板厚的變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后依據(jù)這種關(guān)系，在測(cè)量出各被測(cè)件對(duì)應(yīng)的檢測(cè)線圈阻抗，就可推斷金屬薄板的厚度。由于熱軋鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面的深度是動(dòng)態(tài)變化的，不可能采用這種方法預(yù)先測(cè)出線圈阻抗隨熱軋鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系；另外線圈阻抗測(cè)量的結(jié)果又受現(xiàn)場(chǎng)各種干擾因素的影響，即使得到上述對(duì)應(yīng)關(guān)系也不能以此實(shí)時(shí)地正確推斷出熱軋鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法及裝置。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法，包含標(biāo)定和實(shí)測(cè)兩個(gè)過(guò)程。
在標(biāo)定過(guò)程使用不銹鋼板和普通鋼板疊置成復(fù)合鋼板，其中不銹鋼板層模擬熱鋼板中溫度在居里點(diǎn)以上的部分，普通鋼板層模擬熱鋼板中溫度在居里點(diǎn)以下的部分。
步驟A.用渦流傳感器貼近復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，渦流傳感器由一個(gè)確定的低頻信號(hào)激勵(lì)，它的輸出經(jīng)放大后作相敏檢波后由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成與被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
步驟B.只改變被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層的厚度，重復(fù)步驟A得到各被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層不同的已知厚度對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度函數(shù)表達(dá)方式。
在實(shí)測(cè)過(guò)程步驟C.用前述渦流傳感器貼近熱鋼板表面探測(cè)，該渦流傳感器由前述低頻信號(hào)激勵(lì)，它的輸出按照前述放大后作相敏檢波后由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)用前述函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
所述在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法，另一種具體實(shí)施方式
是所述的探測(cè)裝置具有兩個(gè)相同的渦流傳感器；它們由同一低頻信號(hào)激勵(lì)，它們的輸出經(jīng)差動(dòng)放大后作相敏檢波再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理。
在標(biāo)定過(guò)程步驟A′.用第一個(gè)渦流傳感器貼近模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，第二個(gè)渦流傳感器貼近已知各層厚度的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板表面探測(cè)，兩個(gè)渦流傳感器由同一個(gè)確定的低頻信號(hào)激勵(lì)，它們的輸出經(jīng)差動(dòng)放大后得到扣除背景干擾和標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板各層厚度信息的交變信號(hào)，對(duì)該交變信號(hào)作相敏檢波后得到模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的偏差信息，再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層的普通鋼板層厚度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度差對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
步驟B′.只改變模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層的厚度，重復(fù)步驟A′得到各模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層不同的已知厚度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度差對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度差的函數(shù)表達(dá)方式。
在實(shí)測(cè)過(guò)程步驟C′.用步驟A′、步驟B′所述的第一個(gè)渦流傳感器貼近熱鋼板的表面探測(cè)，步驟A′、步驟B′所述的第二個(gè)渦流傳感器貼近所述已知各層厚度的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板表面探測(cè)，兩個(gè)渦流傳感器由步驟A′、步驟B′所述的低頻信號(hào)激勵(lì)，它們的輸出經(jīng)步驟A′、步驟B′所述的差動(dòng)放大后得到扣除背景干擾和標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板各層厚度信息的交變信號(hào)，對(duì)該交變信號(hào)作步驟A′、步驟B′所述的相敏檢波后得到熱鋼板與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的偏差信息，再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)用步驟B′所述的函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
所述的低頻信號(hào)的頻率為1-20赫茲。
在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置，包括低頻信號(hào)發(fā)生器、兩個(gè)相同的渦流傳感器、運(yùn)算放大器、相敏檢波器、A/D轉(zhuǎn)換器和微型計(jì)算機(jī)；兩個(gè)渦流傳感器中一個(gè)貼近熱鋼板表面探測(cè)，另一個(gè)貼近標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，其中標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的表面是已知厚度的普通鋼板下部為不銹鋼板；由低頻信號(hào)發(fā)生器向這兩個(gè)渦流傳感器提供激勵(lì)電源；所述兩個(gè)渦流傳感器的輸出端以差動(dòng)方式聯(lián)接運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的輸出經(jīng)相敏檢波器后送到A/D轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字量由微型計(jì)算機(jī)按照用已知厚度的不銹鋼板和普通鋼板的復(fù)合鋼板模擬并標(biāo)定的函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
一種
具體實(shí)施例方式
是所述的兩個(gè)渦流傳感器為具有磁屏蔽的變壓器式渦流傳感器，它們的初級(jí)相并聯(lián)，它們的次級(jí)相串聯(lián)且聯(lián)接點(diǎn)接地，它們的次級(jí)另外兩個(gè)端頭分別聯(lián)接運(yùn)算放大器的兩個(gè)差動(dòng)輸入端。
所述的低頻信號(hào)發(fā)生器輸出的低頻信號(hào)頻率為1-20赫茲。
所述的低頻信號(hào)發(fā)生器在微型計(jì)算機(jī)的控制下輸出指定頻率的正弦波低頻信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器在微型計(jì)算機(jī)的控制下以該低頻信號(hào)周期進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣轉(zhuǎn)換。
所述的低頻信號(hào)發(fā)生器在微型計(jì)算機(jī)的控制下輸出指定頻率的正弦波低頻信號(hào)的同時(shí)還輸出相位差為90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)，該相位差為90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)送到相敏檢波器，相敏檢波器依據(jù)上述相位基準(zhǔn)信號(hào)將運(yùn)算放大器輸出的偏差信號(hào)分解成正交的X、Y直流信號(hào)，該X、Y直流信號(hào)分別作A/D轉(zhuǎn)換后交微型計(jì)算機(jī)按照用已知厚度的不銹鋼板和普通鋼板的復(fù)合鋼板模擬并標(biāo)定的函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
本發(fā)明在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法，運(yùn)用電磁渦流測(cè)厚原理，用已知厚度的不銹鋼板和普通鋼板的復(fù)合鋼板模擬熱鋼板并標(biāo)定被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度函數(shù)表達(dá)方式用于實(shí)測(cè)，簡(jiǎn)單易行而且可靠性好。該探測(cè)裝置采用兩個(gè)相同的渦流傳感器，其中一個(gè)貼近熱鋼板表面探測(cè)，另一個(gè)貼近標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)；它們由同一低頻信號(hào)激勵(lì)，它們的輸出經(jīng)差動(dòng)放大后得到扣除背景干擾和標(biāo)準(zhǔn)鋼板厚度信息的交變信號(hào)，作相敏檢波后得到被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度的偏差信息，再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。實(shí)施簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)。渦流傳感器采用具有磁屏蔽的變壓器式線圈結(jié)構(gòu)，比半導(dǎo)體材料的其它類型渦流傳感器更耐熱和穩(wěn)定。采用1-20赫茲的信號(hào)激勵(lì)，滲透力強(qiáng)，測(cè)量范圍寬。
由微型計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，可使測(cè)量范圍與測(cè)量精度獲得最佳的配合。相敏檢波器依據(jù)相位差為90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)將運(yùn)算放大器輸出的偏差信號(hào)分解成正交的X、Y直流信號(hào)，再分別作A/D轉(zhuǎn)換后交微型計(jì)算機(jī)處理，符合偏差信號(hào)包含幅值和相位兩類信息且非線性變化的特點(diǎn)，便于在直角坐標(biāo)系中直觀的顯示和進(jìn)行歸一化處理。


圖1是本發(fā)明在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參見(jiàn)圖1。它由主渦流傳感器3、副渦流傳感器4、低頻信號(hào)發(fā)生器5、運(yùn)算放大器6、相敏檢波器7、A/D轉(zhuǎn)換器8和微型計(jì)算機(jī)9組成。
主渦流傳感器3和副渦流傳感器4完全相同，均為帶有磁屏蔽的變壓器式渦流傳感器，它們的初級(jí)L1、L2相并聯(lián)，連接低頻信號(hào)發(fā)生器5的信號(hào)輸出端；它們的次級(jí)L1′、L2′相串聯(lián)且聯(lián)接點(diǎn)接地，它們的次級(jí)L1′、L2′另外兩個(gè)端頭分別聯(lián)接運(yùn)算放大器5的兩個(gè)差動(dòng)輸入端，構(gòu)成差動(dòng)方式聯(lián)接。圖中為實(shí)測(cè)時(shí)的狀態(tài)，主渦流傳感器3貼近熱鋼板1表面探測(cè)，副渦流傳感器4貼近標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2表面探測(cè)。
標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2由不銹鋼板和普通鋼板復(fù)合而成，不銹鋼板層的厚度大約為被測(cè)熱鋼板1的厚度；普通鋼板層具有特定的厚度，例如該普通鋼板層的厚度可選擇為被測(cè)熱鋼板1軋制工藝欲控制的居里點(diǎn)溫度層距表面深度。普通鋼板層的表面為副渦流傳感器4的探測(cè)表面。
低頻信號(hào)發(fā)生器5的頻率控制輸入端口與微型計(jì)算機(jī)9的一個(gè)控制輸出端口聯(lián)接，在微型計(jì)算機(jī)9的控制下低頻信號(hào)發(fā)生器5有選擇地輸出1-20赫茲的指定正弦波信號(hào)，向主渦流傳感器3和副渦流傳感器4提供激勵(lì)電源。低頻信號(hào)發(fā)生器5的相位輸出端口聯(lián)接相敏檢波器7相位輸入端口，向相敏檢波器7輸出0°和90°的相位基準(zhǔn)信號(hào)。
運(yùn)算放大器6的輸出經(jīng)相敏檢波器7后送到A/D轉(zhuǎn)換器8。A/D轉(zhuǎn)換器8的采樣控制端與微型計(jì)算機(jī)9的一個(gè)控制輸出端口聯(lián)接，在微型計(jì)算機(jī)9的控制下A/D轉(zhuǎn)換器8以該低頻信號(hào)的周期進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣轉(zhuǎn)換。
相敏檢波器7依據(jù)低頻信號(hào)發(fā)生器5提供的0°和90°的相位基準(zhǔn)信號(hào)將運(yùn)算放大器6輸出的偏差信號(hào)分解成正交的X、Y直流信號(hào)，該X、Y直流信號(hào)分別作A/D轉(zhuǎn)換，變換為數(shù)字量由微型計(jì)算機(jī)9顯示為直角坐標(biāo)系中具有X、Y分量的點(diǎn)，該X、Y直流信號(hào)變換的數(shù)字量又由微型計(jì)算機(jī)9進(jìn)行處理。
在實(shí)測(cè)前進(jìn)行模擬標(biāo)定，按照被測(cè)熱鋼板1的厚度選用一塊不銹鋼板，在這塊不銹鋼板上復(fù)合多塊已知不同厚度的普通鋼板，構(gòu)成模擬被測(cè)熱鋼板1的復(fù)合鋼板。用它和標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2一起由上述探測(cè)裝置進(jìn)行模擬標(biāo)定測(cè)試。用主渦流傳感器3貼近模擬被測(cè)熱鋼板1的復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，副渦流傳感器4貼近已知各層厚度的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板表面探測(cè)，上述探測(cè)裝置取得模擬被測(cè)熱鋼板1的復(fù)合鋼板的各個(gè)已知不同厚度的普通鋼板處的數(shù)字化的X、Y數(shù)據(jù)代表該處與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2的普通鋼板層的厚度差，再由這些數(shù)字化的X、Y數(shù)據(jù)可根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理方式獲得以X、Y數(shù)據(jù)為參量的這塊不銹鋼板上普通鋼板層厚度的函數(shù)表達(dá)方式。由于不銹鋼板層和被測(cè)熱鋼板1的居里點(diǎn)溫度層下的部分一樣不具有電磁性，而普通鋼板層和被測(cè)熱鋼板1的居里點(diǎn)溫度層到表面的部分一樣具有電磁性，兩者的電磁性質(zhì)相同；因此，微型計(jì)算機(jī)9可以用上述函數(shù)表達(dá)方式，將被測(cè)熱鋼板1與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2對(duì)比測(cè)量的差值信號(hào)的X、Y數(shù)字量進(jìn)行歸一化處理，以獲得被測(cè)熱鋼板1居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
實(shí)際使用中，可根據(jù)被測(cè)熱鋼板1的厚度，操作微型計(jì)算機(jī)9，使低頻信號(hào)發(fā)生器5輸出1-20赫茲范圍內(nèi)的一個(gè)指定頻率的正弦波信號(hào)及相位為0°和90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)，來(lái)得到適當(dāng)?shù)拇艥B透力和測(cè)量范圍。將主渦流傳感器3貼近熱鋼板1表面探測(cè)，副渦流傳感器4貼近不銹鋼板層的厚度大約為被測(cè)熱鋼板1的厚度，普通鋼板層的厚度為被測(cè)熱鋼板1軋制工藝欲控制的居里點(diǎn)溫度層距表面深度的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2的普通鋼板層表面進(jìn)行探測(cè)；隨著熱鋼板1平行移動(dòng)，熱鋼板1上被測(cè)點(diǎn)處主渦流傳感器3和副渦流傳感器4的輸出經(jīng)運(yùn)算放大器6差動(dòng)放大后得到被測(cè)熱鋼板1居里點(diǎn)溫度層距表面深度信號(hào)扣除背景干擾和標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2的普通鋼板層厚度信息的交變偏差信號(hào)，由相敏檢波器7依據(jù)低頻信號(hào)發(fā)生器5提供的0°和90°的相位基準(zhǔn)信號(hào)將上述偏差信號(hào)分解成正交的X、Y直流信號(hào)，在微型計(jì)算機(jī)9的控制下A/D轉(zhuǎn)換器8以該低頻激勵(lì)信號(hào)的周期進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，使該X、Y直流信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換器8變換為數(shù)字量傳送到微型計(jì)算機(jī)9，由微型計(jì)算機(jī)9實(shí)時(shí)顯示為直角坐標(biāo)系中具有X、Y分量的點(diǎn)，并由微型計(jì)算機(jī)9按照模擬標(biāo)定獲得的函數(shù)表達(dá)方式實(shí)時(shí)進(jìn)行歸一化處理成為被測(cè)熱鋼板1居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和顯示。
當(dāng)然，對(duì)于不同的低頻激勵(lì)信號(hào)，要用前述裝置分別進(jìn)行模擬標(biāo)定，以便在實(shí)測(cè)時(shí)對(duì)應(yīng)使用獲得的函數(shù)表達(dá)方式。
依據(jù)本發(fā)明，在其它的實(shí)施例中，可以不設(shè)副渦流傳感器4和標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板2。在標(biāo)定過(guò)程使用不銹鋼板和普通鋼板疊置成復(fù)合鋼板，其中不銹鋼板層模擬熱鋼板中溫度在居里點(diǎn)以上的部分，普通鋼板層模擬熱鋼板中溫度在居里點(diǎn)以下的部分。
步驟A.用渦流傳感器貼近復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，渦流傳感器由一個(gè)確定的低頻信號(hào)激勵(lì)，它的輸出經(jīng)放大后作相敏檢波后由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成與被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
步驟B.只改變被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層的厚度，重復(fù)步驟A得到各被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層不同的已知厚度對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度函數(shù)表達(dá)方式。
在實(shí)測(cè)過(guò)程中用前述渦流傳感器貼近熱鋼板表面探測(cè)，該渦流傳感器由前述低頻信號(hào)激勵(lì)，它的輸出按照前述放大后作相敏檢波后由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)用前述函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
另外，有些實(shí)施例中，低頻信號(hào)發(fā)生器5的激勵(lì)輸出部分具有可由微型計(jì)算機(jī)9控制的功率放大器，以調(diào)節(jié)激勵(lì)能力；或者，低頻信號(hào)發(fā)生器5是在微型計(jì)算機(jī)9的控制下輸出1-20赫茲范圍內(nèi)的一個(gè)指定頻率的脈沖信號(hào)及相位差為90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)，或者直接由微型計(jì)算機(jī)9向相敏檢波器7提供相位差為90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)。
凡此種種，均應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法，其特征是包含標(biāo)定和實(shí)測(cè)兩個(gè)過(guò)程；在標(biāo)定過(guò)程使用不銹鋼板和普通鋼板疊置成復(fù)合鋼板，其中不銹鋼板層模擬熱鋼板中溫度在居里點(diǎn)以上的部分，普通鋼板層模擬熱鋼板中溫度在居里點(diǎn)以下的部分；步驟A.用渦流傳感器貼近復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，渦流傳感器由一個(gè)確定的低頻信號(hào)激勵(lì)，它的輸出經(jīng)放大后作相敏檢波后由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成與被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；步驟B.只改變被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層的厚度，重復(fù)步驟A得到各被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層不同的已知厚度對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的被測(cè)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度函數(shù)表達(dá)方式；在實(shí)測(cè)過(guò)程步驟C.用前述渦流傳感器貼近熱鋼板表面探測(cè)，該渦流傳感器由前述低頻信號(hào)激勵(lì)，它的輸出按照前述放大后作相敏檢波后由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)用前述函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法，其特征是所述的探測(cè)裝置具有兩個(gè)相同的渦流傳感器；它們由同一低頻信號(hào)激勵(lì)，它們的輸出經(jīng)差動(dòng)放大后作相敏檢波再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理；在標(biāo)定過(guò)程步驟A′.用第一個(gè)渦流傳感器貼近模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，第二個(gè)渦流傳感器貼近已知各層厚度的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板表面探測(cè)，兩個(gè)渦流傳感器由同一個(gè)確定的低頻信號(hào)激勵(lì)，它們的輸出經(jīng)差動(dòng)放大后得到扣除背景干擾和標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板各層厚度信息的交變信號(hào)，對(duì)該交變信號(hào)作相敏檢波后得到模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的偏差信息，再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層的普通鋼板層厚度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度差對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；步驟B′.只改變模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層的厚度，重復(fù)步驟A′得到各模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層不同的已知厚度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度差對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的模擬熱鋼板的復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度差的函數(shù)表達(dá)方式；在實(shí)測(cè)過(guò)程步驟C′.用步驟A′、步驟B′所述的第一個(gè)渦流傳感器貼近熱鋼板的表面探測(cè)，步驟A′、步驟B′所述的第二個(gè)渦流傳感器貼近所述已知各層厚度的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板表面探測(cè)，兩個(gè)渦流傳感器由步驟A′、步驟B′所述的低頻信號(hào)激勵(lì)，它們的輸出經(jīng)步驟A′、步驟B′所述的差動(dòng)放大后得到扣除背景干擾和標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板各層厚度信息的交變信號(hào)，對(duì)該交變信號(hào)作步驟A′、步驟B′所述的相敏檢波后得到熱鋼板與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的偏差信息，再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)用步驟B′所述的函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法，其特征是所述的低頻信號(hào)的頻率為1-20赫茲。
4.在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置，其特征是包括低頻信號(hào)發(fā)生器、兩個(gè)相同的渦流傳感器、運(yùn)算放大器、相敏檢波器、A/D轉(zhuǎn)換器和微型計(jì)算機(jī)；兩個(gè)渦流傳感器中一個(gè)貼近熱鋼板表面探測(cè)，另一個(gè)貼近標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)，其中標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的表面是已知厚度的普通鋼板下部為不銹鋼板；由低頻信號(hào)發(fā)生器向這兩個(gè)渦流傳感器提供激勵(lì)電源；所述兩個(gè)渦流傳感器的輸出端以差動(dòng)方式聯(lián)接運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的輸出經(jīng)相敏檢波器后送到A/D轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字量由微型計(jì)算機(jī)按照用已知厚度的不銹鋼板和普通鋼板的復(fù)合鋼板模擬并標(biāo)定的函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置，其特征是所述的兩個(gè)渦流傳感器為具有磁屏蔽的變壓器式渦流傳感器，它們的初級(jí)相并聯(lián)，它們的次級(jí)相串聯(lián)且聯(lián)接點(diǎn)接地，它們的次級(jí)另外兩個(gè)端頭分別聯(lián)接運(yùn)算放大器的兩個(gè)差動(dòng)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置，其特征是所述的低頻信號(hào)發(fā)生器輸出的低頻信號(hào)頻率為1-20赫茲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置，其特征是所述的低頻信號(hào)發(fā)生器在微型計(jì)算機(jī)的控制下輸出指定頻率的正弦波低頻信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器在微型計(jì)算機(jī)的控制下以該低頻信號(hào)周期進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣轉(zhuǎn)換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的裝置，其特征是所述的低頻信號(hào)發(fā)生器在微型計(jì)算機(jī)的控制下輸出指定頻率的正弦波低頻信號(hào)的同時(shí)還輸出相位差為90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)，該相位差為90°的兩組相位基準(zhǔn)信號(hào)送到相敏檢波器，相敏檢波器依據(jù)上述相位基準(zhǔn)信號(hào)將運(yùn)算放大器輸出的偏差信號(hào)分解成正交的X、Y直流信號(hào)，該X、Y直流信號(hào)分別作A/D轉(zhuǎn)換后交微型計(jì)算機(jī)按照用已知厚度的不銹鋼板和普通鋼板的復(fù)合鋼板模擬并標(biāo)定的函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明在線探測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度的方法，運(yùn)用電磁渦流測(cè)厚原理，用已知厚度的不銹鋼板和普通鋼板的復(fù)合鋼板模擬熱鋼板并標(biāo)定被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度函數(shù)表達(dá)方式用于實(shí)測(cè)。該探測(cè)裝置采用兩個(gè)相同的渦流傳感器，其中一個(gè)貼近熱鋼板表面探測(cè)，另一個(gè)貼近標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層表面探測(cè)；它們由同一低頻信號(hào)激勵(lì)，輸出經(jīng)差動(dòng)放大作相敏檢波后得到被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板的普通鋼板層厚度的偏差信息，再由以微型計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)用該函數(shù)表達(dá)方式處理成被測(cè)熱鋼板居里點(diǎn)溫度層距表面深度數(shù)據(jù)。該裝置用于在線熱軋鋼板實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整工藝參數(shù)，實(shí)施簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01B7/06GK1690647SQ20041002395
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者林俊明 申請(qǐng)人:愛(ài)德森(廈門(mén))電子有限公司