DE3328225C2 - - Google Patents
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- Coating With Molten Metal (AREA)
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.
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.
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.
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.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| AUPF524982 | 1982-08-06 |
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| DE3328225C2 true DE3328225C2 (de) | 1993-07-29 |
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