[發明專利]監控用于感應加熱的裝置的方法

在審

• 申請號: 201510120746.0
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104831027A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: H·克洛茨
• 申請（專利權）人: EMAG控股有限公司
• 主分類號: C21D1/42
• 分類號: C21D1/42;C21D11/00;G01R19/00;G01R19/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

技術領域

本發明涉及一種根據本發明第一方面的主題的、監控用于借助感應線圈來加熱部件的裝置的方法。

背景技術

這樣的裝置例如用于硬化工件。從DE?2?322?720?A中已知一種用于監控感應硬化裝置的電路構造。其中被輸送給硬化裝置的熱量確定為電能，此時將與感應電壓和感應電流成比例的電壓接入倍增器。因為輸送的功率在加熱期間會發生改變，所以它在整個加熱時間上積分。為此目的倍增器的輸出端與積分器的輸入端相連接。另外利用該電路構造的輸出值還能夠推斷出硬化溫度、加熱深度或者有關感應器的有效系數的結論。調整后的硬化裝置的一個缺點在于，例如在交流電流發生器的諧振電路中無法檢測到某些故障，因為這些故障由該調整來補償。

發明內容

本發明的任務在于闡明一種監控用于感應加熱的裝置的方法，該方法不具有現有技術中的缺點。

該任務通過根據第一方面所述的方法來解決。有利的改進方案是本發明其它方面的主題。

本發明的一個有利的方面在于，在用于感應加熱的裝置中測量施加在感應線圈上的視在電壓，將該視在電壓在整個加熱時間上積分并建立相應的電壓時間面積。導體回路的磁通量僅取決于所施放的電壓時間面積，并且通過該磁通量而使得待加熱的部件發生耦合。根據部件的加熱狀態，系統感應線圈-部件表示負載較大或較小的變壓器。與電壓時間面積的預先確定的參考值進行對比能夠推斷出感應線圈的幾何結構、感應線圈與待加熱部件之間的磁耦合或者推斷出感應線圈電流的頻率和振幅。此外使用該方法還檢測發生器一側的故障。

附圖說明

下面借助一個實施例來描述本發明。

圖1示出了是一個用于感應加熱工件的裝置的負載支路。

圖2a示出了在電壓波形為正弦形式的電壓變化時的電壓時間面積。

圖2b示出了在交流電壓的數值的平均值下的電壓時間面積。

圖3a到圖3c示出了具有疊加的HF電壓(具有相應的電壓時間面積)的MF電壓。

具體實施方式

以用于由感應線圈加熱的工件的硬化裝置為例來詳細闡述本發明。圖1中示出了該裝置的負載支路。工件W由感應線圈I感應加熱。感應線圈I被連接至一個未示出的發生器上。感應線圈I具有一個受工件W影響的處理電阻。在感應加熱期間在該處理電阻上施加電壓Us。當例如工件W的材料或者溫度、感應線圈I的幾何結構、感應線圈I與工件W之間的磁耦合或者電流的頻率或振幅發生變化時，該電壓Us將發生變化。同時還檢測到發生器例如在諧振電路或者逆變器中的故障情況。圖2a中示出了一個正弦形式變化的交流電壓的電壓時間面積F。通過對該電壓時間面積F和預先確定的參考值進行比較，推斷出加熱過程是否成功結束。為確定該電壓變化可以對交流電壓采樣。尤其是在例如300kHz的高頻率的情況下這一過程十分費事，因為采樣速率必須至少為交流電壓信號的最高頻率分量的兩倍。從圖2b中可以看到一種有利的實現方式。在該實施方式中，由整流過的交流電壓形成一個平均值并用于確定電壓時間面積F。對此可以使用任意的數學平均值，例如幾何平均值、算術平均值或者還有均方值。圖3a示出了中頻電壓，在該中頻電壓上疊加有一個高頻電壓。為了形成電壓時間面積而特別有利地將電壓分為一個中頻部分和一個高頻部分。根據圖3b，針對中頻部分形成電壓時間面積F_MF，并且針對高頻部分形成電壓時間面積FHF(參見圖3c)。在與參考值存在偏差時，根據本發明的方法甚至推斷出是由裝置的中頻部分還是高頻部分引起了不規律性。此外在硬化裝置中該方法還用于具有例如用于焊接裝置的感應加熱裝置的系統中。