JPH0236163B2 - - Google Patents
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- JPH0236163B2 JPH0236163B2 JP58138924A JP13892483A JPH0236163B2 JP H0236163 B2 JPH0236163 B2 JP H0236163B2 JP 58138924 A JP58138924 A JP 58138924A JP 13892483 A JP13892483 A JP 13892483A JP H0236163 B2 JPH0236163 B2 JP H0236163B2
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- Japan
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- circuit
- amplitude
- slab
- time
- wavelength
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電磁超音波を用いて連続鋳造におけ
る鋳片の凝固厚みを測定する装置（以下、シエル
厚計という）に関するものである。
る鋳片の凝固厚みを測定する装置（以下、シエル
厚計という）に関するものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において１は電磁超音波発生器、２は電
磁超音波受信器、７は鋳片、８はパルス発生回
路、９は励磁電源、１０は増幅器、１１はゲート
回路、１２は透過時間測定回路、１３は表面温度
計、１４は鋳片全厚み測定器、１５は凝固厚み演
算回路、１６は出力回路である。一方、第２図は
このシエル厚計における電磁超音波発生、および
受信の原理を示す図である。この図において３は
電磁超音波発生コイル、４は電磁超音波検出コイ
ル、５は磁界を発生させるための励磁コイル、６
は磁気回路を形成するための磁心である。ここで
検出コイル４の出力２１は増幅器１０に接続され
ている。
つた。図において１は電磁超音波発生器、２は電
磁超音波受信器、７は鋳片、８はパルス発生回
路、９は励磁電源、１０は増幅器、１１はゲート
回路、１２は透過時間測定回路、１３は表面温度
計、１４は鋳片全厚み測定器、１５は凝固厚み演
算回路、１６は出力回路である。一方、第２図は
このシエル厚計における電磁超音波発生、および
受信の原理を示す図である。この図において３は
電磁超音波発生コイル、４は電磁超音波検出コイ
ル、５は磁界を発生させるための励磁コイル、６
は磁気回路を形成するための磁心である。ここで
検出コイル４の出力２１は増幅器１０に接続され
ている。
次に動作について説明する。パルス発生回路８
によつてパルス信号を通電された発生コイル３は
コイルのまわりに矢印１７のようにパルス磁界を
発生し、このパルス磁界はレンツの法則により厚
みＤの鋳片７の表面に起電力を誘起し、うず電流
１８を発生させる。このうず電流１８はさらにフ
レミングの左手の法則により矢印１７のパルス磁
界との相互作用によるパルス電磁力を発生させこ
れが鋳片７の表面に超音波振動を起させる。以上
が電磁超音波発生の原理である。
によつてパルス信号を通電された発生コイル３は
コイルのまわりに矢印１７のようにパルス磁界を
発生し、このパルス磁界はレンツの法則により厚
みＤの鋳片７の表面に起電力を誘起し、うず電流
１８を発生させる。このうず電流１８はさらにフ
レミングの左手の法則により矢印１７のパルス磁
界との相互作用によるパルス電磁力を発生させこ
れが鋳片７の表面に超音波振動を起させる。以上
が電磁超音波発生の原理である。
次に鋳片７の表面で発生した電磁超音波は鋳片
７の中を矢印１９の向きに進行し、他面に達する
と鋳片７の表面に振動を発生させる。この振動と
励磁電源９によつて励磁された励磁コイル５が作
る磁界との相互作用により鋳片７の表面に起電力
が発生する。これはフレミングの右手の法則によ
るものである。この起電力は鋳片７の表面にうず
電流２０を発生し、このうず電流の作る磁界がレ
ンツの法則により、検出コイル４に起電力を誘起
し、この起電力信号が受信信号として増幅器１０
によつて、増幅されゲート回路１１によつて時間
軸上の必要な部分が取り出され、透過時間測定回
路１３に送られる。このゲート回路１１では通常
パルス発生回路のパルス出力タイミング信号を基
準にして時間ゲートが作成される。
７の中を矢印１９の向きに進行し、他面に達する
と鋳片７の表面に振動を発生させる。この振動と
励磁電源９によつて励磁された励磁コイル５が作
る磁界との相互作用により鋳片７の表面に起電力
が発生する。これはフレミングの右手の法則によ
るものである。この起電力は鋳片７の表面にうず
電流２０を発生し、このうず電流の作る磁界がレ
ンツの法則により、検出コイル４に起電力を誘起
し、この起電力信号が受信信号として増幅器１０
によつて、増幅されゲート回路１１によつて時間
軸上の必要な部分が取り出され、透過時間測定回
路１３に送られる。このゲート回路１１では通常
パルス発生回路のパルス出力タイミング信号を基
準にして時間ゲートが作成される。
次に透過時間測定回路１２では、ゲート回路１
１から入力された受信信号とパルス出力タイミン
グ信号の時間差から超音波が鋳片７の一面からそ
の裏面の他面までに伝搬するに要する時間ｔを求
め、その結果が凝固厚み演算回路１５に送られ
る。
１から入力された受信信号とパルス出力タイミン
グ信号の時間差から超音波が鋳片７の一面からそ
の裏面の他面までに伝搬するに要する時間ｔを求
め、その結果が凝固厚み演算回路１５に送られ
る。
さて、今、鋳片内に未凝固部が残つていると
し、すでに凝固している部分の厚さをｄ＝d1＋d2
とすれば未凝固部の厚さはＤ−ｄのはずであるか
ら凝固部を超音波が伝搬する速度をVs、未凝固
部を超音波が伝搬する速度をVlとすれば鋳片全体
を超音波が透過する透過時間ｔは ｔ＝ｄ／Vs＋Ｄ−ｄ／Vl であらわされる。一般にVsは鋼種によつて鋳片
の凝固温度と、表面温度計１３によつて測定され
た表面温度から平均又は加重平均等によつて求め
た凝固部の平均温度により超音波伝搬速度の温度
依存特性から算出され、又Vlは未凝固部が過冷却
状態にあると考えられることからこの状態での超
音波伝搬速度を実験によつて求められた値が使用
される。
し、すでに凝固している部分の厚さをｄ＝d1＋d2
とすれば未凝固部の厚さはＤ−ｄのはずであるか
ら凝固部を超音波が伝搬する速度をVs、未凝固
部を超音波が伝搬する速度をVlとすれば鋳片全体
を超音波が透過する透過時間ｔは ｔ＝ｄ／Vs＋Ｄ−ｄ／Vl であらわされる。一般にVsは鋼種によつて鋳片
の凝固温度と、表面温度計１３によつて測定され
た表面温度から平均又は加重平均等によつて求め
た凝固部の平均温度により超音波伝搬速度の温度
依存特性から算出され、又Vlは未凝固部が過冷却
状態にあると考えられることからこの状態での超
音波伝搬速度を実験によつて求められた値が使用
される。
従つて、凝固厚み演算回路１５の入力として前
記透過時間ｔ以外に全厚み測定器１４からの厚み
情報Ｄと、表面温度計１３からの表面温度情報と
鋼種によつて決まる鋳片の凝固温度値と、未凝固
部の超音波伝搬速度Vlが得られれば前記の関係式
から凝固厚みｄが算出できるわけである。算出さ
れた凝固厚みｄは出力回路１６により表示又は記
録される。
記透過時間ｔ以外に全厚み測定器１４からの厚み
情報Ｄと、表面温度計１３からの表面温度情報と
鋼種によつて決まる鋳片の凝固温度値と、未凝固
部の超音波伝搬速度Vlが得られれば前記の関係式
から凝固厚みｄが算出できるわけである。算出さ
れた凝固厚みｄは出力回路１６により表示又は記
録される。
従来の鋳片凝固厚み測定装置は以上のように構
成されているので、外来ノイズ等の偶発ノイズが
電磁超音波受信器の検出コイル側に混入された場
合に、これを除外することができず、そのまま受
信信号として処理し、誤まつた判定（誤測定）を
してしまう欠点があつた。
成されているので、外来ノイズ等の偶発ノイズが
電磁超音波受信器の検出コイル側に混入された場
合に、これを除外することができず、そのまま受
信信号として処理し、誤まつた判定（誤測定）を
してしまう欠点があつた。
この発明は、このような欠点を解消するために
なされたもので、前記のノイズ等によつて発生す
る異常波形信号を除外し、さらに統計的処理を付
加することにより、きわめて測定精度の高い鋳片
凝固厚み測定装置を提供するものである。
なされたもので、前記のノイズ等によつて発生す
る異常波形信号を除外し、さらに統計的処理を付
加することにより、きわめて測定精度の高い鋳片
凝固厚み測定装置を提供するものである。
第３図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。第３図において、１は電磁超音波発生器、２
は電磁超音波受信器、７は鋳片、８はパルス発生
回路、９は励磁電源、１０は増幅器、１１はゲー
ト回路、１２は透過時間測定回路、２２は透過時
間演算回路、２３は異常波形除去回路、１３は表
面温度計、１４は鋳片全厚み測定器、１５は凝固
厚み演算回路、１６は出力回路である。
る。第３図において、１は電磁超音波発生器、２
は電磁超音波受信器、７は鋳片、８はパルス発生
回路、９は励磁電源、１０は増幅器、１１はゲー
ト回路、１２は透過時間測定回路、２２は透過時
間演算回路、２３は異常波形除去回路、１３は表
面温度計、１４は鋳片全厚み測定器、１５は凝固
厚み演算回路、１６は出力回路である。
第４図は、異常波形除去回路２３および透過時
間演算回路２２の回路構成を示す図である。第４
図において、２４はＡ／Ｄ変換回路、２５は波形
記憶回路、２６は最大振幅点検出回路、２７は最
大値記憶回路、２８はタイミング制御回路、２９
は零クロス点検出回路、３０は波長算出回路、３
１は極値点検出回路、３２は極値記憶回路、３３
は振幅比率演算回路、３４は波長条件判定回路、
３５は振幅条件判定回路、３６および４１は定数
設定回路、３７は波形情報記憶回路、３８は波長
平均値算出回路、３９は振幅平均値算出回路、４
０は比較判定回路、４２は送信タイミング信号、
４３は受信信号、４４は透過時間信号、４５はデ
ータ有効信号、４６は透過時間記憶回路、４７は
有効データ判定回路、４８は平均値算出回路、４
９は平均透過時間信号である。
間演算回路２２の回路構成を示す図である。第４
図において、２４はＡ／Ｄ変換回路、２５は波形
記憶回路、２６は最大振幅点検出回路、２７は最
大値記憶回路、２８はタイミング制御回路、２９
は零クロス点検出回路、３０は波長算出回路、３
１は極値点検出回路、３２は極値記憶回路、３３
は振幅比率演算回路、３４は波長条件判定回路、
３５は振幅条件判定回路、３６および４１は定数
設定回路、３７は波形情報記憶回路、３８は波長
平均値算出回路、３９は振幅平均値算出回路、４
０は比較判定回路、４２は送信タイミング信号、
４３は受信信号、４４は透過時間信号、４５はデ
ータ有効信号、４６は透過時間記憶回路、４７は
有効データ判定回路、４８は平均値算出回路、４
９は平均透過時間信号である。
次に第３図および第４図に示す本発明の一実施
例についてその動作を説明する。パルス発生回路
８により電磁超音波発生器１への送信信号と同期
した送信タイミング信号４２が出力され、透過時
間測定回路１２および異常波形除去回路２３に入
力される。一方励磁電源９により励磁され、受信
可能となつた電磁超音波受信器２からの受信信号
４３は増幅器１０により増幅され、ゲート回路１
１により必要な信号のみ時間弁別され、前記透過
時間測定回路１２および異常波形除去回路２３に
入力される。透過時間測定回路１２では、前記の
送信タイミング信号４２と受信信号４３との時間
差から、透過時間tTを求め、これを透過時間信号
４４として透過時間演算回路２２へ送り、透過時
間記憶回路４６に記憶させる。
例についてその動作を説明する。パルス発生回路
８により電磁超音波発生器１への送信信号と同期
した送信タイミング信号４２が出力され、透過時
間測定回路１２および異常波形除去回路２３に入
力される。一方励磁電源９により励磁され、受信
可能となつた電磁超音波受信器２からの受信信号
４３は増幅器１０により増幅され、ゲート回路１
１により必要な信号のみ時間弁別され、前記透過
時間測定回路１２および異常波形除去回路２３に
入力される。透過時間測定回路１２では、前記の
送信タイミング信号４２と受信信号４３との時間
差から、透過時間tTを求め、これを透過時間信号
４４として透過時間演算回路２２へ送り、透過時
間記憶回路４６に記憶させる。
さて、異常波形除去回路２３では前記の受信信
号４３が、まずＡ／Ｄ変換回路２４に入力され、、
タイミング制御回路２８の指示するタイミングで
サンプリングされ、デイジタル値に変換されて波
形記憶回路２５に時系列で記憶される。なおタイ
ミング制御回路２８は、前記送信タイミング信号
４２と連動し、受信信号４３の全波形が充分記憶
されるようタイミング制御を行なつている。
号４３が、まずＡ／Ｄ変換回路２４に入力され、、
タイミング制御回路２８の指示するタイミングで
サンプリングされ、デイジタル値に変換されて波
形記憶回路２５に時系列で記憶される。なおタイ
ミング制御回路２８は、前記送信タイミング信号
４２と連動し、受信信号４３の全波形が充分記憶
されるようタイミング制御を行なつている。
第５図は以上のようにして波形記憶回路２５に
収められた受信信号４３の一例を示したものであ
る。なお第５図ではアナログ波形として示してあ
るが、実際には時系列に並んだデイジタル値とし
て記憶されている。受信信号４３の記憶が終了す
ると次にタイミング制御回路２８の指示により、
データが順に読み出され、最大振幅点検出回路２
６により、最大振幅を与える時刻tMが検出され、
同時に、最大値記憶回路２７により、この時の振
幅値VMが記憶される。なお、波形記憶回路２５
は時系列にデータを記憶するようになつており、
またデータのサンプリングも、タイミング制御回
路２８により予め定められた既知のタイミングで
行なわれているため、波形記憶回路２５に記憶さ
れているデータの位置を知ることにより、前記の
時刻tMは容易に求められる。
収められた受信信号４３の一例を示したものであ
る。なお第５図ではアナログ波形として示してあ
るが、実際には時系列に並んだデイジタル値とし
て記憶されている。受信信号４３の記憶が終了す
ると次にタイミング制御回路２８の指示により、
データが順に読み出され、最大振幅点検出回路２
６により、最大振幅を与える時刻tMが検出され、
同時に、最大値記憶回路２７により、この時の振
幅値VMが記憶される。なお、波形記憶回路２５
は時系列にデータを記憶するようになつており、
またデータのサンプリングも、タイミング制御回
路２８により予め定められた既知のタイミングで
行なわれているため、波形記憶回路２５に記憶さ
れているデータの位置を知ることにより、前記の
時刻tMは容易に求められる。
次に、時刻tMが最大振幅点検出回路２６により
検出されると、この情報はタイミング制御回路２
８に入力する。タイミング制御回路２８は、時刻
tMに対応する波形記憶回路２５上の位置から、順
に時間をさかのぼる方向および時間を下る方向に
データを読み出し、時刻tM前後の予め設定された
範囲における零クロス時刻tZ-2〜tZ2および極大
値、極小値を示す時刻tP-2〜tP2が、それぞれ零ク
ロス点検出回路２９および極値点検出回路３１に
より検出される。波長算出回路３０では上記零ク
ロス時刻より、たとえばλ＝tZ1〜tZ-2として波長
を算出する。もちろん、波長λを求めるに当つて
は、例えばλ＝（λZ1−λZ-2＋λZ2−λZ-1）／２の
ようにλをtZ-2、tZ-1、tZ1、tZ2の関数として、他
の統計的演算手法を導入してもよい。
検出されると、この情報はタイミング制御回路２
８に入力する。タイミング制御回路２８は、時刻
tMに対応する波形記憶回路２５上の位置から、順
に時間をさかのぼる方向および時間を下る方向に
データを読み出し、時刻tM前後の予め設定された
範囲における零クロス時刻tZ-2〜tZ2および極大
値、極小値を示す時刻tP-2〜tP2が、それぞれ零ク
ロス点検出回路２９および極値点検出回路３１に
より検出される。波長算出回路３０では上記零ク
ロス時刻より、たとえばλ＝tZ1〜tZ-2として波長
を算出する。もちろん、波長λを求めるに当つて
は、例えばλ＝（λZ1−λZ-2＋λZ2−λZ-1）／２の
ようにλをtZ-2、tZ-1、tZ1、tZ2の関数として、他
の統計的演算手法を導入してもよい。
極値記憶回路３２は前記極値点検出回路３１に
より検出されたそれぞれの極値点tP-2〜tP2におけ
る振幅値VP-2〜VP2の値を記憶し、振幅比率演算
回路３３は前記の最大値記憶回路２７に記憶され
ている振幅値VMと、このVP-2〜VP2とにより、た
とえばVMに対するそれぞれの振幅比率ki＝VPi／
VM（ｉ＝−２〜２）を求める。もちろん、この振
幅比率は、VM、VP-2〜VP2よりなるマトリマトリ
クスとして求めるなど、他の演算処理を行なつて
もよい。
より検出されたそれぞれの極値点tP-2〜tP2におけ
る振幅値VP-2〜VP2の値を記憶し、振幅比率演算
回路３３は前記の最大値記憶回路２７に記憶され
ている振幅値VMと、このVP-2〜VP2とにより、た
とえばVMに対するそれぞれの振幅比率ki＝VPi／
VM（ｉ＝−２〜２）を求める。もちろん、この振
幅比率は、VM、VP-2〜VP2よりなるマトリマトリ
クスとして求めるなど、他の演算処理を行なつて
もよい。
波長条件判定回路３４は、波長算出回路３０に
より算出された波長λが、定数設定回路３６によ
り予め設定された範囲に入つているかを判定し、
この条件を満足しないデータを除去する。同様に
して、振幅条件判定回路３５は、振幅比率演算回
路３３により求めた振幅比率k-2〜k2が定数設定
回路３６により予め設定された条件を満足してい
るかによつてデータの取捨判定を行なう。従つ
て、定数設定回路３６による設定条件を満足した
データのみが波長条件判定回路３４および振幅条
件判定回路３５を通過し、波形情報記憶回路３７
に収められる。
より算出された波長λが、定数設定回路３６によ
り予め設定された範囲に入つているかを判定し、
この条件を満足しないデータを除去する。同様に
して、振幅条件判定回路３５は、振幅比率演算回
路３３により求めた振幅比率k-2〜k2が定数設定
回路３６により予め設定された条件を満足してい
るかによつてデータの取捨判定を行なう。従つ
て、定数設定回路３６による設定条件を満足した
データのみが波長条件判定回路３４および振幅条
件判定回路３５を通過し、波形情報記憶回路３７
に収められる。
ここまでの経過をＮ回の受信について行なえ
ば、波形情報記憶回路３７内にはＮ回分の波長デ
ータのうち前記判定条件を満足したＫ個（ただＫ
≦Ｎ）の波長データλi（ｉ＝１〜Ｋ）と振幅比率
データkP-2i〜kP2i（ｉ＝１〜Ｋ）が記憶されてい
ることになる。
ば、波形情報記憶回路３７内にはＮ回分の波長デ
ータのうち前記判定条件を満足したＫ個（ただＫ
≦Ｎ）の波長データλi（ｉ＝１〜Ｋ）と振幅比率
データkP-2i〜kP2i（ｉ＝１〜Ｋ）が記憶されてい
ることになる。
Ｎ回の受信が終了した時点でタイミング制御回
路２８の指示により波形情報記憶回路３７内に記
憶されたＫ個のデータが順に読み出され、波長平
均値算出回路３８および振幅平均値算出回路３９
により、それぞれの平均値、P-2〜P2が算出
され、比較判定回路４０へ送られる。
路２８の指示により波形情報記憶回路３７内に記
憶されたＫ個のデータが順に読み出され、波長平
均値算出回路３８および振幅平均値算出回路３９
により、それぞれの平均値、P-2〜P2が算出
され、比較判定回路４０へ送られる。
タイミング制御回路２８は、波長平均値算出回
路３８および振幅平均値算出回路３９が、それぞ
れの平均値を比較判定回路４０へ送つた後に、再
び波長情報記憶回路３７のデータを読み出し、さ
らに比較判定回路４０は、これらのデータλi、
kP-2i〜kP2i（ｉ＝１〜Ｋ）について、前記の平均
値、P-2〜kP2 との比較を行ない、予め定数設
定回路４１により設定された偏差値以内に入つた
データに対してのみデータ有効信号４５を出力す
る。
路３８および振幅平均値算出回路３９が、それぞ
れの平均値を比較判定回路４０へ送つた後に、再
び波長情報記憶回路３７のデータを読み出し、さ
らに比較判定回路４０は、これらのデータλi、
kP-2i〜kP2i（ｉ＝１〜Ｋ）について、前記の平均
値、P-2〜kP2 との比較を行ない、予め定数設
定回路４１により設定された偏差値以内に入つた
データに対してのみデータ有効信号４５を出力す
る。
ここで、前記の透過時間記憶回路４６に記憶さ
れたＮ回の透過時間データtTi（ｉ＝１〜Ｎ）のう
ち、前記データ有効信号４５に対応した透過時間
データtTj（ｊ＝１〜Ｋ）のみが透過時間判定回路
４７を通過し、平均値算出回路４８により透過時
間平均値Tが算出され、平均透過時間信号４９と
して凝固厚み演算回路１５へ送られる。
れたＮ回の透過時間データtTi（ｉ＝１〜Ｎ）のう
ち、前記データ有効信号４５に対応した透過時間
データtTj（ｊ＝１〜Ｋ）のみが透過時間判定回路
４７を通過し、平均値算出回路４８により透過時
間平均値Tが算出され、平均透過時間信号４９と
して凝固厚み演算回路１５へ送られる。
凝固厚み演算回路１５では、透過時間演算回路
２２による平均透過時間ｔ＝Tと、表面温度計１
３による温度Ｔと、鋳片全厚み測定器１４による
全厚みＤとから、従来の算出方法と同様にして凝
固厚みを求め、出力回路１６により外部へ出力さ
れる。
２２による平均透過時間ｔ＝Tと、表面温度計１
３による温度Ｔと、鋳片全厚み測定器１４による
全厚みＤとから、従来の算出方法と同様にして凝
固厚みを求め、出力回路１６により外部へ出力さ
れる。
本実施例では、定数設定回路３６の設定値が、
予め予想される波長および振幅比率に対して例え
ば±10％となるように設定し、さらに定数設定回
路４１の設定値が前記の平均値λ、kP-2〜kP2に
対して、同様に、例えば±３％と設定することに
より、有用なデータを損なうことなく、モータや
電磁開閉器の突入電流等による急峻な立上りをも
つ短波長波形をきわめて効果的に除去し得た。
予め予想される波長および振幅比率に対して例え
ば±10％となるように設定し、さらに定数設定回
路４１の設定値が前記の平均値λ、kP-2〜kP2に
対して、同様に、例えば±３％と設定することに
より、有用なデータを損なうことなく、モータや
電磁開閉器の突入電流等による急峻な立上りをも
つ短波長波形をきわめて効果的に除去し得た。
なお、以上はデイジタル化されたデータを扱う
デイジタル回路により説明を行なつたが、この回
路の一部または全部をアナログ回路によつて置き
換えたり、あるいはコンピユータを用いてソフト
ウエアに置き換えたりすることはもちろん可能で
あり、またそれによつて本発明の趣旨は何ほども
損われるものではない。また、本実施例では、極
値点および零クロス点をそれぞれtP-2〜tP2、tZ-2
〜tZ2の８点として説明したが、本発明はこれに
限らず、特に極値点および零クロス点の数を限定
するものではなく、この発明の主旨を逸脱しない
範囲において種々の変形がある。
デイジタル回路により説明を行なつたが、この回
路の一部または全部をアナログ回路によつて置き
換えたり、あるいはコンピユータを用いてソフト
ウエアに置き換えたりすることはもちろん可能で
あり、またそれによつて本発明の趣旨は何ほども
損われるものではない。また、本実施例では、極
値点および零クロス点をそれぞれtP-2〜tP2、tZ-2
〜tZ2の８点として説明したが、本発明はこれに
限らず、特に極値点および零クロス点の数を限定
するものではなく、この発明の主旨を逸脱しない
範囲において種々の変形がある。
また、本発明による異常波形除去回路および透
過時間演算回路はシエル厚計のみならず、超音波
等の伝播を利用した他の送受信装置、例えば肉厚
計、温度計等にも応用可能である。
過時間演算回路はシエル厚計のみならず、超音波
等の伝播を利用した他の送受信装置、例えば肉厚
計、温度計等にも応用可能である。
以上のように、この発明によれば、外来ノイズ
等の偶発ノイズが電磁超音波受信器の検出コイル
側に混入されること等によつて発生する異常波形
信号を除外し、さらに統計的処理を付加すること
により、きわめて測定精度の高い鋳片凝固厚み測
定を行なうことが可能である。
等の偶発ノイズが電磁超音波受信器の検出コイル
側に混入されること等によつて発生する異常波形
信号を除外し、さらに統計的処理を付加すること
により、きわめて測定精度の高い鋳片凝固厚み測
定を行なうことが可能である。
第１図は従来の鋳片凝固厚み測定装置の構成を
示すブロツク図、第２図は電磁超音波発生および
受信の原理を示す図、第３図は本発明装置の一実
施例の構成を示す図、第４図は本発明装置の異常
波形除去回路および透過時間演算回路の回路構成
を示すブロツク図、第５図は本発明装置によつて
得られる受信信号の一例を示す図である。 図中、１は電磁超音波発生器、２は電磁超音波
受信器、３は電磁超音波発生コイル、４は電磁超
音波検出コイル、５は励磁コイル、６は磁心、７
は鋳片、８はパルス発生回路、９は励磁電源、１
０は増幅器、１１はゲート回路、１２は透過時間
測定回路、１３は表面温度計、１４は鋳片全厚み
測定器、１５は凝固厚み演算回路、１６は出力回
路、１７はパルス磁界、１８および２０は渦電
流、１９は超音波の伝播方向、２１は電磁超音波
検出コイル４の出力、２２は透過時間演算回路、
２３は異常波形除去回路、２４はＡ／Ｄ変換回
路、２５は波形記憶回路、２６は最大振幅点検出
回路、２７は最大値記憶回路、２８はタイミング
制御回路、２９は零クロス点検出回路、３０は波
長算出回路、３１は極値点検出回路、３２は極値
記憶回路、３３は振幅比率演算回路、３４は波長
条件判定回路、３５は振幅条件判定回路、３６お
よび４１は定数設定回路、、３７は波形情報記憶
回路、３８は波長平均値算出回路、３９は振幅平
均値算出回路、４０は比較判定回路、４２は送信
タイミング信号、４３は受信信号、４４は透過時
間信号、４５はデータ有効信号、４６は透過時間
記憶回路、４７は有効データ判定回路、４８は平
均値算出回路、４９は平均透過時間信号である。
なお、図中、同一あるいは相当部分には同一符号
を付して示してある。
示すブロツク図、第２図は電磁超音波発生および
受信の原理を示す図、第３図は本発明装置の一実
施例の構成を示す図、第４図は本発明装置の異常
波形除去回路および透過時間演算回路の回路構成
を示すブロツク図、第５図は本発明装置によつて
得られる受信信号の一例を示す図である。 図中、１は電磁超音波発生器、２は電磁超音波
受信器、３は電磁超音波発生コイル、４は電磁超
音波検出コイル、５は励磁コイル、６は磁心、７
は鋳片、８はパルス発生回路、９は励磁電源、１
０は増幅器、１１はゲート回路、１２は透過時間
測定回路、１３は表面温度計、１４は鋳片全厚み
測定器、１５は凝固厚み演算回路、１６は出力回
路、１７はパルス磁界、１８および２０は渦電
流、１９は超音波の伝播方向、２１は電磁超音波
検出コイル４の出力、２２は透過時間演算回路、
２３は異常波形除去回路、２４はＡ／Ｄ変換回
路、２５は波形記憶回路、２６は最大振幅点検出
回路、２７は最大値記憶回路、２８はタイミング
制御回路、２９は零クロス点検出回路、３０は波
長算出回路、３１は極値点検出回路、３２は極値
記憶回路、３３は振幅比率演算回路、３４は波長
条件判定回路、３５は振幅条件判定回路、３６お
よび４１は定数設定回路、、３７は波形情報記憶
回路、３８は波長平均値算出回路、３９は振幅平
均値算出回路、４０は比較判定回路、４２は送信
タイミング信号、４３は受信信号、４４は透過時
間信号、４５はデータ有効信号、４６は透過時間
記憶回路、４７は有効データ判定回路、４８は平
均値算出回路、４９は平均透過時間信号である。
なお、図中、同一あるいは相当部分には同一符号
を付して示してある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 連続鋳造される鋳片の一面に設置され、かつ
高周波パルス電流を通電されるコイルを備えて上
記鋳片表面に超音波を発生させる電磁超音波発生
器と、上記鋳片の他面に設置されて前記超音波を
受信する検出コイルを備えた電磁超音波受信器
と、上記の超音波発生器および受信器の超音波発
生、受信のタイミングから前記鋳片を超音波が前
記一面から他面まで伝搬するに要する時間ｔを求
める時間測定回路と、前記鋳片の全厚みＤを測定
する全厚み測定器と、前記時間測定回路によつて
測定された時間ｔ、前記全厚み測定器によつて測
定された全厚みＤ、前記鋳片の厚みｄの凝固部を
超音波が伝搬する速度Vs、および前記鋳片の厚
みＤ−ｄの未凝固部を超音波が伝搬する速度Vl
とから凝固部厚みｄを算出する演算回路とからな
る鋳片凝固厚み測定装置において、前記電磁超音
波受信器によつて受信された受信信号を時系列で
記憶する波形記憶回路と、前記波形記憶回路で記
憶された受信信号の最大振幅を示す時刻tMを検出
する最大振幅点検回路と、前記波形記憶回路で記
憶された受信信号から時刻tM前後の予め設定され
た範囲における零クロス時刻を検出する零クロス
点検回路と、前記零クロス時刻を用いて波長λを
求める波長算出回路と、前記波長算出回路λによ
り算出された波長λが予め設定された範囲に入つ
ているかを判定し、この条件を満足しないデータ
を除去する波長条件判定回路と、前記波長条件判
定回路から出力される設定条件を満足した波長デ
ータを記憶する波形情報記憶回路と、前記波形情
報記憶回路に記憶された複数個の波長データを入
力し、その平均値を算出する波長平均値算出回路
と、前記波形情報記憶回路からの出力データを波
長平均値算出回路からの出力データと比較し、予
じめ設定された偏差値以内に入つたデータのみデ
ータ有効信号を出力する比較判定回路とを具備し
た異常波形除去回路を前記電磁超音波受信器と前
記時間測定回路の間に設けたことを特徴とする鋳
片凝固厚み測定装置。 ２ 連続鋳造される鋳片の一面に設置され、かつ
高周波パルス電流を通電されるコイルを備えて上
記鋳片表面に超音波を発生させる電磁超音波発生
器と、上記鋳片の他面に設置されて前記超音波を
受信する検出コイルを備えた電磁超音波受信器
と、上記の超音波発生器および受信器の超音波発
生、受信のタイミングから前記鋳片を超音波が前
記一面から他面まで伝搬するに要する時間ｔを求
める時間測定回路と、前記鋳片の全厚みＤを測定
する全厚み測定器と、前記時間測定回路によつて
測定された時間ｔ、前記全厚み測定器によつて測
定された全厚みＤ、前記鋳片の厚みｄの凝固部を
超音波が伝搬する速度Vs、および前記鋳片の厚
みＤ−ｄの未凝固部を超音波が伝搬する速度Vl
とから凝固部厚みｄを算出する演算回路とからな
る鋳片凝固厚み測定装置において、前記電磁超音
波受信器によつて受信された受信信号を、時系列
で記憶する波形記憶回路と、前記波形記憶回路で
記憶された受信信号の最大振幅を示す時刻tMを検
出する最大振幅点検出回路と、前記時刻tMにおけ
る振幅値VMを記憶する最大値記憶回路と、前記
波形記憶回路で記憶された受信信号から時刻tM前
後の予じめ設定された範囲における極大値、極小
値を示す時刻を検出する極値点検出回路と、前記
極値点検出回路により検出された極値点における
振幅値を記憶する極値記憶回路と、前記最大値記
憶回路に記憶されている振幅値VMと前記極値記
憶回路に記憶されている振幅値とを用いて振幅値
VMに対するそれぞれの振幅比率を求める振幅比
率演算回路と、前記振幅比率演算回路により求め
た振幅比率が予じめ設定された条件を満足してい
るかによつてデータの取捨判定を行う振幅条件判
定回路と、前記振幅条件判定回路から出力される
設定条件を満足した振幅データを記憶する波形情
報記憶回路と、前記波形情報記憶回路に記憶され
た複数個の振幅データを入力し、その平均値を算
出する振幅平均値算出回路と、前記波形情報記憶
回路からの出力データを前記振幅平均値算出回路
からの出力データと比較し、予じめ設定された偏
差値以内に入つたデータのみデータ有効信号を出
力する比較判定回路とを具備した異常波形除去回
路を前記電磁超音波受信器と前記時間測定回路の
間に設けたことを特徴とする鋳片凝固厚み測定装
置。 ３ 連続鋳造される鋳片の一面に設置され、かつ
高周波パルス電流を通電されるコイルを備えて上
記鋳片表面に超音波を発生させる電磁超音波発生
器と、上記鋳片の他面に設置されて前記超音波を
受信する検出コイルを備えた電磁超音波受信器
と、上記の超音波発生器および受信器の超音波発
生、受信のタイミングから前記鋳片を超音波が前
記一面から他面まで伝搬するに要する時間ｔを求
める時間測定回路と、前記鋳片の全厚みＤを測定
する全厚み測定器と、前記時間測定回路によつて
測定された時間ｔ、前記全厚み測定器によつて測
定された全厚みＤ、前記鋳片の厚みｄの凝固部を
超音波が伝搬する速度Vs、および前記鋳片の厚
みＤ−ｄの未凝固部を超音波が伝搬する速度Vl
とから凝固部厚みｄを算出する演算回路とからな
ることを特徴とする鋳片凝固厚み測定装置におい
て、前記電磁超音波受信器によつて受信された受
信信号を時系列で記憶する波形記憶回路と、前記
波形記憶回路で記憶された受信信号の最大振幅を
示す時刻tMを検出する最大振幅点検出回路と、前
記時刻tMにおける振幅値VMを記憶する最大値記
憶回路と、前記波形記憶回路で記憶された受信信
号から時刻tM前後の予じめ設定された範囲におけ
る零クロス時刻および極大値、極小値を示す時刻
を検出する零クロス点検出回路および極値点検出
回路と、前記零クロス時刻を用いて波長λを求め
る波長算出回路と、前記極値点検出回路により検
出された極値点における振幅値を記憶する極値記
憶回路と、前記最大値記憶回路に記憶されている
振幅値VMと前記極値記憶回路に記憶されている
振幅値とを用いて振幅値VMに対するそれぞれの
振幅比率を求める振幅比率演算回路と、前記波長
算出回路により算出された波長λが予じめ設定さ
れた範囲に入つているかを判定し、この条件を満
足しないデータを除去する波長条件判定回路と、
前記振幅比率演算回路により求めた振幅比率が予
じめ設定された条件を満足しているかによつてデ
ータの取捨判定を行う振幅条件判定回路と、前記
波長条件判定回路および振幅条件判定回路から出
力される設定条件を満足した波長データおよび振
幅データを記憶する波形情報記憶回路と、前記波
形情報記憶回路に記憶された複数個の波長デー
タ、振幅データを入力し、それぞれの平均値を算
出する波長平均値算出回路および振幅平均値算出
回路と前記波形情報記憶回路からの出力データを
波長平均値算出回路および振幅平均値算出回路か
らの出力データと比較し、予じめ設定された偏差
値以内に入つたデータのみデータ有効信号を出力
する比較判定回路とを具備した異常波形除去回路
を前記電磁超音波受信器と前記時間測定回路の間
に設けたことを特徴とする鋳片凝固厚み測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138924A JPS6031010A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 鋳片凝固厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138924A JPS6031010A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 鋳片凝固厚み測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031010A JPS6031010A (ja) | 1985-02-16 |
| JPH0236163B2 true JPH0236163B2 (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=15233312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138924A Granted JPS6031010A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 鋳片凝固厚み測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031010A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0648183B2 (ja) * | 1988-08-22 | 1994-06-22 | 新日本製鐵株式会社 | 鋳片の凝固厚演算装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5839288B2 (ja) * | 1978-07-04 | 1983-08-29 | 日本鋼管株式会社 | 超音波式厚み計 |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP58138924A patent/JPS6031010A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6031010A (ja) | 1985-02-16 |
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