JP3038097B2 - 帯鋼の端部検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄、アルミニューウ
ム、銅等の帯状金属導体（以後帯鋼という）の端部位置
を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に連続圧延ラインにおいて、通板効
率の向上のため帯鋼の位置制御用の検出端が不可欠であ
る、このため従来の代表的なものとして（１）光学的方
法および（２）電磁気的方法がある。前者の光学的方法
においては被検体を投，受光器で挟み、被検体の遮蔽に
よる光量の変化から被検体の端部移動量を把握するもの
であり、一般に普及しているが、塵埃，水蒸気等の発生
する環境の、特に発明者等の対象とする熱間圧延ライン
等へは、適用困難な場合が多く問題である。一方、後者
の電磁的方法においては、例えば特開昭５３−１３３０
５５号公報に実施例として説明されているように、スト
リップを励磁コイルと検出コイルで挟みストリップの移
動による過電流損の変化を、受信コイルの誘起電圧変化
として検出し移動量を把握するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に電磁的方法は、
耐環境性に優れていると言われているが、従来の実施例
における装置構成では問題が多い。すなわち、励信コイ
ルと受信コイルで帯鋼を挟むので、被検体の通過位置の
制限を受け、また異常通板時には破損を回避する事が困
難であり、また被検体の上下位置変動による検出誤差が
増加し検出精度に問題があった。ストリップのパスライ
ン変動に対し充分な精度を得るためには、ストリップの
上下変動の大きい範囲として１０ｍｍ程度の制限があ
り、さらに励磁コイルと検出コイルの対峙する間隔を可
能な限り小さくする必要があるなど、実用上の制限が多
く、このため熱間圧延機間等のようにルーパがある場
合、ストリップは上記の数倍上下動し、これらのライン
においては適用し難く、検出精度はもとより実用上問題
があった。

【０００４】

【課題を解決しようとする手段】本発明による帯鋼の端
部検出装置は、被検体のパスライン下（搬送テ−ブル下
に）に送信コイルと該送信コイルと同仕様の第一の受信
コイルと第一の受信コイルに内装された第二の受信コイ
ルとからなる検出部と、第一の受信コイルおよび第二の
受信コイルの誘起電圧を直流に変換する二つの同期検波
器と、被検体の基準通過位置での第二の受信コイル出力
を記憶するメモリと、該メモリ値と任意の通過位置にお
ける第二の受信コイルの出力との商を演算する除算器
と、該除算器出力と第一の受信コイルで得られる出力と
の積を求める乗算器から構成される。

【０００５】

【作用】送信コイルと第一の受信コイルと該第一の受信
コイルに内包する第二の受信コイルとで構成される検出
部を被検体に対峙、併設しておき検出部の長手方向に被
検体が進入してくると送信コイルによる高周波磁界の作
用により過電流損を生じ、第一の受信コイルに誘起電圧
が検出される。しかし被検体端部位置が同じでも検出部
からの距離によって誘起電圧値が変化し検出誤差を生ず
る。このため第二の受信コイルで検出部から被検体まで
の距離を検出しこの検出値により第一の受信コイルで得
られた検出信号を補正する事により帯鋼の振動，浮き上
がりによる影響を簡単な装置構成で解消する事が可能と
なる。

【０００６】また、被検体の法線に送，受信コイルの軸
（磁束軸）をそれぞれ平行に、かつ一定距離離し併設す
る一般的な方法では、被検体の移動による検出出力は指
数関数的に減衰する特性となるので、最終出力段では何
らかの処理手段を付加する必要があり、この結果変換誤
差の発生と検出有効範囲に制限を受ける。そこで発明者
等は、検出部自身による特性改善をはかるため検討した
結果、被検体の法線に対し送，受信コイルの軸（磁束
軸）をそれぞれ３０±５度の傾角と一定距離を離し併設
することにより、被検体の移動量に対する検出出力の変
化率を全域に亘りはぼ一様とすることができ、線形化処
理等の手段を付加することなしに安定した検出信号を得
ることができる。

【０００７】

【実施例】図１に本発明の一実施例の概要を示す。図１
において、１は発振器、２は発振器１の出力を増幅しか
つ定電流機能を有する電力増幅器、Ｍは被検材、Ｓは検
出部である。検出部Ｓは、送信コイル３と受信コイル４
と該受信コイル４に内包される受信コイル５とから構成
される。

【０００８】図２に、検出部を構成する送，受信コイル
の一実施例を示す。図２において（ａ），（ｂ）および
（ｃ）はそれぞれ側面図，平面図および正面図であり、
Ｐはコイル支持のための支柱、Ｑは支柱Ｐを支持するた
めの基板、Ｒは検出コイル、５は第二の受信コイルで検
出コイルＲに内包されている。検出コイルＲは、送信コ
イルおよび第一の受信コイルとして流用される。

【０００９】図３は、検出部の帯鋼への配置構成を示
す。図示するように帯鋼の法線軸に対し３０度の傾角を
持ってそれぞれ併設配置する。この時どちらに第二の受
信コイル５を用いてもよいが、本実施例では受信コイル
４に第二の受信コイル５を設けている。

【００１０】図４は、被検体Ｍに対峠配置した検出部の
斜視図と信号処理部Ｔを示す図である。

【００１１】再度図１を参照すると、図１において６
ａ，６ｂは高周波増幅器、７ａ，７ｂは同期検波器で基
準信号ｆが発振器１より入力されている。８ａ，８ｂは
差分増幅器、９ａ，９ｂは直流バイアス設定器で、検出
部に被検体Ｍが存在しない時に得られる同期検波器７
ａ，７ｂの直流信号に相当する逆位相の電圧が設定され
る。ＳＷは信号切り換えのための自動復帰スイッチで常
時ａ側に付勢されている。１０はアナログメモリでスイ
ッチＳＷを手動でｂ側に付勢したときのみ第二の受信コ
イル出力を記憶する。１１は除算器でアナログメモリ値
と第二の受信コイル出力との商を算出する。１２は乗算
器である。

【００１２】送信コイル３に高周波電流を通電し、高周
波磁界を生成する。この時検出部に被検体が存在しない
場合、第一，第二の受信コイル４，５には磁界強度に対
応する誘起電圧が発生する。この誘起電圧信号を高周波
増幅器６ａ，６ｂで増幅し、同期検波器７ａ，７ｂによ
り直流信号に変換し、さらに各々の直流信号の逆位相の
電圧をバイアス設定器９ａ，９ｂで設定し差分増幅器８
ａ，８ｂの出力は零とする。次いで被検体Ｍで検出部全
体を覆うとともに一定の距離離した位置におく。この時
スイッチＳＷをｂ側に倒しアナログメモリ１０に基準値
となる第二の受信コイル出力を記憶後、スイッチＳＷは
ａ側に戻す。以上で検出準備が完了した事になる。

【００１３】図５には、検出部から被検体までの距離ｈ
ｇをパラメータとする第一の受信コイルの、帯鋼のエッ
ジ移動量に対する出力電圧を示す。図から明らかなよう
に、距離ｈｇに対し非線形であるが帯鋼のエッジ移動量
に関し線形特性を得られている。ここで、検出部の送，
受信コイル軸が帯鋼の法線に対し３０±５度が最も好ま
しく、それ以外では検出特性が非線形にまたは極値を持
つ特性となり取扱い上問題となる。また帯鋼エッジ５０
０ｍｍ点は、検出部の端部に相当し、検出部上に帯鋼が
ない状態である。

【００１４】図６には、帯鋼エッジの移動量に対する第
二の受信コイルの出力電圧を示す。図中矢印ｅで示す点
は、第二の受信コイル５の位置であり、帯鋼エッジが近
接するに従って非線形に減衰する特性となっている。

【００１５】図５および図６に示すような、受信コイル
４および５の出力電力が得られるので、これらの信号を
もとに本実施例では、帯鋼から検出部Ｓまでの距離ｈｇ
＝５０でかつ帯鋼のエッジ移動量零の点における第二の
受信コイル５の出力をアナログメモリ１０に記憶し、そ
の記憶値と以後得られる第二の受信コイル出力との比を
除算器１１で演算し、その演算値と第一の受信コイル４
の出力値との乗算を行う事で、ｈｇの変動による帯鋼エ
ッジ移動特性の変動を解消する。このように補正した結
果すなわち図１に示す乗算器１２の出力電圧を、図７に
示す。

【００１６】図７において、帯鋼から検出部Ｓまでの距
離ｈｇが変動しても帯鋼エッジ移動量３００ｍｍ付近ま
では全く同一の特性が得られる。ただし第二の受信コイ
ル５の、矢印ｅで示す位置付近になると、帯鋼の影響を
受け正しく補正されていない。しかし、対象とするエッ
ジ移動量の範囲に応じて検出部Ｓを長くするか、あるい
は受信コイル５の位置を受信コイル４の端部に移動する
等で改善できるので、実用上問題はない。

【００１７】さらに高精度化を計るためには、除算器１
１の演算結果から除算器１１の分子成分を逐次更新すれ
ばよい。例えばこれはマイクロコンピュータにより実現
可能である。図７中に有効範囲ｇで示すように、±１５
０ｍｍあれば通常の場合充分であり、板幅が大きくなれ
ば検出部Ｓをシフトする機構を設ければよい。本実施例
における検出部の仕様を記述すると、 受信コイル４：長さ ５００ｍｍ 高さ ３０ｍ
ｍ 幅 ２０ｍｍ 巻数 ３０ターン 受信コイル５：直径 １５ｍｍ 高さ ３０ｍｍ 巻数 ８００ターン 取付位置 受信コイル４のエッジから１２５ｍｍの位置 送信コイル３：受信コイル４と同仕様 また、送信電源仕様として、送信電流１００ｍＡ，送信
周波数１００ＫＨｚ、である。以上のような装置構成に
よれば、帯鋼の振動，浮き上がりによる誤差補正が可能
となり、これにより良好な検出精度が得られた。尚、本
発明を搬送ラインの両サイドに適用する事で、帯鋼の蛇
行検出器として容易に適用できる。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は帯鋼の振動，浮き上がりによる影響を解消し良好なエ
ッジ位置検出を可能とし、かつパスライン下に帯鋼に対
峙し設置しているので異常圧延時においても破損を回避
でき、悪環境のもとでも充分適用できるので容易にオン
ラインへ供することができる。また、熱間圧延機直近の
端部位置検出、すなわち検出希望は大きかったが悪環境
下であるので従来装置は適用困難のため諦観していた分
野に、本発明装置を適用することで制御システムの簡素
化をはじめ操業の安定化、品質，生産性向上に寄与し、
その効果大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 図１に示す検出部Ｓの一構成要素を示す図面
であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正
面図である。

【図３】 図１に示す検出部Ｓと被検体Ｍの位置関係を
示す正面図である。

【図４】 図１に示す検出部Ｓと被検体Ｍの位置関係を
示す斜視図である。

【図５】 検出部Ｓから被検体Ｍまでの距離ｈｇをパラ
メータとする、図１に示す第一の受信コイル４の、被検
体Ｍ（帯鋼）のエッジ移動量に対する出力電圧を示すグ
ラフである。

【図６】 帯鋼エッジの移動量に対する図１に示す第二
の受信コイル５の出力電圧を示すグラフである。

【図７】 図１に示す乗算器１２の出力電圧を示すグラ
フである。

【符号の説明】

Ｔ：端部検出装置 ６ａ，６ｂ：高周波増
幅器 Ｓ：検出部 ７ａ，７ｂ：同期検波
器 Ｍ：被検体 ８ａ，８ｂ：差分増幅
器 １：発振器 ９ａ，９ｂ：バイアス
設定器 ２：電力増幅器 １０：アナログ
メモリー ３：送信コイル １１：除算器 ４：第一の受信コイル １２：乗算器 ５：第二の受信コイル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送，受信コイルを備えた電磁誘導を検出
   原理とする金属導体の移動量を検出する装置において、
   高周波磁界を生成する送信コイルと該送信コイルと同仕
   様の第一の受信コイルと第一の受信コイルに内包した金
   属導体までの距離を検出する第二の受信コイルとからな
   る検出部と、第一，第二受信コイルの誘起電圧を増幅し
   直流信号に変換する同期検波器と、二つの差分増幅器
   と、第二の受信コイルの差分増幅器出力を記憶するメモ
   リと、該メモリ値と差分増幅器出力との商を求める除算
   器と、該除算器出力と第一の受信コイルの差分演算器出
   力との積を求める乗算器と、から構成される、帯鋼の端
   部検出装置。
2. 【請求項２】 第二の受信コイルは、第一の受信コイル
   に内包され金属導体の端部計測有効範囲内で影響を受け
   ない位置に配設され、送信コイルとともに被検体の法線
   に対して３０±５度の傾角と一定の距離をはなして併設
   された請求項１記載の帯鋼の端部検出装置。