SE456606B - DEVICE AND / OR TEST DIMENSION AND / OR DISTANCE SAFETY DEVICE - Google Patents

Description

456 606 Föreliggande uppfinning som baseras på användandet av i provobjek- tet inducerade strömmar med tillhörande magnetfält anger hur dessa här beskrivna och andra härmed sammanhängande problem kan lösas. The present invention, which is based on the use of currents induced in the test object with associated magnetic fields, indicates how these problems described herein and other related problems can be solved.

Följande beskrivning skall endast ses som en av många tänkbara _utförandeformer på hur uppfinningen kan förverkligas.The following description is to be considered only as one of many conceivable embodiments of how the invention may be practiced.

Vid sprickdetektering med hjälp av virvelströmsteknik är som bekant lift-off-problematiken en begränsande och störande faktor.In crack detection with the help of eddy current technology, as is well known, the lift-off problem is a limiting and disturbing factor.

I föreliggande uppfinning utnyttjar man till skillnad däremot lift- offesignalen eller bättre lift-off-vektorn för att mäta avståndet mellan givare och provobjekt. I de svenska patenthandlingarna 8302738-3 och 8400698-U beskrivs, med hjälp av impedansdiagrammen hur givarens impedans pâverkas av lift-off-avståndet (LO), vid s k dynamisk transformering enligt 8400698-0 utnyttjar man LO-signalen för att styra transformeringen och förstärkningen av spricksignalen.In contrast, in the present invention, the lift-off signal or better the lift-off vector is used to measure the distance between sensor and test object. Swedish patent documents 8302738-3 and 8400698-U describe, with the help of the impedance diagrams, how the impedance of the sensor is affected by the lift-off distance (LO), in the case of so-called dynamic transformation according to 8400698-0, the LO signal is used to control the transformation and amplification of the crack signal.

I föreliggande uppfinning använder man flera ytgivare placerade t ex runt en valstrâd såsom visas i figur l, vilka samtidigt mäter avståndet till tråden (1).In the present invention, several surface sensors are used, for example placed around a roll wire as shown in Figure 1, which simultaneously measure the distance to the wire (1).

Varje givare (2) kan sägas motsvaras av en referenspunkt (RP) vilka är inritade i figur 2.Each sensor (2) can be said to correspond to a reference point (RP) which are plotted in figure 2.

Figur l visar givare (2) med tillhörande ytgivarspolar (4). Givarna är t ex symmetriskt anordnade kring provobjektet (1) vars tvärsnitt är visat.Figure 1 shows sensors (2) with associated surface sensor coils (4). The sensors are, for example, symmetrically arranged around the test object (1) whose cross section is shown.

Givarna är anslutna till en tillhörande elektronik (3).The sensors are connected to an associated electronics (3).

Avståndet, mellan givare, eller bättre mellan spole och provobjek- tets yta är markerat med LO.The distance, between the sensor, or better between the coil and the surface of the test object is marked with LO.

Om man kompenserar och/eller balanserar givarna när tråd ej finns .närvarande dvs L0=Q0, kommer den signal (V) som, direkt eller indi- rekt, erhålls från givaren som funktion av LO att se ut ungefär som visas i figur 3.If you compensate and / or balance the sensors when wire is not present, ie L0 = Q0, the signal (V) which, directly or indirectly, is received from the sensor as a function of LO will look approximately as shown in Figure 3.

Figur 3 visar alltså den signal (V) som erhålls indirekt från giva- ren som funktion av LO. 3 456 606 Om man som i detta fall kompenserar eller balanserar givaren vid oändligt LO, dvs utan tråd närvarande, kommer LO-funktionskurvan att asymtotiskt närma sig noll vid ökande LO.Figure 3 thus shows the signal (V) obtained indirectly from the sensor as a function of LO. 3 456 606 If, as in this case, the sensor is compensated or balanced at infinite LO, ie without wire present, the LO function curve will asymptotically approach zero with increasing LO.

Man kan säga att den från givaren härrörande signalen V i figur 3 indirekt motsvarar avståndet LO i figur 1. Genom att konvertera, t ex via funktionsomvandling, funktionen i figur 3 kan man erhålla en linjär funktion enligt figur 4 där LO kan motsvara det verkliga LO-avståndet i figur 2.It can be said that the signal V originating from the sensor in Figure 3 indirectly corresponds to the distance LO in Figure 1. By converting, for example via function conversion, the function in Figure 3, one can obtain a linear function according to Figure 4 where LO can correspond to the real LO. the distance in figure 2.

Denna linjära funktion är givetvis lättare att utnyttja än den olinjära exponentialfunktionen i figur 3.This linear function is of course easier to use than the non-linear exponential function in Figure 3.

Observera dock att funktionen enligt figur 4 ej nödvändigtvis behöver visa avståndet LO mellan givare och provobjekt utan kan om så är lämpligt visa avståndet LO till ett till givaren hö- rande referensläge, kallat referenspunkt (RP).Note, however, that the function according to Figure 4 does not necessarily have to show the distance LO between the sensor and the test object, but can, if appropriate, show the distance LO to a reference position belonging to the sensor, called the reference point (RP).

Givarnas referenspunkter är inritade i figur 2, liksom deras ave stånd LO till provobjektet (1) vars diameter är kallad D. Avstån- det mellan två diametralt belägna referenspunkter är utmärkt med A.The reference points of the sensors are plotted in Figure 2, as is their ave LO to the test object (1) whose diameter is called D. The distance between two diametrically located reference points is excellent with A.

Märk att kurvan i figur 4 utgår från V=0 i referenspunkten RP.Note that the curve in Figure 4 is based on V = 0 in the reference point RP.

Referenspunkten RP behöver ej vara en punkt i givaren utan kan vara en fiktiv tänkt punkt på avståndet LO från provobjektets yta.The reference point RP does not have to be a point in the sensor but can be a fictitious imaginary point at the distance LO from the surface of the test object.

Ett annat sätt att beskriva referenspunkten RP är att RP är den punkt eller liknande vid vilken den delfunktion som beskriver avståndet till provobjektet eller dess yta är lika med noll.Another way of describing the reference point RP is that RP is the point or the like at which the sub-function describing the distance to the test object or its surface is equal to zero.

Denna funktion kan representeras av såväl signaler som digitala mätvärden m m.This function can be represented by signals as well as digital measured values, etc.

Referenspunkten refererar alltid till aktuell givare i så màtto att den är en, direkt eller indirekt, funktion av givarens posi- tion/läge. Man kan även säga att referenspunkten är ett tänkt hjälpverktyg som underlättar beräkningen av storhet.The reference point always refers to the current sensor insofar as it is a, directly or indirectly, function of the sensor's position / position. It can also be said that the reference point is an imaginary auxiliary tool that facilitates the calculation of magnitude.

Figur 5 är i sig ett exempel pà vad som avses med referenspunkt då ju D här beräknas utgående från avståndet mellan referens- punkterna RPI och RP2. i 456 606 4 Eftersom figur 4 antages gälla för samtliga givare kan man som i figur 5 kombinera funktionskurvorna för två diametralt placerade givare så att t ex RPl och RP2 ligger på avståndet A från varandra utefter LO-axeln. Om man då erhåller signalen V1 resp V2 från givarna kan man ur kurvorna lätt bestämma motsvarande LO-värden dvs Lül resp L02.Figure 5 is in itself an example of what is meant by reference point, since D here is calculated on the basis of the distance between the reference points RPI and RP2. i 456 606 4 Since figure 4 is assumed to apply to all sensors, it is possible as in figure 5 to combine the function curves for two diametrically placed sensors so that, for example, RP1 and RP2 are at a distance A from each other along the LO axis. If you then receive the signal V1 or V2 from the sensors, you can easily determine the corresponding LO values from the curves, ie Lü1 and L02, respectively.

Provobjektets diameter, D, kan därefter beräknas enligt; n = A - (Lol + Loz).The diameter of the sample object, D, can then be calculated according to; n = A - (Lol + Loz).

Denna beräkning liksom övriga funktionsomvandlingar, linjärise- ringar m m kan givetvis utföras med såväl hårdvara som mjukvara t ex via programmerbar elektronik typ dator o dyl.This calculation as well as other functional transformations, linearizations, etc. can of course be performed with both hardware and software, for example via programmable electronics such as computers and the like.

Funktionskurvan enligt figur 3 är känd sedan tidigare för fack- mannen, däremot är; såvitt vi känner till, ej principen enligt figur 5 tidigare känd. Observera även att om linjäriseringen ej skett utan funktionerna skulle vara olinjära som i figur 3, skulle D-värdet variera om provobjektets läge mellan RPI och RP2 varie- rades, vilket naturligtvis är helt oacceptabelt.The function curve according to Figure 3 is already known to the person skilled in the art, however; as far as we know, the principle according to figure 5 is not previously known. Also note that if the linearization did not take place but the functions would be non-linear as in Figure 3, the D-value would vary if the position of the sample object between RPI and RP2 varied, which is of course completely unacceptable.

Det linjära sambandet mellan LO och signal och/eller mätvärde enligt figur 4 förenklar alltså beräkningen av provobjektets dimensioner väsentligt.The linear relationship between LO and signal and / or measured value according to Figure 4 thus simplifies the calculation of the test object's dimensions significantly.

Genom att t ex så som beskrivs i den svenska patenthandlingen 8700472-7 placera ett flertal ytgivare runt provobjektet kan man vid t ex samma tidpunkt mäta diametern D i en mängd ritningar och dimensioner och även få en bild av trädens tvärsnittsprofil, kontur m m. Man kan även om så är lämpligt t ex kombinera givar- spolarna och på så sätt erhålla flera simulerade referenspunkter och därav flera mätmöjligheter.By, for example, as described in the Swedish patent document 8700472-7, placing a plurality of surface sensors around the test object, one can at the same time measure the diameter D in a number of drawings and dimensions and also get a picture of the trees' cross-sectional profile, contour, etc. can even, if appropriate, for example combine the sensor coils and thus obtain several simulated reference points and hence several measuring possibilities.

Som tidigare sagts refererar figur 3 till att givaren kompenserats vid LO =00. Inom ramen för uppfinningen kan dock kompensationen utföras vid annat LO om så är lämpligt.As previously stated, Figure 3 refers to the sensor being compensated at LO = 00. Within the scope of the invention, however, the compensation can be performed at another LO if appropriate.

Med kompensation avses t ex den typ av kompensation inkl balanse- ring som beskrivs i de svenska patenthandlingarna 7507857-6, 7613708-2, 7813344-4, 8302738-3 och 8400698-D och vars terminologi i allt väsentligt även omfattas av aktuell uppfinning. s 456 606 Elektronikdelen (3) i figur 1 kan vara konventionellt uppbyggd vad gäller virvelströmsdelen. Ett bra exempel på hur virvelströmsdelen kan utformas framgår av den svenska patenthandlingen 8400698-0 i vilken figur 3 exakt beskriver ett av många tänkbara exempel på vad pos 3 i figur 1 till en del kan innefatta. 0 Utsignalen från virvelströmsdelen kan sedan t ex signalbehandlas ytterligare via tillhörande analog-digital-omvandlare och dator innefattade i beräkningsdelen (4).By compensation is meant, for example, the type of compensation including balancing described in the Swedish patent documents 7507857-6, 7613708-2, 7813344-4, 8302738-3 and 8400698-D and whose terminology is essentially also covered by the present invention. s 456 606 The electronic part (3) in figure 1 can be conventionally constructed with respect to the eddy current part. A good example of how the eddy current part can be designed appears from the Swedish patent document 8400698-0 in which figure 3 describes exactly one of many conceivable examples of what pos 3 in figure 1 can partly include. The output signal from the eddy current part can then, for example, be further processed by signal via the associated analog-to-digital converter and computer included in the calculation part (4).

Detta exempel är bra även med hänsyn till att det oftast krävs minst tvâ bärfrekvenser för att möjliggöra en effektiv undertryck- ning av oönskade effekter via s k vektortransformation. De aktuella frekvenserna bör väljas så höga att ströminträngningsdjupet blir begränsat. Detta är även viktigt för_att mätningen ej skall störas för mycket pga trädens hastighet igenom givararrangemanget. Vid låga frekvenser blir svaret/responsen från provobjektet till giva- ren fördröjt pga strömmarnas och/eller magnetfältens induktiva koppling på djupet av provobjektet, vilket ger upphov till en störande eftersläpningseffekt speciellt märkbar vid höga hastig- heter.This example is also good considering that at least two carrier frequencies are usually required to enable effective suppression of undesired effects via so-called vector transformation. The current frequencies should be selected so high that the current penetration depth is limited. This is also important so that the measurement is not disturbed too much due to the speed of the trees through the sensor arrangement. At low frequencies, the response / response from the test object to the sensor is delayed due to the inductive connection of the currents and / or magnetic fields at the depth of the test object, which gives rise to a disturbing lag effect especially noticeable at high speeds.

För att precisionen i mätningen skall bli hög krävs det att avstån- det (A) mellan referenspunkterna, RP, är så exakt och stabilt som möjligt. För att uppnå detta krävs det ofta att givarna kompenseras direkt innan trädens framände passerar in igenom givararrangemangeb varvid då alla dittillsvarande drifter t ex temperaturberoende lindningsresistanser o dyl elimineras.In order for the precision of the measurement to be high, it is required that the distance (A) between the reference points, RP, is as accurate and stable as possible. In order to achieve this, it is often required that the sensors are compensated directly before the front end of the trees passes in through the sensor arrangement, whereby all corresponding operations, eg temperature-dependent winding resistances and the like, are eliminated.

Det är därför lämpligt att montera en fotocell för avkänning av tråden direkt före givarna och att denna fotocell ger en kompensa- tionspuls under vilken givarna snabbt kompenseras, varefter t ex efter 10 ms, tråden gär in i det fräscha givararrangemanget.It is therefore suitable to mount a photocell for sensing the wire directly before the sensors and that this photocell gives a compensation pulse during which the sensors are quickly compensated, after which, for example after 10 ms, the wire enters the fresh sensor arrangement.

På detta sätt är anordningens prestanda alltid högsta möjliga, inför mätningen.In this way, the performance of the device is always the highest possible, before the measurement.

Genom att göra givararrangemanget i figur l t ex i två halvor som kan röra sig relativt varandra, kan givarens genomloppskanal varie- ras t ex via automatik. Detta kan vara värdefullt då härigenom givaröppningen tillfälligt kan göras stor så fenor m m i trädens framände ej kilar fast i givaren. 456 606 e Som alternativ till ytgivare kan man även använda s k genomgångs- givare eller kombinationer av ytgivare och genomgângsgivare.By making the sensor arrangement in figure 1, for example in two halves that can move relative to each other, the sensor's passage channel can be varied, for example via automatic. This can be valuable as in this way the sensor opening can be temporarily made large so that fins etc. in the front of the trees do not wedge into the sensor. 456 606 e As an alternative to surface sensors, you can also use so-called through sensors or combinations of surface sensors and through sensors.

Man kan även förse ytgivarna i figur l med automatiska avstånds- inställningar t ex kulskruvar och motorer, som kan ställa in givarna till förutbestämda LO-avstånd, beroende av t ex föi tillfället ak- tuell tràddimension m m.You can also provide the surface sensors in figure 1 with automatic distance settings, such as ball screws and motors, which can set the sensors to predetermined LO distances, depending on, for example, the current wire dimension, etc.

Till varje sådan avstândsinställning kan då höra en speciell beräk- ningsfunktion. I datorns minne/program finns då lämpligen ett bibliotek av lämpliga funktioner inkl korrigeringsprogram för aktuella trâddimensioner m m.Each such distance setting can then include a special calculation function. In the computer's memory / program, there is then suitably a library of suitable functions, including correction programs for current wire dimensions, etc.

Det är oftast fördelaktigt att kunna mäta avståndet (LO) vid rela- tivt stort arbetsområde t ex l-l0 mm. För att möjliggöra detta är idet lämpligt att förse ytgivarna med t ex ferritkärnor som för- stärker magnetflödet mellan givare och provobjekt.It is usually advantageous to be able to measure the distance (LO) at a relatively large working area, eg 1-10 mm. To make this possible, it is appropriate to provide the surface sensors with, for example, ferrite cores which amplify the magnetic flux between the sensor and the test object.

En mycket besvärande komplikation vid den typ av givararrangemang som visas i figur l är att träden i det praktiska fallet kan vib-_ rera kraftigt, vilket är antytt i figuren genom att ett ytterligare läge är streckmarkerat dvs att trädens centrum Pl har förflyttats till P2. För att komma tillrätta med detta problem kan det vara fördelaktigt att givarna avkänns momentant mao vid samma tidpunkt och att aktuella signaler och/eller mätvärden lagras undan i t ex datorminne för beräkning av D mm, vid t ex ett senare tillfälle.A very troublesome complication with the type of sensor arrangement shown in Figure 1 is that the trees in the practical case can vibrate strongly, which is indicated in the figure by an additional position being dashed, ie that the center P1 of the trees has been moved to P2. In order to rectify this problem, it can be advantageous for the sensors to be sensed momentarily, ie at the same time, and for current signals and / or measured values to be stored away in, for example, computer memory for calculating D mm, for example at a later time.

Ett annat problem av största betydelse för mätningen är att kurvan enligt figur 3 endast gäller när provobjektet dvs träden befinner sig mitt för givaren! Detta beror på att den índuktiva kopplingen mellan träd och ytgi- varspole varierar när tråden som i figur 6 förflyttas sträckan S men där avståndet X är konstant. Detta streckade läge motsvaras av den streckade kurvan/funktionen i figur 3. (Dessa kurvor är ej skalenligt ritade varför de skall betraktas som principiella, detta sagt som en parentes).Another problem of the greatest importance for the measurement is that the curve according to Figure 3 only applies when the test object, ie the trees, is in the middle of the sensor! This is because the inductive connection between the wire and the surface sensor coil varies when the wire as in Figure 6 is moved the distance S but where the distance X is constant. This dashed position corresponds to the dashed curve / function in figure 3. (These curves are not drawn to scale, so they should be considered as principal, this is said as a parenthesis).

Resultatet av detta blir att precisionen i mätningen minskar mar- kant, om som i figur 1, trädens centrumläge ändras från t ex Pl till P2. '_ 456 606 Även detta problem kan bemästras genom att man korrigerar mätningen med hjälp av trädens lägesavvikelse från ett normalläge som t ex kan vara Pl i figur l. På detta sätt har dimensionen på tråden även beräknats som funktion av, dvs med hänsynstagande till provobjek- s tets läge t ex centrering relativt givarna.The result of this is that the precision of the measurement decreases markedly, if, as in Figure 1, the center position of the trees changes from, for example, P1 to P2. 456 606 This problem can also be overcome by correcting the measurement by means of the position deviation of the trees from a normal position which may, for example, be P1 in Figure 1. In this way, the dimension of the wire has also been calculated as a function of, ie taking into account test objects. - its position, eg centering relative to the sensors.

Ett utmärkt sätt att bestämma trädens läge, är att utnyttja givarna så som beskrivs i det svenska patentet 8101284-1, varigenom givaren kan användas för att både mäta trädens dimension och dess läge, men då utgående från två principiellt olika anordningar/principer.An excellent way of determining the position of the trees is to use the sensors as described in the Swedish patent 8101284-1, whereby the sensor can be used to measure both the dimension of the trees and their position, but then based on two fundamentally different devices / principles.

Inget hindrar heller att man samtidigt använder samma givare för t ex sprickdetektering varvid tillämpningen blir mer heltäckande och sofistikerad till sin natur.There is also nothing to prevent the same sensor being used at the same time for, for example, crack detection, whereby the application becomes more comprehensive and sophisticated in nature.

Aktuell uppfinning inkluderar givetvis alla i denna beskrivning omnämnda exemplen inkl kombinationer av dessa.The present invention of course includes all the examples mentioned in this specification including combinations thereof.

En ytterligare mätteknisk komplikation inträffar om provobjektet, i detta exempel tråden, innehåller ytsprickor, eller andra defekter.An additional measurement technical complication occurs if the test object, in this example the thread, contains surface cracks or other defects.

I figur 2 har som exempel en ytspricka (5) ritats in. Denna yt- spricka stör utbredningen på de på provobjektets yta inducerade virvelströmmarna, vilket i sin tur uppfattas av ytgivarspolen som en impedansförändring. Denna impedansändring kan beskrivas som en vektor, v g se t ex patenthandling 8302738-3, vars riktning oftast i stort sammanfaller med avstàndsriktningen, LO, i givarens ímpedansplan. Härigenom kan givaren fås att tro att provobjektets yta befinner sig längre bort än vad som är det verkliga fallet.In Figure 2, a surface crack (5) has been drawn as an example. This surface crack disturbs the propagation of the eddy currents induced on the surface of the test object, which in turn is perceived by the surface sensor coil as an impedance change. This impedance change can be described as a vector, see for example patent document 8302738-3, the direction of which usually largely coincides with the distance direction, LO, in the impedance plane of the sensor. In this way, the sensor can be made to believe that the surface of the test object is further away than is the real case.

Konsekvensen blir att dimensionsberäkningen störs av sprickan och oftast blir felaktig.The consequence is that the dimension calculation is disturbed by the crack and often becomes incorrect.

För att komma tillrätta även med detta problem kan man tillgripa s k vektortransformationsteknik baserad på användandet av flera bärfrekvenser. I den svenska patenthandlingen 8700359-6 beskrivs hur en för'detta ändamål utmärkt transformationsanordning kan utformas och användas.To deal with this problem as well, one can resort to so-called vector transformation technology based on the use of several carrier frequencies. Swedish patent document 8700359-6 describes how a transformation device excellent for this purpose can be designed and used.

Med hjälp av denna vektortransformation kan man alltså separera bort de variabler/parametrar som stör t ex dimensionsmätningen och därigenom undvika att felaktiga dimensionsvärden presenteras. 456 606 = s Ett annat närbesläktat problem är temperaturpåverkan av olika slag på mätningen. När temperaturen varierar efter kompenseringen änd- ras t ex givarlindningarnas inre resistans, liksom den från det metalliska givarhöljet övertransformerade resistansen. Dessa resi- stansändringar förorsakar olika typer av störande driftef.With the help of this vector transformation, it is thus possible to separate out the variables / parameters that disturb, for example, the dimensional measurement and thereby avoid incorrect dimension values being presented. 456 606 = s Another closely related problem is the temperature influence of various kinds on the measurement. When the temperature varies after the compensation, for example, the internal resistance of the sensor windings changes, as does the resistance over-transformed from the metallic sensor housing. These resistance changes cause various types of disruptive drift.

Ett sätt att undvika dessa drifter är att temperaturreglera kyl- vattnet till givarna, ett annat är att korrigera mätvärdena utifrân uppmätt temperaturändring. På liknande sätt kan oönskade mäteffek- ter förorsakade av varierande temperatur m m hos provobjektet undertryckas.One way to avoid these operations is to regulate the temperature of the cooling water to the sensors, another is to correct the measured values based on the measured temperature change. In a similar way, undesired measuring effects caused by varying temperature etc. of the test object can be suppressed.

Som exempel kan en varierande legeringssammansättning i provobjek- tet ge liknande effekter som en temperaturvariation pga att bägge orsakerna påverkar provobjektets elektriska ledningsförmåga.As an example, a varying alloy composition in the test object can give similar effects as a temperature variation due to the fact that both causes affect the test object's electrical conductivity.

Eftersom man oftast känner den aktuella legeringssammansättningen och kan mäta trädens temperatur har man tillgång till de signaler som krävs för att korrigera beräkningsfunktionerna för storhet.Since you usually know the current alloy composition and can measure the temperature of the trees, you have access to the signals required to correct the calculation functions for size.

Uppfinningen är avsedd att tillämpas vid dimensionsmätning på varm valstrâd o dyl där prpvobjektet har en temperatur över dess Curie- temperatur. Materialet är då omagnetiskt.The invention is intended to be applied in dimensional measurement on hot rolling wire and the like where the test object has a temperature above its Curie temperature. The material is then non-magnetic.

Genom att välja lämpliga bärfrekvenser m m är dock uppfinningen även väl lämpad för mätning/provning av kalla såväl omagnetiska som magnetiska material.By selecting suitable carrier frequencies, etc., however, the invention is also well suited for measuring / testing cold both non-magnetic and magnetic materials.

Likaså kan uppfinningen användas för mätning av storhet t ex nivån pà en stâlsmälta m m.The invention can also be used for measuring quantity, eg the level of a steel melt, etc.

Om man väljer att direkt utifrån den olinjära funktionen enligt figur 3 beräknar LO-avståndet via t ex en matematisk modell/a1go- ritm, är detta att betrakta som en linjärisering då man ju då arbetar med en typ av funktionsomvandling, baserad på minst en reell eller fiktiv referenspunkt.If you choose to calculate the LO distance directly from the nonlinear function according to Figure 3 via, for example, a mathematical model / algorithm, this is to be regarded as a linearization as you are then working with a type of function transformation, based on at least one real or fictitious reference point.

Detta innebär att även detta innefattas i uppfinningen.This means that this is also included in the invention.

För att en anordning enligt uppfinningen skall bli rätt kalibrerad är det lämpligt att förse den med automatiska kalibreringshjälp- medel och liknande. _ Genom att t ex tillverka olika referensobjekt eller normaler med 9 456 6Û6 varierande storheter kan man inom ramen för uppfinningen automa- tiskt uppdatera de funktionsomvandlingsrutiner m m som användes vid beräkningen av storhet. Referensobjekten ersätter mao prov- objektet under den automatiska kalibreringsproceduren. Vid mer avancerade kalibreringar användes datorprogram för genomförandet av kalibreringsproceduren.In order for a device according to the invention to be correctly calibrated, it is suitable to provide it with automatic calibration aids and the like. By, for example, manufacturing different reference objects or norms with varying quantities, the function conversion routines etc. used in the calculation of quantity can be automatically updated within the scope of the invention. The reference objects replace the test object during the automatic calibration procedure. In more advanced calibrations, computer programs were used to perform the calibration procedure.

I det praktiska fallet ändras t ex tråddíametern när slutprodukten ändras. Detta medför att de funktioner som t ex via datorprogram styr korrigeringen/kompensationen av t ex centrumavvikelsepàverkan näste finjusteras. Det kan därför vara aktuellt att ha en mindre serie 'norma1er' av olika diameter och att dessa en och en placeras i mätposition i givaren varefter elektroniken inkl dator lagrar undan aktuella mätvärden. Därefter räknar datorn lämpligen själv fram de funktioner som beskriver de olika variablernas påverkan på mätresultatet dvs storhet, och därur t ex även genererar lämpliga och optimala korrigeringsfunktioner. Det är givetvis även möjligt att via mekaniska arrangemang automatiskt föra in kalibrerings- normaler i givaren vid lämpliga tillfällen.In the practical case, for example, the wire diameter changes when the end product changes. This means that the functions that, for example via computer programs, control the correction / compensation of, for example, the center deviation effect are next to be fine-tuned. It may therefore be relevant to have a smaller series of 'norms' of different diameters and for these to be placed one by one in the measuring position in the sensor, after which the electronics, including the computer, store away current measured values. Then the computer conveniently calculates the functions that describe the effect of the various variables on the measurement result, ie size, and from this, for example, also generates suitable and optimal correction functions. Of course, it is also possible to automatically insert calibration standards into the sensor via mechanical arrangements at appropriate times.

En kalibreringsnormal kan som exempel bestå av en axel som trapp- format är nedsvarvad så den i axiell led har olika diameter.A calibration standard can, for example, consist of a shaft whose step format is turned down so that it has different diameters in the axial direction.

Materialet i axeln består lämpligen av ett omagnetiskt stål med samma elektriska egenskaper som provobjektet.The material in the shaft suitably consists of a non-magnetic steel with the same electrical properties as the test object.

Givararrangemanget enligt figur 1 kan med fördel vara fast monterat t ex i ett ledarrör direkt efter valsstol i ett trådvalsverk.The sensor arrangement according to Figure 1 can advantageously be fixedly mounted, for example in a conductor tube directly after the rolling stand in a wire rolling mill.

Pga trädens rörelse rör sig då givarna relativt valstrâden.Due to the movement of the trees, the sensors then move relative to the selection wire.

Uppfinningen innefattar dock även sådana tillämpningar där givarna roterar eller oscillerar runt provobjektet.However, the invention also includes such applications where the sensors rotate or oscillate around the test object.

Uppfinningen innefattar även alla tänkbara provobjektsformer.The invention also includes all conceivable sample object shapes.

Speciellt i valsverk kan det vara av stor betydelse att mäta vals- tràdens dimension efter respektive reduktionssteg, för att utifrân informationen om trädens diameter, form m m styra och korrigera valsningsprocessen och dess styrparametrar.Especially in rolling mills, it can be of great importance to measure the dimension of the rolling wire according to the respective reduction steps, in order to control and correct the rolling process and its control parameters based on the information about the diameter, shape, etc. of the trees.

En annan intressant tillämpning för uppfinningen är olika typer av planhetsmätning t ex pà plàtband o dyl. 456 606 10 Som framgått av beskrivningen så här långt finns det en mängd parametrar som på olika sätt påverkar det slutliga mätresultatet av storhet.Another interesting application for the invention is different types of flatness measurement, for example on sheet metal strips and the like. 456 606 10 As stated in the description so far, there are a number of parameters that in different ways affect the final measurement result of magnitude.

För att göra detta något mer överskådligt har figur 7 ritats. Fi- gur 7 är att betrakta som en sammanfattande principiell figur som visar de variabler som vanligen ingår i beräkningen av storhet t ex dimension.To make this a little clearer, Figure 7 has been drawn. Figure 7 is to be regarded as a summary principal figure that shows the variables that are usually included in the calculation of size, eg dimension.

Provobjektet (l) omsluts av givararrangemangets (2) ytgivarspolar, som är anslutna till mätelektroniken (3) som i sin tur är ansluten till beräkningsdelen (4) i vilken storhet (ST) beräknas. I princip kan mätelektronik och beräkningsdel vara samma elektronikenhet.The test object (1) is surrounded by the surface sensor coils of the sensor arrangement (2), which are connected to the measuring electronics (3) which in turn are connected to the calculation part (4) in which quantity (ST) is calculated. In principle, measuring electronics and calculation part can be the same electronic unit.

Från mätelektroniken (3) erhålls t ex följande signaler till beräk- ningsdelen: M1, N st Lift-off-funktionsvärden t ex enligt figur 3 M2, Centrumavvikelse inkl riktning G t ex R El M3, Separeringssignal t ex spricka alt diameter M4, Givarläge t ex LO-position mao A Övriga signaler till berâkningsdelen (4) är t ex: Pl, Materialkonstanter t ex nominell diameter, legeríng, resistivitet m m P2, Formkonstanter P3, Givartemperatur t ex kylvattentemperatur P4, Provobjektets temperatur Kl, Processignal, fotocell - framändetràd K2, - “ - , valsningshastighet K3, - “ - , toleransgränser Med hjälp av dessa insignaler beräknas storhet. 456 eos ll Beräkningsenheter (4) kan lämpligen innefatta en mikrodator inkl ev hàrdvarubaserade beräkningsmoduler för snabb beräkning. Genom att kombinera uppfinningen med den i den svenska patenthandlingen 8700472-7 beskrivna anordningen kan med fördel elektronik- (3) och beräkningsdelen (4) vara gemensamma för ett antal givare och/eller givararrangemang.From the measuring electronics (3), for example, the following signals are obtained for the calculation part: M1, N pcs Lift-off function values eg according to figure 3 M2, Center deviation incl direction G eg R El M3, Separation signal eg crack alt diameter M4, Sensor position eg LO position ie A Other signals to the calculation part (4) are eg: P1, Material constants eg nominal diameter, alloy, resistivity etc. P2, Form constants P3, Sensor temperature eg cooling water temperature P4, Sample object temperature Kl, Process signal, photocell - front wire K2, - “-, rolling speed K3, -“ -, tolerance limits Using these input signals, size is calculated. 456 eos ll Calculation units (4) may suitably comprise a microcomputer including possibly hardware-based calculation modules for fast calculation. By combining the invention with the device described in the Swedish patent document 8700472-7, the electronics (3) and the calculation part (4) can advantageously be common to a number of sensors and / or sensor arrangements.

Några förtydligande exempel.Some illustrative examples.

Med provobjekt avses t ex ämnen, stång, tråd, rör, plåt, flytande metallsmälta etc.By test object is meant, for example, blanks, rods, wire, pipes, sheet metal, liquid metal melt, etc.

Med givare avses t ex virvelströmsbaserad ytgivare, Hall-element, olika typer av sensorer, etc och kombinationer av dessa.Sensors refer to, for example, eddy current-based surface sensors, Hall elements, different types of sensors, etc. and combinations of these.

Med storhet avses t ex dimension, form, läge, profil, temperatur, hastighet, och kombinationer av dessa etc.By quantity is meant, for example, dimension, shape, position, profile, temperature, speed, and combinations of these, etc.

Storhet är mao ett víttomspännande begrepp.In other words, greatness is a wide-ranging concept.

Med bärfrekvens avses t ex frekvensen på aktuell virvelström eller i denna ingående frekvenskomposant.Carrying frequency refers to, for example, the frequency of the current eddy current or the frequency component included in it.

Med LO avses t ex det-som man normalt kallar lifteoff. Exempel på detta framgår av t ex de svenska patenthandlignarna 8400698-0 och 8400861-4.By LO is meant, for example, what is normally called lift off. Examples of this can be seen in, for example, the Swedish patent attorneys 8400698-0 and 8400861-4.

I övrigt hänvisas till den terminologi med tillhörande beskrivningar som ingår i de i denna beskrivning anförda patenten och patenthand- lingar.In other respects, reference is made to the terminology and associated descriptions included in the patents and patent documents cited in this description.

Uppfinningen kan varieras och tillämpas på mångahanda sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.The invention can be varied and applied in various ways within the scope of the appended claims.

När givaren rör sig avses t ex relativrörelse.When the sensor moves, it refers to, for example, relative movement.

Claims (10)

456 606 '12 _ , PATENTKRAV456 606 '12 _, PATENTKRAV 1. Anordning för mätning och/eller provning t ex detektering, av prov- objekt (1) t ex valstrâd, med avseende på dimension och/eller form, inne- fattande minst en givare (2) som rör sig på/över t ex längs, provobjekt- ets yta eller del därav, och som via tillhörande elektronik (3) genere- rar och/eller beräknar signaler och/eller mätvärden, som direkt eller indirekt representerar avståndet (LO) mellan givare och provobjektets yta eller del därav, k ä n n e t e c k n a d därav att dessa signal- er och/eller mätvärden, helt eller delvis, och direkt eller indirekt, mätes och/eller beräknas, med hjälp av i/på provobjektet inducerade strömmar t ex virvelströmmar, och att dimension och/eller form, helt eller delvis, automatiskt mätes och/eller beräknas som funktion av minst två av dessa t ex momentant, uppmätta och/eller beräknade signal- er och/eller mätvärden.Device for measuring and / or testing, eg detection, of test objects (1) such as wire rod, with regard to dimension and / or shape, comprising at least one sensor (2) moving on / over e.g. along, the surface or part thereof of the test object, and which via associated electronics (3) generates and / or calculates signals and / or measured values, which directly or indirectly represent the distance (LO) between the sensor and the surface or part thereof of the test object, k characterized in that these signals and / or measured values, in whole or in part, and directly or indirectly, are measured and / or calculated, by means of currents induced in / on the test object, eg eddy currents, and that dimension and / or shape, completely or partially, automatically measured and / or calculated as a function of at least two of these, eg instantaneous, measured and / or calculated signals and / or measured values. 2. Anordning enligt föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d därav att signaler_och/eller mätvärden som representerar avstånd (LO) mellan givare och provobjekt, mätes och/eller beräknas utifrân minst ett referensavstånd och/eller referensläge t ex i rummet fix referens- position/punkt som då kan betraktas som tillhörande givaren.Device according to the preceding claim, characterized in that signals_and / or measured values representing distance (LO) between sensor and test object are measured and / or calculated on the basis of at least one reference distance and / or reference position, eg in the room fixed reference position / point as then can be considered as belonging to the donor. 3. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d därav att via givare, direkt eller indirekt, erhållna signaler och/eller mätvärden, behandlas t_ex linjäriseras, funktionsomvandlas etc, så att avståndsinformationen t ex mätvärdet V är i stort proportionellt mot avståndet LO inom givarens L0-arbets- omrâde t ex så att V = LO x k , där k är en konstant.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that signals and / or measured values obtained via sensors, directly or indirectly, are processed, for example linearized, function transformed, etc., so that the distance information, eg the measured value V, is largely proportional to the distance LO within the sensor's L0 working range, for example so that V = LO xk, where k is a constant. 4. Anordning enligt något eller nâgra av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d därav att s k vektortransformation t ex ba- serad på användandet av minst två bärfrekvenser, användes för separer- ing och/eller undertryckning av påverkan från störande variablerlstor- heter som t ex ytsprickor. °Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that so-called vector transformation, for example based on the use of at least two carrier frequencies, is used for separation and / or suppression of the influence of disturbing variable quantities such as surface cracks. ° 5. S. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a db därav att mätning och/eller beräkning av stor- het även sker som-funktion av provobjektets läge t ex centrering rela- tivt givarna/givararrangemanget vid respektive mättillfälle. lï» 12 456 6065. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that measurement and / or calculation of size also takes place as a function of the position of the test object, eg centering relative to the sensors / sensor arrangement at the respective measuring time. lï »12 456 606 6. Anordning enligt något eller nâgra av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n avd därav att storhet mätas och/eller beräknas med hjälp av signaler, helt eller delvis, härrörande från minst två vid provobjektet t ek runt valstråd, i stort diametralt belägna givare.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the quantity is measured and / or calculated by means of signals, wholly or partly, originating from at least two transducers located at the test object teak around a large diameter wire. 7. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d därav att temperaturkompensering och/eller konstanttemperaturhållning sker med avseende på minst en av följande punkter/variabler, - givarlindnings temperaturvariation/-beroende, - givarhöljets - ” - - " - . - provobjektets - " - - “ - .Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that temperature compensation and / or constant temperature maintenance takes place with respect to at least one of the following points / variables, - sensor winding temperature variation / dependence, - of the sensor housing - "- -" -. - "- -" -. 8. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d därav att givarnas avstånd (LO) till prov- objektets yta kan ändras via t ex av fotocell styrd, automatik t ex så att valstrådens grövre framände kan passera igenom givararrangemanget varefter givarna omgående återgår till normalläge för dimensionsmätning.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the distance (LO) of the sensors to the surface of the test object can be changed via, for example, photocell controlled, automatically so that the coarser front end of the wire can pass through the sensor arrangement. to normal mode for dimensional measurement. 9. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d därav att beräkning av storhet sker med hjälp av programmerbar elektronik t ex dator.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the calculation of size takes place with the aid of programmable electronics, for example a computer. 10. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav k ä n n ett e c k n a d därav att anordningen ingår i och/eller an- vändes i kombination med annan mät- och/eller kontrollanordning-Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the device is included in and / or used in combination with another measuring and / or control device.