监控用于感应加热的装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据本发明第一方面的主题的、监控用于借助感应线圈来加热部件的装置的方法。
【背景技术】
[0002]这样的装置例如用于硬化工件。从DE 2 322 720 A中已知一种用于监控感应硬化装置的电路构造。其中被输送给硬化装置的热量确定为电能，此时将与感应电压和感应电流成比例的电压接入倍增器。因为输送的功率在加热期间会发生改变，所以它在整个加热时间上积分。为此目的倍增器的输出端与积分器的输入端相连接。另外利用该电路构造的输出值还能够推断出硬化温度、加热深度或者有关感应器的有效系数的结论。调整后的硬化装置的一个缺点在于，例如在交流电流发生器的谐振电路中无法检测到某些故障，因为这些故障由该调整来补偿。
【发明内容】
[0003]本发明的任务在于阐明一种监控用于感应加热的装置的方法，该方法不具有现有技术中的缺点。
[0004]该任务通过根据第一方面所述的方法来解决。有利的改进方案是本发明其它方面的主题。
[0005]本发明的一个有利的方面在于，在用于感应加热的装置中测量施加在感应线圈上的视在电压，将该视在电压在整个加热时间上积分并建立相应的电压时间面积。导体回路的磁通量仅取决于所施放的电压时间面积，并且通过该磁通量而使得待加热的部件发生耦合。根据部件的加热状态，系统感应线圈-部件表示负载较大或较小的变压器。与电压时间面积的预先确定的参考值进行对比能够推断出感应线圈的几何结构、感应线圈与待加热部件之间的磁耦合或者推断出感应线圈电流的频率和振幅。此外使用该方法还检测发生器一侧的故障。
【附图说明】
[0006]下面借助一个实施例来描述本发明。
[0007]图1示出了是一个用于感应加热工件的装置的负载支路。
[0008]图2a示出了在电压波形为正弦形式的电压变化时的电压时间面积。
[0009]图2b示出了在交流电压的数值的平均值下的电压时间面积。
[0010]图3a到图3c示出了具有叠加的HF电压(具有相应的电压时间面积)的MF电压。
【具体实施方式】
[0011]以用于由感应线圈加热的工件的硬化装置为例来详细阐述本发明。图1中示出了该装置的负载支路。工件W由感应线圈I感应加热。感应线圈I被连接至一个未示出的发生器上。感应线圈I具有一个受工件W影响的处理电阻。在感应加热期间在该处理电阻上施加电压Us。当例如工件W的材料或者温度、感应线圈I的几何结构、感应线圈I与工件W之间的磁耦合或者电流的频率或振幅发生变化时，该电压Us将发生变化。同时还检测到发生器例如在谐振电路或者逆变器中的故障情况。图2a中示出了一个正弦形式变化的交流电压的电压时间面积F。通过对该电压时间面积F和预先确定的参考值进行比较，推断出加热过程是否成功结束。为确定该电压变化可以对交流电压采样。尤其是在例如300kHz的高频率的情况下这一过程十分费事，因为采样速率必须至少为交流电压信号的最高频率分量的两倍。从图2b中可以看到一种有利的实现方式。在该实施方式中，由整流过的交流电压形成一个平均值并用于确定电压时间面积F。对此可以使用任意的数学平均值，例如几何平均值、算术平均值或者还有均方值。图3a示出了中频电压，在该中频电压上叠加有一个高频电压。为了形成电压时间面积而特别有利地将电压分为一个中频部分和一个高频部分。根据图3b，针对中频部分形成电压时间面积Fmf，并且针对高频部分形成电压时间面积FHF(参见图3c)。在与参考值存在偏差时，根据本发明的方法甚至推断出是由装置的中频部分还是高频部分引起了不规律性。此外在硬化装置中该方法还用于具有例如用于焊接装置的感应加热装置的系统中。
【主权项】
1.一种监控用于感应加热部件的装置的方法，其中所述装置具有由感应线圈(I)和工件(W)组成的感应负载支路，并且其中在加热期间在所述感应线圈⑴处施加交流电压(Us)，其特征在于，检测所述交流电压(Us)，通过加热的持续时间来确定电压时间面积(F)，并且将该电压时间面积(F)与预先确定的参考面积进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述交流电压进行采样，并且采样频率至少为交流电压信号的最高频率分量的两倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压时间面积(F)借助由所述交流电压的数值连续计算出的平均值而形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中为中频的电压叠加高频的电压，其特征在于，所述电压被分为中频部分和高频部分，并且针对所述中频部分确定电压时间面积(Fmf)和针对所述高频部分确定电压时间面积(Fhf)。
【专利摘要】本发明涉及一种监控用于加热部件的装置的方法，其中该装置具有由感应线圈(I)和工件(W)组成的感应负载支路，并且其中在加热期间在感应线圈(I)处施加交流电压(US)，其中检测该交流电压(US)，通过加热的持续时间来确定电压时间面积(F)，并且与预先确定的参考面积进行比较。
【IPC分类】C21D11-00, G01R19-00, C21D1-42, G01R19-02
【公开号】CN104831027
【申请号】CN201510120746
【发明人】H·克洛茨
【申请人】Emag控股有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年2月12日
【公告号】DE102014001935A1, EP2908602A1, US20150226770