專利名稱：硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及硅鋼片晶粒取向性鑒別的性能檢測(cè)裝置，特別涉及一種硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
硅鋼片是電力、電訊和儀器制造業(yè)中不可缺少的重要磁性材料，也是磁性材料中用途最廣、用量最大的一種材料，依據(jù)軋制工藝可分為冷軋取向和冷軋無(wú)取向兩種。不同種類的硅鋼片價(jià)值不同，海關(guān)編碼不同，關(guān)稅不同，海關(guān)稅號(hào)共分為四種，稅率不同，具體如下，寬度在600毫米及以上的取向性硅鋼片歸入稅則號(hào)列7225 1100項(xiàng)下，寬度在600毫米及以上的無(wú)取向性硅鋼片歸入稅則號(hào)列7225 1900項(xiàng)下，寬度小于600毫米的取向性硅鋼片歸入稅則號(hào)列7226 1100項(xiàng)下，寬度小于600毫米的無(wú)取向性硅鋼片歸入稅則號(hào)列72 1900項(xiàng)下。目前鑒別的方法主要是經(jīng)驗(yàn)判定，沒(méi)有成熟的鑒別手段，給一些不法分子以可乘之機(jī)，李代桃僵，偷逃關(guān)稅，給國(guó)家?guī)?lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且混淆取向性、以次充好的硅鋼片如果應(yīng)用作為電機(jī)等磁性鐵芯材料，將造成重大的安全隱患，給人民群眾的人身安全和財(cái)產(chǎn)造成重大威脅，關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。所以研究硅鋼片取向性鑒別方法和裝置是十分必要的，2008年該項(xiàng)目獲得了天津市自然科學(xué)基金的資助，項(xiàng)目名稱為“硅鋼片磁性能測(cè)量影響因素分析和取向性鑒別技術(shù)研究”，作為研究成果之一，研制硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x，這將有力提高國(guó)境反欺詐力度，為鑒別真?zhèn)翁峁┛茖W(xué)的理論依據(jù)和技術(shù)手段，保護(hù)國(guó)家利益不受侵害。本實(shí)用新型就是通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量法測(cè)量硅鋼片的鐵損，再通過(guò)對(duì)比自動(dòng)判定硅鋼片的取向性。由于硅鋼的磁、電物理性能，特別是磁性能直接關(guān)系到硅剛產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性和能源消耗。所以對(duì)硅鋼磁性能的檢測(cè)也尤為重要。硅鋼片的磁性能包括磁感和損耗，損耗的測(cè)量方法主要有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量法和實(shí)時(shí)測(cè)量法，我們現(xiàn)在使用的標(biāo)準(zhǔn)鐵損測(cè)量方法，是德國(guó)人愛(ài)潑斯坦于1900年提出的愛(ài)潑斯坦方圈法，這是現(xiàn)在國(guó)際上通用的測(cè)量方法。我國(guó)的國(guó)標(biāo)GB/T 3655-92也采用了這種方法。但是對(duì)于生產(chǎn)廠家做實(shí)時(shí)測(cè)量來(lái)說(shuō)，這種測(cè)量方法對(duì)被測(cè)樣品的要求就顯得嚴(yán)格了。而對(duì)于非生產(chǎn)廠家如商品檢驗(yàn)檢測(cè)部門而言，更需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便、操作容易和測(cè)量準(zhǔn)確的硅鋼片性能檢測(cè)裝置，希望硅鋼片性能檢測(cè)裝置對(duì)于被測(cè)樣品沒(méi)有苛刻的要求， 不用剪切，直接用于硅鋼片及其成品的實(shí)時(shí)鐵損測(cè)量；希望直接測(cè)量硅鋼片的性能，還可以測(cè)量硅鋼成品的性能，例如變壓器中的鐵心，發(fā)電機(jī)中的磁軛等。通過(guò)對(duì)比橫縱向的鐵損比值，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)判別取向性。而目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)這樣的硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x鐵損檢測(cè)裝置，硅鋼片性能檢測(cè)常常受到設(shè)備和其它條件限制，延長(zhǎng)了測(cè)試時(shí)間，影響測(cè)試效率的提高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)硅鋼片性能檢測(cè)不便的難題，提供一種硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x鐵損檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)方案，使硅鋼片取向性鑒別鐵損檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)攜帶方便、操作容易和測(cè)量準(zhǔn)確；縮短了測(cè)試時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。[0007]本實(shí)用新型是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括測(cè)試電路、磁導(dǎo)計(jì)；測(cè)試電路主要由32位單片機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)源、功率放大器、雙通道 14位A/D電路和14位D/A電路構(gòu)成；所述32位單片機(jī)系統(tǒng)包括硬件；單片機(jī)系統(tǒng)硬件包括與單片機(jī)連接的觸摸屏顯示、鍵盤接口和RS232接口，單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)RS232接口與上位機(jī)通訊，用于參數(shù)輸入，結(jié)果輸出；所述磁導(dǎo)計(jì)由勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和感應(yīng)機(jī)構(gòu)組成；所述勵(lì)磁機(jī)構(gòu)采用高磁導(dǎo)率的硅鋼材料制成形狀為U型的磁軛，在U型磁軛上繞有勵(lì)磁線圈Ni，感應(yīng)機(jī)構(gòu)由感應(yīng)線圈N2組成，所述單片機(jī)連接信號(hào)源，信號(hào)源是由單片機(jī)的HSO端口連接鎖相環(huán)Ain端口，鎖相環(huán)輸出端一路經(jīng)分頻器再連接鎖相環(huán)Bin端口，鎖相環(huán)輸出端另一路連接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器通過(guò)10位地址線連接ROM，ROM由數(shù)據(jù)線連接8位D/A轉(zhuǎn)換電路，8位D/A轉(zhuǎn)換電路經(jīng)過(guò)濾波電路、功率放大器連接磁導(dǎo)計(jì)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁線圈W ；所述功率放大器由一個(gè)普通運(yùn)算放大器和射極跟隨器組成；功率放大器信號(hào)輸入端與信號(hào)源連接，功率放大器輸出端接入一個(gè)限流電阻，再經(jīng)隔直電路連接磁導(dǎo)計(jì)的勵(lì)磁線圈Nl ；勵(lì)磁線圈m串接電阻to，電阻1 兩端連接到一路前置放大電路，通過(guò)前置放大電路連接雙通道14位A/D電路的一個(gè)通道；通過(guò)前置放大電路使電流信號(hào)放大后進(jìn)入雙通道14位A/D電路的一個(gè)通道；感應(yīng)線圈N2與另一路前置放大電路連接，通過(guò)前置放大電路連接雙通道14位A/ D電路的另一個(gè)通道。通過(guò)前置放大電路使電壓信號(hào)放大后進(jìn)入到雙通道14位A/D電路的另一個(gè)通道；由所述雙通道14位A/D電路采樣，其中一個(gè)通道采集來(lái)自感應(yīng)線圈N2的電壓信號(hào)，另一個(gè)通道采集來(lái)自勵(lì)磁線圈m的電流信號(hào)；雙通道14位A/D電路每周期每通道采樣1 個(gè)點(diǎn)；采樣信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)處理，計(jì)算鐵損；通過(guò)單片機(jī)程序?qū)Ρ葯M縱向的鐵損比值，自動(dòng)判別硅鋼片取向性。硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x主要用于硅鋼片的成品、半成品的鐵損測(cè)量，并進(jìn)行橫縱向的自動(dòng)比對(duì)分析，自動(dòng)判定硅鋼片的取向性，與傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備(愛(ài)潑斯坦方圈、單片硅鋼測(cè)量裝置)的區(qū)別在于，在不破壞硅鋼片的前提下，對(duì)硅鋼片進(jìn)行鐵損的檢測(cè)，再根據(jù)橫縱向的鐵損比值進(jìn)行自動(dòng)判別以便了解硅鋼片的性能，是在原有硅鋼檢測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，并且它具有高度集成化、自動(dòng)判別、便攜式等優(yōu)點(diǎn)。集成化和便攜式是本實(shí)用新型的特點(diǎn)之一，是集微處理器、信號(hào)源、功率放大器、 雙通道A/D、D/A、積分器為一體的測(cè)量設(shè)備。模擬反饋、鎖定磁感峰值是這個(gè)設(shè)備的技術(shù)關(guān)鍵。由32位單片機(jī)設(shè)置信號(hào)源的頻率，單片機(jī)控制14位D/A經(jīng)積分器調(diào)節(jié)輸出電壓，采用伏安法原理，對(duì)電流和電壓同步實(shí)時(shí)采樣，對(duì)不同頻率(50Hz、60Hz)下整周期采樣，用雙通道A/D，每周期每通道采樣1 個(gè)點(diǎn)。輸入單片機(jī)計(jì)算出鐵損，并測(cè)量比值。本實(shí)用新型鑒別儀為便攜式設(shè)計(jì)，其重量不足5公斤，32位單片機(jī)、觸摸屏顯示、 RS232接口、信號(hào)源、功率放大器、雙通道14位A/D、14位D/A為一體，從定義出發(fā)，完成硅鋼片鐵損的測(cè)量，進(jìn)行橫縱向的對(duì)比，自動(dòng)判定硅鋼片的取向性。滿足廣大硅鋼生產(chǎn)廠家、使用單位和海關(guān)、商檢、物流的需要，將創(chuàng)造良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


[0020]圖1為硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)框圖[0021]圖2為伏安法原理圖；[0022]圖3為信號(hào)源原理圖；[0023]圖4為功率放大器原理圖；[0024]圖5為前置放大電路原理框圖；[0025]圖6為鎖定磁感峰值電路示意圖；[0026]圖7為數(shù)字電路部分框圖；[0027]圖8為勵(lì)磁機(jī)構(gòu)示意圖；[0028]圖9感應(yīng)機(jī)構(gòu)示意圖；[0029]圖10單片機(jī)軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
為了更清楚的理解本實(shí)用新型，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型如圖1至圖9所示，硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x，包括測(cè)試電路和磁導(dǎo)計(jì)兩部分；測(cè)試電路主要由32位單片機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)源、功率放大器、雙通道14位A/D電路和14位D/A電路構(gòu)成；磁導(dǎo)計(jì)由勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和感應(yīng)機(jī)構(gòu)組成；本實(shí)用新型測(cè)試電路原理如圖1所示，主要由32位單片機(jī)系統(tǒng)，信號(hào)源、功率放大器、雙通道14位A/D、14位D/A等構(gòu)成。單片機(jī)是本測(cè)試儀的智能單元，完成樣品參數(shù)的輸入、采樣頻率的設(shè)置和磁感峰值的設(shè)定。采用伏安法原理，計(jì)算硅鋼片的鐵損，單片機(jī)系統(tǒng)包含了觸摸屏顯示，鍵盤管理， RS232接口等外圍器件，完成參數(shù)輸入，結(jié)果輸出，及與上位機(jī)通訊等功能，為本實(shí)用新型專門編制的基于WINDOWS的校準(zhǔn)軟件，通過(guò)RS232接口校準(zhǔn)測(cè)試儀。本實(shí)用新型儀器采用伏安法原理，用雙通道A/D對(duì)電流和電壓同步實(shí)時(shí)采樣，對(duì)不同頻率(50Hz、60Hz)下整周期采樣，每周期每通道采樣1 個(gè)點(diǎn)。從定義出發(fā)計(jì)算鐵損參數(shù)。鐵損是在給定頻率，給定磁感應(yīng)峰值下的損耗。根據(jù)安培環(huán)路定律和磁感應(yīng)定律計(jì)算磁場(chǎng)H，磁感應(yīng)強(qiáng)度B有如下公式
權(quán)利要求1. 一種硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括測(cè)試電路、磁導(dǎo)計(jì)；測(cè)試電路主要由 32位單片機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)源、功率放大器、雙通道14位A/D電路和14位D/A電路構(gòu)成；所述 32位單片機(jī)系統(tǒng)包括硬件；單片機(jī)系統(tǒng)硬件包括與單片機(jī)連接的觸摸屏顯示、鍵盤接口和 RS232接口，單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)RS232接口與上位機(jī)通訊；所述磁導(dǎo)計(jì)由勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和感應(yīng)機(jī)構(gòu)組成；所述勵(lì)磁機(jī)構(gòu)采用高磁導(dǎo)率的硅鋼材料制成形狀為U型的磁軛，在U型磁軛上繞有勵(lì)磁線圈m，感應(yīng)機(jī)構(gòu)由感應(yīng)線圈N2組成；所述單片機(jī)連接信號(hào)源，信號(hào)源是由單片機(jī)的HSO 端口連接鎖相環(huán)Ain端口，鎖相環(huán)輸出端一路經(jīng)分頻器再連接鎖相環(huán)Bin端口，鎖相環(huán)輸出端另一路連接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器通過(guò)10位地址線連接R0M，R0M由數(shù)據(jù)線連接8位D/A轉(zhuǎn)換電路，8位D/A轉(zhuǎn)換電路經(jīng)過(guò)濾波電路、功率放大器連接磁導(dǎo)計(jì)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁線圈m ；所述功率放大器由一個(gè)普通運(yùn)算放大器和射極跟隨器組成；功率放大器信號(hào)輸入端與信號(hào)源連接，功率放大器輸出端接入一個(gè)限流電阻，再經(jīng)隔直電路連接磁導(dǎo)計(jì)的勵(lì)磁線圈m ；勵(lì)磁線圈m串接電阻to，電阻1 兩端連接到一路前置放大電路，通過(guò)前置放大電路連接雙通道 14位A/D電路的一個(gè)通道；感應(yīng)線圈N2與另一路前置放大電路連接，通過(guò)前置放大電路連接雙通道14位A/D電路的另一個(gè)通道。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種硅鋼片取向性測(cè)量?jī)x，包括測(cè)試電路和磁導(dǎo)計(jì)兩部分；測(cè)試電路主要由32位單片機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)源、功率放大器、雙通道14位A/D電路和14位D/A電路構(gòu)成；磁導(dǎo)計(jì)由勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和感應(yīng)機(jī)構(gòu)組成；自動(dòng)判別是利用橫縱向的比值來(lái)實(shí)現(xiàn)判定功能，采用模擬反饋、鎖定磁感峰值的技術(shù)由32位單片機(jī)設(shè)置信號(hào)源的頻率，單片機(jī)控制14位D/A經(jīng)積分器調(diào)節(jié)輸出電壓；采用伏安法原理，對(duì)電流和電壓同步實(shí)時(shí)采樣，對(duì)50Hz、/60Hz不同頻率下，采用整周期采樣，用雙通道A/D，每周期每通道采樣128個(gè)點(diǎn)，輸入單片機(jī)計(jì)算出鐵損，在不破壞硅鋼片的前提下，對(duì)硅鋼片進(jìn)行鐵損的檢測(cè)，它具有高度集成化、自動(dòng)判別、便攜式等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R33/12GK201965222SQ201020683328
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者傅志強(qiáng), 朱錦波, 賀翠翠, 趙江勇, 郭俊成, 魏紅兵 申請(qǐng)人:天津出入境檢驗(yàn)檢疫局化礦金屬材料檢測(cè)中心