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一種電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)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(cè)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(chǎng)補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈，各線圈間通過(guò)絕緣層隔離；骨架的開(kāi)口尺寸需使硅鋼片能從骨架的空腔中穿過(guò)；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(duì)硅鋼片施加勵(lì)磁場(chǎng)；直流磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈用于對(duì)硅鋼片施加與環(huán)境場(chǎng)相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場(chǎng)；環(huán)路線圈用于測(cè)量環(huán)路磁場(chǎng)的大小。本發(fā)明的線框結(jié)構(gòu)，能修正有效磁路長(zhǎng)度，能動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)地磁場(chǎng)及周圍環(huán)境直流磁場(chǎng)對(duì)硅鋼測(cè)量帶來(lái)的誤差，并滿足安培環(huán)路電流法的測(cè)量條件。
【專利說(shuō)明】—種電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)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(cè)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(cè)量通過(guò)采用愛(ài)潑斯坦方圈和單片測(cè)量法，其均為閉磁路測(cè)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(ài)潑斯坦方圈和單片測(cè)量規(guī)格的樣品進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量的鐵損和磁感值對(duì)整卷硅鋼片進(jìn)行判級(jí)，這種測(cè)量方式一般很難代表整個(gè)硅鋼帶的磁性能，且對(duì)硅鋼片的浪費(fèi)十分驚人。同時(shí)，這些樣品測(cè)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(cè)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(duì)整個(gè)硅鋼卷帶的判級(jí)偏低。
[0003]愛(ài)潑斯坦方圈和單片測(cè)量法的局限性以及不斷涌現(xiàn)的測(cè)量需求促進(jìn)了硅鋼片在線測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，而在線測(cè)量技術(shù)與愛(ài)潑斯坦方圈法和單片測(cè)量法最大的差別就在于測(cè)量線框的不同，其在線測(cè)量線框必須是開(kāi)磁路的。
[0004]在硅鋼片在線測(cè)量技術(shù)中，專利號(hào)為CN1928581A的專利《一種硅鋼磁性能在線檢測(cè)方法、線圈及系統(tǒng)》(以下簡(jiǎn)稱參考專利)設(shè)計(jì)了一種測(cè)量線框，其從里到外由骨架、測(cè)量線圈和勵(lì)磁線圈組成，測(cè)量線圈包括測(cè)量磁感和鐵損的測(cè)量線圈及測(cè)量磁場(chǎng)的線圈，線圈之間通過(guò)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┻^(guò)骨架空腔。這種線框結(jié)構(gòu)在一定程度上解決了采用愛(ài)潑斯坦方圈法和單片測(cè)量法存在的局限性，但隨著電流法和磁場(chǎng)線圈法被延伸到開(kāi)磁路測(cè)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(chǎng)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(chǎng)測(cè)量手段，基于材料被均勻磁化條件，明顯地，在開(kāi)磁路下，參考專利的線框結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足的這個(gè)條件；磁場(chǎng)線圈法基于磁場(chǎng)強(qiáng)度切線分量連續(xù)邊界條件，要求無(wú)限薄的磁場(chǎng)線圈貼緊被測(cè)樣品表面，但在參考專利的線框結(jié)構(gòu)中，其磁場(chǎng)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(chǎng)線圈與被測(cè)樣品的距離是無(wú)法滿足磁場(chǎng)線圈法的邊界條件，并且其測(cè)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(guò)于簡(jiǎn)單，距離硅鋼片距離較遠(yuǎn)，測(cè)量的硅鋼片的磁場(chǎng)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(cè)量，但由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其測(cè)量準(zhǔn)確性較差，其測(cè)量結(jié)果隨著硅鋼片寬度、厚度、牌號(hào)種類的不同而改變，無(wú)法滿足在線硅鋼測(cè)量的實(shí)時(shí)判級(jí)。
[0007]另外，硅鋼測(cè)量為交流測(cè)量，其地磁場(chǎng)(0.50e)以及其他環(huán)境直流磁場(chǎng)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(duì)硅鋼測(cè)量產(chǎn)生較大的偏差。而參考專利中沒(méi)有直流磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈，無(wú)法對(duì)直流磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，因此其測(cè)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(cè)量結(jié)果與溫度的改變有關(guān)系，而參考專利的測(cè)量線框中，沒(méi)有單獨(dú)設(shè)計(jì)測(cè)量硅鋼帶鋼板的溫度的部件，無(wú)法對(duì)硅鋼片的溫度測(cè)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(chǎng)線圈法被延伸到開(kāi)磁路測(cè)量時(shí)，產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果誤差大、測(cè)量不準(zhǔn)確等問(wèn)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(wèn)題是提供一種電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量線框，用于解決當(dāng)電流法和磁場(chǎng)線圈法被延伸到開(kāi)磁路測(cè)量時(shí)，現(xiàn)有在線測(cè)量技術(shù)中存在的測(cè)量結(jié)果誤差大、測(cè)量不準(zhǔn)確等問(wèn)題。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)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(chǎng)補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈，各線圈間通過(guò)絕緣層隔離；
[0011]所述骨架，其開(kāi)口尺寸需使生產(chǎn)線上的硅鋼片能從骨架的空腔中穿過(guò)；
[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(duì)娃鋼片施加勵(lì)磁場(chǎng)；
[0015]所述直流磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈，所述直流磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈，其用于對(duì)硅鋼片施加與環(huán)境場(chǎng)相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場(chǎng)；
[0016]所述環(huán)路線圈，其用于測(cè)量環(huán)路磁場(chǎng)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(zhǎng)度，大幅度降低測(cè)量結(jié)果隨著樣品的硅鋼片寬度、厚度、牌號(hào)種類的不同而改變的程度；增加了直流磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈，能動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)地磁場(chǎng)及周圍環(huán)境直流磁場(chǎng)對(duì)硅鋼測(cè)量帶來(lái)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(cè)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(cè)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(kāi)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(shù)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(guò)接線端子盒中的屏蔽雙絞線將測(cè)量線框連接至鐵損儀。鐵損儀即電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置，其與本發(fā)明的測(cè)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(kāi)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(guò)。另外，骨架的厚度大于80_，是為了避免硅鋼片在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的斷帶及劇烈抖動(dòng)情況。骨架采用合成樹(shù)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(cè)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(cè)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(cè)量線框進(jìn)行工作。
[0026]進(jìn)一步，所述感應(yīng)線圈、直流磁場(chǎng)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(cè)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(cè)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(cè)量硅鋼帶鋼板的溫度的部件，對(duì)硅鋼片的溫度測(cè)量進(jìn)行了補(bǔ)償。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明所述電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)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(cè)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(cè)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(hào)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(chǎng)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(duì)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(cè)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(cè)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(chǎng)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(guò)絕緣層隔離。
[0039]所述骨架1，其開(kāi)口尺寸需使生產(chǎn)線上的硅鋼片能從骨架的空腔中穿過(guò)；
[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(duì)娃鋼片施加勵(lì)磁場(chǎng)；
[0043]所述直流磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈5，其用于對(duì)硅鋼片施加與環(huán)境場(chǎng)相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場(chǎng)；
[0044]所述環(huán)路線圈6，其用于測(cè)量環(huán)路磁場(chǎng)的大小；
[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(kāi)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(shù)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(guò)接線端子盒中的屏蔽雙絞線將測(cè)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(chǎng)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(chǎng)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(cè)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(cè)量線框適用于環(huán)路線圈電流法(也稱為有效磁路長(zhǎng)度實(shí)時(shí)測(cè)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(shuō)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(cè)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(chǎng)補(bǔ)償線圈和環(huán)路線圈，且各線圈間通過(guò)絕緣層隔離； 所述骨架，其開(kāi)口尺寸需使生產(chǎn)線上的硅鋼片能從骨架的空腔中穿過(guò)； 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(duì)硅鋼片施加勵(lì)磁場(chǎng)； 所述直流磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈，其用于對(duì)硅鋼片施加與環(huán)境場(chǎng)相反方向且動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的直流磁場(chǎng)； 所述環(huán)路線圈，其用于測(cè)量環(huán)路磁場(chǎng)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(cè)量線框，其特征在于，所述骨架的開(kāi)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(cè)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(cè)量線框，其特征在于，所述骨架采用合成樹(shù)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(cè)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(guò)接線端子盒中的屏蔽雙絞線將測(cè)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(cè)量線框，其特征在于，所述電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)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(cè)量線框，其特征在于，所述感應(yīng)線圈、直流磁場(chǎng)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(cè)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(cè)量線框，其特征在于，所述電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)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(cè)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(hào)】G01R33/025GK103713267SQ201310745424
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院