DE1516221B2 - DEVICE FOR DETERMINING THE MAGNETIC PROPERTIES, IN PARTICULAR IRON LOSSES, PRIORLY TAPE-SHAPED FERROMAGNETIC MATERIALS - Google Patents

Description

aufliegenden Polflächen Rollen trägt, die ebenfalls aus den Magnetfluß gut leitendem Material, das aber zugleich im Hinblick auf die Abnutzungsbeanspruchungen gewählt sein muß, bestehen. Diese Anordnung ermöglicht die Untersuchung bandförmigen ferromagnetischen Materials während des Herstellungsprozesses, da das Material durch die durch die Rollen definierte Meßstrecke ohne Abheben der Joche und damit ohne Änderung des das bandförmige Material durchsetzenden magnetischen Flusses untersucht werden kann. Bei dieser Einrichtung müssen unter Umständen Maßnahmen dagegen getroffen werden, daß beispielsweise Zunder in die kleinen Luftspalte zwischen Polfiächen und Rollen eindringt, wodurch nicht nur rein mechanische Schwierigkeiten auftreten wurden, sondern auch eine Änderung des magnetischen Widerstandes der Anordnung hervorgerufen werden könnte.resting pole faces rollers, which are also made of a material that conducts magnetic flux well, but that at the same time must be selected with a view to the wear and tear, exist. This arrangement enables the investigation of strip-shaped ferromagnetic material during the manufacturing process, because the material through the measuring distance defined by the rollers without lifting the Yokes and thus without changing the magnetic penetrating the strip-shaped material River can be examined. This facility may need to take action against it be taken that, for example, scale in the small air gaps between pole surfaces and rollers penetrates, whereby not only purely mechanical difficulties would arise, but also one Change in the magnetic resistance of the arrangement could be caused.

Aus der deutschen Patentschrift 635 349 ist ein Wechselstrommeßgerät zur Untersuchung der magnetischen Eigenschaften kleiner Proben bekannt. Bei diesem Gerät wird eine Blechprobe in eine offene Spule eingelegt, die im einzelnen aus einer Magnetisierungsspule mit größerem Durchmesser und einer konzentrisch dazu angeordneten engeren Induktionsspule besteht. Um eine weitgehende Gleichmäßigkeit der Magnetisierung zu erhalten, soll die Blechpröbe eine lanzettförmige Gestalt aufweisen. Demgegenüber wird bei der Erfindung Wert darauf gelegt, keine für die Prüfung besonders hergerichteten Blechschnitte verwenden zu müssen.From the German patent 635 349 an alternating current measuring device for the investigation of the magnetic Properties of small samples known. With this device, a sheet metal sample is placed in an open Coil inserted, which in detail consists of a magnetizing coil with a larger diameter and a there is a narrow induction coil arranged concentrically with it. For a large degree of uniformity To obtain the magnetization, the sheet metal sample should have a lanceolate shape. In contrast In the case of the invention, value is placed on no sheet metal cuts specially prepared for the test having to use.

Aus der schweizerischen Patentschrift 327 778 ist ein Gerät zur Fehlerbestimmung in langgestreckten magnetisierbaren Körpern bekannt. Der wesentliche Bestandteil dieses Geräts ist eine aus mehreren in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Teilspulen aufgebaute Magnetisierungsspule. Zum Erzielen eines homogenen Feldes im Prüfkörper, der durch die Spulenachse verläuft, ist ein äußerer Eisenrückschlußmantel vorgesehen, der die gesamte Spule einhüllt und sich an den Stirnseiten dem Prüfkörper nähert. Eine Meßspule, mit der die Inhomogenitäten, die durch Fehlerstellen des Prüfkörpers hervorgerufen werden, gemessen werden sollen, ist aus Symmetriegründen in der Mitte der Spule angebracht. Sie ist gegenüber der gesamten Erregerspule verhältnismäßig schmal. Diesem Bekannten gegenüber soll mit Hilfe der Erfindung in einem Probenkörper ein möglichst homogenes Feld ohne einen äußeren Eisenrückschluß aufgebaut werden. Ein Teil der -Erregerspule soll dabei als Meßspule verwendet werden können.From the Swiss patent specification 327 778 a device for error determination in elongated magnetizable Bodies known. The essential part of this device is one of several in axial Magnetizing coil built up in the direction of successive sub-coils. To achieve a homogeneous field in the test body, which runs through the coil axis, is an outer iron yoke sheath provided, which envelops the entire coil and is attached to the test body on the end faces approaching. A measuring coil with which the inhomogeneities caused by faults in the test body are to be measured is placed in the center of the coil for reasons of symmetry. It is relatively narrow compared to the entire excitation coil. To this friend with the help of the invention, a field that is as homogeneous as possible without an external one is intended in a test body Iron back yoke can be built up. Part of the excitation coil is intended to be used as a measuring coil can be.

Bei einer Einrichtung zur Ermittlung der magnetischen Eigenschaften, insbesondere der Eisenverluste, vornehmlich bandförmigen ferromagnetischen Materials unter Verwendung einer flachen, den Prüfling koaxial umgebenden, aus Teilspulen aufgebaute Magnetisierungsspulenanordnung ohne Eisenrückschluß werden die obengenannten Ziele dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung die Magnetisierungsspulenanordnung aus elektrisch parallelgeschalteten, mit ihren, jeweils benachbarten Stirnflächen ohne Spalt aneinanderanliegenden Teilspulen besteht und nur der Magnetisierungsstrom in den mittleren Teilspulen ausgewertet ist, und daß die nicht zur Mesung herangezogenen Spulenendbereiche mindestens etwa die doppelte Länge derjenigen Endbereiche haben, die bei eisenfreier Spule eine unzulässige Inhomogenität des magnetischen Feldes aufweisen. In the case of a device for determining the magnetic properties, in particular the iron losses, mainly band-shaped ferromagnetic material using a flat, den Coaxially surrounding the test object, composed of partial coils magnetizing coil arrangement without Iron return, the above goals are achieved in that, according to the invention Magnetizing coil arrangement made up of electrically parallel-connected, with their respective neighboring There is end face without a gap adjacent partial coils and only the magnetizing current in the middle sub-coils is evaluated, and that the coil end areas not used for the measurement have at least about twice the length of those end regions which are impermissible in the case of an iron-free coil Have inhomogeneity of the magnetic field.

Mit der Einrichtung nach der Erfindung ist es möglich, in einem verhältnismäßig langen AbschnittWith the device according to the invention it is possible in a relatively long section

■5 eines für eine Prüfung nicht besonders vorzubereitenden ferromagnetischen Materials ein homogenes Magnetfeld aufzubauen. Insbesondere wird sichergestellt, daß die zur Messung herangezogenen Teile der Magnetisierungsspule innerhalb eines Feldteiles■ 5 a ferromagnetic material that cannot be specially prepared for a test is homogeneous Build up magnetic field. In particular, it is ensured that the parts used for the measurement the magnetizing coil within a field part

ίο liegen, der praktisch homogen ist.ίο lie that is practically homogeneous.

Soweit Einrichtungen zur Ermittlung der Eisenverluste bekannt sind, die mit einer kein Joch aufweisenden, d. h. offenen Magnetisierungs-Spulenanordnung arbeiten, handelt es sich um Einrichtungen, deren Anwendung auf die Messung lediglich kleiner speziell geformter Prüflinge beschränkt ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß man unabhängig von der Größe der Prüflinge, d. h. auch bei der Untersuchung ganzer Blechtafeln, dann mit einer offenen Spulenanordnung arbeiten kann, wenn diese in der angegebenen Weise aus mehreren Teilspulen aufgebaut ist und nur die mittleren Teilspulen zur Bildung der Meßstrecke herangezogen werden. ---■■■"'As far as facilities for determining the iron losses are known, which are connected to a non-yoke d. H. work in an open magnetizing coil arrangement, these are facilities whose application is limited to the measurement of only small, specially shaped test objects. The invention is based on the knowledge that regardless of the size of the test objects, d. H. can also work with an open coil arrangement when examining entire metal sheets, if this is made up of several sub-coils in the specified manner and only the middle sub-coils can be used to form the measuring section. --- ■■■ "'

Man wird dafür sorgen, daß die Spulenanordnung kürzer ist als die Prüflinge, um Einflüsse von Ecken und Kanten auszuschließen.Care will be taken to ensure that the coil arrangement is shorter than the test specimens in order to avoid influences from corners and exclude edges.

Zwecks Homogenisierung des Magnetisierungsfeldes, insbesondere zur Kompensation eines Ein- flusses durch ein in die Stromzuführung der die Meßstrecke bildenden mittleren Teilspulen eingeschleiftes Meßinstrument, sind zweckmäßigerweise gegebenenfalls in die Stromzuführungen zu einzelnen Teilspulen, insbesondere den äußeren Teilspulen, Impedanzen eingeschleift. Gleichzeitig oder unabhängig von dieser Maßnahme kann man einzelnen Teilspulen zusätzliche Windungen geben.For the purpose of homogenizing the magnetization field, in particular to compensate for an input flux through a looped into the power supply of the middle sub-coils forming the measuring section Measuring instrument are expediently if necessary in the power supply to individual Sub-coils, in particular the outer sub-coils, looped in impedances. Simultaneously or independently This measure can be used to give individual sub-coils additional turns.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist, soweit es die Magnetisierungs-Spulenanordnung betrifft, in F i g. 1 dargestellt. Man erkennt, daß die Magnetisierungs-Spulenanordnung M aus in dem in F i g. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel zehn Teilspulen 1 bis 10 zusammengesetzt ist. Um ein möglichst homogenes Feld zu erhalten, muß man dafür sorgen, daß benachbarte Teilspulen mit ihren Stirnflächen möglichst dicht, d. h. unter Vermeidung eines Spaltes, aufeinanderliegen. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, empirisch die Reihenfolge der Teilspulen zu bestimmen, bei der die Homogenität am besten ist.As far as the magnetizing coil arrangement is concerned, the device according to the invention is shown in FIG. 1 shown. It can be seen that the magnetizing coil arrangement M from in the in FIG. 1 reproduced embodiment ten sub-coils 1 to 10 is put together. In order to obtain a field that is as homogeneous as possible, it must be ensured that the end faces of adjacent sub-coils lie on top of one another as closely as possible, ie avoiding a gap. If necessary, it can be useful to empirically determine the sequence of the partial coils in which the homogeneity is best.

Die Teilspulen sind parallel an die Quelle für die Speisespannung U angeschlossen. Zwar ließe sich hier im Prinzip auch eine Reihenschaltung anwenden, aber die Parallelschaltung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, nur den Magnetisierungsstrom/_M der die eigentliche Meßstrecke MS bildenden mittleren Teilspulen 4 bis 7 zur Messung der magnetischen Feldstärke des Magnetisierungsfeldes heranzuziehen. Auch ist der Magnetisierungsstrom der Meßstrecke unbeeinflußt von den Eigenschaften der Randspulen.The sub-coils are connected in parallel to the source for the supply voltage U. In principle, a series connection could also be used here, but the parallel connection offers the advantageous possibility of only _{using the magnetizing current / M} of the middle sub-coils 4 to 7 forming the actual measuring section MS to measure the magnetic field strength of the magnetizing field. The magnetizing current of the measuring section is also unaffected by the properties of the edge coils.

Mit B ist die Induktionsspule bezeichnet, deren vom Magnetisierungsfeld induzierte Spannung Uβ das Maß für die magnetische Induktion ist. Wie ersichtlich, erstreckt sich diese Wicklung ebenfalls nur B denotes the induction coil, whose voltage Uβ induced by the magnetization field is the measure for the magnetic induction. As can be seen, this winding also only extends

über den Bereich der Meßstrecke MS. over the area of the measuring section MS.

Die Induktionsspule B ist entweder unmittelbar auf den im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bandförmigen Prüfling P aufgebracht, oder es sind an sichThe induction coil B is either directly on the in the embodiment of FIG. 1 tape-shaped test piece P applied, or there are per se

bekannte Maßnahmen zur Luftflußkompensation getroffen, die, wie F i g. 2 zeigt, in der Anordnung der Differentiations-Drossel M_D im Kreise der Induktionsspule B bestehen können. Dabei ist diese Drossel als Übertrager ausgebildet, dessen Primärwicklung vom Magnetisierungsstrom der die Meßstrecke bildenden mittleren Teilspulen durchflossen ist. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind dies die Teilspulen 3, 4 und 5 der dort nur aus sieben Teilspulen bestehenden Magnetisierungs-Spulenanordnung M. known measures for air flow compensation taken, which, as F i g. 2 shows, in the arrangement of the differentiation choke M _D in the circle of the induction coil B can exist. This choke is designed as a transformer, the primary winding of which is traversed by the magnetizing current of the central sub-coils forming the measuring section. In the embodiment according to FIG. 2, these are the partial coils 3, 4 and 5 of the magnetizing coil arrangement M, which consists of only seven partial coils.

In der Einrichtung nach F i g. 1 sind Maßnahmen getroffen, um den Einfluß des Innenwiderstandes des zur Messung des Magnetisierungsstromes /_Jf in die Stromzuführung der Teilspulen 4 bis 7 eingeschleiften Meßinstrumentes zu kompensieren. Diese Maßnahmen bestehen in dem Vorsehen zusätzlicher Impedanzen R 2, R 3, R 8 und R 9 in den Stromzuführungen der Teilwicklungen 2, 3, 8 bzw. 9. Außerdem können einzelne Teilwicklungen zusätzliche Windungen erhalten, wobei insbesondere die äußeren Teilwicklungen gegebenenfalls symmetrisch zur Spulenmitte zusätzliche Windungen aufweisen. Dadurch wird eine gute Homogenität des Magnetisierungsfeldes über einen, besonders großen Bereich der Spulenanordnung erzielt.In the facility according to FIG. 1 measures are taken to compensate for the influence of the internal resistance of the measuring _{instrument looped} into the power supply of the coil sections 4 to 7 to measure the magnetizing current / Jf. These measures consist in providing additional impedances R 2, R 3, R 8 and R 9 in the power supply lines of the partial windings 2, 3, 8 and 9, respectively. In addition, individual partial windings can have additional turns, with the outer partial windings in particular possibly symmetrical to the center of the coil have additional turns. This achieves good homogeneity of the magnetization field over a particularly large area of the coil arrangement.

Zur Bestimmung der Meßstrecke"M!>, d. h. -derjenigen axialen Länge der Magnetisierungs-SpulenanordnungM, die zur Messung der physikalischen Größen herangezogen wird, hat sich folgendes Verfahren als zweckmäßig erwiesen: Zunächst wird bei eisenfreier Spulenanordnung M, d. h. bei entferntem Prüfling P, die axiale Länge ihrer Endbereiche ermittelt, in denen das Magnetfeld eine unzulässige Inhomogenität besitzt. To determine the measurement path "M!>, That is, the axial length of the magnetizing coil arrangement M that is used to measure the physical quantities, the following procedure has proven to be useful: First, with the iron-free coil arrangement M, ie with the test object P removed, the determined axial length of their end areas in which the magnetic field has an impermissible inhomogeneity.

Diese Endbereiche kommen von vornherein nicht für die Heranziehung der in ihnen herrschenden magnetischen Verhältnisse zur Kennzeichnung der magnetischen Eigenschaften des Prüflings in Frage. Sobald nun Eisen, d. h. der Prüfling, in die so ermittelte vorläufige Meßstrecke — gebildet durch die axiale Länge der gesamten Spulenanordnung M, vermindert um die genannten Endbereiche — eingeführt wird, ergeben sich zusätzlich Feldverzerrungen, die eine weitere Verringerung der bisher angenommenen vorläufigen Meßstrecke erforderlich machen. Zwar ist im Bereich der eben ermittelten vorläufigen Meßstrecke im wesentlichen noch die maximale Feldstärke nach Betrag und Phase konstant, weil sich das Eisen zu diesem Zeitpunkt in der Sättigung befindet und demgemäß die relative Permeabilität μ_Γ ungefähr 1 ist, und zwar gilt ähnliches auch für die Feldstärke und ihre Phase am Orte der maximalen Permeabilität, aber für Zwischenwerte sind die Feldstärkewerte bei der Spulenanordnung mit eingeführter Probe nicht mehr in Übereinstimmung mit dem für die gesamte Länge der vorläufigen Meßstrecke ermittelten Feldstärkewert. Dies erklärt sich daraus, daß im Hinblick auf die eisenbedingten Feldverzerrungen der verzerrende Einfluß der Randgebiete der Spulenanordnung weiter in die Randzonen der vorläufigen Meßstrecke vordringt, so daß auch dort der Feldstärkeverlauf nicht mehr sinusförmig ist. Aus diesem Grunde muß für die tatsächliche Meßstrecke die vorläufige Meßstrecke nochmals verkleinert werden, und zwar hat es sich als zweckmäßig erwiesen, von jedem Ende der Spulenanordnung zumindest ungefähr die doppelte axiale Länge des bei der eisenfreien Messung ermittelten zugehörigen Endbereiches abzuziehen und als Meßstrecke die verbleibende axiale Länge in der Mitte der Spulenanordnung zu benutzen.From the outset, these end areas are not suitable for drawing on the magnetic conditions prevailing in them to characterize the magnetic properties of the test object. As soon as iron, ie the test specimen, is introduced into the provisional measuring section determined in this way - formed by the axial length of the entire coil arrangement M, reduced by the end regions mentioned - additional field distortions result, which make a further reduction in the previously assumed provisional measuring section necessary . In the area of the provisional measurement section just determined, the maximum field strength is still essentially constant in terms of magnitude and phase, because the iron is in saturation at this point in time and accordingly the relative permeability μ _{Γ is} approximately 1, and the same applies to the Field strength and its phase at the point of maximum permeability, but for intermediate values the field strength values in the case of the coil arrangement with the inserted sample no longer correspond to the field strength value determined for the entire length of the preliminary test section. This is explained by the fact that, with regard to the field distortions caused by the iron, the distorting influence of the edge areas of the coil arrangement penetrates further into the edge areas of the preliminary measurement section, so that there too the field strength curve is no longer sinusoidal. For this reason, the preliminary measuring section must be reduced again for the actual measuring section, and it has proven to be useful to subtract at least approximately twice the axial length of the associated end area determined during the iron-free measurement and the remaining axial length as the measuring section Length in the middle of the coil arrangement.

Es hat sich gezeigt, daß bei konstantgehaltener Maximalinduktion die Ummagnetisierungsverluste nicht nur von den magnetischen Eigenschaften des zu untersuchenden Materials selbst (die allein ermittelt werden sollen), sondern auch vom Formfaktor der Induktionsspannung beeinflußt werden. Der Formfaktor ist bekanntlich als Verhältnis von Effektivwert zu zeitlichem Mittelwert der Spannung definiert und ist abhängig vom Zeitverlauf derselben. Da man daran interessiert ist, zwecks Erhalts eindeutiger Meßwerte stets Sinusform der Induktionsspannung zugrundezulegen, ist es zwecks Vermeidung der jeweiligen Ermittlung des Formfaktors der Induktionsspannung und Umrechnung der Meßergebnisse, beispielsweise an Hand von Kurven, zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß insbesondere bei Messung an Elektroblechbändern stets eine sinusförmige Induktionsspannung vorhanden ist. Aus. diesem Grunde wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, zur Speisung aller oder,.eines Teiles der Teilspulen einen an sich bekannten Verstärker vorzusehen, der, ..,gesteuert von einer sinusförmigen Eingangs'spannung und einer in einer Induktionsspule, vorzugsweise etwa von der Länge der Meßstrecke, von dem Magnetfeld induzierten Gegenkopplungsspannung, einen sinusförmigen Zeitverlauf der magnetischen Induktion erzwingt. Derartige Sinusformer sind bereits vorgeschlagen worden. Sie arbeiten beispielsweise so, daß der induktive Blindwiderstand der Magnetisierungswicklung kapazitiv kompensiert wird.It has been shown that if the maximum induction is kept constant, the magnetic reversal losses not only on the magnetic properties of the material to be examined itself (which alone determined should be), but also be influenced by the form factor of the induction voltage. Of the As is well known, the form factor is defined as the ratio of the rms value to the mean value of the voltage over time and is dependent on the passage of time. Since one is interested in it, for the purpose of receiving it more clearly Always base measured values on the sinusoidal shape of the induction voltage, for the purpose of avoidance the respective determination of the form factor of the induction voltage and conversion of the measurement results, for example on the basis of curves, it is useful to ensure that, in particular, when Measurement on electrical steel strips, a sinusoidal induction voltage is always present. The end. For this reason it is proposed in a further development of the invention to feed all or one Part of the sub-coils to provide an amplifier known per se, which, .., controlled by a sinusoidal Input voltage and one in an induction coil, preferably about the length of the measuring section, negative feedback voltage induced by the magnetic field, forces a sinusoidal time course of the magnetic induction. Such sine shapers have already been proposed. They work, for example, so that the inductive reactance of the magnetizing winding is capacitive is compensated.

Der Sinusformer wird zur Steuerung einen Spannungsgeber enthalten, dem Soll- und Istverlauf der induzierten Spannung zugeführt sind und der als Steuergröße die Differenz zwischen beiden bildet. Es handelt sich hierbei also um eine Regeleinrichtung, bei der die genannte Differenz als Regelabweichung zur Erzeugung von Befehlen für den Sinusformer dient.The sine shaper will contain a voltage generator for control, the target and actual course of the induced voltage and which forms the difference between the two as a control variable. It This is a control device in which the mentioned difference is used as a control deviation is used to generate commands for the sine shaper.

Die mit einem Sinusformer ausgerüstete erfindungsgemäße Einrichtung ist an Hand eines Beispiels in F i g. 3 dargestellt. Der Spannungsgeber S des Sinusformers Sf wird sowohl mit der sinusförmigen Speisespannung U als auch der in der Induktionsspule B von dem Magnetfeld induzierten Spannung U_B gespeist. Er bildet die Differenz aus diesen beiden Spannungen und führt sie als Steuergröße dem Sinusformer Sf zu, der seinerseits in diesem Ausführungsbeispiel alle Teilspulen der Magnetisierungs-Spulenanordnung M speist. In der schematischen Darstellung der F i g. 3 sind die die Meßstrecke MS bildenden Teilspulen sowie die die Randbereiche bildenden Teilspulen zu jeweils einer Spule zusammengefaßt. Es wäre grundsätzlich auch möglich, nur einen Teil der Teilspulen, und zwar die die Meßstrecke MS bildenden Teilspulen, über den Sinusformer Sf zu speisen.The device according to the invention equipped with a sine shaper is shown in FIG. 3 shown. The voltage sensor S of the Sinusformers Sf is both the sinusoidal supply voltage U and the voltage induced in the induction coil by the magnetic field B voltage U _B supplied. It forms the difference between these two voltages and feeds it as a control variable to the sinusoidal shaper Sf , which in turn feeds all the partial coils of the magnetizing coil arrangement M in this exemplary embodiment. In the schematic representation of FIG. 3, the sub-coils forming the measuring section MS and the sub-coils forming the edge regions are each combined into one coil. In principle, it would also be possible to feed only some of the coil sections, namely the coil sections forming the measuring section MS , via the sinusoidal shaper Sf.

Zur Leistungsmessung ist ein Wattmeter vorgesehen, dessen Strompfad St in die Stromzuführung der die Meßstrecke MS bildenden Teilspulen eingeschleift und dessen Spannungspfad Sp an die Induktionsspule B angeschlossen ist. Ferner ist zur Messung der Feldstärke der Effektivwertmesser /_off in die Stromzuführung der Meßstrecke eingeschaltet.A wattmeter is provided for power measurement, the current path St of which is looped into the power supply of the partial coils forming the measuring section MS and the voltage path Sp of which is connected to the induction coil B. _{Furthermore, the rms value meter / off is switched on} in the power supply of the measuring section to measure the field strength.

Zur Bestimmung der Induktion und zur Kontrolle des Formfaktors sind zwei Spannungsmesser, davon der eine für die Messung des zeitlichen Mittelwertes U und der andere für die Messung der Effektivspannung U_e(t> in Reihe mit dem Spannungspfad Sp des Wattmeters hinter den Verstärker V geschaltet.To determine the induction and to check the form factor, two voltmeters are connected, one for measuring the mean value U over time and the other for measuring the effective voltage U _{e (t>} in series with the voltage path Sp of the wattmeter behind the amplifier V.

Will man nicht nur die Verluste schlechthin, sondern daraus auch die auf 1 kg des jeweils untersuchten Materials bezogenen Verluste bestimmen, so sind weiterhin an sich bekannte Mittel zur Bestimmung der Dicke des Prüflings durch mechanisches Abtasten oder durch Strahlungsmessung vorgesehen. Auch elektromagnetische Verfahren sind anwendbar. Die Dickenbestimmung über das spezifische Gewicht und das Gewicht des Prüflings macht beispielsweiseOne does not only want the losses per se, but also those on 1 kg of the examined one Determine material-related losses are still known means of determination the thickness of the test piece provided by mechanical scanning or by radiation measurement. Electromagnetic methods can also be used. The determination of the thickness via the specific weight and the weight of the test object makes for example

bei der Untersuchung bandförmigen Materials verständlicherweise Schwierigkeiten.understandably difficulties in examining tape-like material.

Die Erfindung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, tafel- oder bandförmiges Eisenmaterial zerstörungsfrei zu untersuchen, ohne daß hierbei irgendwelche Schwierigkeiten, wie sie bei bekannten Anordnungen die Zuführung des magnetischen Flusses an den Prüfling mittels eines Joches verursacht, auftreten. Dabei bietet die Erfindung den weiteren Vorteil einer sehrThe invention offers the advantageous possibility of non-destructive sheet or strip-shaped iron material to be investigated without causing any difficulties, as is the case with known arrangements causes the supply of the magnetic flux to the test object by means of a yoke to occur. Included the invention offers the further advantage of a very

ίο erheblichen Kostenersparnis, da das bisher zur Untersuchung größerer Prüflinge für unbedingt erforderlich gehaltene Joch aus teurem magnetischen Material fortfällt. Die Einrichtung kann auch zur Messung anderer magnetischer Eigenschaften, z. B.ίο considerable cost savings, since that was previously for Investigation of larger specimens considered to be absolutely necessary yoke made of expensive magnetic Material is omitted. The device can also be used to measure other magnetic properties, e.g. B.

der Magnetisierbarkeit, dienen.the magnetizability.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

209 537/97209 537/97

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zur Ermittlung der magnetischen Eigenschaften, insbesondere der Eisenverluste, vornehmlich bandförmigen ferromagnetischen Materials unter Verwendung einer flachen, den Prüfling koaxial umgebenden, aus Teilspulen aufgebauten Magnetisierungs-Spulenanordnung ohne Eisenrückschluß, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungs-Spulenanordnung aus elektrisch parallelgeschalteten mit ihren jeweils benachbarten Stirnflächen ohne Spalt aneinander anliegenden Teilspulen besteht und nur der Magnetisierungsstrom in den mittleren Teilspulen ausgewertet ist und daß die nicht zur Messung herangezogenen Spulenendbereiche mindestens etwa die doppelte Länge derjenigen Endbereiche haben, die bei eisenfreiex Spule eine unzulässige Inhomogenität des magnetischen Feldes aufweisen.1. Device for determining the magnetic properties, in particular the iron losses, mainly band-shaped ferromagnetic material using a flat, den Coaxially surrounding the test specimen, made up of partial coils magnetizing coil arrangement without iron back yoke, characterized in that the magnetizing coil arrangement from electrically parallel-connected with their respective adjacent end faces without There is a gap between the adjacent sub-coils and only the magnetizing current in the middle Partial coils is evaluated and that the coil end areas not used for the measurement at least about twice the length of those end regions that are used in iron-freex Coil have an impermissible inhomogeneity of the magnetic field. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dahingehend abgeändert, daß die Teilspulen elektrisch hintereinandergeschaltet sind.2. Device according to claim 1, modified to the effect that the sub-coils are electrically connected in series are. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung kürzer als die zu untersuchenden Teile aus ferromagnetischem Material (Prüflinge) sind.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the coil arrangement are shorter than the parts to be examined made of ferromagnetic material (test objects). 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Homogenisierung des Magnetisierungsfeldes, insbesondere zur Kompensation eines Einflusses durch ein in die Stromzuführung der die Meßstrecke bildenden mittleren Teilspulen eingeschleiftes Meßinstrument, einzelne Teilspulen zusätzliche Windungen aufweisen und/oder in ihre Stromzuführungen Impedanzen eingeschleift sind.4. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that for the purpose of homogenizing the magnetization field, in particular to compensate for an influence by a looped into the power supply of the middle sub-coils forming the measuring section Measuring instrument, individual coil sections have additional turns and / or looped impedances into their power supply lines are. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung aller oder eines Teiles der Teilspulen ein an sich bekannter Verstärker vorgesehen ist, der, gesteuert von einer sinusförmigen Eingangsspannung und einer in einer Induktionsspule, vorzugsweise etwa von der Länge der Meßstrecke, von dem Magnetfeld induzierten Gegenkopplungsspannung, einen sinusförmigen Zeitverlauf der magnetischen Induktion erzwingt (Sinusformer). 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that for feeding all or a part of the sub-coils, an amplifier known per se is provided which is controlled from a sinusoidal input voltage and one in an induction coil, preferably about the length of the measuring section, negative feedback voltage induced by the magnetic field, enforces a sinusoidal time curve of the magnetic induction (sinusoidal shaper). 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinusformer zur Steuerung einen Spannungsgeber enthält, dem SoIl- und Istverlauf der induzierten Spannung zugeführt sind und der als Steuergröße die Differenz zwischen beiden bildet.6. Device according to claim 5, characterized in that that the sine shaper for control contains a voltage generator, the sol and the actual curve of the induced voltage are supplied and the difference is the control variable forms between the two. 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß, sofern die Induktionsspule nicht unmittelbar auf den Prüfling aufgebracht ist, zumindest im Bereich der Meßstrecke an sich bekannte Maßnahmen zur Luftflußkompensation getroffen sind.7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that, provided that the induction coil is not applied directly to the test object, at least in the area of the measuring section known measures for air flow compensation are taken. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Bestimmung der Verlustziffer Mittel zur Bestimmung der Dicke des Prüflings durch mechanisches Abtasten, durch Strahlungsmessung oder auf elektromagnetischem Wege vorgesehen sind.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that for the purpose of determination the loss factor means of determining the thickness of the test specimen by mechanical Scanning, radiation measurement or electromagnetic means are provided. Es ist bekannt, die magnetischen Eigenschaften eines ferromagnetischen Materials, vornehmlich die Eisenverluste bzw. die die auf beispielsweise 1 kg Eisen bei einem Maximalwert der Induktion von beispielsweise 10 000 Gauß bezogenen Eisen Verluste darstellende Verlustziffer, in einer Einrichtung zu ermitteln, die eine Magnetisierungs-Spulenanordnung enthält. Arbeitet die Einrichtung nach dem Feldspannungsverfahren, so sind ferner eine FeldwicklungIt is known the magnetic properties of a ferromagnetic material, principally the Iron losses or those on, for example, 1 kg of iron at a maximum value of the induction of for example 10,000 Gaussian iron losses representing loss figure, to be determined in a facility, which includes a magnetizing coil assembly. If the device works according to the field voltage method, so are also a field winding ίο und eine Induktionswicklung vorhanden; die Feldwicklung dient zur Ermittlung der Feldspannung als Maß für die magnetische Feldstärke, während die in der Induktionswicklung vom Magnetfeld induzierte Spannung als Maß für die magnetische Induktion ausgewertet wird. Arbeitet die Einrichtung dagegen nach dem Feldstromverfahren, so besitzt sie lediglich die zusätzliche Induktionswicklung, da der der Magnetisierungs-Spulenanordnung zugeführte Magnetisierungsstrom als Maß für die magnetische FeIdstärke gemessen wird.ίο and an induction winding available; the field winding is used to determine the field voltage as a measure of the magnetic field strength, while the Voltage induced in the induction winding by the magnetic field as a measure of the magnetic induction is evaluated. If, on the other hand, the device works according to the field current method, it only has the additional induction winding, as the magnetizing current supplied to the magnetizing coil arrangement is measured as a measure of the magnetic field strength. Die grundlegende Einrichtung dieser Art ist unter dem Namen Epstein-Rahmen bekannt. Bei ihr werden aus dem jeweils zu untersuchenden ferromagnetischen Material ausgeschnittene Teile zu einem jochartigen Rahmen mit vorgeschriebenen Dimensionen zusammengesetzt und bei bestimmter Feldstärke bzw. Induktion die Wattverluste ermittelt. Der für die Praxis sehr einschneidende Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß zur Durchführung der Untersuchung das ferromagnetische Material in bestimmter Weise zugeschnitten werden muß, so daß bei beispielsweise in Walzwerken laufend vorgenommenen Untersuchungen diese bekannte Einrichtung einen sehr großen Abfall an dem bekanntlich teuren ferromagnetischen Material bedingt. The basic setup of this type is known as the Epstein frame. To be with her parts cut out of the ferromagnetic material to be examined into one Yoke-like frame composed with prescribed dimensions and with a certain field strength or induction determines the watt losses. The disadvantage, which is very drastic in practice This method can be seen in the fact that the ferromagnetic material is used to carry out the investigation has to be cut in a certain way, so that continuously for example in rolling mills Investigations made this known device a very large waste of the known to be expensive ferromagnetic material. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß sie eine Überprüfung der magnetischen Eigenschaften des Materials erst nach Abschluß der Fertigung desselben zuläßt, also auf Grund eines bei der Untersuchung gefundenen Abweichens der magnetischen Eigenschaften des Materials von ihren Sollwerten keine Beeinflussung der Fertigung mehr möglich ist.Another disadvantage of this arrangement is the fact that it allows a review of the magnetic Properties of the material only after completion of the production of the same allows, so on the basis of a during the investigation found deviations of the magnetic properties of the material from theirs Setpoints, it is no longer possible to influence production. Es ist ferner bekannt, bei sogenannten Ganztafel-Meßeinrichtungen ganze Tafeln aus Elektroblech zu untersuchen. Derartige Einrichtungen besitzen ein sich von beiden Seiten her auf die Blechtafel mit Polen auflegendes Doppeljoch, das aus magnetischem Material gefertigt ist. Wenn auch bei dieser Untersuchung ganzer Tafeln aus dem ferromagnetischen Material insofern etwas andere Verhältnisse vorliegen als bei der Untersuchung bestimmte Dimensionen aufweisender Proben im Epsteinrahmen, als die Bleche über ihren gesamten Querschnitt nicht als völlig homogen anzusprechen sind, der Einfluß von Kanten und Ecken sich in anderem Maße bemerkbar macht als bei der Epstein-Einrichtung und auch hinsichtlich der Luftflußkompensation beispielsweise eine Abhängigkeit von der jeweiligen Blechsorte zu beobachten ist, ist eine derartige Ganztafel-Meßeinrichtung für die Praxis doch schon im Hinblick auf die Vermeidung des Materialabfalls wesentlich brauchbarer.It is also known, in so-called whole-panel measuring devices, for whole panels made of electrical sheet metal investigate. Such facilities have an on both sides of the sheet metal Pole overlay double yoke, which is made of magnetic material. Even if this is the case Investigation of entire panels made of the ferromagnetic material in so far somewhat different proportions are present than in the investigation of specimens showing certain dimensions in the Epstein frame, as the sheets are not to be addressed as completely homogeneous over their entire cross-section, the influence edges and corners are noticeable to a different extent than with the Epstein furniture and also with regard to the air flow compensation, for example, a dependence on the respective Sheet type is to be observed, is such a whole-sheet measuring device in practice it is much more useful in terms of avoiding material waste. Einen weiteren Schritt hinsichtlich der Anpassung der Meßeinrichtung an die Anforderungen der Praxis stellt das Doppelrollenjoch dar, bei dem das Doppeljoch an seinen auf dem zu untersuchenden MaterialAnother step in terms of adapting the measuring device to practical requirements represents the double roller yoke, in which the double yoke on its on the material to be examined