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基于3MA技術(shù)的帶鋼機(jī)械性能在線非接觸測(cè)量系統(tǒng)
帶鋼機(jī)械性能在線非接觸測(cè)量系統(tǒng)基于完整的3MA技術(shù)，即，除了IP之外，系統(tǒng)集成了BN，HA和EC，開發(fā)并用于連續(xù)測(cè)定拉伸強(qiáng)度（Rm），屈服強(qiáng)度（Rp0 .2），斷裂延伸率以及各種鋼種的其他機(jī)械技術(shù)特性。
應(yīng)用技術(shù)發(fā)展
后來，早期的帶鋼機(jī)械性能無損測(cè)試系統(tǒng)原型被基于完整3MA技術(shù)的在線測(cè)量系統(tǒng)所替代，即，除了增量磁導(dǎo)率分析IP之外，系統(tǒng)中還實(shí)現(xiàn)了巴克豪森噪音分析BN，高次諧波分析HA和多頻渦流分析EC。不再需要使用EMAT傳感器來測(cè)量深沖參數(shù)。基于3MA技術(shù)，德國Fraunhofer IZFP無損檢測(cè)技術(shù)研究院開發(fā)了一種在線非接觸式測(cè)試系統(tǒng)，用于連續(xù)測(cè)定各種鋼種的拉伸強(qiáng)度（Rm），屈服強(qiáng)度（Rp0.2）和其他機(jī)械技術(shù)特征。 3MA探頭集成在可移動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)支架中（請(qǐng)參見下圖）。 可以將主磁場(chǎng)與帶材的軋制方向之間的方向調(diào)整為0°，45°和90°，這提供了從3MA測(cè)量值確定各向異性參數(shù)rm和Dr的可能性。
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| 3MA在線測(cè)試系統(tǒng)的可旋轉(zhuǎn)3MA探頭支架和工作臺(tái)支架 |
同樣，可將探頭支架安裝到液壓可調(diào)工作臺(tái)架上，該工作臺(tái)配有定距滾輪。為了避免由于焊縫或帶鋼上的鋅沉積物而損壞探頭，必須在逃生警告的情況下快速降低整個(gè)結(jié)構(gòu)。 集成在測(cè)量室內(nèi)的外部電子設(shè)備控制著測(cè)量過程。電子設(shè)備主要由3MA測(cè)量模塊，電動(dòng)氣動(dòng)設(shè)備控制，與支持信號(hào)的接口組成，例如焊縫識(shí)別，儀表脈沖或帶鋼速度信號(hào)，以及與工廠過程控制（PCS）和數(shù)據(jù)管理（帶鋼生產(chǎn)線的DMS）系統(tǒng)。
為了校準(zhǔn)，使用了來自12種不同鋼種的約11,000條鋼帶。與早期原型系統(tǒng)IP + EMAT設(shè)備相比，此處3MA非接觸式在線測(cè)量系統(tǒng)不必為每種鋼種開發(fā)單獨(dú)的校準(zhǔn)。相反，發(fā)現(xiàn)可以將12個(gè)鋼種合并為四個(gè)校準(zhǔn)類別，如下表所示。
| 鋼種 | Rm [MPa]的RMSE | Rp0.2 [MPa]的RMSE | 帶鋼鋼卷數(shù)量 |
| IF, 常規(guī)型 | 5.4 | 8.2 | 2667 |
| IF, 高強(qiáng)度鋼 | 11.3 | 12.3 | 7764 |
| BH烘烤硬化鋼 | 5.8 | 8.8 | 1294 |
| 結(jié)構(gòu)鋼 | 7.9 | 10.1 | 164 |
表： 鋼種等級(jí)和校準(zhǔn)結(jié)果。
除了標(biāo)準(zhǔn)鋼質(zhì)（普通鋼和建筑鋼）外，還研究了無間隙（IF）鋼和高強(qiáng)度材料。在條帶的開始和末端確定的3MA數(shù)據(jù)與Rm和Rp0.2數(shù)據(jù)的破壞性確定數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以便確定校準(zhǔn)函數(shù)。上表還根據(jù)3MA數(shù)據(jù)和破壞性數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的RMSE，顯示了此校準(zhǔn)的結(jié)果。
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| 校準(zhǔn)驗(yàn)證結(jié)果； 比較3MA測(cè)量值和破壞性測(cè)量值：（a）拉伸強(qiáng)度Rm和（b）屈服強(qiáng)度Rp0.2。 | |
為了驗(yàn)證校準(zhǔn)，即檢查已開發(fā)的校準(zhǔn)功能的質(zhì)量并評(píng)估此3MA應(yīng)用程序的測(cè)量精度，使用已校準(zhǔn)的3MA系統(tǒng)進(jìn)行了一系列比較測(cè)量。將Rm和Rp0.2的非破壞性確定值與從超過2700條帶材的破壞性拉伸測(cè)試中測(cè)得的值進(jìn)行比較。下圖的圖表顯示了此比較的結(jié)果。這些圖中組合了所有四個(gè)鋼種的數(shù)據(jù)。
為了評(píng)估非破壞性數(shù)據(jù)和破壞性數(shù)據(jù)之間的偏差，下表列出了四種鋼種的RMSE值。
| 鋼種 | Rm [MPa]的RMSE | Rp0.2 [MPa]的RMSE | 帶鋼鋼卷數(shù)量 |
| IF, 常規(guī)型 | 5.3 | 7.4 | 1985 |
| IF, 高強(qiáng)度鋼 | 6.8 | 9.3 | 68 |
| BH烘烤硬化鋼 | 11.2 | 15.6 | 55 |
| 結(jié)構(gòu)鋼 | 7.5 | 12.1 | 34 |
表： 鋼號(hào)等級(jí)和Rm和Rp0.2的驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果
根據(jù)誤差傳播的規(guī)則，這兩種方法（nd和d）的測(cè)量不確定性將對(duì)RMSE有所貢獻(xiàn)，即und和ud分別是非破壞性測(cè)量和破壞性測(cè)量的不確定性。 如上表所示，RMSE值接近破壞性拉伸試驗(yàn)的已知測(cè)量不確定度，表明3MA的測(cè)量不確定度在相同范圍內(nèi)。
可以使用3MA的Rm和Rp0.2的在線測(cè)量來確定線圈的接受范圍，如下圖所示。在帶材位置范圍x>200 m和x<2400 m中，不超過260 MPa的閾值水平（接受線）。
在線測(cè)量長度為2500 m的線圈中的屈服強(qiáng)度Rp0.2；帶材起點(diǎn)，終點(diǎn)和中間的Rp0.2破壞性測(cè)量值也顯示為紅點(diǎn)。顯示了表示閾值Rp0.2 = 260 MPa的驗(yàn)收線
