CH282432A - Procédé et dispositif de détection des défauts dans des bandes de métaux non ferreux. - Google Patents

Description

  



     Procédé    et dispositif de détection des défauts dans des bandes de   métaux    non ferreux.



   L'invention a pour objet un   procédé    de détection des   défauts dans    des band. es de   me-      taux non ferretm    et leurs alliages avez par exemple le   enivre,    le laiton, 1'aluminium.



     I) ans la description    ei-dessous, le terme     bande      sera   emplove ponr designer    soit des   bandes    plates, soit des barres de   seetions quel-    conques.



     1.'invention permet    de constater la présence de   d6fauts, leur    nature et leur importance, sans détruire les bandes de   métaux    utilisées
 Les   defamts que le proeede permet,    de   dé-    tester sont de dux ordres:

  
 Il permet, d'une part, de eonstater les   dé-    fauts de   structure    depuis un manque d'homo  généité, jusqu'à    des   pailles eriqLies, felures    et des   cléfauts    de laminage, tels   qlle    des retassures
   J)'atitre part,    le procédé permet de détecter la   présence    de métaux ferreux soit en dissolution dans le métal de la bande, soit sons   forme d'inelusions.   



   Suivant l'invention, le   procédé    de détec  tion    des   défauts    est   earaetérisé    par le fait que les bandes à étudier sont comparées à des bandes étalons de dimensions identiques en introduisant   celles-ei separement    dans au moins une bobine faisant partie d'un eireuit   parcouru    par un courant alternatif et en étudiant les modifications des   earaetéristiques    du courant, dues   à l'introduction    des bandes a
   étudier,    par rapport   aus modifieations clues   
   aux    bandes étalons.



   L'invention a   également pour    objet   un    dis
 positif de détection des défauts des bandes de
   métaux    non ferreux permettant de préciser
 la nature des défauts observés, caractérisé par
 le fait qu'il comporte   au moins une bobine de   
 réception des   handes, alimentée    en courant
 alternatif, et   un organe    de contrôle des carac
   téristiques    du   courant,    parcourant ladite bo
 bine.



   L'invention va maintenant être décrite en
 se   r6f6rant h    des modes de   realisation donnes   
 à titre d'exemple et   représentés sehématique-   
 ment aux dessins   annexés.   



   La fig. 1 représente schématiqueement une bobine susceptible de recevoir des bandes en
   métaux    non   ferreux à eomparer.   



   La   fig. 2    est le   schema d'me forme d'exe-   
   cution d'nn disposit. if    selon   l'invention eom-   
   portant vn circuit    en pont   et un    organe de
 contrôle et d'observation   electronique.   



   Les fig. 3 à 6   représentent quelques-unes   
 des figures de Lissajou que l'on peut observer
 sur le   tute éleetronique    et qui indiquent
   1'eqnilibue on    le   déséquilibre    du pont.



   La grandeur de   l intensité Ij ainsi que    sa
 phase   P1    d'une   bobine soumise A    une tension
 U sont   définies    par des   l. ois connue5 Faisant   
 intervenir la réaistance ohmique, la self-indue
 tion et la fréquence du courant.



   Si   l'on    introduit dans cette bobine, une
   bande d'un métal    non ferreux, du cuivre par exemple, le courant circulant dans les spires de la bobine 1, induit des courants de Foucault dans la tige de cuivre et cette tige de cuivre équivaut alors à un circuit de   résis-    tance r.



   Du fait de   l'énergie ahsorhée    par la bande de métal, le   courant circulant    dans la bobine 1 se trouve   modifié, l'intensité    prend la valeur   I2    et sa phase prend la valeur P2.



   Si   l'on    remplace la bande de cuivre primitivement introduite dans la   bobine 1 par tme    autre bande de même dimension, mais   présen-    tant des défauts de structure, la   résistanee r    du cuivre équivalent à la bande introduite prend une valeur différente et l'impédance globale   du circuit    est modifiée.



   Enfin,   s'il    se trouve dans la bande   à étu-    dier des   metaux ferre meme a 1'etat    de traces, ceux-ci étant doués de proprétés magnéti  quels,    la self-induction augmente et on peut alors assimiler le circuit   équivalent à    la bande introduite dans la bobine à un transformateur à fer, alors que dans le cas   précédent pour    une bande ne contenant pas de métaux ferreux, la   perméabilité magnétique était égale      à 1.   



   Le déphasage de   l'intensité    varie et on peut constater cette variation.



   On doit enfin   remarquer que    le   déphasage    de   l'intensité    I du courant   circulant dans la    bobine 1 varie en sens inverse suivant qu'il s'agisse d'une faille dans la bande de cuivre   à étudier    ou qu'il s'agisse d'inclusion de métal ferreux.



   La fig. 2   représente un    dispositif évitant d'avoir à enlever et   à mettre des bandes à    étudier dans une seule bobine.



   Ce dispositif de la fig. 2 permet   d'opérer      par-comparaisons    directes, une bande   à étu-    dier   étant placée    dans le dispositif en même temps qu'une bande 6talon.



   Le dispositif de la fig. 2 comporte un générateur bvasse fré quence 2 fournissant un courant sinusoïdal de   frequence definie.   



   Ce courant est   amplifié par    un amplifia  tenir 3,    qui alimente le primaire   d'un    trans  formateur 4,    le secondaire du transformateur alimente um pont qui comporte dans ces différentes   branclies une bobine 5    et   une ho-    bine 6 dans lesquelles sont introduites les   handes à étudier    et les bandes 6talons, une   résistance d'équilibrage    7 et   des eir-    cuits 8   à résistances eapaeité    permettant   l'équilibrage    du pont en phase et en amplitude   polir    une fréquence considérée.



     L'équilibrage du    pont est   constate par nn    tube cathodique 9 représenté très schématiquement surla fig. 2. Ce tube   eathodique eomprend    évidemment un émetteur d'électrons alimenté par un dispositif non   représenté    et une plage de   réception du    spot   lumineux que l'on obser-    vera   polir constater    les   défauts.   



   Parallèlement au trajet des   rayons catlio-    diques qui forment un spot sur la plage   du      tute éleetronique    sont disposées des plaques de déflexion 10 connectées au circuit 1 1 du secondaire du   transformateur 4.   



   Les plaques de   déflexion    10 provoquent donc la déviation des rayons cathodiques dans un plan   perpendieulaire à    leur propre plan et le spot   lumineux    est   animé d un    mouvement alternatif de fréquences égal à la fréquence du courant   fournie    par le   transformateur 4.   



  Lorsque le pont est   équilibré, l'observateur    voit   sur la    plage de réception du tube électronque une ligne représentée sur la fig. 3,
 Pour permettre la constatation des défauts des   handes étudiées,    le tube   eleetronique 9      eomporte deux    plaques de   deflexion 1 ?,    perpendiculaires aux plaques 10.



   Ces plaques   12    sont   reli6es A deux extr6-      mités    13 et   14    du pont par   l'intermédiaire    d'amplificateurs 15 et 15a.



   Lorsque le   pollt    n'est pas équilibré, c'est  à-dire    lorsque les bandes à étudier présentent un défaut par rapport à la bande étalon, les rayons cathodiques sont   déviés    par les plaques de   déflexion 12 perpendieulairement    au sens de   déviation donné par des    plaques 10.



   On observe alors sur la plage de   réception      du tute éleetronique    une fibre de Lissajou qui indique le   défaut.   



   Bien entendu, les bobines et les   tondue-    teurs de liaison du dispositif fig.   9 sont    pro  toges,    par des   hlindages appropriés, de tous      clamps maaneticues    ou   éleetriques qui    pertuberaient les indications de l'appareil.
   lSn prineipe,    on utilisera des   fréquences    comprises entre 800 à 1000 périodes par se  sonde,    il est   nécessaire    en effet que la   fore-    quence soit assez   6lev6e pour que    les effets   d'induetion du eourant    dans la bande à étu  dier soient    assez   intenses, mais    par contre,

     en raison    de 1'effet pelliculaire, il   n'est    pas recommandé d'opérer à une fréquence trop   élevée puisque    c'est la section complète de la bande qui doit   être analysée.   



   Bien entendu, dans   eertains eas partieu-    liers, il est possible de prendre des   fréquences    hors des   limites indiquées    ei-dessus.



   De   préférence,    on utilisera des bobines 5 et 6 d'ouvertures   correspondant aux dimen-    sions des bandes des   métaux à étudier.   



     Il    est   donc indique    de disposer   d'un    jeu de bobines permettant   d'étudier différentes    dimensions de bandes.



   Pour utiliser le dispositif de la fig. 2, on   comrnenee    par mettre le pont en équilibre en réglant les circuits 8.



   On observe alors sur la plage du tube   éleetronique    une trace rectiligne   (fig.    3).



   Si   l'on    introduit dans la bobine 5 une bande étalon de   métal,    on   déséquilibre    le pont et   une certaine    tension se trouve appliquée entre les plaques de   clefl. eYion    12, cette tension   provoque 1.'apparition    sur la plaque du tube d'une   ligure    de   Lissajou qui,    dans le   cas con-      sidéré,    est   une    ellipse.



   Si   l'on introduit ensllite    dans la bobine 6 une bande de   metal a etmdier    de dimension   identique à    la bande étalon introduite dans la bobine 5, le pont se   trouve équilibré,    si les   qualités    de métal des tiges introduites dans les deux bobines sont identiques. On doit alors   retrouver sur    la plage du tube électronique une ligne telle que celle représentée sur la fig. 3, l'ellipse s'applatissant complètement.



   Si la bande introduite dans la bobine 6 a   un défaut    de structure, le pont n'est pas   équi-      libre et.    on observe sur la plage du   tube lme    ellipse dont la surface est sensiblement proportionnelle   à limportanee du défaut.   



   C'est une   telle ellipse clui    est   représentée      sur    la fig. 4.



     Si la bande    introduite   dins    la bobine 6 renferme une trace de   métal terreux,    on observe, fig. 5,   une    ellipse sur la   plage du    tube dont le sens d'inclinaison du grand axe est   inverse de celui    obtenu pour défaut de   strume-      ture, ear la presenee    de   fer provoque une    variation de phase en sens inverse.



   Dans le cas où une même bande comporte   a. la fois nn defaut    de structure et des   traces      de métal ferreux,    on observe sur la plage du tube une figure plus complexe   (fig.    6), de laquelle on   peut déduire    la coexistence et   l im-    portance respective de   ehaeun    des   défauts.   



   L'amplitude de   ! a tension    de   déséquilibre    du pont   définit l'ordre    de grandeur du   dé-      faut et    sa phase par rapport au courant d'alimentation   earaetérise    la nature   du défaut.   



     Le procède    et le dispositif   suivant 1.'inven-    tion permettent de   détecter séparément    les   défauts    de structure et la présence des   mé-      taux ferreux, alors que    dans les dispositifs   jusqu'ici utilises    on n'obtenait   qu'une indiea-    tion globale.



   En outre, on   peut déeeler    les   défauts loea-    lisés alors   que jusqu'à présent    les dispositifs   utilisés    ne permettaient   qu'une comparaison    de deux portions voisines d'une même bande.



  Or, bien souvent, dans le cas des   métaux filés      ou étirés,    il est   fréquent    de rencontrer des   défauts répartis    sur une assez grande lon  sueur    et les dispositifs cocus ne permettaient pas facilement de déceler ces défauts.



   Le dispositif   suivant l'invention    et de   plus    d'une   realisation    simple et facile et les indications qu'il donne peuvent   être aisément    inter  prêtées.   
 



   REVENDICATIONS :
   I. Proeédé    de détection des   défauts dans    des bandes de   métaux    non ferreux permettant de préciser la nature des défauts observésl, ca  ractérisé    par le fait que les bandes   à étudier    sont   comparées à    des   bandes étalons    de dimensions identiques, en introduisant clles-ci séparément dans au moins une bobine faisant partie   d'un eircuit parcouru    par un courant alternatif et en étudiant les modifications des   ca-    

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. clamps maaneticues ou éleetriques qui pertuberaient les indications de l'appareil. lSn prineipe, on utilisera des fréquences comprises entre 800 à 1000 périodes par se sonde, il est nécessaire en effet que la fore- quence soit assez 6lev6e pour que les effets d'induetion du eourant dans la bande à étu dier soient assez intenses, mais par contre, en raison de 1'effet pelliculaire,

   il n'est pas recommandé d'opérer à une fréquence trop élevée puisque c'est la section complète de la bande qui doit être analysée.

   Bien entendu, dans eertains eas partieu- liers, il est possible de prendre des fréquences hors des limites indiquées ei-dessus.

   De préférence, on utilisera des bobines 5 et 6 d'ouvertures correspondant aux dimen- sions des bandes des métaux à étudier.

   Il est donc indique de disposer d'un jeu de bobines permettant d'étudier différentes dimensions de bandes.

   Pour utiliser le dispositif de la fig. 2, on comrnenee par mettre le pont en équilibre en réglant les circuits 8.

   On observe alors sur la plage du tube éleetronique une trace rectiligne (fig. 3).

   Si l'on introduit dans la bobine 5 une bande étalon de métal, on déséquilibre le pont et une certaine tension se trouve appliquée entre les plaques de clefl. eYion 12, cette tension provoque 1.'apparition sur la plaque du tube d'une ligure de Lissajou qui, dans le cas con- sidéré, est une ellipse.

   Si l'on introduit ensllite dans la bobine 6 une bande de metal a etmdier de dimension identique à la bande étalon introduite dans la bobine 5, le pont se trouve équilibré, si les qualités de métal des tiges introduites dans les deux bobines sont identiques. On doit alors retrouver sur la plage du tube électronique une ligne telle que celle représentée sur la fig. 3, l'ellipse s'applatissant complètement.

   Si la bande introduite dans la bobine 6 a un défaut de structure, le pont n'est pas équi- libre et. on observe sur la plage du tube lme ellipse dont la surface est sensiblement proportionnelle à limportanee du défaut.

   C'est une telle ellipse clui est représentée sur la fig. 4.

   Si la bande introduite dins la bobine 6 renferme une trace de métal terreux, on observe, fig. 5, une ellipse sur la plage du tube dont le sens d'inclinaison du grand axe est inverse de celui obtenu pour défaut de strume- ture, ear la presenee de fer provoque une variation de phase en sens inverse.

   Dans le cas où une même bande comporte a. la fois nn defaut de structure et des traces de métal ferreux, on observe sur la plage du tube une figure plus complexe (fig. 6), de laquelle on peut déduire la coexistence et l im- portance respective de ehaeun des défauts.

   L'amplitude de ! a tension de déséquilibre du pont définit l'ordre de grandeur du dé- faut et sa phase par rapport au courant d'alimentation earaetérise la nature du défaut.

   Le procède et le dispositif suivant 1.'inven- tion permettent de détecter séparément les défauts de structure et la présence des mé- taux ferreux, alors que dans les dispositifs jusqu'ici utilises on n'obtenait qu'une indiea- tion globale.

   En outre, on peut déeeler les défauts loea- lisés alors que jusqu'à présent les dispositifs utilisés ne permettaient qu'une comparaison de deux portions voisines d'une même bande.

   Or, bien souvent, dans le cas des métaux filés ou étirés, il est fréquent de rencontrer des défauts répartis sur une assez grande lon sueur et les dispositifs cocus ne permettaient pas facilement de déceler ces défauts.

   Le dispositif suivant l'invention et de plus d'une realisation simple et facile et les indications qu'il donne peuvent être aisément inter prêtées.

   REVENDICATIONS : I. Proeédé de détection des défauts dans des bandes de métaux non ferreux permettant de préciser la nature des défauts observésl, ca ractérisé par le fait que les bandes à étudier sont comparées à des bandes étalons de dimensions identiques, en introduisant clles-ci séparément dans au moins une bobine faisant partie d'un eircuit parcouru par un courant alternatif et en étudiant les modifications des ca- ractéristiques du courant, dues à l'introdue- tion des bandes à étudier, par rapport aux modifications dues aux bandes étalons,

   II. Dispositif de détection des défauts-de bandes de métaux non ferreux permettant de préciser la nature des defauts observes, carac- terse par le fait qu'il comporte au moins une bobine de réception des bandes, alimentée en courant alternatif, et un organe de contrôle des caractéristiques du courant parcourant ladite bobine.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication I, carac terse par le fait que les bandes a étudier et les bandes étalons sont introduites dans les bobines d'un circuit en forme de pont en équi- libre et que le déséquilibre du pont est étudié après introduction des bandes.

   2. Dispositif selon la revendication II, ca- ractérisé par le fait qu'il comprend, dune part, un circuit en forme de pont dont les branches comportent une bobine de réception des bandes étalons, une bobine de réception des bandes à étudier et des résistances d'équilibrage et, d'autre part, nn orgalle de con- trolle des déséquilibrages dus aux défauts des bandes.

   3. Dispositif selon la revendication II et. la sous-revendieation 2, earacterise par le fait que l'une des branches du pont omporte nn circuit à résistances capacité permettant l'équilibrage du pont en phase et en amplitude de fréquences.

   4. Dispositif selon la revendication II et les sous-revendications 2 et 3, earactérisé par le fait que l'organe de contrôle des desequili- brages est constitué par un tube a. ravons électroniques muni de plaques de déflexion connecté es aux sommets du pont et provo- quant la déviation du spot lumineux en cas de déséquilibrage du pont.

   5. Dispositif selon la revendication II et les sous-revendications 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que le tube à rayons électroniques est muni de plaques de déflexion connectées au circuit d'alimentation du pont et tendant à déplacer constamment le spot lumineux d'un mouvement alternatif de fréquence égale à celle du courant.