JP2001228120A - 鋼材のＳｉ濃度測定方法 - Google Patents
鋼材のＳｉ濃度測定方法Info
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- JP2001228120A JP2001228120A JP2000041523A JP2000041523A JP2001228120A JP 2001228120 A JP2001228120 A JP 2001228120A JP 2000041523 A JP2000041523 A JP 2000041523A JP 2000041523 A JP2000041523 A JP 2000041523A JP 2001228120 A JP2001228120 A JP 2001228120A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来測定精度が不十分であった渦電流法を改
良することにより、非接触で鋼材のSi濃度を正確に測定
する方法を提供する。 【解決手段】 あらかじめ直流磁化器３の設定と被測定
鋼材１の微分透磁率との関係を別途調べておき、渦電流
測定時にはある一定の微分透磁率になるよう磁化力コン
トローラ４により直流磁化器３の設定を行う。Si濃度が
未知の鋼材を測定する前に、まずSi濃度が既知のサンプ
ルを用いて、測定に使用する微分透磁率におけるセンサ
出力からSi濃度を求める校正線を作成する。そして未知
のSi濃度を測定するためには、被測定鋼材１が所定の微
分透磁率となるよう磁化力コントローラ４により直流磁
化器３の設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流セ
ンサ電子回路５にて読みとる。その出力値からあらかじ
め作成しておいた校正線により、Si濃度を求める。
良することにより、非接触で鋼材のSi濃度を正確に測定
する方法を提供する。 【解決手段】 あらかじめ直流磁化器３の設定と被測定
鋼材１の微分透磁率との関係を別途調べておき、渦電流
測定時にはある一定の微分透磁率になるよう磁化力コン
トローラ４により直流磁化器３の設定を行う。Si濃度が
未知の鋼材を測定する前に、まずSi濃度が既知のサンプ
ルを用いて、測定に使用する微分透磁率におけるセンサ
出力からSi濃度を求める校正線を作成する。そして未知
のSi濃度を測定するためには、被測定鋼材１が所定の微
分透磁率となるよう磁化力コントローラ４により直流磁
化器３の設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流セ
ンサ電子回路５にて読みとる。その出力値からあらかじ
め作成しておいた校正線により、Si濃度を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は厚板や型鋼、熱延鋼
板、冷延鋼板、電磁鋼板、鉄箔などの鋼材のSi濃度を渦
電流計測（電磁誘導計測）により測定する方法に関する
ものである。
板、冷延鋼板、電磁鋼板、鉄箔などの鋼材のSi濃度を渦
電流計測（電磁誘導計測）により測定する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来技術】電磁鋼板など磁気的な性質が重要な鋼材に
おいては、鋼中のSi濃度により磁気的性質が大きく変わ
るため、Si濃度を所定のレベルに作り込むことが品質管
理上重要である。従来Si濃度の測定方法としては、例え
ば、特開平３-６８８５０号公報「鋼材のSi濃度測定方
法および装置」に記載されるような４端子触針接触式の
Si濃度計が提案されている。
おいては、鋼中のSi濃度により磁気的性質が大きく変わ
るため、Si濃度を所定のレベルに作り込むことが品質管
理上重要である。従来Si濃度の測定方法としては、例え
ば、特開平３-６８８５０号公報「鋼材のSi濃度測定方
法および装置」に記載されるような４端子触針接触式の
Si濃度計が提案されている。
【０００３】これは、図１１に示すように一般に電磁鋼
板に使用される鋼材のSi濃度の範囲では抵抗率がSi濃度
に対して単調に変化することを利用したもので、図１２
に示すように鋼材１１に４端子（１２ａ、１２ｂ、１２
ｃ、１２ｄ）からなる触針を接触させ、４端子間の電流
−電圧の関係から抵抗率を求め、その抵抗率からSi濃度
を測定するものである。ただしこの方法においては触針
を対象に接触させる必要があることから、接触状態によ
っては精度が低下したり、また、対象鋼材の移動中に測
定する場合には、精密なセンサヘッドの鋼材追従装置が
必要になるという問題がある。
板に使用される鋼材のSi濃度の範囲では抵抗率がSi濃度
に対して単調に変化することを利用したもので、図１２
に示すように鋼材１１に４端子（１２ａ、１２ｂ、１２
ｃ、１２ｄ）からなる触針を接触させ、４端子間の電流
−電圧の関係から抵抗率を求め、その抵抗率からSi濃度
を測定するものである。ただしこの方法においては触針
を対象に接触させる必要があることから、接触状態によ
っては精度が低下したり、また、対象鋼材の移動中に測
定する場合には、精密なセンサヘッドの鋼材追従装置が
必要になるという問題がある。
【０００４】上記問題はセンサと対象を接触させること
に起因するものなので、非接触測定方式によれば上記の
ような問題は生じない。非接触抵抗率測定法として、一
般的に図１３に示すような渦電流法による測定が考えら
れる。鋼材１１に対して渦電流センサ１３と渦電流セン
サ電子回路１４を用いて渦電流測定を行う。測定される
渦電流の大きさは鋼材１１の抵抗率により変化するた
め、上記接触式Si濃度計と同様、抵抗率との相関からSi
濃度が求まることになる。
に起因するものなので、非接触測定方式によれば上記の
ような問題は生じない。非接触抵抗率測定法として、一
般的に図１３に示すような渦電流法による測定が考えら
れる。鋼材１１に対して渦電流センサ１３と渦電流セン
サ電子回路１４を用いて渦電流測定を行う。測定される
渦電流の大きさは鋼材１１の抵抗率により変化するた
め、上記接触式Si濃度計と同様、抵抗率との相関からSi
濃度が求まることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に渦電流センサ出
力は、対象の抵抗率だけでなく、微分透磁率によっても
変化するため、渦電流センサ出力からSi濃度を求めるた
めには、図１１に示したSi濃度と抵抗率との関係だけで
なく、Si濃度と微分透磁率との関係が重要になる。しか
しながら、透磁率は抵抗率とは異なり、図１４に示すよ
うにSi濃度に対して単調には変化しない。
力は、対象の抵抗率だけでなく、微分透磁率によっても
変化するため、渦電流センサ出力からSi濃度を求めるた
めには、図１１に示したSi濃度と抵抗率との関係だけで
なく、Si濃度と微分透磁率との関係が重要になる。しか
しながら、透磁率は抵抗率とは異なり、図１４に示すよ
うにSi濃度に対して単調には変化しない。
【０００６】また、鋼材の応力状態や結晶粒径、結晶方
位によっても微分透磁率が変動する。このため、単純な
渦電流法の適用では精度の高い測定は困難である。図１
５に10ｋHzの励磁周波数にて、0.2mm厚の鋼板を対象
に、プローブ型コイルを用いて渦電流測定を行った結果
を示すが、蛍光Ｘ線分析にて測定したSi濃度（横軸）を
真値とすると、渦電流出力とSi濃度との相関は余り無い
ことが分かる。
位によっても微分透磁率が変動する。このため、単純な
渦電流法の適用では精度の高い測定は困難である。図１
５に10ｋHzの励磁周波数にて、0.2mm厚の鋼板を対象
に、プローブ型コイルを用いて渦電流測定を行った結果
を示すが、蛍光Ｘ線分析にて測定したSi濃度（横軸）を
真値とすると、渦電流出力とSi濃度との相関は余り無い
ことが分かる。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、従来測定精度が不十分であった渦電流法を改良
することにより、非接触で鋼材のSi濃度を正確に測定す
る方法を提供することを課題とする。
もので、従来測定精度が不十分であった渦電流法を改良
することにより、非接触で鋼材のSi濃度を正確に測定す
る方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、鋼材に直流磁場を印加することで鋼材
の微分透磁率を制御し、鋼材の当該磁化部分に対して渦
電流計測を行い、求められた計測値からSi濃度を測定す
ることを特徴とする鋼材のSi濃度測定方法（請求項１）
である。
の第１の手段は、鋼材に直流磁場を印加することで鋼材
の微分透磁率を制御し、鋼材の当該磁化部分に対して渦
電流計測を行い、求められた計測値からSi濃度を測定す
ることを特徴とする鋼材のSi濃度測定方法（請求項１）
である。
【０００９】前述のように、渦電流法でSi濃度を測定す
る場合は、鋼材の微分透磁率の影響を受けて測定精度が
悪化する。本手段においては、この微分透磁率を一定に
制御して測定を行うので、微分透磁率の影響が無くな
り、渦電流法を用いても、精度の良いSi濃度の測定が可
能となる。微分透磁率は、例えば鋼材を直流磁化し、直
流磁化の大きさを制御することにより制御できる。
る場合は、鋼材の微分透磁率の影響を受けて測定精度が
悪化する。本手段においては、この微分透磁率を一定に
制御して測定を行うので、微分透磁率の影響が無くな
り、渦電流法を用いても、精度の良いSi濃度の測定が可
能となる。微分透磁率は、例えば鋼材を直流磁化し、直
流磁化の大きさを制御することにより制御できる。
【００１０】前記課題を解決するための第２の手段は、
厚さ方向にSi濃度分布がある鋼材に直流磁場を印加する
ことで鋼材の微分透磁率を略均一に制御し、鋼材の当該
磁化部分に対して渦電流計測を行い、求められた計測値
からSi濃度を測定することを特徴とする鋼材のSi濃度測
定方法（請求項２）である。
厚さ方向にSi濃度分布がある鋼材に直流磁場を印加する
ことで鋼材の微分透磁率を略均一に制御し、鋼材の当該
磁化部分に対して渦電流計測を行い、求められた計測値
からSi濃度を測定することを特徴とする鋼材のSi濃度測
定方法（請求項２）である。
【００１１】鋼材の中には、その厚さ方向でSi濃度が変
化しているものがあり、それにより厚さ方向での微分透
磁率が変化し、渦電流法を用いた場合には、前述のよう
に正確な測定ができない。本手段においては、直流磁場
を印加することで鋼材の微分透磁率を略均一に制御して
いるので、微分透磁率の影響が無くなり、渦電流法を用
いても、精度の良いSi濃度の測定が可能となる。微分透
磁率は、例えば鋼材を直流磁化し、直流磁化の大きさを
制御することにより制御できる。
化しているものがあり、それにより厚さ方向での微分透
磁率が変化し、渦電流法を用いた場合には、前述のよう
に正確な測定ができない。本手段においては、直流磁場
を印加することで鋼材の微分透磁率を略均一に制御して
いるので、微分透磁率の影響が無くなり、渦電流法を用
いても、精度の良いSi濃度の測定が可能となる。微分透
磁率は、例えば鋼材を直流磁化し、直流磁化の大きさを
制御することにより制御できる。
【００１２】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、直流磁化レベ
ルを飽和磁化レベルあるいは飽和磁化レベル近傍とする
ことを特徴とするもの（請求項３）である。
前記第１の手段又は第２の手段であって、直流磁化レベ
ルを飽和磁化レベルあるいは飽和磁化レベル近傍とする
ことを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１３】図２に例示するように、成分あるいは履歴
により、磁気特性が異なる鋼材Ａと鋼材Ｂにおいて、磁
化レベルの小さい（Ｈの小さい）領域では微分透磁率
（傾き）は大きく異なるが、飽和磁化レベルおよび飽和
磁化レベル近傍においては、差は小さくなっている。し
かし、鋼材を飽和磁化レベルあるいはその近傍まで磁化
することにより、鋼材の成分や結晶粒径には余り影響を
受けない回転磁化過程により磁化が進行するため、微分
透磁率は成分や製造履歴等の影響を受けず、かつ、図
２、図１６に示すように、その絶対値や、磁化レベルの
変動に対する変化率が小さくなる。よって、微分透磁率
を一定値に制御することが容易であるので、渦電流法を
用いても、精度の良いSi濃度の測定が可能となる。
により、磁気特性が異なる鋼材Ａと鋼材Ｂにおいて、磁
化レベルの小さい（Ｈの小さい）領域では微分透磁率
（傾き）は大きく異なるが、飽和磁化レベルおよび飽和
磁化レベル近傍においては、差は小さくなっている。し
かし、鋼材を飽和磁化レベルあるいはその近傍まで磁化
することにより、鋼材の成分や結晶粒径には余り影響を
受けない回転磁化過程により磁化が進行するため、微分
透磁率は成分や製造履歴等の影響を受けず、かつ、図
２、図１６に示すように、その絶対値や、磁化レベルの
変動に対する変化率が小さくなる。よって、微分透磁率
を一定値に制御することが容易であるので、渦電流法を
用いても、精度の良いSi濃度の測定が可能となる。
【００１４】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、鋼
材の微分透磁率又は微分透磁率と相関の有る物理量を測
定し、その測定値が一定になるように直流磁場を制御し
て、渦電流測定を行うことを特徴とするもの（請求項
４）である。
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、鋼
材の微分透磁率又は微分透磁率と相関の有る物理量を測
定し、その測定値が一定になるように直流磁場を制御し
て、渦電流測定を行うことを特徴とするもの（請求項
４）である。
【００１５】本手段においては、鋼材の微分透磁率、又
は微分透磁率と相関の有る物理量を測定し、その測定値
が一定になるように直流磁場を制御してしている。よっ
て、微分透磁率を一定の値に制御しながら渦電流法によ
りSi濃度の測定を行うことができるので、渦電流法を用
いても、精度の良いSi濃度の測定が可能となる。例え
ば、図１７に例示するように、異なる磁気特性を持つ鋼
材Ｃと鋼材Ｄに対しても、それぞれ外部直流磁場レベル
（Ｈ）をH1、H2とすることで同じ微分透磁率μsに設定
することが可能になる。
は微分透磁率と相関の有る物理量を測定し、その測定値
が一定になるように直流磁場を制御してしている。よっ
て、微分透磁率を一定の値に制御しながら渦電流法によ
りSi濃度の測定を行うことができるので、渦電流法を用
いても、精度の良いSi濃度の測定が可能となる。例え
ば、図１７に例示するように、異なる磁気特性を持つ鋼
材Ｃと鋼材Ｄに対しても、それぞれ外部直流磁場レベル
（Ｈ）をH1、H2とすることで同じ微分透磁率μsに設定
することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の第
１の例であるSi濃度の測定方法を実施するための装置の
概要を示す図である。図１において、１は鋼材、２は渦
電流センサ、３は直流磁化器、４は磁化力コントロー
ラ、５は渦電流センサ電子回路である。
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の第
１の例であるSi濃度の測定方法を実施するための装置の
概要を示す図である。図１において、１は鋼材、２は渦
電流センサ、３は直流磁化器、４は磁化力コントロー
ラ、５は渦電流センサ電子回路である。
【００１７】第１の発明の実施の形態においては、あら
かじめ直流磁化器３の設定と被測定鋼材１の微分透磁率
との関係を別途調べておき、渦電流測定時にはある一定
の微分透磁率になるよう磁化力コントローラ４により直
流磁化器３の設定を行う。
かじめ直流磁化器３の設定と被測定鋼材１の微分透磁率
との関係を別途調べておき、渦電流測定時にはある一定
の微分透磁率になるよう磁化力コントローラ４により直
流磁化器３の設定を行う。
【００１８】Si濃度が未知の鋼材を測定する前に、まず
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、校正用サンプル毎に同じ微分透
磁率となるよう、磁化力コントローラ４により直流磁化
器３の設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流セン
サ電子回路５にて読みとる。その出力値とSi濃度から校
正線を作成する。
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、校正用サンプル毎に同じ微分透
磁率となるよう、磁化力コントローラ４により直流磁化
器３の設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流セン
サ電子回路５にて読みとる。その出力値とSi濃度から校
正線を作成する。
【００１９】そして未知のSi濃度を測定するためには、
被測定鋼材１が所定の微分透磁率となるよう磁化力コン
トローラ４により直流磁化器３の設定を行い、渦電流セ
ンサ２の出力を渦電流センサ電子回路５にて読みとる。
その出力値からあらかじめ作成しておいた校正線によ
り、Si濃度を求める。
被測定鋼材１が所定の微分透磁率となるよう磁化力コン
トローラ４により直流磁化器３の設定を行い、渦電流セ
ンサ２の出力を渦電流センサ電子回路５にて読みとる。
その出力値からあらかじめ作成しておいた校正線によ
り、Si濃度を求める。
【００２０】なおここで述べた磁化の設定の条件決め
は、被測定鋼材自身を用いなくとも、それと同様の性質
を持つもの（成分、板厚、製造履歴などが近いもの）に
て代用しても良いし、また、性質の異なる別の鋼材の値
から、類推して求めても良い。
は、被測定鋼材自身を用いなくとも、それと同様の性質
を持つもの（成分、板厚、製造履歴などが近いもの）に
て代用しても良いし、また、性質の異なる別の鋼材の値
から、類推して求めても良い。
【００２１】本発明の実施の形態の第２の例であるSi濃
度の測定方法においては、図１の装置を使用するが、渦
電流測定時には、鋼材１を磁化力コントローラ４により
設定された直流磁化器３により、図２に示すように微分
透磁率が鋼材によって大きく変わることのない飽和磁化
レベルあるいはその近傍に磁化するものとする。
度の測定方法においては、図１の装置を使用するが、渦
電流測定時には、鋼材１を磁化力コントローラ４により
設定された直流磁化器３により、図２に示すように微分
透磁率が鋼材によって大きく変わることのない飽和磁化
レベルあるいはその近傍に磁化するものとする。
【００２２】Si濃度が未知の鋼材を測定する前に、まず
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、被測定校正用サンプルを飽和磁
化レベルあるいはその近傍に磁化し、渦電流センサ２の
出力を渦電流センサ電子回路５にて読みとる。その出力
値とSi濃度から校正線を作成する。
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、被測定校正用サンプルを飽和磁
化レベルあるいはその近傍に磁化し、渦電流センサ２の
出力を渦電流センサ電子回路５にて読みとる。その出力
値とSi濃度から校正線を作成する。
【００２３】次に未知のSi濃度を測定するためには、被
測定鋼材１が飽和レベルあるいは飽和レベル近傍に磁化
されるよう磁化力コントローラ４により直流磁化器３の
設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流センサ電子
回路５にて読みとる。その出力値からあらかじめ作成し
ておいた校正線により、Si濃度を求める。
測定鋼材１が飽和レベルあるいは飽和レベル近傍に磁化
されるよう磁化力コントローラ４により直流磁化器３の
設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流センサ電子
回路５にて読みとる。その出力値からあらかじめ作成し
ておいた校正線により、Si濃度を求める。
【００２４】図３は、本発明の実施の形態の第３の例で
あるSi濃度の測定方法を実施するための装置の概要を示
す図である。以下の図において、発明の実施の形態の欄
以後の図のうち前出の図中に示された構成要素と同じ構
成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。図３
において、６ａ、６ｂは微分透磁率測定用センサ、７は
微分透磁率測定電子回路である。
あるSi濃度の測定方法を実施するための装置の概要を示
す図である。以下の図において、発明の実施の形態の欄
以後の図のうち前出の図中に示された構成要素と同じ構
成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。図３
において、６ａ、６ｂは微分透磁率測定用センサ、７は
微分透磁率測定電子回路である。
【００２５】渦電流測定時には、直流磁化器３により鋼
材１を磁化し、その状態で、微分透磁率測定用センサ６
ａから交流磁束を発生させ、鋼材１を透過した磁束を微
分透磁率測定用センサ６ｂで測定して、微分透磁率測定
電子回路７により鋼材１の微分透磁率、あるいは微分透
磁率と相関のある物理量を測定し、その測定値があらか
じめ定めた値と同じになるよう、磁化器コントローラ４
をコントロールし、磁化力コントローラ４により設定さ
れた直流磁化器３により、鋼材１を磁化するものとす
る。
材１を磁化し、その状態で、微分透磁率測定用センサ６
ａから交流磁束を発生させ、鋼材１を透過した磁束を微
分透磁率測定用センサ６ｂで測定して、微分透磁率測定
電子回路７により鋼材１の微分透磁率、あるいは微分透
磁率と相関のある物理量を測定し、その測定値があらか
じめ定めた値と同じになるよう、磁化器コントローラ４
をコントロールし、磁化力コントローラ４により設定さ
れた直流磁化器３により、鋼材１を磁化するものとす
る。
【００２６】Si濃度が未知の鋼材を測定する前に、まず
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、被測定校正用サンプルを上記微
分透磁率測定用センサ６ａ、６ｂを用いた手法にて一定
微分透磁率となるよう磁化し、渦電流センサ２の出力を
渦電流センサ電子回路５にて読みとる。その出力値とSi
濃度から校正線を作成する。
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、被測定校正用サンプルを上記微
分透磁率測定用センサ６ａ、６ｂを用いた手法にて一定
微分透磁率となるよう磁化し、渦電流センサ２の出力を
渦電流センサ電子回路５にて読みとる。その出力値とSi
濃度から校正線を作成する。
【００２７】次に未知のSi濃度を測定するためには、被
測定鋼材１を上記微分透磁率測定用センサ６ａ、６ｂを
用いた手法にて一定微分透磁率となるよう磁化し、渦電
流センサ２の出力を渦電流センサ電子回路５にて読みと
る。その出力値からあらかじめ作成しておいた校正線に
より、Si濃度を求める。
測定鋼材１を上記微分透磁率測定用センサ６ａ、６ｂを
用いた手法にて一定微分透磁率となるよう磁化し、渦電
流センサ２の出力を渦電流センサ電子回路５にて読みと
る。その出力値からあらかじめ作成しておいた校正線に
より、Si濃度を求める。
【００２８】本発明の第４の実施の形態においては、Si
濃度が厚さ方向で変化している鋼材を測定する。測定装
置は図１に示したものを使用する。渦電流測定時には、
鋼材１を磁化力コントローラ４により設定された直流磁
化器３により、図２に示すように微分透磁率が深さ位置
によって大きく変わることのない磁化レベルあるいはそ
の近傍に磁化するものとする。
濃度が厚さ方向で変化している鋼材を測定する。測定装
置は図１に示したものを使用する。渦電流測定時には、
鋼材１を磁化力コントローラ４により設定された直流磁
化器３により、図２に示すように微分透磁率が深さ位置
によって大きく変わることのない磁化レベルあるいはそ
の近傍に磁化するものとする。
【００２９】Si濃度が未知の鋼材を測定する前に、まず
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、被測定校正用サンプルを測定に
使用する磁化レベルに磁化し、渦電流センサ２の出力を
渦電流センサ電子回路５にて読みとる。その出力値とSi
濃度から校正線を作成する。
Si濃度が既知のサンプルを用いて、測定に使用する微分
透磁率におけるセンサ出力からSi濃度を求める校正線を
作成する。具体的には、被測定校正用サンプルを測定に
使用する磁化レベルに磁化し、渦電流センサ２の出力を
渦電流センサ電子回路５にて読みとる。その出力値とSi
濃度から校正線を作成する。
【００３０】次に未知のSi濃度を測定するためには、被
測定鋼材１の被測定部が測定に使用する磁化レベルに磁
化されるよう磁化力コントローラ４により直流磁化器３
の設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流センサ電
子回路５にて読みとる。その出力値からあらかじめ作成
しておいた校正線により、Si濃度を求める。
測定鋼材１の被測定部が測定に使用する磁化レベルに磁
化されるよう磁化力コントローラ４により直流磁化器３
の設定を行い、渦電流センサ２の出力を渦電流センサ電
子回路５にて読みとる。その出力値からあらかじめ作成
しておいた校正線により、Si濃度を求める。
【００３１】なお、この実施例において磁化は、Si濃度
による微分透磁率変動が少ないレベルであれば特に限定
はされないが、飽和磁化レベルあるいはその近傍として
もよいことは当然である。
による微分透磁率変動が少ないレベルであれば特に限定
はされないが、飽和磁化レベルあるいはその近傍として
もよいことは当然である。
【００３２】
【実施例】（実施例１）図１に示した装置を使用して、
鋼材のSi濃度を測定した。測定対象としては、Si濃度約
２〜７％の板厚0.2mmの鋼板を使用した。鋼板の厚み方
向のSi濃度の平均値を測定するため、渦電流測定の一次
側励磁周波数を10kHzとし、浸透深さが板厚に比べ、十
分深くなるようにした。コイルの形状はプローブ型と
し、センサと鋼板の距離は２mmとした。
鋼材のSi濃度を測定した。測定対象としては、Si濃度約
２〜７％の板厚0.2mmの鋼板を使用した。鋼板の厚み方
向のSi濃度の平均値を測定するため、渦電流測定の一次
側励磁周波数を10kHzとし、浸透深さが板厚に比べ、十
分深くなるようにした。コイルの形状はプローブ型と
し、センサと鋼板の距離は２mmとした。
【００３３】磁化レベルは、あらかじめ測定しておいた
それぞれの鋼板のＢ−Ｈカーブより、十分に飽和レベル
に近く、サンプルによる微分透磁率の変動が、渦電流測
定に大きく影響しないレベルとなるよう、磁化レベルコ
ントローラ４により磁化電流を制御することで直流磁化
器３により設定した。渦電流センサ２の出力は、渦電流
センサ電子回路５に含まれるロックインアンプにより処
理され、渦電流測定値を得る。そして、鋼板Si濃度が既
知のサンプルを用いて事前に求めておいた、渦電流測定
値と鋼板のSi濃度との関係を示す校正線を使用し、渦電
流測定値より、Si濃度を求めた。
それぞれの鋼板のＢ−Ｈカーブより、十分に飽和レベル
に近く、サンプルによる微分透磁率の変動が、渦電流測
定に大きく影響しないレベルとなるよう、磁化レベルコ
ントローラ４により磁化電流を制御することで直流磁化
器３により設定した。渦電流センサ２の出力は、渦電流
センサ電子回路５に含まれるロックインアンプにより処
理され、渦電流測定値を得る。そして、鋼板Si濃度が既
知のサンプルを用いて事前に求めておいた、渦電流測定
値と鋼板のSi濃度との関係を示す校正線を使用し、渦電
流測定値より、Si濃度を求めた。
【００３４】測定結果を、図４、図５に示す。図４は、
真値としている蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と渦電流
測定値の関係を示したもので、図１５に示す従来法の結
果と比べ、両者の相関があることがわかる。図５は蛍光
Ｘ線分析から求めたSi濃度と本実施例による渦電流測定
から求めたSi濃度を比較したもので、精度良く測定され
ていることがわかる。
真値としている蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と渦電流
測定値の関係を示したもので、図１５に示す従来法の結
果と比べ、両者の相関があることがわかる。図５は蛍光
Ｘ線分析から求めたSi濃度と本実施例による渦電流測定
から求めたSi濃度を比較したもので、精度良く測定され
ていることがわかる。
【００３５】（実施例２）図３に示したような構成の測
定器を用いて、鋼材のSi濃度を測定した。測定対象とし
ては、Si濃度約２〜７％の板厚0.2mmの鋼板を使用し
た。鋼板の厚み方向のSi濃度の平均値を測定するため、
渦電流測定の一次側励磁周波数は10kHzとし、浸透深さ
が板厚に比べ、十分深くなるようにした。コイルの形状
はプローブ型とし、センサと鋼板の距離は２mmした。
定器を用いて、鋼材のSi濃度を測定した。測定対象とし
ては、Si濃度約２〜７％の板厚0.2mmの鋼板を使用し
た。鋼板の厚み方向のSi濃度の平均値を測定するため、
渦電流測定の一次側励磁周波数は10kHzとし、浸透深さ
が板厚に比べ、十分深くなるようにした。コイルの形状
はプローブ型とし、センサと鋼板の距離は２mmした。
【００３６】微分透磁率に相関のある物理量を求めるた
め、微分透磁率測定用センサ６ａ、６ｂを鋼板を挟んで
お互いに反対側に対向して、渦電流センサが測定する鋼
板部位と同等の磁化レベルにある部位を測定できるよう
配置した。６ａにより、渦電流励磁周波数と同じ10kHz
の交流磁束を発生させ、鋼板１を透過した交流磁束をも
う一方のセンサ６ｂにて測定する。板厚一定であるの
で、６ｂにて測定された交流磁束レベルは鋼材の微分透
磁率だけの単調な関数となる。
め、微分透磁率測定用センサ６ａ、６ｂを鋼板を挟んで
お互いに反対側に対向して、渦電流センサが測定する鋼
板部位と同等の磁化レベルにある部位を測定できるよう
配置した。６ａにより、渦電流励磁周波数と同じ10kHz
の交流磁束を発生させ、鋼板１を透過した交流磁束をも
う一方のセンサ６ｂにて測定する。板厚一定であるの
で、６ｂにて測定された交流磁束レベルは鋼材の微分透
磁率だけの単調な関数となる。
【００３７】サンプルによる微分透磁率の変動が、渦電
流測定に大きく影響しないレベルとするため、上記微分
透磁率測定用センサ６の出力がサンプルによらず一定と
なるよう磁化レベルコントローラ４を介して磁化電流を
制御することで直流磁化器３により磁化レベルを設定し
た。渦電流センサ２の出力は、渦電流センサ電子回路５
に含まれるロックインアンプにより処理され、渦電流測
定値を得る。
流測定に大きく影響しないレベルとするため、上記微分
透磁率測定用センサ６の出力がサンプルによらず一定と
なるよう磁化レベルコントローラ４を介して磁化電流を
制御することで直流磁化器３により磁化レベルを設定し
た。渦電流センサ２の出力は、渦電流センサ電子回路５
に含まれるロックインアンプにより処理され、渦電流測
定値を得る。
【００３８】鋼板Si濃度が既知のサンプルを用いて事前
に求めておいた、渦電流測定値と鋼板のSi濃度との関係
を示す校正線を使用し、渦電流測定値より、Si濃度を求
める。
に求めておいた、渦電流測定値と鋼板のSi濃度との関係
を示す校正線を使用し、渦電流測定値より、Si濃度を求
める。
【００３９】測定結果を、図６、図７に示す。図６は、
真値としている蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と渦電流
測定値の関係を示したもので、従来法の結果図４と比
べ、両者の相関があることがわかる。図７は蛍光Ｘ線分
析から求めたSi濃度と本実施例による渦電流測定から求
めたSi濃度を比較したもので、精度良く測定されている
ことがわかる。上記の微分透磁率測定のための交流透過
磁束の周波数は、渦電流励磁周波数と近いことが望まし
いが、必ずしも上記の例のように同じである必要はな
い。
真値としている蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と渦電流
測定値の関係を示したもので、従来法の結果図４と比
べ、両者の相関があることがわかる。図７は蛍光Ｘ線分
析から求めたSi濃度と本実施例による渦電流測定から求
めたSi濃度を比較したもので、精度良く測定されている
ことがわかる。上記の微分透磁率測定のための交流透過
磁束の周波数は、渦電流励磁周波数と近いことが望まし
いが、必ずしも上記の例のように同じである必要はな
い。
【００４０】またここで微分透磁率、および微分透磁率
に相関のある物理量を測定する方法は上記の例に特に限
定するものではない。図３においては鋼板を透過する交
流磁束量を測定しているが、たとえば、鋼板の一方の側
にだけ、センサ６ａおよび６ｂを設置しても同様の効果
が実現できる。
に相関のある物理量を測定する方法は上記の例に特に限
定するものではない。図３においては鋼板を透過する交
流磁束量を測定しているが、たとえば、鋼板の一方の側
にだけ、センサ６ａおよび６ｂを設置しても同様の効果
が実現できる。
【００４１】（実施例３）図１に示す測定回路を用い
て、厚さ方向でSi濃度が変化する鋼板のSi濃度の測定を
行った。測定対象としては、Si濃度約３〜７％の板厚１
mmの鋼板を使用した。この鋼板の厚み方向のSi濃度は、
図８に２種の鋼板の例を示すように、表面で高く、深く
なるに従って低くなる。渦電流測定の一次側励磁周波数
は500kHzとし、コイルの形状はプローブ型とし、センサ
と鋼板の距離は２mmとした。磁化レベルは、あらかじめ
測定しておいたそれぞれの鋼板のＢ−Ｈカーブより、十
分に飽和レベルに近く、サンプルによる微分透磁率の変
動が、渦電流測定に大きく影響しないレベルとなるよ
う、磁化レベルコントローラ４により磁化電流を制御す
ることで直流磁化器３により設定した。渦電流センサ２
の出力は、渦電流電子回路５に含まれるロックインアン
プにより処理され、渦電流測定値を得る。
て、厚さ方向でSi濃度が変化する鋼板のSi濃度の測定を
行った。測定対象としては、Si濃度約３〜７％の板厚１
mmの鋼板を使用した。この鋼板の厚み方向のSi濃度は、
図８に２種の鋼板の例を示すように、表面で高く、深く
なるに従って低くなる。渦電流測定の一次側励磁周波数
は500kHzとし、コイルの形状はプローブ型とし、センサ
と鋼板の距離は２mmとした。磁化レベルは、あらかじめ
測定しておいたそれぞれの鋼板のＢ−Ｈカーブより、十
分に飽和レベルに近く、サンプルによる微分透磁率の変
動が、渦電流測定に大きく影響しないレベルとなるよ
う、磁化レベルコントローラ４により磁化電流を制御す
ることで直流磁化器３により設定した。渦電流センサ２
の出力は、渦電流電子回路５に含まれるロックインアン
プにより処理され、渦電流測定値を得る。
【００４２】鋼板Si濃度が既知のサンプルを用いて事前
に求めておいた、渦電流測定値と鋼板のSi濃度との関係
を示す校正線を使用し、渦電流測定値より、Si濃度を求
める。
に求めておいた、渦電流測定値と鋼板のSi濃度との関係
を示す校正線を使用し、渦電流測定値より、Si濃度を求
める。
【００４３】測定結果を、図９、図１０に示す。図９
は、真値としている鋼板表面から機械的に深さ0.2mmま
で研削しながら蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と渦電流
測定値の関係を示したもので、図１５に示された従来法
の結果と比べ、両者の相関があることがわかる。図１０
は蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と本実施例による渦電
流測定から求めたSi濃度を比較したもので、精度良く測
定されていることがわかる。
は、真値としている鋼板表面から機械的に深さ0.2mmま
で研削しながら蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と渦電流
測定値の関係を示したもので、図１５に示された従来法
の結果と比べ、両者の相関があることがわかる。図１０
は蛍光Ｘ線分析から求めたSi濃度と本実施例による渦電
流測定から求めたSi濃度を比較したもので、精度良く測
定されていることがわかる。
【００４４】なお、上記３つの実施例について、図１、
図３においては、渦電流センサ２と直流磁化器３は鋼材
１を挟んで反対側に設置されている例を示しているが、
渦電流センサ２と直流磁化器３が鋼材１に関し、同じ側
に配置されても構わない。
図３においては、渦電流センサ２と直流磁化器３は鋼材
１を挟んで反対側に設置されている例を示しているが、
渦電流センサ２と直流磁化器３が鋼材１に関し、同じ側
に配置されても構わない。
【００４５】本発明において、直流磁化器による磁化力
の制御は、磁化電流を変えることによってもよいし、ヨ
ークの間隔や、磁化器と鋼材との距離を変更すること、
あるいは磁化器コイルを分割しておいて、使用するコイ
ルを選択することによるなど様々な方法が考えられ、特
に上記の例に限定されるものではない。
の制御は、磁化電流を変えることによってもよいし、ヨ
ークの間隔や、磁化器と鋼材との距離を変更すること、
あるいは磁化器コイルを分割しておいて、使用するコイ
ルを選択することによるなど様々な方法が考えられ、特
に上記の例に限定されるものではない。
【００４６】
【発明の効果】本発明により、非接触にて微分透磁率変
動の影響を受けにくく高精度なSi濃度の測定が実現で
き、それにより鋼材、とりわけ電磁鋼板の品質管理が容
易に、かつ精密に行うことができる。
動の影響を受けにくく高精度なSi濃度の測定が実現で
き、それにより鋼材、とりわけ電磁鋼板の品質管理が容
易に、かつ精密に行うことができる。
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例であるSi濃度の
測定方法を実施するための装置の概要を示す図である。
測定方法を実施するための装置の概要を示す図である。
【図２】鋼材の種類ごとの磁化曲線の例を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施の形態の第３の例であるSi濃度の
測定方法を実施するための装置の概要を示す図である。
測定方法を実施するための装置の概要を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例におけるセンサ出力と、
蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図である。
蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例によって求められたSi濃
度と、蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図であ
る。
度と、蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図であ
る。
【図６】本発明の第２の実施例におけるセンサ出力と、
蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図である。
蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例によって求められたSi濃
度と、蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図であ
る。
度と、蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図であ
る。
【図８】鋼板の厚さ法方向でのSi濃度分布の例を示す図
である。
である。
【図９】本発明の第３の実施例におけるセンサ出力と、
蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図である。
蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施例によって求められたSi
濃度と、蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図で
ある。
濃度と、蛍光Ｘ線分析によるSi濃度との関係を示す図で
ある。
【図１１】鋼材のSi濃度と抵抗率の関係の例を示す図で
ある。
ある。
【図１２】従来の４端子触針接触式Si濃度計の概要を示
す図である。
す図である。
【図１３】従来の渦電流法によるSi濃度計の概要を示す
図である。
図である。
【図１４】透磁率とSi濃度の関係の例を示す図である。
【図１５】従来の渦電流法によるSi濃度計の測定値と、
蛍光Ｘ線分析で測定したSi濃度との関係の例を示す図で
ある。
蛍光Ｘ線分析で測定したSi濃度との関係の例を示す図で
ある。
【図１６】Ｂ−Ｈカーブと微分透磁率の例を示す図であ
る。
る。
【図１７】異なる磁気特性を持つ鋼材の微分透磁率を同
じにする方法を説明する図である。
じにする方法を説明する図である。
１…鋼材 ２…渦電流センサ ３…直流磁化器 ４…磁化力コントローラ ５…渦電流センサ電子回路 ６ａ、６ｂ…微分透磁率測定用センサ ７…微分透磁率測定電子回路
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼材に直流磁場を印加することで鋼材の
微分透磁率を制御し、鋼材の当該磁化部分に対して渦電
流計測を行い、求められた計測値からSi濃度を測定する
ことを特徴とする鋼材のSi濃度測定方法。 - 【請求項２】 厚さ方向にSi濃度分布がある鋼材に直流
磁場を印加することで鋼材の微分透磁率を略均一に制御
し、鋼材の当該磁化部分に対して渦電流計測を行い、求
められた計測値からSi濃度を測定することを特徴とする
鋼材のSi濃度測定方法。 - 【請求項３】 直流磁化レベルを飽和磁化レベルあるい
は飽和磁化レベル近傍とすることを特徴とする第１項又
は請求項２に記載の鋼材のSi濃度測定方法。 - 【請求項４】 鋼材の微分透磁率又は微分透磁率と相関
の有る物理量を測定し、その測定値が一定になるように
直流磁場を制御して、渦電流測定を行うことを特徴とす
る請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の鋼
材のSi濃度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041523A JP3948594B2 (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 鋼材のＳｉ濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041523A JP3948594B2 (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 鋼材のＳｉ濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228120A true JP2001228120A (ja) | 2001-08-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010024454A1 (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 磁気測定方法および装置 |
| WO2011045829A1 (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | 東洋ガラス株式会社 | シリコン純度測定器、シリコン選別装置、及びシリコン純度測定方法 |
| GB2475315A (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-18 | Innospection Group Ltd | Apparatus and method for inspection of components made of electrically conductive material by partial saturation eddy current testing |
| US10031107B2 (en) | 2009-11-16 | 2018-07-24 | Innospection Group Limited | Method for non-destructive testing of electrically conductive test components employing eddy current probe and rotating magnet to perform partial saturation eddy current test |
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-
2000
- 2000-02-18 JP JP2000041523A patent/JP3948594B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2320224A4 (en) * | 2008-08-27 | 2016-05-04 | Jfe Steel Corp | METHOD AND DEVICE FOR MAGNETIC MEASUREMENTS |
| JP2010054254A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Jfe Steel Corp | 磁気測定方法および装置 |
| WO2010024454A1 (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 磁気測定方法および装置 |
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| KR101320825B1 (ko) * | 2008-08-27 | 2013-10-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 자기 측정 방법 및 장치 |
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