专利名称：硅钢磁性能测量用磁导计的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁性测量领域，具体涉及一种硅钢磁性能测量用磁导计。
背景技术：
硅钢片的磁特性参数主要有磁通密度、磁导率、矫顽力、铁损等参数，通常利用爱泼斯坦方圈或磁导计作为励磁机构进行测量。由于爱泼斯坦方圈的样品制作复杂，并且测量成本高，已经逐渐被磁导计所替代。
现有技术中磁导计的包括上U型磁轭，下U型磁轭，线圈以及骨架，其中线圈包括励磁线圈和测量线圈，线圈被绕制在骨架上。磁特性测量时，待测试样放置于上、下U型磁轭之间，并穿过均匀分布的线圈，励磁电源对励磁线圈供电，通过对测量线圈测量即可获得待测试样的磁特性以及铁损等参数。
现有技术中单片硅钢的磁特性测量，是将待测试样插入线圈，手动闭合上、下U型磁轭，然后进行测量；测量结束后，通过手工取出待测试样后进行下一个试样的测量。这种手工操作的测量过程不但麻烦、影响测量效率，而且还存在很多缺陷，比如为了减小测量的误差，磁特性测量中要求上、下U型磁轭闭合，并与待测试样压紧以形成闭合磁路，并且要求加在待测试样上的压力为100～200牛顿之间。如果上述压力太小，会导致磁轭之间闭合不紧密；压力太大，则试样的形变过大，并且过大的压力会对磁导计造成破坏。通常人工操作很难保证上述压力值的大小处于合适的范围。同时，在测量结束时，取出待测试样的操作也相对困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅钢磁性能测量用磁导计，在磁特性测量中可自动控制上、下U型磁轭与待测试样之间的闭合的压力程度。
基于以上目的，本发明提供的一种磁导计，包括上磁轭，下磁轭，线圈，励磁电源，其中，线圈包括励磁线圈和测量线圈，励磁电源为励磁线圈供电，该磁导计还包括压力传感器和驱动电机，其中，所述的上、下磁轭中的一个磁轭通过压力传感器与驱动电机相连，另一磁轭固定；压力传感器，用于采集其上的压力数据，并将该压力数据传至驱动电机；驱动电机，用于在待测试样插入线圈后，控制所述一个磁轭向所述另一磁轭移动，使得两个磁轭闭合并压紧待测试样；采集所述的压力数据，当压力到达预先设定的门限时，停止所述磁轭的移动；在测量结束时，控制所述一个磁轭远离另一磁轭，使得两个磁轭分开。
本发明提供的磁导计，还包括一个设有模数、数模转换卡的计算机，该计算机分别与驱动电机、励磁电源以及测量线圈相连，用于启动驱动电机，控制励磁电源供电，以及采集测量线圈的测量数据。
本发明提供的磁导计，所述驱动电机具体包括驱动轴、定子和转子，其中驱动轴的一端与压力传感器相连，转子和驱动轴之间设置有配合使用的螺纹，当转子转动时，驱动轴向上或向下运动，带动压力传感器和磁轭运动。
本发明提供的磁导计，还包括托板和推动臂，其中托板与下磁轭相连，推动臂置于托板之上，并能将待测试样试样推出线圈。
本发明提供的磁导计，还包括软钢丝，牵引装置，推动杆，其中推动杆与推动臂相连，软钢丝的一端固定，另一端穿过推动杆连接到牵引装置，牵引装置用于牵引软钢丝，使得在软钢丝绷紧时带动推动臂推出待测试样。
本发明提供的磁导计，还包括弹簧，该弹簧套在推动杆上，当牵引装置牵引软钢丝时该弹簧被压缩，当牵引装置停止牵引时该弹簧恢复原形状并使得推动臂以及软钢丝复位。
本发明提供的磁导计，牵引装置进一步与计算机相连，用于通过计算机控制牵引装置的工作。
本发明提供的磁导计，所述驱动电机为可编程电机由以上所述可知，本发明提供的磁导计，通过驱动电机的转动，在计算机的控制下自动闭合以及打开磁轭，并且保证磁轭与试样之间的合适的压力值，减小了测量误差；同时，本发明的磁导计，能在测量结束时，方便的取出待测试样，进一步提高了测量的自动化程度。与爱泼斯坦方圈相比，该磁导计能节约大量的待测试样，减少浪费；同时该磁导计实现了测量自动化，节省人力，同时减小了测量误差；该磁导计为单片硅钢检测技术起到了有力的推动作用，从而使硅钢检测的效率和精确性迈上一个新台阶，对硅钢的生产、利用和国际进出口贸易起到了极大的促进作用。
图1为本发明的磁导计的结构示意图；图2为本发明的磁导计的另一实施例的结构示意图；图3为本发明中磁导计的测量流程示意；图4为本发明中增加了试样取出装置的磁导计的结构示意图；图5为本发明中通过软钢丝带动推动臂工作的磁导计的结构示意图；图6为本发明的磁导计的最佳实施例的结构示意图；图7为本发明的最佳实施例的磁导计的测量流程示意。
具体实施例方式
本发明中的磁导计，通过驱动电机控制下U型磁轭的移动，同时采集上、下磁轭之间的压力数据，从而保证了磁轭间合适的压力大小。以下结合附图以及具体实施例对本发明作详细的说明。
图1为本发明的磁导计的结构示意图，如图1所示，该磁导计中包括上U型磁轭10，下U型磁轭11，线圈12，骨架14，导向杆28，垫板20，压力传感器21，接插件22，驱动电机24，励磁电源25，以及计算机26。其中，线圈12包括励磁线圈120和测量线圈121，计算机26包括一个模数、数模(A/D、D/A)转换卡260。
下U型磁轭11被固定于垫板20上；垫板20下方设有一个压力传感器21，用于采集压力数据，采集到的数据发送至驱动电机24；驱动电机24用于向上或向下移动下U型磁轭11，从而使得上、下U型磁轭闭合或分离；导向杆28用于控制下U型磁轭11移动距离的精度；励磁电源25与计算机26相连，在计算机的控制下对励磁线圈120供电；测量线圈121与A/D、D/A转换卡260相连，测量中产生的数据经模数转换后由计算机26进行处理。接插件22用于连接压力传感器21和驱动电机24。测量时，将待测试样13插入线圈中并闭合上、下U型磁轭，压紧待测试样13，形成闭合磁路。
下面以图2中具体的驱动电机24为例，说明如何移动下U型磁轭11。如图2所示，该驱动电机24包括转子240、定子241和驱动轴23。驱动轴23一端通过压力传感器21与垫板20固定连接，在转子240和驱动轴23上分别设置有配合使用的螺纹，驱动电机24在其转子240转动时，由于驱动轴23不转动，从而带动驱动轴23做向上或向下的直线运动，进而控制下U型磁轭11的上升或下降。本发明优选采用可编程电机，预先设置驱动程序，由计算机26控制实现自动工作。
上述的计算机26可以是微型计算机处理系统，也可以是其它具有数据处理功能的运算系统。由部件20～24所组成的磁轭移动装置并不限于图示结构，也可以是能够控制磁轭移动的其它装置。
测量时，励磁电源25在计算机26的控制下对励磁线圈120供电，测量线圈121上采集到的数据送至A/D、D/A转换卡260，经模数转换后发送至计算机26，由计算机进行处理。在驱动电机24中根据下U型磁轭等部件的自身重量以及预期施加在待测试样上的压力值，设定一个压力门限值，使得当压力传感器上采集到的压力到达该门限时，施加在待测试样上的压力处于100～200牛顿之间。因此，可以通过压力传感器采集到的压力值来控制上、下U型磁轭的闭合的压力程度。图3为上述磁导计的测量流程示意图，该流程包括以下步骤步骤30，测量前，将待测试样插入线圈；步骤31，计算机向驱动电机发送信号，控制驱动电机转动，进而带动驱动轴向上运动，使得上、下U型磁轭闭合；步骤32，驱动电机收集压力传感器传回的压力值，当压力值到达预先设定的门限值时，驱动电机停止其转子的转动；步骤33，计算机向励磁电源发送信号，控制励磁电源为磁特性测量提供所需电源，计算机采集测量线圈上的数据，对磁特性参数进行测量；步骤34，磁特性测量结束后，计算机向驱动电机发送信号，控制驱动电机的转子反方向转动，带动驱动轴向下运动，使得上、下U型磁轭分离，当下U型磁轭移动一段预定的距离后，驱动电机停止其转子的转动。
通过上述流程，驱动电机能够在计算机的控制下，启动转子正向或反方向转动，并且当压力值到达门限或下U型磁轭移动一定的距离后，驱动电机停止转子的转动，从而节省人工操作，实现了自动控制，并使得上、下U型磁轭间的闭合的压力程度达到预定的要求，保证了测量的精度以及磁导计不会被损坏。
以上给出的实施例是固定上U型磁轭，通过移动下U型磁轭的方式进行磁特性测量。显然，本发明还可以采用固定下U型磁轭，通过类似的方法移动上U型磁轭的方式。这种方式与上述实施例并无任何本质区别，应当包含在本发明的保护范围之内。
为了进一步方便测量，本发明还为磁导计增加了试样取出装置，用于在测量结束时方便的取出待测试样。图4为增加了试样取出装置的磁导计的示意图，如图4所示，试样取出装置27包括托板270和推动臂271。其中托板270与下U型磁轭11相连，推动臂271置于托板270之上，推动臂271可以在外力的作用下在托板270上水平向右移动，并能推动待测试样移出线圈。
上述推动臂可以是通过人工手动推动，也可以是通过其它机械装置推动，下面以软钢丝举例说明试样取出装置。图5为通过软钢丝带动推动臂工作的磁导计的结构示意图，图5中进一步包括了软钢丝272，用于在绷紧时带动推动杆274向右水平移动；固定点273，位于磁导计的外部框架上，用于将软钢丝的上端固定；推动杆274，软钢丝272穿过推动杆274，在软钢丝272绷紧的压力下，推动杆274向右水平移动；弹簧275，套在推动杆274上，并当推动杆274在外力作用下向右水平移动时，该弹簧受力被压缩；当上述外力撤消时，该弹簧恢复原形状，从而将推动杆274以及软钢丝272复位；挡板276，被固定在托板270上，而弹簧275的右端被固定在该挡板276的左侧面上；牵引装置277，用于牵引软钢丝272的另一端，从而绷紧软钢丝272。
在测量结束时，通过牵引装置277快速牵引软钢丝272，使得软钢丝绷紧，推动推动杆274向右水平移动，将线圈中的待测试样推出，从而实现了待测试样取出的机械自动化。
最后，结合上述试样取出装置，给出本发明磁导计的一个最佳实施例以及磁导计的测量流程示意图。图6即为本发明的磁导计的最佳实施例的结构示意图，如图6所示，进一步将牵引装置277与计算机26相连，通过计算机26控制牵引装置的工作。图7为该磁导计的测量流程示意图，该流程在图3所示流程的步骤34之后进一步包括步骤35，计算机向牵引装置发送信号，控制牵引装置启动，牵引软钢丝，从而绷紧软钢丝，推动推动臂向线圈内水平移动一预定距离，推出待测试样，同时弹簧被压缩；步骤36，在牵引装置牵引软钢丝到一预定距离后，计算机停止牵引装置的牵引动作，通过弹簧恢复原形状时产生的弹力将推动臂以及软钢丝复位。
上述最佳实施例中，软钢丝的上端固定，下端可由牵引装置牵动。显然，也可通过固定软钢丝的下端，牵引软钢丝的上端来实现上述的试样取出功能。
综上所述，本发明提供的磁导计，与爱泼斯坦方圈相比，能节约大量的待测试样，减少浪费；该磁导计能够自动控制磁轭的闭合以及闭合的压力程度，并实现了测量的自动化，减小了测量误差；该磁导计为单片硅钢检测技术起到了有力的推动作用，从而使硅钢检测的效率和精确性迈上一个新台阶，对硅钢的生产、利用和国际进出口贸易起到了极大的促进作用。
本发明所述的磁导计以及测量流程，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
权利要求
1.一种磁导计，包括上磁轭，下磁轭，线圈，励磁电源，其中，线圈包括励磁线圈和测量线圈，励磁电源为励磁线圈供电，其特征在于，该磁导计还包括压力传感器和驱动电机，其中，所述的上、下磁轭中的一个磁轭通过压力传感器与驱动电机相连，另一磁轭固定；压力传感器，用于采集其上的压力数据，并将该压力数据传至驱动电机；驱动电机，用于在待测试样插入线圈后，控制所述一个磁轭向所述另一磁轭移动，使得两个磁轭闭合并压紧待测试样；采集所述的压力数据，当压力到达预先设定的门限时，停止所述磁轭的移动；在测量结束时，控制所述一个磁轭远离另一磁轭，使得两个磁轭分开。
2.如权利要求1所述的磁导计，其特征在于还包括一个设有模数、数模转换卡的计算机，该计算机分别与驱动电机、励磁电源以及测量线圈相连，用于启动驱动电机，控制励磁电源供电，以及采集测量线圈的测量数据。
3.如权利要求1所述的磁导计，其特征在于，所述驱动电机具体包括驱动轴、定子和转子，其中驱动轴的一端与压力传感器相连，转子和驱动轴之间设置有配合使用的螺纹，当转子转动时，驱动轴向上或向下运动，带动压力传感器和磁轭运动。
4.如权利要求1所述的磁导计，其特征在于还包括托板和推动臂，其中托板与下磁轭相连，推动臂置于托板之上，并能将待测试样试样推出线圈。
5.如权利要求4所述的磁导计，其特征在于还包括软钢丝，牵引装置，推动杆，其中推动杆与推动臂相连，软钢丝的一端固定，另一端穿过推动杆连接到牵引装置，牵引装置用于牵引软钢丝，使得在软钢丝绷紧时带动推动臂推出待测试样。
6.如权利要求5所述的磁导计，其特征在于还包括弹簧，该弹簧套在推动杆上，当牵引装置牵引软钢丝时该弹簧被压缩，当牵引装置停止牵引时该弹簧恢复原形状并使得推动臂以及软钢丝复位。
7.如权利要求6所述的磁导计，其特征在于，牵引装置进一步与计算机相连，用于通过计算机控制牵引装置的工作。
8.如权利要求1至7任一项所述的磁导计，其特征在于，所述驱动电机为可编程电机。
全文摘要
本发明公开了一种硅钢磁性能测量用磁导计，该磁导计包括上磁轭，下磁轭，线圈，励磁电源，其中，线圈包括励磁线圈和测量线圈，励磁电源为励磁线圈供电；该磁导计还包括压力传感器和驱动电机，其中，上、下磁轭中的一个磁轭固定，另一磁轭通过压力传感器与驱动电机相连，驱动电机根据压力传感器采集的压力数据控制所述另一磁轭向上或向下运动。本发明提供的磁导计，与爱泼斯坦方圈相比，能节约大量的待测试样，减少浪费；同时该磁导计实现了测量自动化，节省人力，同时减小了测量误差；该磁导计为单片硅钢检测技术起到了有力的推动作用，从而使硅钢检测的效率和精确性迈上一个新台阶，对硅钢的生产、利用和国际进出口贸易起到了极大的促进作用。
文档编号G01R33/00GK1928582SQ20061015064
公开日2007年3月14日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者方岱宁, 饶国光 申请人:北京赛迪机电新技术开发公司