在线非接触式测量带钢机械性能

应用技术发展：

  后来，早期的带钢机械性能无损测试系统原型被基于完整3MA技术的在线测量系统所替代，即，除了增量磁导率分析IP之外，系统中还实现了巴克豪森噪音分析BN，高次谐波分析HA和多频涡流分析EC。不再需要使用EMAT传感器来测量深冲参数。基于3MA技术，德国Fraunhofer IZFP无损检测技术研究院开发了一种在线非接触式测试系统，用于连续测定各种钢种的拉伸强度（Rm），屈服强度（Rp0.2）和其他机械技术特征。 3MA探头集成在可移动的可旋转支架中（请参见下图）。 可以将主磁场与带材的轧制方向之间的方向调整为0°，45°和90°，这提供了从3MA测量值确定各向异性参数rm和Dr的可能性。

3MA在线测试系统的可旋转3MA探头支架和工作台支架

  同样，可将探头支架安装到液压可调工作台架上，该工作台配有定距滚轮。为了避免由于焊缝或带钢上的锌沉积物而损坏探头，须在应急警告的情况下快速降低整个结构。 集成在测量室内的外部电子设备控制着测量过程。电子设备主要由3MA测量模块，电动气动设备控制，与支持信号的接口组成，例如焊缝识别，仪表脉冲或带钢速度信号，以及与工厂过程控制（PCS）和数据管理（带钢生产线的DMS）系统。

  为了校准，使用了来自12种不同钢种的约11,000条钢带。与早期原型系统IP + EMAT设备相比，此处3MA非接触式在线测量系统不必为每种钢种开发单独的校准。相反，发现可以将12个钢种合并为四个校准类别，如下表所示。

表： 钢种等级和校准结果。

  除了标准钢质（普通钢和建筑钢）外，还研究了无间隙（IF）钢和高强度材料。在条带的开始和末端确定的3MA数据与Rm和Rp0.2数据的破坏性确定数据相关联，以便确定校准函数。上表还根据3MA数据和破坏性数据之间的相关性的RMSE，显示了此校准的结果。

校准验证结果； 比较3MA测量值和破坏性测量值：（a）拉伸强度Rm和（b）屈服强度Rp0.2。

  为了验证校准，即检查已开发的校准功能的质量并评估此3MA应用程序的测量精度，使用已校准的3MA系统进行了一系列比较测量。将Rm和Rp0.2的非破坏性确定值与从超过2700条带材的破坏性拉伸测试中测得的值进行比较。下图的图表显示了此比较的结果。这些图中组合了所有四个钢种的数据。

  为了评估非破坏性数据和破坏性数据之间的偏差，下表列出了四种钢种的RMSE值。

表： 钢号等级和Rm和Rp0.2的验证测量结果

  根据误差传播的规则，这两种方法（nd和d）的测量不确定性将对RMSE有所贡献，即und和ud分别是非破坏性测量和破坏性测量的不确定性。 如上表所示，RMSE值接近破坏性拉伸试验的已知测量不确定度，表明3MA的测量不确定度在相同范围内。
  可以使用3MA的Rm和Rp0.2的在线测量来准确确定线圈的接受范围，如下图所示。在带材位置范围x>200 m和x<2400 m中，不超过260 MPa的阈值水平（接受线）。

在线测量长度为2500 m的线圈中的屈服强度Rp0.2；带材起点，终点和中间的Rp0.2破坏性测量值也显示为红点。显示了表示阈值Rp0.2 = 260 MPa的验收线。

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