一種電工鋼連續(xù)鐵損測量線框的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，橫向安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上，由里到外依次包括骨架、空氣磁通補(bǔ)償線圈、感應(yīng)線圈、勵(lì)磁線圈、直流磁場補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈，各線圈間通過絕緣層隔離；骨架的開口尺寸需使硅鋼片能從骨架的空腔中穿過；空氣磁通補(bǔ)償線圈用于抵消感應(yīng)線圈所包圍的空氣產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度；感應(yīng)線圈用于感應(yīng)硅鋼片的磁感應(yīng)強(qiáng)度；勵(lì)磁線圈用于對硅鋼片施加勵(lì)磁場；直流磁場補(bǔ)償線圈用于對硅鋼片施加與環(huán)境場相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場；環(huán)路線圈用于測量環(huán)路磁場的大小。本發(fā)明的線框結(jié)構(gòu)，能修正有效磁路長度，能動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)地磁場及周圍環(huán)境直流磁場對硅鋼測量帶來的誤差，并滿足安培環(huán)路電流法的測量條件。
【專利說明】—種電工鋼連續(xù)鐵損測量線框
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硅鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電工鋼連接鐵損測試線框。
【背景技術(shù)】
[0002]電工鋼，也稱硅鋼片，其動(dòng)態(tài)磁特性直接關(guān)系到機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性和能源消耗?，F(xiàn)有硅鋼片磁性測量通過采用愛潑斯坦方圈和單片測量法，其均為閉磁路測量，需要從硅鋼卷帶兩端切取一段硅鋼帶，并從中剪切符合愛潑斯坦方圈和單片測量規(guī)格的樣品進(jìn)行測量，根據(jù)測量的鐵損和磁感值對整卷硅鋼片進(jìn)行判級，這種測量方式一般很難代表整個(gè)硅鋼帶的磁性能，且對硅鋼片的浪費(fèi)十分驚人。同時(shí)，這些樣品測量完以后就變成廢鐵，造成人力、物力和能源的浪費(fèi)。最關(guān)鍵以及最為重要的一點(diǎn)是從硅鋼卷帶的頭部和尾部分別截取測量樣品，這并不能代表整卷硅鋼的性能。由于加工工藝影響，其硅鋼卷帶的頭部及尾部的性能(鐵損和磁感)都較差，這將導(dǎo)致對整個(gè)硅鋼卷帶的判級偏低。
[0003]愛潑斯坦方圈和單片測量法的局限性以及不斷涌現(xiàn)的測量需求促進(jìn)了硅鋼片在線測量技術(shù)的發(fā)展，而在線測量技術(shù)與愛潑斯坦方圈法和單片測量法最大的差別就在于測量線框的不同，其在線測量線框必須是開磁路的。
[0004]在硅鋼片在線測量技術(shù)中，專利號為CN1928581A的專利《一種硅鋼磁性能在線檢測方法、線圈及系統(tǒng)》(以下簡稱參考專利)設(shè)計(jì)了一種測量線框，其從里到外由骨架、測量線圈和勵(lì)磁線圈組成，測量線圈包括測量磁感和鐵損的測量線圈及測量磁場的線圈，線圈之間通過絕緣層隔離，骨架中留有與硅鋼生產(chǎn)線橫向尺寸匹配的空腔，整個(gè)線圈設(shè)置于硅鋼生產(chǎn)線上，并使生產(chǎn)線上傳輸?shù)墓桎摯┻^骨架空腔。這種線框結(jié)構(gòu)在一定程度上解決了采用愛潑斯坦方圈法和單片測量法存在的局限性，但隨著電流法和磁場線圈法被延伸到開磁路測量時(shí)，其暴露出很多的缺點(diǎn)，不適用于安培環(huán)路電流法和磁場線圈法。
[0005]具體如下:安培環(huán)路電流法是閉磁路下通用磁場測量手段，基于材料被均勻磁化條件，明顯地，在開磁路下，參考專利的線框結(jié)構(gòu)無法滿足的這個(gè)條件；磁場線圈法基于磁場強(qiáng)度切線分量連續(xù)邊界條件，要求無限薄的磁場線圈貼緊被測樣品表面，但在參考專利的線框結(jié)構(gòu)中，其磁場線圈位于磁感應(yīng)線圈外圍，距離硅鋼片距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定距離，磁場線圈與被測樣品的距離是無法滿足磁場線圈法的邊界條件，并且其測量數(shù)值仍然隨樣品的種類、寬度、厚度等變化而變化。
[0006]因此，參考專利的線圈結(jié)構(gòu)過于簡單，距離硅鋼片距離較遠(yuǎn)，測量的硅鋼片的磁場值與實(shí)際值產(chǎn)生較大的偏差。雖然實(shí)現(xiàn)了在線硅鋼測量，但由于其簡單的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其測量準(zhǔn)確性較差，其測量結(jié)果隨著硅鋼片寬度、厚度、牌號種類的不同而改變，無法滿足在線硅鋼測量的實(shí)時(shí)判級。
[0007]另外，硅鋼測量為交流測量，其地磁場(0.50e)以及其他環(huán)境直流磁場會(huì)使得交流磁滯回線產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，交流磁滯回線的面積即為鐵損(比總損耗)。因此，磁滯回線面積的改變對硅鋼測量產(chǎn)生較大的偏差。而參考專利中沒有直流磁場補(bǔ)償線圈，無法對直流磁場進(jìn)行補(bǔ)償，因此其測量結(jié)果隨環(huán)境的影響也較大。此外，硅鋼片的比總損耗與磁感的測量結(jié)果與溫度的改變有關(guān)系，而參考專利的測量線框中，沒有單獨(dú)設(shè)計(jì)測量硅鋼帶鋼板的溫度的部件，無法對硅鋼片的溫度測量進(jìn)行補(bǔ)償。
[0008]綜上所述，本發(fā)明為解決當(dāng)電流法和磁場線圈法被延伸到開磁路測量時(shí)，產(chǎn)生的測量結(jié)果誤差大、測量不準(zhǔn)確等問題，設(shè)計(jì)了一種新的線框結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，用于解決當(dāng)電流法和磁場線圈法被延伸到開磁路測量時(shí)，現(xiàn)有在線測量技術(shù)中存在的測量結(jié)果誤差大、測量不準(zhǔn)確等問題。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，橫向安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上，由里到外依次包括骨架、空氣磁通補(bǔ)償線圈、感應(yīng)線圈、勵(lì)磁線圈、直流磁場補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈，各線圈間通過絕緣層隔離；
[0011]所述骨架，其開口尺寸需使生產(chǎn)線上的硅鋼片能從骨架的空腔中穿過；
[0012]所述空氣磁通補(bǔ)償線圈，其用于抵消所述感應(yīng)線圈所包圍的空氣產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
[0013]所述感應(yīng)線圈,其用于感應(yīng)硅鋼片的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
[0014]所述勵(lì)磁線圈，其用于對娃鋼片施加勵(lì)磁場；
[0015]所述直流磁場補(bǔ)償線圈，所述直流磁場補(bǔ)償線圈，其用于對硅鋼片施加與環(huán)境場相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場；
[0016]所述環(huán)路線圈，其用于測量環(huán)路磁場的大小。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明設(shè)計(jì)的線框結(jié)構(gòu)，能有效修正有效磁路長度，大幅度降低測量結(jié)果隨著樣品的硅鋼片寬度、厚度、牌號種類的不同而改變的程度；增加了直流磁場補(bǔ)償線圈，能動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)地磁場及周圍環(huán)境直流磁場對硅鋼測量帶來的誤差；增加了空氣磁通補(bǔ)償線圈，能抵消所述感應(yīng)線圈所包圍的空氣產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，提高了測量精度；增加了環(huán)路線圈，使線框結(jié)構(gòu)能滿足安培環(huán)路電流法的測量條件。
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0019]進(jìn)一步，所述骨架的開口尺寸至少大于硅鋼片寬度的20%。
[0020]進(jìn)一步，所述骨架的厚度大于80mm。
[0021]進(jìn)一步，所述骨架采用合成樹脂板，且其側(cè)板為鋁材。
[0022]進(jìn)一步，所述骨架的一端側(cè)板上安裝有接線端子盒，用于通過接線端子盒中的屏蔽雙絞線將測量線框連接至鐵損儀。鐵損儀即電工鋼連續(xù)鐵損測量裝置，其與本發(fā)明的測量線框配合使用。
[0023]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:所述骨架的開口尺寸至少大于硅鋼片寬度的20%，是為防止生產(chǎn)線上硅鋼片發(fā)生跑偏，確保能使硅鋼帶從線框空心骨架中穿過。另外，骨架的厚度大于80_，是為了避免硅鋼片在生產(chǎn)過程中發(fā)生的斷帶及劇烈抖動(dòng)情況。骨架采用合成樹脂板，其側(cè)板為鋁材，保證了骨架的質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。骨架上接線端子盒的設(shè)置，則保證了測量線框與鐵損儀的穩(wěn)定連接。
[0024]進(jìn)一步，所述電工鋼連續(xù)鐵損測量線框安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上時(shí)，需要采用與其重量相適應(yīng)的固定臺(tái)架作為支撐。[0025]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:設(shè)計(jì)固定臺(tái)架目的在于支撐整個(gè)測量線框進(jìn)行工作。
[0026]進(jìn)一步，所述感應(yīng)線圈、直流磁場補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈均勻?qū)ΨQ地纏繞在骨架上下兩側(cè)的中央位置，所述空氣磁通補(bǔ)償線圈和勵(lì)磁線圈則繞滿整個(gè)骨架。
[0027]進(jìn)一步，所述空氣磁通補(bǔ)償線圈和所述環(huán)路線圈均包括兩個(gè)完全相同且串聯(lián)反接的線圈。
[0028]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:上述各線圈的結(jié)構(gòu)、位置及連接方式，能保證它們最大限度地發(fā)揮其功能。
[0029]進(jìn)一步，所述電工鋼連續(xù)鐵損測量線框還包括一個(gè)溫度傳感單元，其安裝在所述骨架中心的外側(cè)位置。
[0030]進(jìn)一步，所述溫度傳感單元采用鉬電阻溫度傳感器。
[0031]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:硅鋼片的比總損耗與磁感的測量結(jié)果與溫度的改變有關(guān)系，本發(fā)明有單獨(dú)設(shè)計(jì)的溫度傳感單元，用于測量硅鋼帶鋼板的溫度的部件，對硅鋼片的溫度測量進(jìn)行了補(bǔ)償。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明所述電工鋼連續(xù)鐵損測量線框的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明所述電工鋼連續(xù)鐵損測量線框的應(yīng)用示例圖；
[0034]圖3為本發(fā)明所述電工鋼鐵損測量線框采用環(huán)路線圈電流法的原理示意圖。
[0035]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0036]1、骨架,2、空氣磁通補(bǔ)償線圈,3、感應(yīng)線圈,4、勵(lì)磁線圈,5、直流磁場補(bǔ)償線圈,6、環(huán)路線圈，7、溫度傳感單元，8、硅鋼片。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0038]如圖1所示，本實(shí)施例給出了一種電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，橫向安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上，并與鐵損儀配合使用，所述電工鋼連續(xù)鐵損測量線框由里到外依次包括骨架1、空氣磁通補(bǔ)償線圈2、感應(yīng)線圈3、勵(lì)磁線圈4、直流磁場補(bǔ)償線圈5、環(huán)路線圈6和溫度傳感單元7，各線圈間通過絕緣層隔離。
[0039]所述骨架1，其開口尺寸需使生產(chǎn)線上的硅鋼片能從骨架的空腔中穿過；
[0040]所述空氣磁通補(bǔ)償線圈2，其用于抵消所述感應(yīng)線圈所包圍的空氣產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
[0041]所述感應(yīng)線圈3，其用于感應(yīng)硅鋼片的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
[0042]所述勵(lì)磁線圈4,其用于對娃鋼片施加勵(lì)磁場；
[0043]所述直流磁場補(bǔ)償線圈5，其用于對硅鋼片施加與環(huán)境場相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場；
[0044]所述環(huán)路線圈6，其用于測量環(huán)路磁場的大??；
[0045]所述溫度傳感單元7，其安裝在所述骨架中心的外側(cè)位置，可以采用鉬電阻溫度傳感器。
[0046]本實(shí)施例中，所述骨架的開口尺寸至少大于硅鋼片寬度的20%，且厚度大于80mm ；所述骨架采用合成樹脂板，且其側(cè)板為鋁材。另外，所述骨架的一端側(cè)板上安裝有接線端子盒，用于通過接線端子盒中的屏蔽雙絞線將測量線框連接至鐵損儀。
[0047]此外,所述空氣磁通補(bǔ)償線圈2、感應(yīng)線圈3、勵(lì)磁線圈4、直流磁場補(bǔ)償線圈5和環(huán)路線圈6均包括兩個(gè)完全相同的線圈，且所述感應(yīng)線圈3、直流磁場補(bǔ)償線圈5和環(huán)路線圈6均勻?qū)ΨQ地纏繞在骨架I上下兩側(cè)的中央位置，所述空氣磁通補(bǔ)償線圈2和勵(lì)磁線圈4則繞滿整個(gè)骨架I。另外，所述空氣磁通補(bǔ)償線圈2和所述環(huán)路線圈6均包括兩個(gè)完全相同且串聯(lián)反接的線圈。
[0048]如圖2所示，本實(shí)施例所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其沿生產(chǎn)線流動(dòng)方向橫向安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上，并與鐵損儀配合使用，其安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上時(shí)，需要采用與其重量相適應(yīng)的固定臺(tái)架作為支撐。
[0049]本實(shí)施例的測量線框適用于環(huán)路線圈電流法(也稱為有效磁路長度實(shí)時(shí)測量法)，如圖3所示，因?yàn)榫€框中材料非均勻磁化，選取中間最均勻一段構(gòu)建安培環(huán)路，即圖中A至F所示的環(huán)路，為更清楚地說明環(huán)路線圈電流法的工作原理，圖中僅顯示出骨架1、勵(lì)磁線圈
4、環(huán)路線圈6和硅鋼片8。圖中所示環(huán)路滿足安培環(huán)路定理，有如下公式:
【權(quán)利要求】
1.一種電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，橫向安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上，其特征在于，由里到外依次包括骨架、空氣磁通補(bǔ)償線圈、感應(yīng)線圈、勵(lì)磁線圈、直流磁場補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈，且各線圈間通過絕緣層隔離； 所述骨架，其開口尺寸需使生產(chǎn)線上的硅鋼片能從骨架的空腔中穿過； 所述空氣磁通補(bǔ)償線圈，其用于抵消所述感應(yīng)線圈所包圍的空氣產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度； 所述感應(yīng)線圈，其用于感應(yīng)硅鋼片的磁感應(yīng)強(qiáng)度； 所述勵(lì)磁線圈，其用于對硅鋼片施加勵(lì)磁場； 所述直流磁場補(bǔ)償線圈，其用于對硅鋼片施加與環(huán)境場相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場； 所述環(huán)路線圈，其用于測量環(huán)路磁場的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述骨架的開口尺寸至少大于硅鋼片寬度的20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述骨架的厚度大于 80mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中任一所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述骨架采用合成樹脂板，且其側(cè)板為鋁材。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述骨架的一端側(cè)板上安裝有接線端子盒，用于通過接線端子盒中的屏蔽雙絞線將測量線框連接至鐵損儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述電工鋼連續(xù)鐵損測量線框安裝在硅鋼片生產(chǎn)線上時(shí)，需要采用與其重量相適應(yīng)的固定臺(tái)架作為支撐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述感應(yīng)線圈、直流磁場補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈均勻?qū)ΨQ地纏繞在骨架上下兩側(cè)的中央位置，所述空氣磁通補(bǔ)償線圈和勵(lì)磁線圈則繞滿整個(gè)骨架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述空氣磁通補(bǔ)償線圈和所述環(huán)路線圈均包括兩個(gè)完全相同且串聯(lián)反接的線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述電工鋼連續(xù)鐵損測量線框還包括一個(gè)溫度傳感單元，其安裝在所述骨架中心的外側(cè)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電工鋼連續(xù)鐵損測量線框，其特征在于，所述溫度傳感單元采用鉬電阻溫度傳感器。
【文檔編號】G01R33/025GK103713267SQ201310745424
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】范雯, 林安利, 張志高, 侯瑞芬, 賀建, 王京平, 戴璐 申請人:中國計(jì)量科學(xué)研究院