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DE3328225C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3328225C2
DE3328225C2 DE3328225A DE3328225A DE3328225C2 DE 3328225 C2 DE3328225 C2 DE 3328225C2 DE 3328225 A DE3328225 A DE 3328225A DE 3328225 A DE3328225 A DE 3328225A DE 3328225 C2 DE3328225 C2 DE 3328225C2
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DE
Germany
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coating
coils
coil
wire
thickness
Prior art date
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DE3328225A
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Warwick Richard New Lambton Heights New South Wales Au Summers
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Australian Wire Industries Pty Ltd
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Australian Wire Industries Pty Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Bestimmung der Dicke einer Beschichtung auf einem Gegenstand großer Länge, etwa einem Draht, Band oder dergleichen, mit einem ferromagnetischen Substrat für die Beschichtung. Beschichtungen, bei denen die Erfindung anwendbar ist, sind typischerweise elektrisch leit­ fähig und von wesentlich geringerer magnetischer Permeabilität als das Substrat, gewöhnlich nicht-ferromagnetisch. Eine be­ sonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung betrifft die kon­ tinuierliche Bestimmung der Beschichtungsdicke bei einem me­ tallbeschichteten Stahldraht, beispielsweise einem galvani­ sierten Stahldraht, im On-Line-Betrieb, d. h. im Zuge der Ferti­ gung.
Eine grundsätzliches Verfahren zum Galvanisieren von Stahldraht bildet das Heißtauch-Verfahren, bei dem der Draht durch ein Zinkschmelzbad geführt und dann durch Wisch- und Vakuumkühl-Stationen nach oben abgezogen wird. Dabei soll ge­ währleistet werden, daß der nach bestimmten Spezifikationen hergestellte Draht diese Spezifikationen auch zuverlässig ein­ hält, und in diesem Zusammenhang sind verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Dicke der Zinkbeschichtung angewendet worden. Dabei ist zu beachten, daß eine erhebliche Einschränkung bei derartigen Bestimmungen darin besteht, daß in der praktischen Fertigung eine große Anzahl von Drähten, beispielsweise bis zu 40, parallel durchh die Galvanisieranlage gezogen werden.
Ein handelsübiches Verfahren zur Bestimung der Be­ schichtungsdicke besteht darin, daß von dem Draht ein Probe­ stück abgeschnitten und von diesem die Beschichtung chemisch entfernt wird. Die Dicke der Beschichtung wird durch Gewichts­ vergleich der Drahtprobe mit und ohne Beschichtung oder durch Messung der durch die chemische Entfernung erzeugten Wasser­ stoffmenge gewonnen. Wird das Probestück im Zuge der Fertigung entnommen, so ist man gewöhnlich auf die Enden der Fertigungs­ längen beschränkt. Wie ohne weiteres einzusehen, führt dieses Verfahren nicht unbedingt zu einer Qualitätsgewährleistung über die gesamte Produktionslänge; vielmehr ist anzunehmen, daß die Messung von Endstücken nicht repräsentativ ist.
Um diesen Schwierigkeiten teilweise zu begegnen, wird auch mit einem anderen Verfahren gearbeitet, bei dem eine Pro­ be mit Standardlänge von beispielsweise jeder dritten Schlei­ fe eines in sehr großer Länge hergestellten Drahtes aufgrund der Überlegung entnommen, daß die große Länge selbst eine zu­ verlässige Fertigungsprobe darstellt. Diese Lösung gestattet jedoch keine gleichzeitige Steuerung des Beschichtungsverfah­ rens und repräsentiert trotz des erforderlichen Aufwandes an Arbeit und Zeit nur eine einzige aus einer Vielzahl von Draht­ längen.
Bei einem weiteren Meßverfahren nach dem Stand der Technik wird punktweise mit einer magnetischen Sonde vorge­ gangen. Die Sonde arbeitet dabei mit der Verringerung des Magnetfeldes mit zunehmendem Abstand des Sondenkopfes vom Stahlkern. Bei diesem Verfahren sind viele Meßwerte erforder­ lich, um die mittlere Beschichtungsdicke zu bestimmen. Außer­ dem ist dieses Verfahren hinsichtlich des Drahtdurchmessers beschränkt, da die Oberflächenkrümmung dünner Drähte Meßfehler verursacht.
Aus der DE-OS 24 16 852 ist ein Verfahren be­ kannt, das eine Meßspule mit einem Spulenkern aufweist, deren Stirnfläche vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer gehär­ teten Stahlkugel auf die zu vermessende Schicht aufgelegt wird. Die Spule wird also senkrecht zur Schichtfläche ange­ ordnet. Abgesehen von den aus der Berührung resultierenden Nachteilen wie Beschädigung der Schicht, Abnützung der Meß­ sonde, aufwendiger Ausrichtung wegen der erforderlichen Son­ denbewegung, eignet sich die Anordnung bzw. das Verfahren nicht für die Messung konvex geformter Flächen mit kleinem Krümmungsradius, insbesondere von Drähten, da die Gefahr des Abrutschens von der Schichtoberfläche aufgrund der erforder­ lichen Berührung gegeben ist. Kontinuierliche Messungen sind ferner nur unter Beeinträchtigungen der Schichtoberfläche möglich.
Aus der DE-OS 26 02 848 ist ferner ein induktives Schicht­ dickenmeßverfahren für Bleche bekannt, bei dem wiederum eine Meßspule senkrecht zur Blechoberfläche ausgerichtet wird und die Induktivität der Meßspule mit derjenige einer Ver­ gleichsspule verglichen wird. Aus den oben erwähnten Gründen eignet sich dieses Verfahren nicht zur Messung der Beschich­ tungsdicke von drahtartig langgestreckten Gegenständen.
Schließlich offenbart die DE-OS 28 55 912 eine Schichtdicken­ meßeinrichtung, die einen Vergleichskörper mit ähnlichen elektromagnetischen Eigenschaften wie der Beschichtungskörper aufweist, der mechanisch gegenüber einer Vergleichssonde ver­ stellt wird.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dickenmessung von Be­ schichtungen geringer Permeabilität anzugeben, die eine mög­ lichst einfache, kontinuierliche Messung, insbesondere an konvex geformten Flächen geringen Durchmessers ermöglichen, und keine Beeinträchtigung der Schichtqualität mit sich brin­ gen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im Patentanspruch 1, hinsichtlich der Vorrich­ tung durch die im Patentanspruch 9 angegebe­ nen Merkmale gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß sich die genannte Aufgabe durch ein Vergleichsverfahren lösen läßt, das mit den relativen Ausgangssignalen eines Paares von induktiv gewickelten Spulen arbeitet, wobei der beschichtete Draht durch eine dieser Spulen hindurchgeführt wird. Dabei hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß aussagekräftige und genaue Beschichtungsmeßwerte erzielt werden, ohne daß die Ab­ messungen des zugeführten Drahtes eines bekannten Nenndurch­ messers genau bestimmt werden müssen, und daß sich die Empfind­ lichkeit durch sorgfältige Wahl der Spulengeometrie und der Frequenz des die Spulen speisenden Stroms optimieren läßt. Durch Anwendung von Verfahren der elektronischen Signalanalyse läßt sich die Vorrichtung ferner so auslegen, daß sie für einen weiten Bereich von Drahtdurchmessern funktioniert.
So kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Meßwert der Beschichtungsdicke ermittelt und angezeigt und/oder ein Meßwertsignal oder eine sonstige Anzeige dazu verwendet werden, die Dicke der Beschichtung zu verändern und/oder zu steuern.
Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Bezugsspule kann vorteilhafterweise in der Nähe der ersten oder Meßspule, beispielsweise parallel zu dieser, jedoch mit genügender Versetzung angeordnet sein, so daß der sich bewegende, zu messende Gegenstand deren Induktanz nicht we­ sentlich beeinflußt. Alternativ kann die Bezugsspule in einer beträchtlichen Entfernung von der Meßspule angeordnet sein, beispielsweise in einem Verfahrens-Steuerraum. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren sehr zufrie­ denstellend arbeitet, wenn der Kern der Bezugsspule einfach aus Luft besteht. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die beiden Spulen in ihrer Geometrie ähnlich, insbeson­ dere ähnlich gewickelt sind.
Bei einer besonders zweckmäßigen Anwendung handelt es sich bei dem langen Gegenstand um metallbeschichteten Stahl­ draht, beispielsweise galvanisierten Stahldraht, mit Kupfer, Aluminium oder einer Zink-Aluminium-Legierung beschichteten Draht oder um Reifencord, der einen sehr dünnen bronze-be­ schichteten Stahldraht enthält.
Zweckmäßigerweise werden die Parameter des verwendeten Stromes so gewählt, daß magnetische Sättigung des Substrats vermieden wird. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren zufriedenstellende Ergebnisse bei Flußdichten in der Größenordnung von 2,5 · 10-4 T erbringt. Auch die Frequenz des verwendeten Stroms wird innerhalb des oben erwähnten Bereichs so gewählt, daß eine nach der unten angegebenen, bekannten Formel berechnete Skineffekt-Eindringtiefe erzielt wird, die das Zwei- bis Vierfache der erwarteten Beschichtungsdicke ausmacht:
wobei
δ = Skineffekt-Eindringtiefe bei einer Signal-Wellen­ länge λ in Luft
c = Lichtgeschwindigkeit,
σ = relative Permeabilität der Beschichtung, und
µ = Leitfähigkeit der Beschichtung.
Man hat beobachtet, daß bei dieser Frequenzwahl eine angemessene Empfindlichkeit gegenüber Schwankungen in der Be­ schichtungsdichte erzielt wird. In dem wirtschaftlich wichti­ gen Fall von durch Heißtauchen hergestellten Metallüberzügen auf Stahldraht hat sich gezeigt, daß Frequenzen im Bereich von 20 bis 200 kHz zufriedenstellend sind, wobei der Bereich von 50 bis 140 kHz besonders bevorzugt ist.
Wie leicht gezeigt werden kann, ist bei einer gegebenen Frequenz die Skineffekt-Eindringtiefe in der Beschichtung wesent­ lich größer als in dem Substrat, im Falle von galvanisiertem Stahldraht beispielsweise etwa um das Zehnfache. Daraus ergibt sich, daß dieser Effekt zu einer bevorzugten Signalauswahl nach der Oberflächenbeschichtung gegenüber dem Substratmaterial führt, wodurch die Empfindlichkeit bezüglich Beschichtungs­ eigenschaften gegenüber Eigenschaften des Substratmaterials verbessert wird.
Das Verhältnis von Axiallänge zu Durchmesser der Meß­ spule wird vorzugsweise so gewählt, daß die Induktanz der Spule, damit die Empfindlichkeit der Vorrichtung, durch seit­ liche Versetzungen des zu messenden Gegenstandes innerhalb der Spule nicht beeinflußt wird. Unter Anwendung bekannter Grund­ sätze liegt daher das bevorzugte Verhältnis im Bereich von 4 : 1 bis 8 : 1, insbesondere bei etwa 5 : 1, um bei bequemen geo­ metrischen Verhältnissen gute Leistung zu erzielen.
Die zur Ableitung des Signals oder einer Anzeige er­ faßte elektrische Eigenschaft der jeweiligen Spulen kann zweckmäßigerweise die elektromotorische Kraft (EMK) längs den Spulen sein. Dabei können die Amplituden oder auch die Phasen­ winkel verglichen werden.
Bei einer bevorzugten Anordnung sind die betreffenden Spulen als Parallel-RL-Kreise an den Ausgang eines Präzisions­ oszillators angeschlossen. Dabei umfaßt ein zwischen die ent­ sprechenden Klemmen der Spulen eingeschalteter Detektorkreis einen Trenntransformator sowie ein über einen geeigneten Ver­ stärker an den Ausgang des Transformators angekoppeltes Sicht­ gerät. In anderer Ausführung liegt die EMK an den beiden in Serie geschalteten und in einem Brückenarm liegenden Spulen, während der zweite Brückenarm zwei in Serie geschaltete Wider­ stände umfaßt, wobei ein Detektorkreis an die Verbindungspunk­ te zwischen den beiden Spulen und den beiden Widerständen an­ geschlossen ist.
In der nachstehenden Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Er­ findung zur Überwachung der Beschichtungs­ dicke auf einem einzelnen laufend transportier­ ten Draht;
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung einer versuchs­ weisen Anwendung der Vorrichtung bei galvani­ siertem Stahldraht, wobei die Meß- und die Be­ zugsspule in ähnlicher Weise induktiv gewic­ kelt waren;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils einer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Mehrfach-Drahtbeschichtungsanlage;
Fig. 4 ein Schaltbild für eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 ein der Fig. 2 ähnliches Diagramm, jedoch für kupferbeschichteten Draht unter Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 4; und
Fig. 6 ein Diagramm von Meßwerten, in dem die Empfind­ lichkeit über der Frequenz des die Spule spei­ senden Stroms aufgetragen ist, wobei die Vor­ richtung nach Fig. 4 verwendet wurde.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführungsbei­ spiel der Erfindung enthält ein Paar von in ähnlicher Weise induktiv gewickelten Drahtspulen 10 und 12. Die Spule 10, bei der es sich um die Meßspule handelt, ist längs der Bahn eines galvanisierten Drahts 14 einer Mehrdraht-Heißtauch-Galvani­ sierungsanlage stromabwärts von den Heißtauch- und Wisch-Ein­ heiten fest angeordnet, während die Spule 12, bei der es sich um die Bezugsspule handelt, an einem sonstigen geeigneten Ort angeordnet ist. Dieser Ort kann in der Nähe der Meßspule 10 liegen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Die Spule 12 sollte jedoch von dem Draht 14 genügend weit entfernt sein, so daß dieser die Induktanz der Spule 12 nicht wesentlich be­ einflußt. Sind die beiden Spulen nahe beieinander angeordnet, so werden sie typischerweise durch eine gemeinsame elektro­ magnetische Abschirmung 13 geschützt.
Die beiden Spulen 10 und 12 sind geometrisch in jeder Hinsicht ähnlich, dabei auch in ähnlicher Weise auf ähnliche Spulenkörper gewickelt; beide sind hohl und weisen Luftkerne auf, und sie sind mit jeweiligen Widerständen 16 und 18 in Serie geschaltet. Die beiden so gebildten RL-Kreise liegen parallel am Ausgang eines Präzisions-Oszillators 20 mit se­ lektiv veränderbarer Frequenz.
Jede Spule 10, 12 hat einen Durchmesser in der Größen­ ordnung von 20 bis 30 mm und ein Verhältnis von Länge zu Durch­ messer von etwa 5 : 1, um gemäß den obigen Erörterungen zu gewähr­ leisten, daß die Meßergebnisse gegenüber seitlichen Bewegungen des Drahtes 14 innerhalb der Spule 10 unempfindlich sind.
Die mit den Widerständen 16 und 18 verbundenen Anschlüs­ se 11 bzw. 15 der Spulen 10, 12 sind mit den Enden einer Wicklung eines Trenntransformators 22 gekoppelt. Die andere Wicklung des Transformators 22 ist an einen Verstärker 24 angeschlossen, der ein geeignetes Anzeigeinstrument 26 beaufschlagt. Wie er­ sichtlich, stellt die Schaltung insgesamt eine elektrische Brückenanordnung dar.
Beim Betrieb wird ein gerade durch Heißtauchen galvani­ sierter Draht 14 durch einen Aufwickelmechanismus 25 im wesent­ lichen axial in Längsrichtung durch die Spule 10 gezogen und dabei durch Rollen oder ähnliche Führungen 28 geführt, während die beiden Spulen 10, 12 von dem Oszillator 20 mit einem Wech­ selstrom gespeist werden, dessen Frequenz nach den oben ange­ gebenen Regeln gewählt ist. Das Instrument 26 vermittelt eine Anzeige, die die beobachtete Differenz zwischen den Amplituden der an den beiden Spulen auftretenden elektromotorischen Kraft wiedergibt.
Bei geeigneter Eichung läßt sich die Anzeige an dem Instrument 26 in Einheiten der Beschichtungsdicke ablesen. Dies läßt sich anhand von Fig. 2 veranschaulichen, die schlüssig darlegt, daß das Verfahren zur Erzeugung von aus­ sagekräftigen und empfindlichen Ergebnissen herangezogen wer­ den kann. Die Darstellung nach Fig. 2 ist ein Diagramm, in dem die Ablesungen an dem Anzeigeinstrument über der näherungs­ weisen Dicke und dem Gewicht einer Zinkbeschichtung für ver­ schiedene Stahldrähte mit einem Durchmesser innerhalb eines von drei unterschiedlichen Bereichen bei einer gewählten Fre­ quenz von 90 kHz aufgetragen sind. Die Bereiche ergeben sich aus den Toleranzen für Drähte bestimmter Nenndurchmesser. Die Beschichtungsdicken wurden durch herkömmliche Methoden ermit­ telt. Wie ersichtlich, lassen sich aussagekräftige Eichkurven zeichnen, wobei eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit den experimentellen Werten für jeden Durchmesserbereich besteht, was bedeutet, daß es nicht erforderlich ist, den genauen Durch­ messer zu bestimmen, sofern der Nenndurchmesser bekannt ist.
Ein aus dem Vergleich abgeleitetes Signal kann dabei einem Rückkopplungs-Steuerkreis 27 zugeführt werden, der über eine Leitung 29 mit der zugehörigen (nicht gezeigten) Wisch­ einheit der Galvanisierungsanlage gekoppelt ist, um die Be­ schichtungsdicke automatisch zu regeln. Ferner kann bei einer typischen Mehrdrahtanlage mit Mikroprozessor-Technik gearbei­ tet werden, um die erforderlichen Informationen in einem be­ liebigen speziellen Format, einschließlich einen Satz von Rück­ kopplungssteuersignalen zu verarbeiten, zu eichen und auszu­ geben.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Teil einer Drahtbeschich­ tungsanlage, die zur Bearbeitung mehrerer parallel laufender Drähte dient, wobei für jeden Draht 14 eine eigene Meßspule 10 und eine eigene Bezugsspule 12 vorgesehen ist. Die Spulenpaare sind in jeweiligen Kammern 13a einer elektromagnetischen kasten­ förmigen Abschirmung 13′ untergebracht, die mit Trennwänden 13b versehen ist, um die einzelnen Spulen gegeneinander und gegenüber den anderen Drähten abzuschirmen. Verstärker, Anzeige­ instrument und zugehörige Elektronik sind separat in einer Schaltung 21 untergebracht, die mit den Spulen über ein Kabel 21a und mit einem Prozeß-Steuerrechner 27′ über eine Leitung 21b verbunden ist. Der Rechner 27′ dient dabei zur automati­ schen Steuerung der Beschichtungsdicke stromaufwärts von dem dargestellten Teil der Anlage. In Fig. 3 sind nur acht Dräh­ te gezeigt; derartige Anlagen können jedoch gegenwärtig bis zu vierzig Drähten aufweisen. Anstelle der gezeigten Unterbrin­ gung der Spulen in einer gemeinsamen Abschirmung ist es auch möglich, jedes Spulenpaar unabhängig weiter stromabwärts der Fertigungsstraße anzuordnen, wo die Drähte auseinanderlaufen und zu ihren getrennten Aufwickelmechanismen führen. Schließ­ lich ist es auch möglich, eine geringere Anzahl von Bezugs­ spulen als Meßspulen zu verwenden, beispielsweise jeweils eine Bezugsspule für ein Paar von Meßspulen.
Fig. 4, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszif­ fern versehen sind, zeigt ein Schaltbild einer alternativen Anordnung zur Überwachung und zum Vergleichen der Ausgangs­ signale einer Meßspule 10′ und einer Bezugsspule 12′. Wie oben sind diese Spulen in ähnlicher Weise induktiv gewickelt und geometrisch ähnlich, im vorliegenden Fall jedoch bezüg­ lich des Oszillators 20′ in Serie geschaltet. Am Oszillator liegt ferner parallel zu den Spulen ein Paar von ähnlichen seriengeschalteten Widerständen 16′ und 18′. Mit den Ver­ bindungspunkten 11′ und 15′ zwischen den beiden Spulen und zwischen den beiden Widerständen in der aus diesen Schaltungs­ elementen aufgebauten Brücke liegt ein Detektor-Verstärker 24′, der wie oben ein geeignetes Anzeigeinstrument 26′ beaufschlagt.
Die Anwendung der Schaltung nach Fig. 4 wird anhand von Fig. 5 erläutert. In dem Diagramm nach Fig. 5 ist das Beschichtungsgewicht (das durch herkömmliche Methoden ermit­ telt worden ist) über den Ablesewerten auf dem Anzeigeinstru­ ment 26′ für einen kupferbeschichteten Draht aufgetragen. Durch die Meßpunkte läßt sich eine nahezu geradlinige Kurve legen.
In jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann der Verstärker 24 bzw. 24′ durch einen phasenempfindlichen Detektor ersetzt werden, der nicht die Amplituden der an den Spulen abgegriffenen EMKs, sondern die Phasenwinkel vergleicht.
Fig. 6 zeigt den Einfluß der Frequenz auf die Meß­ empfindlichkeit für die Vorrichtung nach Fig. 4. Aus den in Fig. 6 gezeigten Ergebnissen geht hervor, daß die Frequenz zur Erzielung einer brauchbaren Empfindlichkeit über 10 kHz liegen soll, während andererseits eine Erhöhung der Frequenz über 200 kHz bezüglich der Empfindlichkeit nur noch wenig erbringt. Ein guter Arbeitsbereich liegt zwischen 50 und 140 kHz.

Claims (16)

1. Verfahren zur induktiven Bestimmung der Dicke einer Be­ schichtung auf einem Gegenstand, der einen ferromagnetischen Kern für die Beschichtung aufweist,
wobei die Beschichtung eine wesentlich geringere magne­ tische Permeabilität hat als der Kern,
wobei der Gegenstand (14) drahtartig langgestreckt ist und in seiner Längsrichtung durch eine hohle Meßspule (10) geführt wird und gleichzeitig an die Meßspule (10) ein Wech­ selstrom mit einer Frequenz von weniger als 140 kHz angelegt wird,
wobei der Wechselstrom gleichzeitig einer gegenüber dem Gegenstand (14) versetzten Bezugsspule (12) zugeführt wird,
und wobei eine elektrische Eigenschaft der beiden Spulen (10) erfaßt wird und aus dem Vergleich der beiden erfaßten elektrischen Signale ein die Beschichtungsdicke angebender Meßwert abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspule (12) zu der Meßspule (10) benachbart angeord­ net wird, jedoch mit genügender Versetzung, damit der sich bewegende Gegenstand (14) die Induktanz der Bezugsspule (12) nicht wesentlich beeinflußt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die erfaßte elektrische Eigenschaft die elektromoto­ rische Kraft an den Spulen (10, 12) ist, und daß ein oder mehrere erfaßbare Unterschiede zwischen den elektromotori­ schen Kräften als Anzeige für die Beschichtungsdicke verwen­ det werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert die Differenz zwischen den Phasenwinkeln der elektromotorischen Kräfte an den Spulen (10, 12) wiedergibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Spulen (10, 12) in ihrer Geome­ trie ähnlich sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Frequenz des angelegten elektrischen Stroms so gewählt wird, daß sie einer Skineffekt-Eindring­ tiefe zwischen dem Zwei- und dem Vierfachen der erwarteten Beschichtungsdicke entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (14) ein im Heißtauchverfahren metallbeschich­ teter Stahldraht ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwert zur Änderung und/oder Steuerung der Beschichtungsdicke herangezogen wird.
9. Vorrichtung zur induktiven Bestimmung der Dicke einer Beschichtung auf einem Gegenstand, der einen ferromagneti­ schen Kern für die Beschichtung aufweit, wobei die Beschich­ tung eine wesentlich niedrigere magnetische Permeabilität hat als der Kern, mit
einer induktiv gewickelten hohlen Meßspule (10);
einer Einrichtung (25), die den drahtartig langge­ streckten Gegenstand (14) in Längsrichtung durch die Meßspule (10) führt;
einer gegenüber dem Gegenstand (14) versetzten Bezugs­ spule (12), die so angeordnet ist, daß ihre Induktanz durch die Bewegung des Gegenstandes (14) nicht wesentlich veränder­ bar ist,
einer Einrichtung (20) zum Anlegen von Wechselstrom mit einer Frequenz von weniger als 140 kHz an die Meßspule (10) und die Bezugsspule (12); und
einer Einrichtung (24) zur Erfassung einer elektrischen Eigenschaft der Meßspule (10) und der Bezugsspule (12) und zur Ableitung eines Signals aus dem Vergleich der beiden er­ faßten elektrischen Signale zur Ermittlung eines die Be­ schichtungsdicke angebenden Meßwerts.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (10, 12) durch eine gemeinsame elektromagnetische Abschirmung (13) geschützt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (24) zur Erfassung der elektromotorischen Kraft an den Spulen (10, 12) ausgelegt ist, wobei eine oder mehrere erfaßbare Unterschiede zwischen den elektromotorischen Kräften als Anzeige für die Beschich­ tungsdicke dienen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (10, 12) geometrisch ähnlich sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekenn­ zeichnet durch eine auf den Meßwert ansprechende Steuerein­ richtung (27) zur Veränderung oder Steuerung der Beschich­ tungsdicke.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (14) ein Draht ist, der in einer Drahtbeschichtungsanlage, die zur Verarbeitung mehrerer parallel geführter Drähte ausgelegt ist, beschichtet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Draht (14) eine Meßspule (10) und eine gerin­ gere Anzahl von mit jeweils mehreren Meßspulen (10) zusammen­ arbeitenden Bezugsspulen (12) vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (14) ein Stahldraht ist, der in einer Heißtauch-Stahldraht-Beschichtungsanlage be­ schichtet ist.
DE19833328225 1982-08-06 1983-08-04 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der beschichtungsdicke Granted DE3328225A1 (de)

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