专利汇可以提供用于减小周围磁场强度以便于电弧焊接的装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于减小 焊接 区中的周围 磁场 的强度的装置,包括:磁场生成器(50,52,54,56),用于响应于输入 电流 来在所述焊接区中生成反向磁场;磁场 传感器 (140),用于感测所述焊接区中在任何矢量方向上的周围磁场的方向和幅值,并且响应于所述方向和幅值来输出传感器 信号 ;以及 控制器 (7),被布置为接收所述传感器信号,并且响应于所述传感器信号来控制到所述磁场生成器的输入电流,以生成减小所述焊接区中的磁场的反向磁场。还提供了用于使用此形式的装置来减小焊接区中的磁场的方法。,下面是用于减小周围磁场强度以便于电弧焊接的装置和方法专利的具体信息内容。
1.用于在存在周围磁场的情况下减小待进行电弧焊接的焊接区中的磁场的装置,包括:
磁场生成器,用于响应于输入电流来在所述焊接区中生成反向磁场;
磁场传感器,用于感测所述焊接区中在任何矢量方向上的周围磁场的方向和幅值,并且响应于所述方向和幅值来输出传感器信号;以及
控制器,被布置为接收所述传感器信号,并且响应于所述传感器信号来控制到所述磁场生成器的输入电流,以生成减小所述焊接区中的磁场的反向磁场。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述磁场生成器包括:由磁性材料制成的芯,以及围绕所述芯的至少一个线圈。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述控制器被布置为控制到所述磁场生成器的输入电流,以生成将所述焊接区中的磁场减小至小于预定阈值的反向磁场。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述控制器被布置为控制到所述磁场生成器的输入电流,以生成将所述焊接区中的磁场减小至小于0.005T的反向磁场。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述磁场生成器的芯限定了一个不完整的环路,该环路的每一端有一个极片。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述芯包括一对对置的极片,所述反向磁场形成在这一对极片之间,并且这一对极片是可移除的以使得能够采用不同的极片配置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述芯包括一对对置的极片,每个极片在与所述磁场生成器生成的反向磁场基本垂直的方向上是细长的。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的装置,或者根据当引用权利要求1-4时的权利要求6或7所述的装置,其中所述磁场生成器形成了两个闭合的磁路,每个磁路经由所述至少一个线圈而延伸,所述焊接区被限定在这两个磁路之间并且在其中一个磁路内。
9.一种用于响应于输入电流来在焊接区中生成反向磁场的磁场生成器,包括:
由磁性材料制成的芯;以及
围绕所述芯的至少一个线圈,用于接收所述输入电流,
其中所述磁场生成器形成了两个闭合的磁路,每个磁路经由所述至少一个线圈而延伸,所述焊接区被限定在这两个磁路之间并且在其中一个磁路内。
10.根据权利要求8所述的装置,或者根据权利要求9所述的生成器,其中所述磁场生成器限定了一个细长开口,用于在使用中位于焊接路径上方并且与所述焊接路径对准。
11.根据权利要求10所述的装置或者生成器,其中所述细长开口在与所述磁场生成器生成的反向磁场基本垂直的方向上是细长的。
12.根据权利要求10所述的装置或者生成器,其中所述细长开口在与所述磁场生成器生成的反向磁场基本平行的方向上是细长的。
13.根据权利要求1-8或10-12中任一项所述的装置,或者根据权利要求9-12中任一项所述的生成器,其中所述磁场生成器限定了一个背面,用于与待焊接的工件上的一个平坦表面接合。
14.根据权利要求13所述的装置或者生成器,其中极片限定了对置的端面,所述对置的端面与所述背面基本垂直并且被部署为与所述背面相邻。
15.根据权利要求13或14所述的装置或者生成器,其中每个极片包括一个渐细的部分,所述渐细的部分被配置为使得垂直于所述背面测得的所述极片的厚度随着与所述焊接区的距离的增大而增大。
16.根据权利要求1-8或10-15中任一项所述的装置,或者根据权利要求9-15中任一项所述的生成器,其中所述芯限定了一对分支,这一对分支远离于相应的极片而延伸。
17.根据权利要求16所述的装置或者生成器,其中这一对分支中的每个分支在与所述背面基本平行的方向上远离于相应的极片而延伸。
18.根据权利要求16或17所述的装置或者生成器,其中这一对分支中的每个分支在与所述反向磁场基本垂直的方向上远离于相应的极片而延伸。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的装置或者生成器,其中围绕每个分支有一个相应的线圈。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的装置或者生成器,其中所述芯包括一个背部,所述背部在与所述反向磁场基本平行的方向上在这一对分支之间延伸,所述背部具有比这一对分支大的横截面,以既容纳所述周围磁场又容纳所述反向磁场。
21.根据权利要求1-8或10-20中任一项所述的装置,其中所述磁场生成器限定了一个背面,所述背面用于与待焊接的工件上的一个平坦表面接合,并且所述装置包括与所述芯在磁性上分离的一对侧延伸部,这一对侧延伸部在使用中被布置为与所述背面基本垂直并且与所述反向磁场基本平行地延伸,并且在与所述周围磁场垂直的方向上在与所述焊接区横向间隔开的位置被设置在所述焊接区的相应侧。
22.根据权利要求21所述的装置,其中这一对侧延伸部中的每个侧延伸部的一部分在使用中与所述反向磁场基本平行地延伸至少长达由所述芯限定的焊接区的长度,并且这些部分被布置为在使用中与它们之间的焊接区对准。
23.根据权利要求1-8或10-22中任一项所述的装置,或者根据权利要求9-20中任一项所述的生成器,其中所述磁场生成器限定了一个开口,所述开口用于在使用中位于焊接路径上方,并且在所述芯的包围所述开口的部分中限定了一个间隙,所述芯的在所述间隙两侧的面被所述间隙中的非磁性材料分隔。
24.根据权利要求23所述的装置或者生成器,其中所述间隙在一个与所述背面基本平行的平面中延伸。
25.根据权利要求23或24所述的装置或者生成器,其中所述间隙或一个额外的间隙在一个与所述背面基本垂直的平面中延伸。
26.根据权利要求23-25中任一项所述的装置或者生成器,其中限定了多个平行的间隙。
27.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述磁场传感器包括三个正交定位的磁场传感器,优选地是霍尔效应器件。
28.根据权利要求2所述的装置,或者根据当引用权利要求2时的权利要求3-27中任一项所述的装置,包括用于监测所述线圈的温度的传感器。
29.根据权利要求28所述的装置,其中所述控制器被布置为根据到所述线圈的输入电流以及跨越所述线圈的电压来计算所述线圈的温度的测量值。
30.根据权利要求28或29所述的装置,其中所述控制器被布置为预测何时将超过与所述线圈关联的温度阈值。
31.根据权利要求30所述的装置,其中所述预测是根据所述线圈的当前温度、所述输入电流以及所述装置的热响应的数学模型来计算的。
32.根据前述权利要求任一项所述的装置,其中供应至所述磁场生成器的输入电流得自专用电源。
33.根据权利要求1-31中任一项所述的装置,被布置为从待使用该装置的设施接收用于所述磁场生成器的输入电流。
34.一种用于在存在周围磁场的情况下减小待进行电弧焊接的焊接区中的磁场的方法,包括以下步骤:
用磁场传感器感测焊接区中在任何矢量方向上的周围磁场的方向和幅值;
响应于所述方向和幅值,从所述磁场传感器输出传感器信号;
在控制器中接收所述传感器信号;以及
响应于所述传感器信号,用所述控制器来控制磁场生成器,以在所述焊接区中生成减小所述焊接区中的磁场的反向磁场。
35.根据权利要求34所述的方法,其中所述磁场生成器在所述感测步骤和所述控制步骤之中以及之间都被连续保持在基本相同的位置。
36.根据权利要求34所述的方法,其中所述感测步骤和所述输出步骤包括:
将所述磁场生成器沿着预定焊接路径从一个焊接区移动到另一焊接区,其中所述生成器被定位以在每个焊接区中在所述焊接路径上生成所述反向磁场;以及用磁场传感器感测每个焊接区中在任何矢量方向上的周围磁场的方向和幅值,并且响应于所述方向和幅值将来自所述磁场传感器的传感器信号输出到所述控制器,并且所述控制步骤包括:
沿着所述预定焊接路径重复所述磁场生成器的移动;以及
响应于所述传感器信号,用所述控制器来控制所述磁场生成器,以在每个焊接区中生成减小每个焊接区中的磁场的反向磁场。
37.根据权利要求36所述的方法,其中所述控制步骤包括:响应于所述传感器信号来确定所述磁场生成器在每个焊接区中的取向,以使得所述反向磁场的方向与所述周围磁场的方向基本相反。
38.根据权利要求36或37所述的方法,其中所述感测步骤包括:在所述控制器处接收与所述磁场生成器在每个焊接区中的位置有关的位置信号。
39.根据权利要求38所述的方法,其中所述位置信号是由安装在所述磁场生成器上的加速度计生成的。
40.根据权利要求36-39中任一项所述的方法,其中所述移动重复步骤包括:
考虑到所述传感器信号,用所述控制器确定沿着所述焊接路径的一系列位置,当执行焊接时所述磁场生成器应被定位在这一系列位置;以及
在执行了每个相应的焊接操作之后,将所述磁场生成器沿着所述焊接路径从一个位置移动到下一位置。
41.用于减小如下区域中的磁场强度的装置,该区域位于待焊接的非磁性工件的焊接地带附近同时靠近载有高电流的导体或者所述工件本身传导电流,所述装置包括:感测所述焊接地带中在任何矢量方向上的磁场的幅值和方向的工具;在所述焊接地带中产生磁场的工具;以及用于如下激励电流的控制器和电力单元,该激励电流用于平衡任何矢量方向上的场强。
42.根据权利要求41所述的装置,其中所述产生磁场的工具包括如下磁路,该磁路的一个环路上卷绕有一个或多个线圈,并且其中所述磁路的另一环路包围所述焊接地带。
43.根据权利要求41或42所述的装置,其中所述焊接地带的屏蔽的效力是由通过所述线圈的驱动电流控制的。
44.根据权利要求41-43中任一项所述的装置,其中所述磁路的这两个环路的相对取向能够改变,以允许使与本地磁场方向成任何角度的焊接路径的磁场最小化。
45.根据权利要求41-44中任一项所述的装置,其中包围所述焊接地带的磁路的环路具有任何拓扑形态,尤其是配合到拐角中和围绕拐角。
46.根据权利要求41-45中任一项所述的装置,其中所述平衡磁场由如下电磁体产生,该电磁体具有一个或多个线圈和磁极片,其中所述场的本地方向被到线圈的电流以及磁极片的位置和形状所控制。
47.根据权利要求46所述的装置,其中引入了额外的磁性材料,以控制所述磁场的方向。
48.根据权利要求41-47中任一项所述的装置,其中所述感测工具包括三个正交定位的磁场传感器,优选地是霍尔效应器件。
49.根据权利要求41-48中任一项所述的装置,能够沿着焊接路径被平移,以使得所述焊接位置相对于在磁性上受控的地带是固定的。
50.根据权利要求41-49中任一项所述的装置,能够沿着焊接路径被平移和转动,以使得所述焊接位置和本地场方向相对于在磁性上受控的地带是固定的。
51.根据权利要求41-50中任一项所述的装置,其中使用加速度计来监测在磁性上受控的地带沿着焊接路径的位置。
52.根据权利要求41-51中任一项所述的装置,其中使用测得的场来控制在磁性上受控的地带的取向。
53.根据权利要求41-52中任一项所述的装置,其中所述感测工具被从所述焊接区中移除,并且所述磁场被基于所存储的磁场数据和位置测量值而抵消。
54.根据权利要求41-53中任一项所述的装置,其中所述感测工具被从所述焊接区中移除,并且所述磁场被基于所存储的磁场数据、位置数据和倾斜数据而抵消。
55.根据权利要求41-54中任一项所述的装置,其中所述测量、存储和控制是由微处理器以电子方式实现的。
56.一种感测焊接区中在任何方向上的场幅值并且生成在幅值上和在任何方向上抵消磁场的响应以使得合成场强最小化的方法。
57.根据权利要求56所述的方法,其中感测到的场和抵消电流被记录为沿着待焊接的路径的位置的函数。
58.根据权利要求57所述的方法,其中感测到的场、抵消电流和电磁倾斜被记录为沿着待焊接的路径的位置的函数。
59.根据权利要求56-58中任一项所述的方法,由此监测所述线圈的温度,并且根据所供应的电流和电压来确定所述线圈的温度。
60.根据权利要求56-59中任一项所述的方法,由此根据当前温度和所述系统的数学建模的热响应来计算使所述线圈过热的运行时间。
61.基本如本文中参照附图描述的、用于在存在周围磁场的情况下减小待进行电弧焊接的焊接区中的磁场的装置。
62.一种基本如本文中参照附图描述的、用于响应于输入电流来在焊接区中生成反向磁场的磁场生成器。
63.一种基本如本文中参照附图描述的、用于在存在周围磁场的情况下减小待进行电弧焊接的焊接区中的磁场的方法。
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