MÉTODO Y SISTEMA DE DETECCIÓN DE PARTÍCULAS FERROMAGNÉTICAS EMBEBIDAS EN MATERIALES NO FERROMAGNÉTICOS POR VARIACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO.

Método y sistema de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos por variación del campo magnético,

que comprende cuatro imanes (1) dispuestos en forma de cuadrícula cuyos extremos, prolongados hacia el exterior de la cuadricula, contienen polos magnéticos del mismo signo; una pluralidad de bobinas (2), situadas de forma que el máximo del campo magnético (3) creado las atraviese perpendicularmente al plano de sus espiras, encargadas de detectar si se inducen señales de voltaje debido a las variaciones de campo magnético (3) y unos medios de procesamiento unidos a las bobinas (2) configurados para filtrar las señales de voltaje registradas, amplificar las señales filtradas y almacenar las señales procesadas.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201030140.

Solicitante: LA FARGA LACAMBRA, S.A.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LANCHAS ALBURQUERQUE,ANTONIO, RIERA FONTANA,Lluís, CLARA ARISA,JORDI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01N27/83 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 27/00 Investigación o análisis de materiales mediante el empleo de medios eléctricos, electroquímicos o magnéticos (G01N 3/00 - G01N 25/00 tienen prioridad; medida o ensayo de variables eléctricas o magnéticas o de las propiedades eléctricas o magnéticas de los materiales G01R). › estudiando los campos magnéticos de dispersión.
MÉTODO Y SISTEMA DE DETECCIÓN DE PARTÍCULAS FERROMAGNÉTICAS EMBEBIDAS EN MATERIALES NO FERROMAGNÉTICOS POR VARIACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO.

Fragmento de la descripción:

Método y sistema de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos por variación del campo magnético.

Campo de la invención

La presente invención pertenece al campo de la metalurgia de metales no ferromagnéticos.

Estado de la técnica

Actualmente la detección de partículas ferromagnéticas en medios no férricos se realiza mediante la técnica de inducción de tensión mediante imanación. Esta técnica consiste en la detección de la inducción que crea la partícula ferromagnética, previamente imanada al pasar por una bobina.

La limitación que presenta el proceso de detección actual tiene su origen en el tipo de medio que envuelve la partícula férrica. Si el medio posee una conductividad elevada, el impulso electromagnético creado por la partícula férrica se atenúa por la corriente generada en el medio no férrico debida a la inducción electromagnética generada por la propia partícula. Por esta razón, no se detectan las partículas férricas situadas en el interior de un material no férrico y conductor.

La detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos es de vital importancia dentro del sector metalúrgico ya que permite eliminar los problemas de roturas que presentan los materiales no férricos sometidos a procesos de deformación debiéndose dichas roturas a la presencia de partículas ferromagnéticas en su interior, procedentes del propio proceso metalúrgico.

La producción de hilos finos conlleva a someter al material a continuos procesos de deformación. Cuando la sección de la partícula ferromagnética representa una reducción de la sección efectiva del hilo tal que este ve superada la resistencia a la tracción del metal base se produce la rotura del material. Una rotura representa, además de una producción de merma considerable, un tiempo de paro enorme ya que la máquina tiene que volver a ser enfilada con el material. Por este motivo es tan importante la detección de partículas ferromagnéticas durante el proceso de fabricación del material, ya que al detectarse el defecto el material puede ser derivado a otras aplicaciones dónde la reducción no sea tan grande, evitando así la rotura.

Era por tanto deseable un método y un sistema de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos.

Descripción de la invención

La presente invención propone un dispositivo de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos. A lo largo del documento se denominará a este dispositivo como magnetomat.

El magnetomat, con respecto a la técnica actual de corrientes inducidas, permite detectar partículas ferromagnéticas de menor tamaño y a mayor profundidad en el interior de un material no ferromagnético. Esta detección se debe a la disposición de las bobinas.

El procedimiento de la presente invención no precisa una magnetización previa de las partículas ya que lo que se detecta es la desviación de las líneas de campo magnético originadas por las partículas ferromagnéticas. La técnica de detección puede calificarse como dispersiva. Mediante el procedimiento propuesto se amplia la profundidad a la cual se detectan partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos y se evita la autoinducción que se produce en los equipos detectores basados en la detección de la inducción que crea una partícula magnetizada.

El principio de funcionamiento del magnetomat se basa en la bobina de Helmholtz en la cual se crean campos magnéticos tetrapolares por medio de imanes permanentes enfrentados. Estos campos poseen la propiedad de ser estáticos y muy intensos en las direcciones perpendiculares a la de los imanes. La presencia de partículas ferromagnéticas en zonas donde el campo es muy intenso produce perturbaciones en las direcciones de las líneas de campo, dichas perturbaciones, variables con el tiempo debido a la disposición que tienen las partículas ferromagnéticas en el interior del material no ferromagnético, pudiendo estar más o menos embebidas, son captadas por medio de bobinas situadas sobre las zonas de campo intenso. Estas perturbaciones, además de intensas y variables en el tiempo se caracterizan por ser de corta duración. Estas perturbaciones de campo magnético inducen voltajes en las bobinas siendo posteriormente filtradas, para eliminar señales parasitas, y amplificadas para facilitar su registro en un almacenador de datos.

El método de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos por variación del campo magnético de la presente invención, comprende las siguientes etapas:

a) posicionar un material no ferromagnético en las zonas comprendidas entre los imanes del sistema de detección de partículas ferromagnéticas;

b) detectar, en unas bobinas situadas de forma que el máximo del campo magnético creado las atraviese perpendicularmente al plano de sus espiras, induciéndose señales de voltaje debido a las variaciones de campo magnético;

c) filtrar las señales de voltaje registradas;

d) amplificar las señales filtradas;

e) almacenar las señales procesadas.

La situación de las bobinas en las zonas en las que se concentren las líneas de campo magnético maximiza la sensibilidad del método de inspección propuesto permitiendo la detección de partículas pequeñas situadas en el interior de un material no ferromagnético.

Preferentemente, el posicionamiento del material no ferromagnético se realiza en la zona comprendida entre los cuatro imanes del sistema de detección de partículas ferromagnéticas logrando así la sensibilidad de detección máxima.

El sistema de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos por variación del campo magnético de la presente invención, comprende:

• cuatro imanes dispuestos en forma de cuadrícula cuyos extremos, prolongados hacia el exterior de la cuadricula, contienen polos magnéticos del mismo signo;

• una pluralidad de bobinas, situadas de forma que el máximo del campo magnético creado las atraviese perpendicularmente al plano de sus espiras, encargadas de detectar si se inducen señales de voltaje debido a las variaciones de campo magnético;

• unos medios de procesamiento unidos a las bobinas configurados para:

\circ filtrar las señales de voltaje registradas;

\circ amplificar las señales filtradas;

\circ almacenar las señales procesadas.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.

La figura 1 muestra la distribución de campo magnético creado por la bobina de Helmholtz.

La figura 2 muestra el dispositivo de la presente invención, el magnetomat.

Descripción detallada de un modo de realización

El objeto de la invención es presentar un dispositivo configurado para detectar partículas ferromagnéticas embebidas en medios no ferromagnéticos.

En la figura 1 se muestra la bobina de Helmholtz. Los campos magnéticos 3 generados entre los imanes de la bobina Helmholtz son más intensos, pudiendo obtenerse intensidades de campo 3 mayores de un Tesla con imanes del tipo Nb-Fe-B.

En la figura 2 se muestra el dispositivo de la presente invención. El magnetomat comprende un conjunto formado por cuatro imanes 1 cilíndricos emparejados dos a dos y formando una cuadrícula de manera que crean distintas distribuciones de campo magnético 3. La disposición de estos imanes 1, por un lado, genera campos magnéticos 3 en los extremos de los imanes 1 similares a los campos 3 generados por la bobina de Helmholtz y por otro lado, dicha disposición genera campos magnéticos 3 entre los imanes 1. Estos campos 3 generados entre imanes 1 son más intensos que los generados en los extremos de los imanes 1. Dentro de este tipo de campos 3 se diferencian campos 3 generados próximos a los extremos de dos imanes 1 y campos 3 generados en el centro de los cuatro imanes 1. Los campos 3 generados entre imanes 1 pero próximos a sus extremos suelen superar los dos Teslas de intensidad y los campos 3 generados en el centro...

 


Reivindicaciones:

1. Método de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos por variación del campo magnético, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

a) posicionar un material no ferromagnético en las zonas comprendidas entre los imanes (1) del sistema de detección de partículas ferromagnéticas;

b) detectar, en unas bobinas (2) situadas de forma que el máximo del campo magnético (3) creado las atraviese perpendicularmente al plano de sus espiras, induciéndose señales de voltaje debido a las variaciones de campo magnético (3);

c) filtrar las señales de voltaje registradas;

d) amplificar las señales filtradas;

e) almacenar las señales procesadas.

2. Método de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos por variación del campo magnético, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el posicionamiento del material no ferromagnético se realiza en la zona comprendida entre los cuatro imanes (1) del sistema de detección de partículas ferromagnéticas.

3. Sistema de detección de partículas ferromagnéticas embebidas en materiales no ferromagnéticos por variación del campo magnético, caracterizado porque comprende:

• cuatro imanes (1) dispuestos en forma de cuadrícula cuyos extremos, prolongados hacia el exterior de la cuadricula, contienen polos magnéticos del mismo signo;

• una pluralidad de bobinas (2), situadas de forma que el máximo del campo magnético (3) creado las atraviese perpendicularmente al plano de sus espiras, encargadas de detectar si se inducen señales de voltaje debido a las variaciones de campo magnético (3);

• unos medios de procesamiento unidos a las bobinas (2) configurados para:

\circ filtrar las señales de voltaje registradas;

\circ amplificar las señales filtradas;

\circ almacenar las señales procesadas.


 

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