JPH07325067A - 変態率測定装置 - Google Patents
変態率測定装置Info
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- JPH07325067A JPH07325067A JP12092094A JP12092094A JPH07325067A JP H07325067 A JPH07325067 A JP H07325067A JP 12092094 A JP12092094 A JP 12092094A JP 12092094 A JP12092094 A JP 12092094A JP H07325067 A JPH07325067 A JP H07325067A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼板搬送時にロールが帯びている残留磁気に
基づきロール回転により発生する外乱磁界を除去してＳ
／Ｎを向上した高精度の変態率測定装置を得ること。 【構成】 ロールの回転により走行する鋼板１２をはさ
んで、その一方の側に周波数ｆで発振する低周波発振器
１４を内蔵する磁化電源１３により励磁される磁化器１
０を設け、その他方の側に前記磁化器１０により発生さ
れ前記鋼板を貫き漏洩する磁束を検出する磁気センサ３
を設け、該磁気センサ３で検出される磁束密度から前記
鋼板の変態率を測定する変態率測定装置において、前記
ロールが帯びている残留磁気に基づきロール回転数に応
じた周波数により発生する外乱磁界の影響を避けるた
め、前記ロール回転数に応じた外乱磁界の周波数を除く
周波数ｆで発振する低周波発振器１４を備えたもの。
基づきロール回転により発生する外乱磁界を除去してＳ
／Ｎを向上した高精度の変態率測定装置を得ること。 【構成】 ロールの回転により走行する鋼板１２をはさ
んで、その一方の側に周波数ｆで発振する低周波発振器
１４を内蔵する磁化電源１３により励磁される磁化器１
０を設け、その他方の側に前記磁化器１０により発生さ
れ前記鋼板を貫き漏洩する磁束を検出する磁気センサ３
を設け、該磁気センサ３で検出される磁束密度から前記
鋼板の変態率を測定する変態率測定装置において、前記
ロールが帯びている残留磁気に基づきロール回転数に応
じた周波数により発生する外乱磁界の影響を避けるた
め、前記ロール回転数に応じた外乱磁界の周波数を除く
周波数ｆで発振する低周波発振器１４を備えたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱延後の鋼板の変態率
を電磁気によってオンラインで測定する装置に関するも
のである。
を電磁気によってオンラインで測定する装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】製鉄所で製造される鋼板の各種機械的特
性及び物理的特性に大きく影響を与える最終的な組織を
常に一定状態に維持することは高い品質を維持するため
に非常に重要な事項である。
性及び物理的特性に大きく影響を与える最終的な組織を
常に一定状態に維持することは高い品質を維持するため
に非常に重要な事項である。
【０００３】例えば、磁気的特性のうち透磁率は、硬
度、結晶粒度等の機械的特性に対して高い相関関係を有
している。このため、透磁率と機械的特性との相関関係
を予め測定しておけば、透磁率の測定を行うことによっ
て、鋼板の機械的特性をある程度推定することが可能と
なる。
度、結晶粒度等の機械的特性に対して高い相関関係を有
している。このため、透磁率と機械的特性との相関関係
を予め測定しておけば、透磁率の測定を行うことによっ
て、鋼板の機械的特性をある程度推定することが可能と
なる。
【０００４】また、製造工程管理においても、熱間鋼の
熱処理過程で、鋼は高温状態におけるオーステナイト
（γ）相から低温状態のフェライト（α）相に変態する
が、その変態時期や変態率を監視することは、鋼板の材
質を管理する上で極めて重要であり、オンラインにて上
記変態率を計測するセンサの開発が望まれている。
熱処理過程で、鋼は高温状態におけるオーステナイト
（γ）相から低温状態のフェライト（α）相に変態する
が、その変態時期や変態率を監視することは、鋼板の材
質を管理する上で極めて重要であり、オンラインにて上
記変態率を計測するセンサの開発が望まれている。
【０００５】この相変態の測定において、鋼のγ→α相
変態が非磁性（γ相）から強磁性（α相）への変化とい
う物理的現象を伴うことを利用し、磁気検出器を用いて
変態挙動を検出する方法がある。この方法は、鋼がキュ
リー点付近で磁気特性が大きく変化し、一般の大部分の
商用鋼のキュリー点は７５０℃以上と高く、これに対し
て冷却過程の鋼のγ−α変態はより低温域にて進行する
ので、それに伴う磁気的特性の変化を検出すれば良いこ
とになる。
変態が非磁性（γ相）から強磁性（α相）への変化とい
う物理的現象を伴うことを利用し、磁気検出器を用いて
変態挙動を検出する方法がある。この方法は、鋼がキュ
リー点付近で磁気特性が大きく変化し、一般の大部分の
商用鋼のキュリー点は７５０℃以上と高く、これに対し
て冷却過程の鋼のγ−α変態はより低温域にて進行する
ので、それに伴う磁気的特性の変化を検出すれば良いこ
とになる。
【０００６】また、製造過程で実際に連続して流れてい
る鋼板に対して磁気的特性の測定を行うためには、非接
触でかつオンライン状態でこれらの測定を実施する必要
がある。従来、このような鋼板における磁気的特性を非
接触でかつオンライン状態で測定する場合、鋼板を通過
する磁束の減衰率が鋼板の磁気的特性により変化すると
いう性質を利用する変態率測定装置が提唱されており、
例えば特開昭５６−８２４４３号公報に開示されたもの
がある。
る鋼板に対して磁気的特性の測定を行うためには、非接
触でかつオンライン状態でこれらの測定を実施する必要
がある。従来、このような鋼板における磁気的特性を非
接触でかつオンライン状態で測定する場合、鋼板を通過
する磁束の減衰率が鋼板の磁気的特性により変化すると
いう性質を利用する変態率測定装置が提唱されており、
例えば特開昭５６−８２４４３号公報に開示されたもの
がある。
【０００７】図４は上記文献に示された従来の変態率測
定装置の構成ブロック図である。図４においては、検査
対象としての鋼板２１の一方の側（図では下側）に所定
距離ｄ1 を隔だてて磁化鉄芯２２と励磁コイル２３から
なる磁化器２４が、一対の磁極２４ａ，２４ｂが鋼板２
１に対向するように配置されている。そして磁化器２４
の励磁コイル２３には磁化電源２５から励磁電流が供給
され、磁極２４ａ，２４ｂの間に磁束が発生する。この
磁束は鋼板２１の内部を通過する磁束のほかに外部に漏
洩する磁束２９も存在し、この外部に漏洩した磁束２９
は、鋼板２１の他方の側（図では上側）に距離ｄ2 だけ
離して配置された磁気検出素子２６によって検出され
る。磁気検出素子２６にて検出された漏洩磁束検出信号
は演算装置２８へ伝送される。また、鋼板２１の表面温
度は温度計２７で測定され、この温度測定信号も演算装
置２８へ伝送される。
定装置の構成ブロック図である。図４においては、検査
対象としての鋼板２１の一方の側（図では下側）に所定
距離ｄ1 を隔だてて磁化鉄芯２２と励磁コイル２３から
なる磁化器２４が、一対の磁極２４ａ，２４ｂが鋼板２
１に対向するように配置されている。そして磁化器２４
の励磁コイル２３には磁化電源２５から励磁電流が供給
され、磁極２４ａ，２４ｂの間に磁束が発生する。この
磁束は鋼板２１の内部を通過する磁束のほかに外部に漏
洩する磁束２９も存在し、この外部に漏洩した磁束２９
は、鋼板２１の他方の側（図では上側）に距離ｄ2 だけ
離して配置された磁気検出素子２６によって検出され
る。磁気検出素子２６にて検出された漏洩磁束検出信号
は演算装置２８へ伝送される。また、鋼板２１の表面温
度は温度計２７で測定され、この温度測定信号も演算装
置２８へ伝送される。
【０００８】このような構成の変態率測定装置によれ
ば、強磁性体としての鋼板２１が磁化器２４と磁気検出
素子２６との間に存在すれば、磁化器２４の一方の磁極
２４ａから出力された磁束の大部分は鋼板２１内を通過
して他方の電極２４ｂに入力されるが、一部の磁束は鋼
板２１を透過して磁気検出素子２６に検出される。
ば、強磁性体としての鋼板２１が磁化器２４と磁気検出
素子２６との間に存在すれば、磁化器２４の一方の磁極
２４ａから出力された磁束の大部分は鋼板２１内を通過
して他方の電極２４ｂに入力されるが、一部の磁束は鋼
板２１を透過して磁気検出素子２６に検出される。
【０００９】そして、鋼板２１の変態率が変化すると、
鋼板２１の透磁率などの磁気特性が変化する。すると、
鋼板２１の内部を通過する磁束量が変化するため、磁気
検出素子２６にて検出される磁束密度も、それに応じて
変わる。従って、あらかじめ既知の変態率を有する試験
用鋼板における基準磁束密度を求めておき、測定された
磁束密度と基準磁束密度とを比較することによって定量
的に変態率が求まる。また、鋼板２１を一定方向へ移動
させながら、磁気検出素子２６で鋼板２１の反対側に漏
れた磁束２９の密度を連続測定して、その磁束密度が大
きく変化した地点を鋼板の変態率の変化地点とみなすこ
とが可能である。
鋼板２１の透磁率などの磁気特性が変化する。すると、
鋼板２１の内部を通過する磁束量が変化するため、磁気
検出素子２６にて検出される磁束密度も、それに応じて
変わる。従って、あらかじめ既知の変態率を有する試験
用鋼板における基準磁束密度を求めておき、測定された
磁束密度と基準磁束密度とを比較することによって定量
的に変態率が求まる。また、鋼板２１を一定方向へ移動
させながら、磁気検出素子２６で鋼板２１の反対側に漏
れた磁束２９の密度を連続測定して、その磁束密度が大
きく変化した地点を鋼板の変態率の変化地点とみなすこ
とが可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の変態率測定装置においてもまだ次のような
問題があった。即ち、従来の変態率測定装置は、原理上
鋼板を介して励磁コイルから発せられる磁束の透過量を
磁束検出器により測定することで、鋼板の変態率を検出
する構成であるため、励磁コイルによる磁界以外に外乱
磁界が存在すると、この外乱磁界が検出信号に対する雑
音として混入して、Ｓ／Ｎ悪化の原因となる。この外乱
磁界の１つに地磁気及び検査対象となる鋼板自体の持つ
残留磁気がある。これらの磁界は直流磁界であるため、
その影響を除去するためには、磁化器から発せられる磁
界は交流磁界でなければならない。また熱延後の水冷プ
ロセスにおいては、鋼板を案内するテーブルロールが配
置されており、上記外乱直流磁界とは別に外乱磁界とし
て、この鋼板下側のロールが残留磁気を持つことに起因
する、ロール回転ノイズが存在する。
ような従来の変態率測定装置においてもまだ次のような
問題があった。即ち、従来の変態率測定装置は、原理上
鋼板を介して励磁コイルから発せられる磁束の透過量を
磁束検出器により測定することで、鋼板の変態率を検出
する構成であるため、励磁コイルによる磁界以外に外乱
磁界が存在すると、この外乱磁界が検出信号に対する雑
音として混入して、Ｓ／Ｎ悪化の原因となる。この外乱
磁界の１つに地磁気及び検査対象となる鋼板自体の持つ
残留磁気がある。これらの磁界は直流磁界であるため、
その影響を除去するためには、磁化器から発せられる磁
界は交流磁界でなければならない。また熱延後の水冷プ
ロセスにおいては、鋼板を案内するテーブルロールが配
置されており、上記外乱直流磁界とは別に外乱磁界とし
て、この鋼板下側のロールが残留磁気を持つことに起因
する、ロール回転ノイズが存在する。
【００１１】この対策として、ロールをＳＵＳ等非磁性
体に交換することは、鋼板の焼き付きや対磨耗性などを
考慮した場合、極めて困難である。本発明はかかる問題
を解決するためになされたもので、上記鋼板搬送時のロ
ール回転による雑音を除去してＳ／Ｎを向上した高精度
の鋼板の変態率測定装置を得ることを目的としている。
体に交換することは、鋼板の焼き付きや対磨耗性などを
考慮した場合、極めて困難である。本発明はかかる問題
を解決するためになされたもので、上記鋼板搬送時のロ
ール回転による雑音を除去してＳ／Ｎを向上した高精度
の鋼板の変態率測定装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る変態率測定
装置は、ロールの回転により走行する鋼板をはさんで、
その一方の側に交流磁束を発生させる交流磁束発生手段
を設け、その他方の側に前記交流磁束発生手段により発
生され前記鋼板を貫き漏洩する交流磁束を検出する磁束
検出手段を設け、該磁束検出手段で検出される磁束密度
から前記鋼板の変態率を測定する変態率測定装置におい
て、前記ロールが帯びている残留磁気に基づきロール回
転数に応じた周波数により発生する外乱磁界の影響を避
けるため、前記ロール回転数に応じた外乱磁界の周波数
を除く周波数の交流磁束を発生させる交流磁束発生手段
を備えたものである。
装置は、ロールの回転により走行する鋼板をはさんで、
その一方の側に交流磁束を発生させる交流磁束発生手段
を設け、その他方の側に前記交流磁束発生手段により発
生され前記鋼板を貫き漏洩する交流磁束を検出する磁束
検出手段を設け、該磁束検出手段で検出される磁束密度
から前記鋼板の変態率を測定する変態率測定装置におい
て、前記ロールが帯びている残留磁気に基づきロール回
転数に応じた周波数により発生する外乱磁界の影響を避
けるため、前記ロール回転数に応じた外乱磁界の周波数
を除く周波数の交流磁束を発生させる交流磁束発生手段
を備えたものである。
【００１３】
【作用】本発明においては、ロールの回転により走行す
る鋼板をはさんで、その一方の側に交流磁束を発生させ
る交流磁束発生手段を設け、その他方の側に前記交流磁
束発生手段により発生され前記鋼板を貫き漏洩する交流
磁束を検出する磁束検出手段を設け、該磁束検出手段で
検出される磁束密度から前記鋼板の変態率を測定する変
態率測定装置において、交流磁束発生手段は、前記ロー
ルが帯びている残留磁気に基づきロール回転数に応じた
周波数により発生する外乱磁界の影響を避けるため、前
記ロール回転数に応じた外乱磁界の周波数を除く周波数
の交流磁束を発生させる。
る鋼板をはさんで、その一方の側に交流磁束を発生させ
る交流磁束発生手段を設け、その他方の側に前記交流磁
束発生手段により発生され前記鋼板を貫き漏洩する交流
磁束を検出する磁束検出手段を設け、該磁束検出手段で
検出される磁束密度から前記鋼板の変態率を測定する変
態率測定装置において、交流磁束発生手段は、前記ロー
ルが帯びている残留磁気に基づきロール回転数に応じた
周波数により発生する外乱磁界の影響を避けるため、前
記ロール回転数に応じた外乱磁界の周波数を除く周波数
の交流磁束を発生させる。
【００１４】
【実施例】図２は本発明に係る変態率測定装置の動作原
理を説明する図である。図２において、１０は磁化器で
あり、磁化鉄芯１０ａと励磁コイル１０ｂとにより構成
され、鋼板１２の下側テーブルロール１７，１８間に設
置され、磁化電源１３に接続されている。１５は磁束検
出素子であり、磁気検出回路１６に接続されており、鋼
板１２の上方に設置される。磁気検出回路１６の出力信
号は変態率を算出する演算回路１９に供給される。磁束
検出器１５は磁化器から発せられる磁束のうち、鋼板を
透過してくる磁束を検出し、その透過量は、鋼板の変態
率に依存するものであるため、演算回路１９により鋼板
の変態率が求められる。
理を説明する図である。図２において、１０は磁化器で
あり、磁化鉄芯１０ａと励磁コイル１０ｂとにより構成
され、鋼板１２の下側テーブルロール１７，１８間に設
置され、磁化電源１３に接続されている。１５は磁束検
出素子であり、磁気検出回路１６に接続されており、鋼
板１２の上方に設置される。磁気検出回路１６の出力信
号は変態率を算出する演算回路１９に供給される。磁束
検出器１５は磁化器から発せられる磁束のうち、鋼板を
透過してくる磁束を検出し、その透過量は、鋼板の変態
率に依存するものであるため、演算回路１９により鋼板
の変態率が求められる。
【００１５】前記磁化電源１３は、周波数ｆで発振する
発振器１４を内蔵しており、この周波数ｆによる交流電
流により励磁コイル１０ｂを励磁している。こてで、磁
化電源１３が発振器１４の出力に基づき、周波数ｆの交
流電流により励磁コイル１０ｂを励磁するのは、磁化器
１０により発生される磁界は印加磁界が直流では地磁気
の影響が誤差として検出されるので、この誤差を除去す
るため、交流磁界による励磁方式を採用している。
発振器１４を内蔵しており、この周波数ｆによる交流電
流により励磁コイル１０ｂを励磁している。こてで、磁
化電源１３が発振器１４の出力に基づき、周波数ｆの交
流電流により励磁コイル１０ｂを励磁するのは、磁化器
１０により発生される磁界は印加磁界が直流では地磁気
の影響が誤差として検出されるので、この誤差を除去す
るため、交流磁界による励磁方式を採用している。
【００１６】ところで熱延ラインにおいては、下部ロー
ル１７，１８にＣｒ系のロールが使用され、また残留磁
気を帯びているため、ロール１７，１８が回転するとそ
の回転数に応じた周波数を持つ外乱磁場が発生する。従
って、鋼板を搬送する速度が低速から最高速度まで加速
すると、下部ロール１７，１８の回転数もこれに応じて
変化するから、この際に磁気検出回路１６の出力信号に
は、ロール回転数に応じた周波数を持つノイズが混入し
Ｓ／Ｎ悪化の原因となる。
ル１７，１８にＣｒ系のロールが使用され、また残留磁
気を帯びているため、ロール１７，１８が回転するとそ
の回転数に応じた周波数を持つ外乱磁場が発生する。従
って、鋼板を搬送する速度が低速から最高速度まで加速
すると、下部ロール１７，１８の回転数もこれに応じて
変化するから、この際に磁気検出回路１６の出力信号に
は、ロール回転数に応じた周波数を持つノイズが混入し
Ｓ／Ｎ悪化の原因となる。
【００１７】このため、磁化器１０を駆動する発振器１
４の周波数ｆとしては、前述のロール回転数に応じた周
波数又はこの周波数の付近を除く周波数が選定される。
このロールの回転数に応じた周波数は、ロール径をｄ
（単位はｍ）、鋼板の走行速度をｖ（単位はｍ／ｓ）と
すると、ｖ／（πｄ）（Ｈｚ）で表される。従って励磁
周波数である発振器１４の周波数ｆ、前記ロールの回転
数に応じた周波数であるｖ／（πｄ）（Ｈｚ）よりも高
い周波数か、または低い周波数のいずれかが選択され
る。
４の周波数ｆとしては、前述のロール回転数に応じた周
波数又はこの周波数の付近を除く周波数が選定される。
このロールの回転数に応じた周波数は、ロール径をｄ
（単位はｍ）、鋼板の走行速度をｖ（単位はｍ／ｓ）と
すると、ｖ／（πｄ）（Ｈｚ）で表される。従って励磁
周波数である発振器１４の周波数ｆ、前記ロールの回転
数に応じた周波数であるｖ／（πｄ）（Ｈｚ）よりも高
い周波数か、または低い周波数のいずれかが選択され
る。
【００１８】前記励磁周波数ｆの第１の選定法として、
ロールの回転数に応じた周波数よりも高い周波数を選択
する場合には、励磁周波数ｆを次第に高くしていくと、
磁束は板表面に集中し内部まで浸透しにくくなるという
上限を考慮する必要がある。従って鋼板への磁束の浸透
深さをどこまで保つかで、励磁周波数ｆの上限が制限れ
さる。
ロールの回転数に応じた周波数よりも高い周波数を選択
する場合には、励磁周波数ｆを次第に高くしていくと、
磁束は板表面に集中し内部まで浸透しにくくなるという
上限を考慮する必要がある。従って鋼板への磁束の浸透
深さをどこまで保つかで、励磁周波数ｆの上限が制限れ
さる。
【００１９】そこで第１の選択法においては、交流磁界
を発生させるための励磁周波数ｆを、前記ロール残留磁
気ノイズの混入を避けるための下限値と、一般に知られ
ている励磁周波数と鋼板への浸透深さの関係式から決ま
る上限値の間で下記の（１）式を満足させるように選択
する。 ｖ／（πｄ）＜ｆ＜１／（πμσｔ2 ） …（１） ここでｖは鋼板の走行速度（単位はｍ／ｓ）、ｄはロー
ル径（単位はｍ）、ｔは鋼板の板厚（単位はｍ）、μは
鋼板の透磁率（単位はＨ／ｍ）、σは鋼板の電気伝導度
（単位は１／Ωｍ）である。
を発生させるための励磁周波数ｆを、前記ロール残留磁
気ノイズの混入を避けるための下限値と、一般に知られ
ている励磁周波数と鋼板への浸透深さの関係式から決ま
る上限値の間で下記の（１）式を満足させるように選択
する。 ｖ／（πｄ）＜ｆ＜１／（πμσｔ2 ） …（１） ここでｖは鋼板の走行速度（単位はｍ／ｓ）、ｄはロー
ル径（単位はｍ）、ｔは鋼板の板厚（単位はｍ）、μは
鋼板の透磁率（単位はＨ／ｍ）、σは鋼板の電気伝導度
（単位は１／Ωｍ）である。
【００２０】また前記励磁周波数ｆの第２の選択法とし
て、ロールの回転数に応じた周波数よりも低い周波数を
選択する場合には、下記の（２）式を満足させるように
選択する。 ｖ／（πｄ）＞ｆ …（２）
て、ロールの回転数に応じた周波数よりも低い周波数を
選択する場合には、下記の（２）式を満足させるように
選択する。 ｖ／（πｄ）＞ｆ …（２）
【００２１】なお（１），（２）式を満足させるために
は、ロールの回転ムラ等をカバーするため、励磁周波数
ｆとその上下限値との間には多少の余裕が必要であるこ
とは勿論であるが、ロールの回転数を制御して変更した
際に、励磁周波数ｆを可変調節できるような手動調節手
段又はロール回転数と連動する自動調節手段を設けるこ
とが望ましい。
は、ロールの回転ムラ等をカバーするため、励磁周波数
ｆとその上下限値との間には多少の余裕が必要であるこ
とは勿論であるが、ロールの回転数を制御して変更した
際に、励磁周波数ｆを可変調節できるような手動調節手
段又はロール回転数と連動する自動調節手段を設けるこ
とが望ましい。
【００２２】図１は本発明に係る変態率測定装置の一実
施例を示す構成図である。図１において、１０は磁化器
であり、磁化鉄芯１０ａと励磁コイル１０ｂとにより構
成され、磁化電源１３に接続されている。この例では、
磁化器１０は、オンラインで走行する鋼板１２の下側に
所定距離ｄ１離して設置される。前記磁化電源１３は、
周波数ｆで発振する低周波発振器１４を内蔵しており、
この低周波数ｆによる交流電源により励磁コイル１０ｂ
を励磁している。なお、この例では低周波発振器１４の
周波数ｆは前記（１）式を満足するように、即ちロール
回転数に応じた周波数であるｖ／（πｄ）又はこの付近
の周波数よりも高い値に選択される。
施例を示す構成図である。図１において、１０は磁化器
であり、磁化鉄芯１０ａと励磁コイル１０ｂとにより構
成され、磁化電源１３に接続されている。この例では、
磁化器１０は、オンラインで走行する鋼板１２の下側に
所定距離ｄ１離して設置される。前記磁化電源１３は、
周波数ｆで発振する低周波発振器１４を内蔵しており、
この低周波数ｆによる交流電源により励磁コイル１０ｂ
を励磁している。なお、この例では低周波発振器１４の
周波数ｆは前記（１）式を満足するように、即ちロール
回転数に応じた周波数であるｖ／（πｄ）又はこの付近
の周波数よりも高い値に選択される。
【００２３】図１において、１は高周波電源、２は抵
抗、３は磁気センサであり、センサコア３ａと検出コイ
ル３ｂとにより構成され、磁気センサ３の出力信号Ｖ１
は磁気検出回路４に供給される。磁気検出回路４は磁気
センサ３からの入力信号Ｖ１に基づき検出磁束密度に比
例した電圧信号Ｖ２を出力する。この電圧信号Ｖ２は、
ローパスフィルタ５（以下ＬＰＦと示す）とハイパスフ
ィルタ６（以下ＨＰＦと示す）を通過させた後、ロック
インアンプ７へ供給される。ロックインアンプ７には、
ＨＰＦ６の出力信号を同期検波するため、低周波発振器
１４の出力信号も供給される。ロックインアンプ７の出
力信号Ｖ４は、零調回路８、反転器９及びリニアライザ
１１により構成される信号処理回路を通過して変態率を
示す信号Ｖ７として出力される。
抗、３は磁気センサであり、センサコア３ａと検出コイ
ル３ｂとにより構成され、磁気センサ３の出力信号Ｖ１
は磁気検出回路４に供給される。磁気検出回路４は磁気
センサ３からの入力信号Ｖ１に基づき検出磁束密度に比
例した電圧信号Ｖ２を出力する。この電圧信号Ｖ２は、
ローパスフィルタ５（以下ＬＰＦと示す）とハイパスフ
ィルタ６（以下ＨＰＦと示す）を通過させた後、ロック
インアンプ７へ供給される。ロックインアンプ７には、
ＨＰＦ６の出力信号を同期検波するため、低周波発振器
１４の出力信号も供給される。ロックインアンプ７の出
力信号Ｖ４は、零調回路８、反転器９及びリニアライザ
１１により構成される信号処理回路を通過して変態率を
示す信号Ｖ７として出力される。
【００２４】ここで図２の高周波電源１、抵抗２、磁気
センサ３及び磁気検出回路４により構成される磁気測定
装置は、本出願人が先に出願した特開平１−３０８９８
２号公報の「磁気測定方法及び磁気測定装置」に記載さ
れた装置と同一のものを使用している。即ち磁気センサ
３は、強磁性体材料で形成されたセンサコア３ａに検出
コイル３ｂを巻いて構成され、この検出コイル３ｂに
は、高周波電源１から出力される高周波の定電圧信号が
抵抗２を介して供給されることにより、励磁電流が常時
流れている。そしてセンサコア３ａは、過飽和域まで励
磁された状態になる。また磁気検出回路４は、検出コイ
ル３ｂの両端に、前記高周波励磁電流に基づき、交互に
発生する正電圧と負電圧をそれぞれ個別に検波する正電
圧検波器及び負電圧検波器と、この２つの検波器の出力
電圧を加算して差電圧を得る加算器とにより構成されて
いる。
センサ３及び磁気検出回路４により構成される磁気測定
装置は、本出願人が先に出願した特開平１−３０８９８
２号公報の「磁気測定方法及び磁気測定装置」に記載さ
れた装置と同一のものを使用している。即ち磁気センサ
３は、強磁性体材料で形成されたセンサコア３ａに検出
コイル３ｂを巻いて構成され、この検出コイル３ｂに
は、高周波電源１から出力される高周波の定電圧信号が
抵抗２を介して供給されることにより、励磁電流が常時
流れている。そしてセンサコア３ａは、過飽和域まで励
磁された状態になる。また磁気検出回路４は、検出コイ
ル３ｂの両端に、前記高周波励磁電流に基づき、交互に
発生する正電圧と負電圧をそれぞれ個別に検波する正電
圧検波器及び負電圧検波器と、この２つの検波器の出力
電圧を加算して差電圧を得る加算器とにより構成されて
いる。
【００２５】このように過飽和域まで励磁された磁気セ
ンサ３の設置領域に磁束が全く存在しない状態では、検
出コイル３ｂの両端に交互に発生する正電圧と負電圧の
各波高値Ｖp と−Ｖn とは等しい。従ってこの２つの波
高値を検波した正負の直流電圧を加算器で加算した出力
は零となる。しかし磁気センサ３に外部磁束が与えられ
ると、検出コイル３ｂの両端に発生する正電圧と負電圧
の波高値の総和は変化しないが、正負の各波高値Ｖp と
−Ｖn の値に差が生じる。従ってこの２つの波高値を検
波した正負の直流電圧を加算器で加算することによっ
て、差電圧（Ｖp −Ｖn ）が求められる。そしてこの差
電圧（Ｖp −Ｖn ）がこの磁気センサ３に与えられた外
部磁束密度に対応した値となる。このようにして走行す
る鋼板１２から漏洩して磁気センサ３に印加された磁束
密度に対応した検出信号Ｖ2 が順次磁気検出回路４から
出力される。
ンサ３の設置領域に磁束が全く存在しない状態では、検
出コイル３ｂの両端に交互に発生する正電圧と負電圧の
各波高値Ｖp と−Ｖn とは等しい。従ってこの２つの波
高値を検波した正負の直流電圧を加算器で加算した出力
は零となる。しかし磁気センサ３に外部磁束が与えられ
ると、検出コイル３ｂの両端に発生する正電圧と負電圧
の波高値の総和は変化しないが、正負の各波高値Ｖp と
−Ｖn の値に差が生じる。従ってこの２つの波高値を検
波した正負の直流電圧を加算器で加算することによっ
て、差電圧（Ｖp −Ｖn ）が求められる。そしてこの差
電圧（Ｖp −Ｖn ）がこの磁気センサ３に与えられた外
部磁束密度に対応した値となる。このようにして走行す
る鋼板１２から漏洩して磁気センサ３に印加された磁束
密度に対応した検出信号Ｖ2 が順次磁気検出回路４から
出力される。
【００２６】なお、この磁気センサ３の検出信号に基づ
き磁気検出回路４から出力される検出信号Ｖ2 の応答周
波数は、前記低周波発振器１４の周波数ｆより充分高
い。この過飽和型磁気センサ３を磁束検出器として使用
することにより、高感度の磁気センサが実現され、鋼板
１２と磁気センサ３との距離ｄ2 を１ｍ以上離して計測
することが可能となり、また１ｍ以上離すことで鋼板１
２のパスライン変動の影響を除去して、高いＳ／Ｎでの
鋼板の変態率計測を可能とする。
き磁気検出回路４から出力される検出信号Ｖ2 の応答周
波数は、前記低周波発振器１４の周波数ｆより充分高
い。この過飽和型磁気センサ３を磁束検出器として使用
することにより、高感度の磁気センサが実現され、鋼板
１２と磁気センサ３との距離ｄ2 を１ｍ以上離して計測
することが可能となり、また１ｍ以上離すことで鋼板１
２のパスライン変動の影響を除去して、高いＳ／Ｎでの
鋼板の変態率計測を可能とする。
【００２７】前記磁気検出回路４の出力信号は、高周波
の雑音成分と、低域のロール残留磁気のもたらすロール
回転ノイズを除去するためにＬＰＦ５，ＨＰＦ６を通過
させた後、ロックインアンプ７に入力される。また発振
器１４の出力信号も同期信号としてロックインアンプ７
に入力される。ロックインアンプ７は、同期検波器と増
幅器とを内蔵しており、磁気検出回路４からの入力信号
を低周波発振器１４の出力信号によって同期検波し、こ
の検波信号を増幅した電気信号を出力する。そしてこの
出力信号の電圧値が変態率に対応した計測信号となる。
の雑音成分と、低域のロール残留磁気のもたらすロール
回転ノイズを除去するためにＬＰＦ５，ＨＰＦ６を通過
させた後、ロックインアンプ７に入力される。また発振
器１４の出力信号も同期信号としてロックインアンプ７
に入力される。ロックインアンプ７は、同期検波器と増
幅器とを内蔵しており、磁気検出回路４からの入力信号
を低周波発振器１４の出力信号によって同期検波し、こ
の検波信号を増幅した電気信号を出力する。そしてこの
出力信号の電圧値が変態率に対応した計測信号となる。
【００２８】図３は図１の信号処理回路の動作を説明す
るための波形図であり、図３を参照し、図１の信号処理
を説明する。図３の波形図の縦軸は電圧で、横軸は冷却
時間である。この冷却時間が短時間の高温側がγ相で、
長時間の低温側がα相である。ロックインアンプ７の出
力電圧Ｖ4 は、零調回路８へ供給される。零調回路８は
入力信号のレベルシフトを行ない、γ相のときの信号レ
ベルが零レベルとなるような出力信号（図３の（ｂ）を
参照）を反転器９へ供給する。反転器９は入力信号の極
性反転を行ない、負電圧のＶ5 を正電圧のＶ6 （図３の
（ｃ）を参照）として出力してリニアライザ１１へ供給
する。
るための波形図であり、図３を参照し、図１の信号処理
を説明する。図３の波形図の縦軸は電圧で、横軸は冷却
時間である。この冷却時間が短時間の高温側がγ相で、
長時間の低温側がα相である。ロックインアンプ７の出
力電圧Ｖ4 は、零調回路８へ供給される。零調回路８は
入力信号のレベルシフトを行ない、γ相のときの信号レ
ベルが零レベルとなるような出力信号（図３の（ｂ）を
参照）を反転器９へ供給する。反転器９は入力信号の極
性反転を行ない、負電圧のＶ5 を正電圧のＶ6 （図３の
（ｃ）を参照）として出力してリニアライザ１１へ供給
する。
【００２９】リニアライザ１１は入力信号のγ−α変態
の傾斜が非線形であるので、これを線形に変換した電圧
信号Ｖ7 （図３の（ｄ）を参照）を変態率に対応した計
測信号として出力する。例えばリニアライザ１１の出力
信号Ｖ7 が０〜１０Ｖの範囲で変化する場合には、Ｖ7
の電圧値の０Ｖ、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、…１０Ｖが、それ
ぞれ変態率の０％、１０％、２０％、３０％、…１００
％に対応するように調整する。このようにして、リニア
ライザ１１の出力側に変態率に対応した計測信号Ｖ７が
得られる。
の傾斜が非線形であるので、これを線形に変換した電圧
信号Ｖ7 （図３の（ｄ）を参照）を変態率に対応した計
測信号として出力する。例えばリニアライザ１１の出力
信号Ｖ7 が０〜１０Ｖの範囲で変化する場合には、Ｖ7
の電圧値の０Ｖ、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、…１０Ｖが、それ
ぞれ変態率の０％、１０％、２０％、３０％、…１００
％に対応するように調整する。このようにして、リニア
ライザ１１の出力側に変態率に対応した計測信号Ｖ７が
得られる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロールの
回転により走行する鋼板をはさんで、その一方の側に交
流磁束を発生させる交流磁束発生手段を設け、その他方
の側に前記交流磁束発生手段により発生され前記鋼板を
貫き漏洩する交流磁束を検出する磁束検出手段を設け、
該磁束検出手段で検出される磁束密度から前記鋼板の変
態率を測定する変態率測定装置において、前記交流磁束
発生手段は、前記ロールが帯びている残留磁気に基づき
ロール回転数に応じた周波数により発生する外乱磁界の
影響を避けるため、前記ロール回転数に応じた外乱磁界
の周波数を除く周波数の交流磁束を発生させるようにし
たので、地磁気や鋼板残留磁気及びロール回転ノイズの
影響を除去して高精度で変態率を測定することができ
る。
回転により走行する鋼板をはさんで、その一方の側に交
流磁束を発生させる交流磁束発生手段を設け、その他方
の側に前記交流磁束発生手段により発生され前記鋼板を
貫き漏洩する交流磁束を検出する磁束検出手段を設け、
該磁束検出手段で検出される磁束密度から前記鋼板の変
態率を測定する変態率測定装置において、前記交流磁束
発生手段は、前記ロールが帯びている残留磁気に基づき
ロール回転数に応じた周波数により発生する外乱磁界の
影響を避けるため、前記ロール回転数に応じた外乱磁界
の周波数を除く周波数の交流磁束を発生させるようにし
たので、地磁気や鋼板残留磁気及びロール回転ノイズの
影響を除去して高精度で変態率を測定することができ
る。
【図１】本発明に係る変態率測装置の一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図２】本発明に係る変態率測定装置の動作原理を説明
する図である。
する図である。
【図３】図１の信号処理回路の動作を説明するための波
形図である。
形図である。
【図４】従来の変態率測定装置の構成ブロック図であ
る。
る。
１ 高周波電源 ２ 抵抗 ３ 磁気センサ ３ａ センサコア ３ｂ 検出コイル ４ 磁気検出回路 ５ ローパスフィルタ ６ ハイパスフィルタ ７ ロックインアンプ ８ 零調回路 ９ 反転器 １０ 磁化器 １０ａ 磁化鉄芯 １０ｂ 磁化コイル １１ リニアライザ １２ 鋼板 １３ 磁化電源 １４ 発振器 １５ 磁気検出素子 １６ 磁気検出回路 １７，１８ 下部テーブルロール １９ 演算回路
Claims (1)
- 【請求項１】 ロールの回転により走行する鋼板をはさ
んで、その一方の側に交流磁束を発生させる交流磁束発
生手段を設け、その他方の側に前記交流磁束発生手段に
より発生され前記鋼板を貫き漏洩する交流磁束を検出す
る磁束検出手段を設け、該磁束検出手段で検出される磁
束密度から前記鋼板の変態率を測定する変態率測定装置
において、 前記ロールが帯びている残留磁気に基づきロール回転数
に応じた周波数により発生する外乱磁界の影響を避ける
ため、前記ロール回転数に応じた外乱磁界の周波数を除
く周波数の交流磁束を発生させる交流磁束発生手段を備
えたことを特徴とする変態率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6120920A JP3050042B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 変態率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6120920A JP3050042B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 変態率測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07325067A true JPH07325067A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3050042B2 JP3050042B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=14798267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6120920A Expired - Fee Related JP3050042B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 変態率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050042B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012146930A2 (en) | 2011-04-27 | 2012-11-01 | The University Of Manchester | Improvements in sensors |
| JP2013505443A (ja) * | 2009-09-21 | 2013-02-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 表面硬化深さの渦電流検査 |
| BE1025588B1 (fr) * | 2018-06-01 | 2019-04-24 | Centre De Recherches Metallurgiques Asbl - Centrum Voor Research In De Metallurgie Vzw | Dispositif de mesure en ligne du pourcentage d'austénite dans les aciers |
-
1994
- 1994-06-02 JP JP6120920A patent/JP3050042B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013505443A (ja) * | 2009-09-21 | 2013-02-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 表面硬化深さの渦電流検査 |
| WO2012146930A2 (en) | 2011-04-27 | 2012-11-01 | The University Of Manchester | Improvements in sensors |
| US9404992B2 (en) | 2011-04-27 | 2016-08-02 | The University Of Manchester | Sensors |
| US10144987B2 (en) | 2011-04-27 | 2018-12-04 | The University Of Manchester | Sensors |
| BE1025588B1 (fr) * | 2018-06-01 | 2019-04-24 | Centre De Recherches Metallurgiques Asbl - Centrum Voor Research In De Metallurgie Vzw | Dispositif de mesure en ligne du pourcentage d'austénite dans les aciers |
| WO2019228692A1 (fr) | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Centre De Recherches Metallurgiques Asbl - Centrum Voor Research In De Metallurgie Vzw | Dispositif de mesure en ligne du pourcentage d'austénite dans les aciers |
| JP2021526655A (ja) * | 2018-06-01 | 2021-10-07 | サントル・ドゥ・ルシェルシェ・メタリュルジク・アエスベエル−セントルム・フォール・リサーチ・イン・デ・メタルルージエ・フェーゼットヴェー | 鋼中のオーステナイトの比率のインライン測定のための装置 |
| US11215600B2 (en) | 2018-06-01 | 2022-01-04 | Centre de Recherches Metallurgiques ASBL—Centrum Voor Research in de Metallurgie VZW | Device for the in-line measurement of the percentage of austenite in steels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3050042B2 (ja) | 2000-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |