JPH08122124A - 溶融金属の湯面レベル測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確で手間を要さず自動的に湯面の測定が可
能な溶融金属の湯面レベル測定装置を提供する。 【構成】 電極棒１５を降下させ、電極棒１５が溶融金
属４５の湯面に接触するのをその電気抵抗の変化によっ
て検知し、基準位置から湯面までの移動量を計測手段１
７によって測定し、計測手段１７の出力値を基として溶
融金属４５の湯面高さを測定する溶融金属の湯面レベル
測定装置１０において、電極棒１５の下降中間位置に、
電極棒１５をその下端に付着した金属を含めて検出する
零点センサー１６を設け、零点センサー１６の出力によ
って計測手段１７の測定を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、溶融亜鉛、溶
融半田等の溶融金属の湯面高さ（液面高さをいう）を自
動的に測定する溶融金属の湯面レベル測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛めっきは、めっき釜内にある溶
融亜鉛に被めっき材を所定時間入れることによって行わ
れているが、繰り返しめっきを行うと溶融亜鉛の量が減
るので、通常はめっき作業開始時及びめっき作業終了時
に、溶融亜鉛の量をその湯面を測定することによって監
視している。従来例に係る溶融亜鉛の湯面測定は、図５
に示すようにめっき釜１００の周囲に設けられた釜鍔１
０１上に、スライドアーム１０２、スライドアーム１０
２の移動を読み取る物差し棒１０３及びこれの台座１０
４を備えた湯面測定器１０５を乗せて、湯面の静止を待
って表面の酸化被膜１０６を掻き取り、スライドアーム
１０２を下げてその先端を湯面１０７に接触させた位置
で固定し、物差し棒１０３から溶融亜鉛の湯面１０７を
読み取っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記装
置１０５においてはスライドアーム１０２が湯面１０７
に接触したか否かの判断は作業者が目測で行うので、個
人差（例えば、±７ｍｍ程度）があって正確な測定（±
１ｍｍ程度をいう）が困難であり、更に手間を要すると
いう問題がある。また、スライドアーム１０２の下端に
溶融亜鉛が付着することがあり、これによって誤差を生
じ、更には物差し棒１０３の表面に溶融亜鉛めっき液に
薬剤として投入する塩化アンモニウム等が付着すること
があり、この場合は前記スライドアーム１０２の移動が
困難となる等の問題があった。このような問題は溶融亜
鉛のみでなく、溶融半田等の湯面を測定する場合におい
ても共通に生じる問題であった。本発明はかかる事情に
鑑みてなされたもので、正確で手間を要さず自動的に湯
面の測定が可能な溶融金属の湯面レベル測定装置を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の溶融金属の湯面レベル測定装置は、電極棒を降下
させ、該電極棒が溶融金属の湯面に接触するのをその電
気抵抗の変化によって検知し、基準位置から前記湯面ま
での移動量を計測手段によって測定し、該計測手段の出
力値を基として前記溶融金属の湯面高さを測定する溶融
金属の湯面レベル測定装置において、前記電極棒の下降
中間位置に、該電極棒をその下端に付着した金属を含め
て検出する零点センサーを設け、該零点センサーの出力
によって前記計測手段の測定を開始している。そして、
請求項２記載の溶融金属の湯面レベル測定装置は、請求
項１記載の装置において、前記計測手段の最初の出力値
が予め入力された計測開始高さ位置の入力信号と一致す
るとリセットするリセット回路が設けられ、リセットし
た位置を前記基準位置として前記計測手段が湯面高さの
計測を行い、測定した値を表示している。

【０００５】

【作用】請求項１、２記載の溶融金属の湯面レベル測定
装置においては、電極棒をその下端に付着した金属と共
に検出する零点センサーを設け、この出力値によって計
測手段のスタート信号としているので、複数回使用して
前記電極棒の下部に溶融金属が付着して凝固し、電極が
実質的に長くなった場合であっても、常時実質的な電極
の下端を検知することになる。一方、溶融金属の湯面の
検知は電極棒の下端に金属が付着している場合には、そ
の付着した金属の下端か湯面に接触した場合の電気抵抗
の変化を検知するので、溶融金属が電極棒に付着するこ
とに関係なく正確に湯面を測定できる。特に、請求項２
記載の溶融金属の湯面レベル測定装置においては、計測
手段の最初の出力値が予め入力された計測開始高さ位置
の入力信号と一致するとリセットするようにしているの
で、該装置内に配置された零点センサーの基準面（例え
ば、該装置の底面）からの高さを、前記計測開始高さ位
置として入力しておくことによって、実際に測定者が望
む出力を表示させることができる。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る溶融金属の
湯面レベル測定装置の概略説明図、図２及び図３は同電
気回路図、図４はその測定結果を表すグラフである。

【０００７】図１に示すように、本発明の一実施例に係
る溶融金属の湯面レベル測定装置１０は、上部の減速機
付きモータ１１によって駆動される雄ねじ１２と、雄ね
じ１２に螺着する雌ねじ１３によって昇降する電極棒１
５と、電極棒１５が挿通する零点センサー１６と、雄ね
じ１２の回転量を測定する計測手段の一例であるロータ
リエンコーダ１７と、これらの制御装置１８、表示器１
９及び充電式電源であるバッテリー２０と、ステンレス
製の外装ケース２１とを有している。以下、これらにつ
いて詳しく説明する。

【０００８】前記雄ねじ１２は、下部を図示しない軸受
によって支持され、上部には減速機付きモータ１１が連
結されている。雄ねじ１２の上部中間には大歯車１７ａ
が設けられ、大歯車１７ａにはロータリエンコーダ１７
の入力軸に取付けられている小歯車１７ｂが噛合してい
る。雄ねじ１２には雌ねじ１３が螺合し、この雌ねじ１
３には水平支持部材２２が取付けられ、水平支持部材２
２の先部に電極棒１５が取付けられている。この電極棒
１５はステンレス棒からなって、絶縁材を介して水平支
持部材２２に取付けられている。なお、水平支持部材２
２の中間部にはガイド溝２２ａが設けられて、雄ねじ１
２の回転によって水平支持部材２２が旋回しないように
なっている。従って、減速機付きモータ１１を回転させ
ると雄ねじ１２が回転して電極棒１５が昇降し、その移
動量をロータリエンコーダー１７によって電気的に検出
するようになっている。

【０００９】前記電極棒１５と軸心を合わせて、零点セ
ンサー１６が下部に設けられているが、この零点センサ
ー１６は、貫通型の近接センサーからなって内部の金属
等の導体が入るとそのインピーダンスが変化して、電極
棒１５の通過開始を検知するようになっている。電極棒
１５の上部には上限リミットスイッチ２３が設けられ、
電極棒１５が零点センサー１６から抜けて上部の待機位
置にあるのを検知するようになっている。

【００１０】前記制御装置１８、表示器１９及びバッテ
リー２０の電気回路を図２、図３に示すが、リレーＲ１
〜Ｒ８とトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４を有するシーケン
ス回路からなって、バッテリー２０、電源スイッチ２５
及びヒューズ２６と、動作状態を示す表示ランプ２７〜
３３、３３ａを備えている。以下、前記回路の動作につ
いて説明する。この溶融金属の湯面レベル測定装置１０
を作動できる状態で、スタートスイッチ３４を押すと、
リレーＲ１が励磁され、減速機付きモータ１１が正転し
て上限位置にある電極棒１５が下降する。そして、電極
棒１５が湯面に接触すると、トランジスタＴｒ２が作動
して、リレーＲ７が入りこれによってリレーＲ２が作動
して減速機付きモータ１１を短絡し、これによってブレ
ーキを与えるようになっている。

【００１１】この状態で、抵抗３５、コンデンサ３６及
びトランジスタＴｒ１によって形成されるタイマー回路
（１〜２秒程度をカウント）が作動し、これによってリ
レーＲ３、Ｒ４が作動して、減速機付きモータ１１が逆
転し電極棒１５が上昇することになる。この後、電極棒
１５が上限リミットスイッチ２３を作動させることによ
ってリレーＲ６を作動させ、これによってリレーＲ１を
オフ、減速機付きモータ１１をオフとして電極棒１５の
上昇を止めている。なお、トランジスタＴｒ２のベース
側に設けられている小容量のコンデンサ３７はノイズ等
による誤動作を防止するものである。

【００１２】電極棒１５が前記動作を行っている間に、
零点センサー１６が電極棒１５の先端を検知すると、リ
レーＲ５が作動してコンデンサ３８によって計測手段の
一例であるプリセットカウンター３９のプリッセト入力
（Ａ、Ｂ）端子が瞬時閉となって、プリセットカウンタ
ー３９は一旦リセットされる。このプリセットカウンタ
ー３９のリセットは瞬時であるので、次にプリセットカ
ウンター３９は電極棒１５の下降に伴うロータリエンコ
ーダ１７の出力を０からカウントを始める。これによっ
て、仮に電極棒１５の下端に金属が付着していても、付
着した金属の最下部を基準としてプリセットカウンター
３９のカウントがスタートすることになる。

【００１３】ロータリエンコーダ１７が計測を始めた後
に、図示しないデジタルスイッチによって入力される計
測開始高さ位置となる台座高さ値Ｈと、プリセットカウ
ンター３９のカウント信号が一致すると、プリセットカ
ウンター３９が一致出力４０を発し、リレーＲ８を作動
させる。リレーＲ８が作動すると、再度トランジスタＴ
ｒ４が瞬時作動してプリセットカウンター３９をリセッ
トする。なお、前記一致出力４０がでると、リレーＲ８
が自己保持するので、再度一致出力があっても、リセッ
ト信号を発しないようにしている。

【００１４】以上の動作によって、図１に示すように、
溶融金属の湯面レベル測定装置１０の台座４１の下端、
即ち、めっき釜の釜鍔４２の上端位置から、プリセット
カウンター３９がカウントを開始する。そして、電極棒
１５が湯面に接触すると、前述のようにリレーＲ７、Ｒ
２が作動し、プリセットカウンター３９に禁止入力を与
え、プリセットカウンター３９の動作を止めて、その計
測値を表示器１９に表示することになる。これによって
求める湯面の正確な高さが得られることになる。なお、
途中で計測を中止したい場合には、キャンセルボタン４
３を押すと、減速機付きモータ１１は逆転し、計測も中
止して電極棒１５は上限位置に戻ることになる。

【００１５】これらの構成部品は、上部に把手２１ａの
付いた外装ケース２１に収納されていると共に、電極棒
１５が突出する部分には断熱材４４が設けられ、溶融金
属４５からの輻射熱の影響を少なくしている。なお、４
６は充電入力端子を示す。この溶融金属の湯面レベル測
定装置１０を測定した結果を図４に示すが、実際にマイ
クロメータで測定した値と略一致していることが分か
る。前記実施例においては、零点センサーとして近接セ
ンサーを使用したが、光センサーであっても使用可能で
ある。

【００１６】

【発明の効果】請求項１及び２記載の溶融金属の湯面レ
ベル測定装置は以上の説明からも明らかなように、電極
棒の下部に付着する金属を考慮して、電極棒の下降位置
の検出を行っているので、繰り返し使用して電極棒の下
端に溶融金属が付着しても、正確に湯面の位置を測定す
ることができる。特に、請求項２記載の溶融金属の湯面
レベル測定装置においては、計測高さ位置を入力し、こ
の信号を考慮して出力しているので、求める湯面までの
高さを直接表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る溶融金属の湯面レベル
測定装置の概略説明図である。

【図２】同電気回路図である。

【図３】同電気回路図である。

【図４】測定結果を表すグラフである。

【図５】従来例に係る溶融金属の湯面レベル測定装置の
説明図である。

【符号の説明】

１０ 溶融金属の湯面レベル測定装置 １１ 減速機付きモータ １２ 雄ねじ １３ 雌ねじ １５ 電極棒 １６ 零点センサー １７ ロータリエンコーダ １７ａ 大歯車 １７ｂ 小歯車 １８ 制御装置 １９ 表示器 ２０ バッテリー ２１ 外装ケース ２１ａ 把手 ２２ 水平支持部材 ２３ 上限リミットスイッチ ２５ 電源スイッチ ２６ ヒューズ ２７ 表示ランプ ２８ 表示ランプ ２９ 表示ランプ ３０ 表示ランプ ３１ 表示ランプ ３２ 表示ランプ ３３ 表示ランプ ３３ａ 表示ランプ ３４ スタートスイッチ ３５ 抵抗 ３６ コンデンサ ３７ コンデンサ ３８ コンデンサ ３９ プリセットカウンター ４０ 一致出力 ４１ 台座 ４２ 釜鍔 ４３ キャンセルボタン ４４ 断熱材 ４５ 溶融金属 ４６ 充電入力端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極棒を降下させ、該電極棒が溶融金属
   の湯面に接触するのをその電気抵抗の変化によって検知
   し、基準位置から前記湯面までの移動量を計測手段によ
   って測定し、該計測手段の出力値を基として前記溶融金
   属の湯面高さを測定する溶融金属の湯面レベル測定装置
   において、 前記電極棒の下降中間位置に、該電極棒をその下端に付
   着した金属を含めて検出する零点センサーを設け、該零
   点センサーの出力によって前記計測手段の測定を開始す
   ることを特徴とする溶融金属の湯面レベル測定装置。
2. 【請求項２】 前記計測手段の最初の出力値が予め入力
   された計測開始高さ位置の入力信号と一致するとリセッ
   トするリセット回路が設けられ、リセットした位置を前
   記基準位置として前記計測手段が前記湯面高さの計測を
   行い、測定した値を表示する請求項１記載の溶融金属の
   湯面レベル測定装置。