JPH0443905A - 鋼帯の酸化膜厚測定方法及びその装置 - Google Patents
鋼帯の酸化膜厚測定方法及びその装置Info
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- JPH0443905A JPH0443905A JP15150490A JP15150490A JPH0443905A JP H0443905 A JPH0443905 A JP H0443905A JP 15150490 A JP15150490 A JP 15150490A JP 15150490 A JP15150490 A JP 15150490A JP H0443905 A JPH0443905 A JP H0443905A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は非接触状態で綱帯表面の酸化膜厚を測定する方
法及びその装置に関する。
法及びその装置に関する。
従来より鋼帯の連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛メツキ設備
等の焼鈍設備において、鋼帯表面にバーナーから高温の
燃焼ガスを直接吹付けて鋼帯を加熱、又は加熱還元する
直火加熱処理が行われている。
等の焼鈍設備において、鋼帯表面にバーナーから高温の
燃焼ガスを直接吹付けて鋼帯を加熱、又は加熱還元する
直火加熱処理が行われている。
このような加熱処理を行うと、鋼帯表面に酸化膜が生成
され、その生成状態が鋼帯の最終製品に大きな影響を与
える。
され、その生成状態が鋼帯の最終製品に大きな影響を与
える。
即ち、溶融亜鉛メツキ銅板は鋼帯の最大酸化膜厚にその
品質が左右されるし、一般鋼帯においても製品不良を生
ぜしめる。
品質が左右されるし、一般鋼帯においても製品不良を生
ぜしめる。
従って、か\る酸化膜の生成状態を正確に把握する必要
があり、従来より放射線を利用した放射線厚さ針の擾案
(特願昭63−271047号明細書)や化学的方法、
スパッタリングを利用する方法などが行われていた。
があり、従来より放射線を利用した放射線厚さ針の擾案
(特願昭63−271047号明細書)や化学的方法、
スパッタリングを利用する方法などが行われていた。
しかしながら、前記の放射線厚さ計は精度上の問題と計
測の応答性の悪さのために、被測定物が移動する際の酸
化膜厚の測定に使用されてなく、又、化学的方法、スパ
ッタリング利用法は被測定物の表面を損傷する欠点を存
し、更に、測定に長時間を必要とするので、放射線厚さ
計と同様、移動中の被測定物の酸化膜厚を測定すること
が不可能であった。
測の応答性の悪さのために、被測定物が移動する際の酸
化膜厚の測定に使用されてなく、又、化学的方法、スパ
ッタリング利用法は被測定物の表面を損傷する欠点を存
し、更に、測定に長時間を必要とするので、放射線厚さ
計と同様、移動中の被測定物の酸化膜厚を測定すること
が不可能であった。
本発明は移動中の被測定物の酸化膜厚を容易に、且つ正
確に測定することを目的とする。
確に測定することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために、被測定物の色彩を
酸化膜厚測定に利用したものであり、その特徴は被測定
物、例えば鋼帯が発する光をカラーセンサーで受光して
色の明度、色相を求め、しかる後該明度、色相より膜厚
を求めるところにあり、更にその装置として、鋼帯が発
する光を採光するために、採光管の一端に光源部と受光
部を併設し、該受光部とカラーセンサーを光ファイバー
を介して連結し、且つ該センサーで得られた色相と明度
より膜厚を演算する演算装置を設けたことを特徴とする
。
酸化膜厚測定に利用したものであり、その特徴は被測定
物、例えば鋼帯が発する光をカラーセンサーで受光して
色の明度、色相を求め、しかる後該明度、色相より膜厚
を求めるところにあり、更にその装置として、鋼帯が発
する光を採光するために、採光管の一端に光源部と受光
部を併設し、該受光部とカラーセンサーを光ファイバー
を介して連結し、且つ該センサーで得られた色相と明度
より膜厚を演算する演算装置を設けたことを特徴とする
。
本発明者等は鋼帯が直火無酸化加熱炉内を移動する際、
綱帯の入熱温度により順次鋼帯表面が黄色→青色→灰色
→黒色に変化することに着目し、各色彩における酸化膜
の生成量を調べたところ、黄色域では約300Å以下、
青色域では300〜600人、灰色、黒色域では600
Å以上になることが判った。
綱帯の入熱温度により順次鋼帯表面が黄色→青色→灰色
→黒色に変化することに着目し、各色彩における酸化膜
の生成量を調べたところ、黄色域では約300Å以下、
青色域では300〜600人、灰色、黒色域では600
Å以上になることが判った。
従って、鋼帯の各色彩域での膜厚を知ることができれば
該鋼帯の酸化膜生成状態を把握することができる。本発
明者はか−る認識のもとで、色彩と酸化膜厚との関係を
究明した。
該鋼帯の酸化膜生成状態を把握することができる。本発
明者はか−る認識のもとで、色彩と酸化膜厚との関係を
究明した。
色彩は一般に、第4図に示すような円筒座標系で整理さ
れている。
れている。
即ち、色彩は明度し、色相角度H1彩度Cで表わされる
が、それぞれを2.θ、rとして円筒座標に表示する。
が、それぞれを2.θ、rとして円筒座標に表示する。
なお、2を一定としたθ−r平面を直角座標で示したも
のがa軸、b軸である。
のがa軸、b軸である。
本発明者等は前記り、a、bの各値と酸化膜厚の関係を
調査し、第5図に示すような結果を得た。
調査し、第5図に示すような結果を得た。
即ち、明度りは酸化膜厚が450人付近で変曲点を有し
、酸化膜厚と1対lの対応になっていないこと、また、
座標値aは酸化膜厚が500〜550人の間に負の側に
移ること、座標値すは850〜900人の間に変曲点が
あること等が判明した。
、酸化膜厚と1対lの対応になっていないこと、また、
座標値aは酸化膜厚が500〜550人の間に負の側に
移ること、座標値すは850〜900人の間に変曲点が
あること等が判明した。
そこで酸化膜が450Å以下の場合は明度りに着目して
求めればよいことが判った。第6図は明度りと450Å
以下の酸化膜厚DLとの関係を示したもので、下記式に
よって表わすことができる。
求めればよいことが判った。第6図は明度りと450Å
以下の酸化膜厚DLとの関係を示したもので、下記式に
よって表わすことができる。
DL=Ao+A+XL+AzXL”・・・(1)但し、
A、=504 A、 =−2,1 A、= −0,05196 次に、酸化膜厚が450人超0厚い領域の場合について
解析をした結果、第5図の座標値a、b、即ち色相Hに
着目すると広い領域で膜厚を求めることができるという
ことが判った。
A、=504 A、 =−2,1 A、= −0,05196 次に、酸化膜厚が450人超0厚い領域の場合について
解析をした結果、第5図の座標値a、b、即ち色相Hに
着目すると広い領域で膜厚を求めることができるという
ことが判った。
第7図は酸化膜厚と色相との関係を示したもので、第5
図の膜厚と座標値a、bとの関係を縦軸にb、横軸にa
を表示した座標に表わしたものである。即ち、酸化膜厚
は、a、b共に00地点より出発し、1000人までの
軌跡で表示されている。
図の膜厚と座標値a、bとの関係を縦軸にb、横軸にa
を表示した座標に表わしたものである。即ち、酸化膜厚
は、a、b共に00地点より出発し、1000人までの
軌跡で表示されている。
これを色相Hで表わすと、色相Hと酸化膜厚DHとがは
一1対lの間係にあることが判る。
一1対lの間係にあることが判る。
そこでH=105°を始点とし、−〇方向へ回転する角
度H6を修正色相角度と定義し、酸化膜厚DHに対し4
次回帰すると第8図に示すように、500Å以上の酸化
膜厚に対しても精度よく推定することが可能となった。
度H6を修正色相角度と定義し、酸化膜厚DHに対し4
次回帰すると第8図に示すように、500Å以上の酸化
膜厚に対しても精度よく推定することが可能となった。
この関係を下記式で表わす。
Dtl=B6+BIXH6+BtXHi+IhXHi+
B4XH8−(2)但し、B、= 23.2 B+= 9.5366 Bz= −0,88447 Bs= 3.4378X10−’ B4= 4.1992X10−’ しかしながら、酸化膜厚が薄い領域、特に300〜42
0人の範囲では第6図に示す明度L・の方が膜厚の変化
が大きいので精度が良いと考えられる。
B4XH8−(2)但し、B、= 23.2 B+= 9.5366 Bz= −0,88447 Bs= 3.4378X10−’ B4= 4.1992X10−’ しかしながら、酸化膜厚が薄い領域、特に300〜42
0人の範囲では第6図に示す明度L・の方が膜厚の変化
が大きいので精度が良いと考えられる。
そこで、修正色相角度H0が90°未満の場合は、下記
(3)式により明度から推定した膜厚DLと色相から推
定した膜厚DHとの加重平均値を求め、より正確な膜厚
りを得るようにした。
(3)式により明度から推定した膜厚DLと色相から推
定した膜厚DHとの加重平均値を求め、より正確な膜厚
りを得るようにした。
D=DHXsin(Ha)+DLX (1−sin(H
a)) −(3)この推定方法によって得た酸化膜厚と
実測値との関係を第9図に示す。酸化膜厚が75〜55
0人の範囲で両者がよく一致していることが判る。
a)) −(3)この推定方法によって得た酸化膜厚と
実測値との関係を第9図に示す。酸化膜厚が75〜55
0人の範囲で両者がよく一致していることが判る。
以上より、鋼帯の酸化膜を測定するに際しては、カラー
センサーで明度し、座標値a、bを測定し、該座標値a
、bから修正色相角度H0を求め、該H0が90°未満
の場合は上記(3)式によって膜厚を求め、また、上記
H0が90°以上の場合は上記(2)式によって膜厚を
求め、これらから最終推定酸化膜厚を求めるのである。
センサーで明度し、座標値a、bを測定し、該座標値a
、bから修正色相角度H0を求め、該H0が90°未満
の場合は上記(3)式によって膜厚を求め、また、上記
H0が90°以上の場合は上記(2)式によって膜厚を
求め、これらから最終推定酸化膜厚を求めるのである。
次に、本発明を図面に基づいて更に説明する。
第′1図及び第2図は本発明で用いる採光管の一部断面
正面図及びそのA−A断面図である0図において、採光
管3の先端部に光源部4と受光部5を併設す・る、該光
源部4はソケット9にセットされたランプ8、例えばキ
セノンランプ、とその前面をカバーした投光窓lOで構
成されており、また、上記受光部5は受光センサーを介
してカラーセンサー(図示せず)に連結する光ファイバ
ー6と、前記受光部前面をカバーする採光窓12とで構
成されている。前記光ファイバー6を保護する内管19
の外周にパージガス管18が設けられ、これにパージガ
ス人口17が連結されている。該パージガス管18の外
周に冷却水人口13を一端に開口した冷却水導入パイプ
14が設けられ、更に、該冷却水導入パイプ14の外周
に冷却水排出パイプが設けられている。14は冷却水出
口であり、又20はランプ電源口である。
正面図及びそのA−A断面図である0図において、採光
管3の先端部に光源部4と受光部5を併設す・る、該光
源部4はソケット9にセットされたランプ8、例えばキ
セノンランプ、とその前面をカバーした投光窓lOで構
成されており、また、上記受光部5は受光センサーを介
してカラーセンサー(図示せず)に連結する光ファイバ
ー6と、前記受光部前面をカバーする採光窓12とで構
成されている。前記光ファイバー6を保護する内管19
の外周にパージガス管18が設けられ、これにパージガ
ス人口17が連結されている。該パージガス管18の外
周に冷却水人口13を一端に開口した冷却水導入パイプ
14が設けられ、更に、該冷却水導入パイプ14の外周
に冷却水排出パイプが設けられている。14は冷却水出
口であり、又20はランプ電源口である。
以上の構成をなす採光管3を第3図に示すように、炉体
l内を走行する鋼帯1の上面に近接して配設する。前記
採光管3は鋼帯1の幅方向に移動可能になっているので
、鋼帯の側端部より順次他側端部に移動しつ一鋼帯より
発する光線を採光する。採光に際してはランプ8から強
い光量を照射光窓10を介して鋼帯表面に照射し、鋼帯
温度、炉内温度等の外乱を低減しキセノンランプ反射光
だけを採光窓12を介して受光センサーに受光する。
l内を走行する鋼帯1の上面に近接して配設する。前記
採光管3は鋼帯1の幅方向に移動可能になっているので
、鋼帯の側端部より順次他側端部に移動しつ一鋼帯より
発する光線を採光する。採光に際してはランプ8から強
い光量を照射光窓10を介して鋼帯表面に照射し、鋼帯
温度、炉内温度等の外乱を低減しキセノンランプ反射光
だけを採光窓12を介して受光センサーに受光する。
受光した光は光ファイバー6を通って炉外のカラーセン
サー7へ送られる。採光管3内は水冷却されると共に受
光部5がガスパージされる。
サー7へ送られる。採光管3内は水冷却されると共に受
光部5がガスパージされる。
カラーセンサーでは鋼帯の発する光の明度し、座標値a
、bを測定し、演算部でこれら測定値に基づき前述の各
式に基づき鋼帯の酸化膜を演算するのである。
、bを測定し、演算部でこれら測定値に基づき前述の各
式に基づき鋼帯の酸化膜を演算するのである。
(実施例1)
連続焼鈍設備の直火還元帯の出側の炉体内における走行
中の鋼帯の上面に採光管を配設し、該鋼帯表面の酸化膜
を本発明の方法によって演算した。
中の鋼帯の上面に採光管を配設し、該鋼帯表面の酸化膜
を本発明の方法によって演算した。
鋼帯厚み二〇、5閣、直火還元帯の炉温: 1300℃
、板温:650℃、空燃比:0.9、通板速度:150
ン分、 採光した光の明度L=44 座標値a=2 〃b=is 修正色相角度H@ =21” (H6<90°)酸化
膜DL=Ao + At X42+^XX42”=31
O人 酸化膜DH=B@+BI X23+BZX23g+B5
X233+B4X23’−189人 従って、酸化膜D= 266人 一方、鋼帯の同一個所における酸化膜厚を実測したとこ
ろ246人であった。従って、本発明の方法で得られた
膜厚が一実測値の±25人以内にあって、その膜厚推定
値が正しいことが確認された。
、板温:650℃、空燃比:0.9、通板速度:150
ン分、 採光した光の明度L=44 座標値a=2 〃b=is 修正色相角度H@ =21” (H6<90°)酸化
膜DL=Ao + At X42+^XX42”=31
O人 酸化膜DH=B@+BI X23+BZX23g+B5
X233+B4X23’−189人 従って、酸化膜D= 266人 一方、鋼帯の同一個所における酸化膜厚を実測したとこ
ろ246人であった。従って、本発明の方法で得られた
膜厚が一実測値の±25人以内にあって、その膜厚推定
値が正しいことが確認された。
(実施例2)
実施例1と同様の鋼帯を空燃比を0.92にした以外は
実施例1と同様の直火還元帯で処理した後、実施例1と
同一の場所で鋼帯の酸化膜を測定した。
実施例1と同様の直火還元帯で処理した後、実施例1と
同一の場所で鋼帯の酸化膜を測定した。
採光した光の座標値a= 4
# b=−42
修正色相角度H@ = 190@(H@ >90” )
酸化膜D=Bo+B+ X190+BtX190”+B
sX1903+B4X190’ =452人 一方、鋼帯の同一個所における酸化膜厚を実測したとこ
ろ460人であった。従って、本発明の方法で得られた
膜厚が実測値の±25λ以内にあることが確認された。
酸化膜D=Bo+B+ X190+BtX190”+B
sX1903+B4X190’ =452人 一方、鋼帯の同一個所における酸化膜厚を実測したとこ
ろ460人であった。従って、本発明の方法で得られた
膜厚が実測値の±25λ以内にあることが確認された。
以上詳述したように、本発明は走行中の被測定物の酸化
膜厚を非接触状態で容易にかつ正確に測定することがで
きるので被測定物の加熱状態を効率良く制御でき、その
工業的効果は甚大である。
膜厚を非接触状態で容易にかつ正確に測定することがで
きるので被測定物の加熱状態を効率良く制御でき、その
工業的効果は甚大である。
第1図は本発明の装置の一部断面正面図、第2図は第1
図A−A断面図、第3図は本発明の実施状態を示す概略
断面図、第4図は色彩を円筒座標系で整理した図、第5
図は明度し、座標値a、bと酸化膜厚との関係を示す図
、第6図は明度りと酸化膜厚の関係を示す詳細図、第7
図は座標値a。 b及び修正色相角度H0と酸化膜厚との関係を示す図、
第8図は修正色相角度H0と酸化膜厚の関係を示す詳細
図、第9図は本発明法で得た酸化膜厚推定値と実測値と
の関係を示す図である。 1・・・鋼帯、 2・・・炉体、3・・・採光
管、 4・・・光源部、5・・・受光部、
6・・・光ファイバー7・・・カラーセンサー及
び演算装置、8・・・ランプ、 9・・・ソケ
ット、10・・・照射光窓、 12・・・採光窓、
13・・・冷却水入口、 14・・・冷却水導入パイ
プ、15・・・冷却水出口、 16・・・冷却水排出
パイプ、17・・・パージガス入口、18・・・パージ
ガス管、19・・・内管、 20・・・ラン
プ電源口。 Z°明度し 第 邑 酸化膜厚い) 明度L フ や 図
図A−A断面図、第3図は本発明の実施状態を示す概略
断面図、第4図は色彩を円筒座標系で整理した図、第5
図は明度し、座標値a、bと酸化膜厚との関係を示す図
、第6図は明度りと酸化膜厚の関係を示す詳細図、第7
図は座標値a。 b及び修正色相角度H0と酸化膜厚との関係を示す図、
第8図は修正色相角度H0と酸化膜厚の関係を示す詳細
図、第9図は本発明法で得た酸化膜厚推定値と実測値と
の関係を示す図である。 1・・・鋼帯、 2・・・炉体、3・・・採光
管、 4・・・光源部、5・・・受光部、
6・・・光ファイバー7・・・カラーセンサー及
び演算装置、8・・・ランプ、 9・・・ソケ
ット、10・・・照射光窓、 12・・・採光窓、
13・・・冷却水入口、 14・・・冷却水導入パイ
プ、15・・・冷却水出口、 16・・・冷却水排出
パイプ、17・・・パージガス入口、18・・・パージ
ガス管、19・・・内管、 20・・・ラン
プ電源口。 Z°明度し 第 邑 酸化膜厚い) 明度L フ や 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、鋼帯の表面に近接して、照射光窓と採光窓を有する
採光管を鋼帯幅へ移動可能に配設し、前記採光窓より鋼
帯表面から発する光を採光して、該光を前記採光管の受
光部と光ファイバーを介してカラーセンサーに送り、し
かして該カラーセンサーで前記光の色彩より前記鋼帯表
面の酸化膜厚を演算することを特徴とする鋼帯の酸化膜
厚測定方法。 2、採光管の一端に光源部と受光部を併設し、該受光部
とカラーセンサー及び演算装置とを光ファイバーを介し
て連結したことを特徴とする鋼帯の酸化膜測定装置。 3、前記採光管に冷却パイプを設けた請求項2記載の装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2151504A JPH0781842B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 鋼帯の酸化膜厚測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2151504A JPH0781842B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 鋼帯の酸化膜厚測定方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443905A true JPH0443905A (ja) | 1992-02-13 |
| JPH0781842B2 JPH0781842B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=15519959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2151504A Expired - Lifetime JPH0781842B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 鋼帯の酸化膜厚測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781842B2 (ja) |
Cited By (5)
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1990
- 1990-06-12 JP JP2151504A patent/JPH0781842B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH0781842B2 (ja) | 1995-09-06 |
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