JP3050042B2 - Transformation rate measuring device - Google Patents

Transformation rate measuring device

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JP3050042B2
JP3050042B2 JP6120920A JP12092094A JP3050042B2 JP 3050042 B2 JP3050042 B2 JP 3050042B2 JP 6120920 A JP6120920 A JP 6120920A JP 12092094 A JP12092094 A JP 12092094A JP 3050042 B2 JP3050042 B2 JP 3050042B2
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magnetic
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steel sheet
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泰大 松藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for online measuring the transformation ratio of a steel sheet after hot rolling by electromagnetic means.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art It is very important to keep a final structure which has a great influence on various mechanical and physical properties of a steel sheet manufactured in a steel mill at a constant state in order to maintain high quality. Matters.

【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。
For example, magnetic permeability among magnetic properties has a high correlation with mechanical properties such as hardness and grain size. For this reason, if the correlation between the magnetic permeability and the mechanical properties is measured in advance, the mechanical properties of the steel sheet can be estimated to some extent by measuring the magnetic permeability.

【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。
In the production process control, the steel is transformed from an austenite (γ) phase in a high-temperature state to a ferrite (α) phase in a low-temperature state during the heat treatment of the hot steel. Monitoring is extremely important in managing the material of the steel sheet, and development of a sensor that measures the transformation rate online is desired.

【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。
In the measurement of this phase transformation, a magnetic detector is used by utilizing the fact that the γ → α transformation of steel involves a physical phenomenon of changing from non-magnetic (γ phase) to ferromagnetic (α phase). There is a method to detect the transformation behavior. In this method, the magnetic properties of the steel greatly change around the Curie point, and the Curie point of most commercial steels is as high as 750 ° C. or higher, while the γ-α transformation of the steel in the cooling process is performed at a lower temperature. Since the magnetic field advances in the region, it is only necessary to detect a change in the magnetic characteristic accompanying the progress.

【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。
In order to measure the magnetic properties of a steel sheet that is actually continuously flowing during the manufacturing process, it is necessary to perform these measurements in a non-contact and online state. Conventionally, when measuring the magnetic properties of such a steel sheet in a non-contact and online state, a transformation rate measurement device that uses the property that the attenuation rate of the magnetic flux passing through the steel sheet changes according to the magnetic properties of the steel sheet has been proposed. Has been
For example, there is one disclosed in JP-A-56-82443.

【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。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional transformation rate measuring device disclosed in the above-mentioned document. In FIG. 4, a magnetizer 24 composed of a magnetized iron core 22 and an exciting coil 23 is provided on one side (a lower side in the figure) of a steel plate 21 to be inspected at a predetermined distance d 1 from a pair of magnetic poles 24 a. , 24b is steel plate 2
1. And magnetizer 24
An exciting current is supplied from a magnetizing power supply 25 to the exciting coil 23, and a magnetic flux is generated between the magnetic poles 24a and 24b. This magnetic flux includes a magnetic flux 29 leaking to the outside in addition to a magnetic flux passing through the inside of the steel plate 21, and the magnetic flux 29 leaking to the outside.
Is detected by a magnetic detection element 26 arranged on the other side (upper side in the figure) of the steel plate 21 at a distance d 2 . The leakage magnetic flux detection signal detected by the magnetic detection element 26 is transmitted to the arithmetic unit 28. Further, the surface temperature of the steel plate 21 is measured by a thermometer 27, and this temperature measurement signal is also transmitted to the arithmetic unit 28.

【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。
According to the transformation rate measuring device having such a configuration, if the steel plate 21 as a ferromagnetic material exists between the magnetizer 24 and the magnetic detection element 26, the output from one magnetic pole 24a of the magnetizer 24 is output. Most of the applied magnetic flux passes through the inside of the steel plate 21 and is input to the other electrode 24b, but a part of the magnetic flux passes through the steel plate 21 and is detected by the magnetic detection element 26.

【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。
When the transformation rate of the steel plate 21 changes,
The magnetic properties such as the magnetic permeability of the steel plate 21 change. Then
Since the amount of magnetic flux passing through the inside of the steel plate 21 changes, the magnetic flux density detected by the magnetic detection element 26 also changes accordingly. Therefore, the reference magnetic flux density in the test steel sheet having a known transformation rate is determined in advance, and the measured magnetic flux density is compared with the reference magnetic flux density to quantitatively determine the transformation rate. In addition, while moving the steel plate 21 in a certain direction, the density of the magnetic flux 29 leaking to the opposite side of the steel plate 21 is continuously measured by the magnetic detection element 26, and a point where the magnetic flux density greatly changes is a change in the transformation rate of the steel plate. It can be considered as a point.

【0010】[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。
However, the conventional transformation rate measuring apparatus as described above still has the following problems. That is, the conventional transformation rate measuring device is configured to detect the transformation rate of the steel sheet by measuring the amount of transmission of the magnetic flux emitted from the excitation coil through the steel sheet with a magnetic flux detector in principle. If a disturbing magnetic field other than the magnetic field exists, the disturbing magnetic field is mixed as noise with respect to the detection signal and causes a deterioration in S / N. One of the disturbance magnetic fields is terrestrial magnetism and residual magnetism of the steel plate itself to be inspected. Since these magnetic fields are DC magnetic fields,
To eliminate that effect, the magnetic field emanating from the magnetizer must be an alternating magnetic field. In the water-cooling process after hot rolling, a table roll for guiding the steel sheet is arranged, and as a disturbance magnetic field separately from the above-mentioned disturbance DC magnetic field, the roll below the steel sheet has residual magnetism. There is rotational noise.

【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。
[0011] As a countermeasure, it is extremely difficult to replace the roll with a non-magnetic material such as SUS in consideration of seizure of the steel sheet and abrasion resistance. The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a high-precision steel sheet transformation rate measuring apparatus in which S / N is improved by removing noise due to roll rotation during the conveyance of the steel sheet. .

【0012】[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、ロールの回転数を変更した際に前記ロール回
転数に応じて励磁周波数を変化させて、前記ロール回転
数に応じた外乱磁界の周波数と異なる周波数の交流磁束
を発生させる交流磁束発生手段を備えたものである。
According to the present invention, there is provided a transformation rate measuring device which sandwiches a steel sheet running by rotation of a roll,
On one side thereof, an AC magnetic flux generating means for generating an AC magnetic flux is provided, and on the other side, a magnetic flux detecting means for detecting an AC magnetic flux generated by the AC magnetic flux generating means and leaking through the steel plate is provided. In a transformation rate measuring device that measures the transformation rate of the steel sheet from the magnetic flux density detected by the means, in order to avoid the influence of a disturbance magnetic field generated by a frequency corresponding to the roll rotation speed based on the residual magnetism of the roll, When the rotation speed of the roll is changed, an AC magnetic flux generating unit that changes an excitation frequency according to the roll rotation speed and generates an AC magnetic flux having a frequency different from a frequency of a disturbance magnetic field according to the roll rotation speed is provided. Things.

【0013】[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、ロ
ールの回転数を変更した際に前記ロール回転数に応じて
励磁周波数を変化させて、前記ロール回転数に応じた外
乱磁界の周波数と異なる周波数の交流磁束を発生させ
る。
According to the present invention, an AC magnetic flux generating means for generating an AC magnetic flux is provided on one side of a steel sheet running by rotation of a roll, and the AC magnetic flux generating means is provided on the other side. In a transformation rate measuring device for providing a magnetic flux detecting means for detecting an AC magnetic flux leaking through the steel sheet, and measuring a transformation rate of the steel sheet from a magnetic flux density detected by the magnetic flux detecting means, the AC magnetic flux generating means includes: In order to avoid the influence of the disturbance magnetic field generated by the frequency corresponding to the roll rotation speed based on the residual magnetism, the excitation frequency is changed according to the roll rotation speed when the roll rotation speed is changed, and An AC magnetic flux having a frequency different from the frequency of the disturbance magnetic field according to the roll rotation speed is generated.

【0014】[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。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the transformation rate measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a magnetizer, which includes a magnetized iron core 10a and an exciting coil 10b, is installed between the lower table rolls 17 and 18 of the steel plate 12, and is connected to a magnetizing power supply 13. Reference numeral 15 denotes a magnetic flux detection element, which is connected to the magnetic detection circuit 16 and is installed above the steel plate 12. The output signal of the magnetic detection circuit 16 is supplied to an arithmetic circuit 19 for calculating a transformation rate. The magnetic flux detector 15 detects the magnetic flux transmitted through the steel plate among the magnetic fluxes emitted from the magnetizer, and the amount of transmission depends on the transformation rate of the steel sheet. Is required.

【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。
The magnetizing power supply 13 has a built-in oscillator 14 which oscillates at a frequency f, and excites the exciting coil 10b with an alternating current at the frequency f. Here, the magnetizing power supply 13 excites the exciting coil 10b with the alternating current of the frequency f based on the output of the oscillator 14 because the magnetic field generated by the magnetizer 10 has an error due to the influence of the terrestrial magnetism when the applied magnetic field is direct current. Since an error is detected, an excitation method using an AC magnetic field is employed to remove this error.

【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。
In the hot rolling line, Cr-based rolls are used for the lower rolls 17 and 18, and since they have residual magnetism, when the rolls 17 and 18 rotate, a disturbance having a frequency corresponding to the number of rotations occurs. A magnetic field is generated. Accordingly, when the speed at which the steel sheet is conveyed is accelerated from a low speed to a maximum speed, the rotation speeds of the lower rolls 17 and 18 change accordingly. At this time, the output signal of the magnetic detection circuit 16 includes the roll rotation speed. Noise having a corresponding frequency is mixed in, and causes S / N deterioration.

【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。
For this reason, the oscillator 1 for driving the magnetizer 10
As the frequency f of 4, a frequency corresponding to the above-described roll rotation speed or a frequency excluding the vicinity of this frequency is selected.
The frequency corresponding to the number of rotations of the roll is such that the roll diameter is d.
(Unit is m) and the traveling speed of the steel sheet is v (unit is m / s), which is represented by v / (πd) (Hz). Therefore, either a frequency higher or lower than the frequency f of the oscillator 14, which is the excitation frequency, and v / (πd) (Hz), which is a frequency corresponding to the rotation speed of the roll, is selected.

【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。
As a first method of selecting the excitation frequency f,
When selecting a frequency higher than the frequency corresponding to the number of rotations of the roll, if the excitation frequency f is gradually increased,
It is necessary to consider the upper limit that the magnetic flux concentrates on the plate surface and hardly penetrates inside. Therefore, the upper limit of the excitation frequency f is limited depending on how far the penetration depth of the magnetic flux into the steel sheet is maintained.

【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。
Therefore, in the first selection method, the excitation frequency f for generating an AC magnetic field is set to a lower limit value for avoiding mixing of the roll residual magnetic noise, a generally known excitation frequency and Selection is made so as to satisfy the following expression (1) between upper limit values determined from the relational expression of the penetration depth. v / (πd) <f <1 / (πμσt 2 ) (1) where v is the traveling speed of the steel sheet (unit is m / s), d is the roll diameter (unit is m), and t is the thickness of the steel sheet. (Unit is m), μ is the magnetic permeability of the steel sheet (unit is H / m), and σ is the electric conductivity of the steel sheet (unit is 1 / Ωm).

【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)
As a second method of selecting the excitation frequency f, when selecting a frequency lower than the frequency corresponding to the number of rotations of the roll, the excitation frequency f is selected so as to satisfy the following equation (2). 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。
In order to satisfy the expressions (1) and (2), it is necessary to provide a margin between the excitation frequency f and the upper and lower limits thereof in order to cover uneven rotation of the roll. Needless to say, it is preferable to provide a manual adjusting means capable of variably adjusting the excitation frequency f when the rotation number of the roll is controlled and changed, or an automatic adjustment means interlocked with the rotation number of the roll.

【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。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a transformation rate measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a magnetizer, which includes a magnetized iron core 10a and an exciting coil 10b, and is connected to a magnetizing power supply 13. In this example,
The magnetizer 10 is installed at a predetermined distance d1 below the steel plate 12 traveling online. The magnetizing power supply 13
A low-frequency oscillator 14 oscillating at a frequency f is built in,
The excitation coil 10b is driven by the AC power source having the low frequency f.
Is excited. In this example, the frequency f of the low-frequency oscillator 14 is selected so as to satisfy the above equation (1), that is, v / (πd) which is a frequency corresponding to the roll rotation speed or a value higher than a frequency in the vicinity thereof. Is done.

【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。
In FIG. 1, 1 is a high-frequency power supply, 2 is a resistor, 3 is a magnetic sensor, which is constituted by a sensor core 3a and a detection coil 3b.
Is supplied to the magnetic detection circuit 4. The magnetic detection circuit 4 outputs a voltage signal V2 proportional to the detected magnetic flux density based on the input signal V1 from the magnetic sensor 3. This voltage signal V2 is
After passing through a low-pass filter 5 (hereinafter referred to as LPF) and a high-pass filter 6 (hereinafter referred to as HPF), it is supplied to a lock-in amplifier 7. The lock-in amplifier 7 has
In order to synchronously detect the output signal of the HPF 6, the output signal of the low-frequency oscillator 14 is also supplied. The output signal V4 of the lock-in amplifier 7 is output as a signal V7 indicating a transformation rate after passing through a signal processing circuit composed of a zero adjustment circuit 8, an inverter 9 and a linearizer 11.

【0024】ここで図1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。
Here, a magnetic measuring device comprising the high-frequency power supply 1, the resistor 2, the magnetic sensor 3 and the magnetic detecting circuit 4 shown in FIG.
The same apparatus as that described in "Magnetic Measurement Method and Magnetic Measuring Apparatus" of JP-A No. 2 is used. That is, the magnetic sensor 3 is configured by winding a detection coil 3b around a sensor core 3a formed of a ferromagnetic material, and a high-frequency constant voltage signal output from the high-frequency power supply 1 is applied to the detection coil 3b via the resistor 2. , The exciting current always flows. Then, the sensor core 3a is in a state of being excited up to the supersaturation region. The magnetic detection circuit 4 includes, at both ends of the detection coil 3b, a positive voltage detector and a negative voltage detector that individually detect a positive voltage and a negative voltage that are alternately generated based on the high-frequency excitation current, respectively. And an adder for adding the output voltage of the detector to obtain a difference voltage.

【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
−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。
In the state where no magnetic flux exists in the installation region of the magnetic sensor 3 excited to the supersaturation region in this manner, the peak values V p of the positive voltage and the negative voltage alternately generated at both ends of the detection coil 3b and − equal to the V n. Therefore, the output obtained by adding the positive and negative DC voltages obtained by detecting these two peak values by the adder becomes zero. However, the external magnetic flux is applied to the magnetic sensor 3, but the sum of the peak value of the positive voltage and a negative voltage generated across the detection coil 3b does not change, a difference in values of the peak value V p and -V n positive and negative Occurs. Thus by adding a DC voltage of positive and negative which detects the two peak value in the adder, the difference voltage (V p -V n) is obtained. The difference voltage (V p -V n) becomes a value corresponding to the external magnetic flux density given to the magnetic sensor 3. The detection signal V 2 corresponding to the magnetic flux density leaked from the running steel plate 12 and applied to the magnetic sensor 3 is sequentially output from the magnetic detection circuit 4.

【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。
The response frequency of the detection signal V 2 output from the magnetic detection circuit 4 based on the detection signal of the magnetic sensor 3 is sufficiently higher than the frequency f of the low frequency oscillator 14. By using the supersaturated magnetic sensor 3 as a magnetic flux detector, a high-sensitivity magnetic sensor is realized, and the distance d 2 between the steel plate 12 and the magnetic sensor 3 can be measured at a distance of 1 m or more. Separating by more than 1
2 eliminates the influence of the pass line fluctuation, and enables measurement of the transformation ratio of the steel sheet at a high S / N.

【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。
The output signal of the magnetic detection circuit 4 is input to a lock-in amplifier 7 after passing through LPFs 5 and HPFs 6 in order to remove high-frequency noise components and roll rotation noise caused by low-frequency roll residual magnetism. Is done. The output signal of the oscillator 14 is also used as a synchronization signal for the lock-in amplifier 7.
Is input to The lock-in amplifier 7 incorporates a synchronous detector and an amplifier, synchronously detects an input signal from the magnetic detection circuit 4 by an output signal of the low-frequency oscillator 14, and outputs an electric signal obtained by amplifying the detected signal. . Then, the voltage value of this output signal becomes a measurement signal corresponding to the transformation rate.

【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。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the signal processing circuit of FIG. 1. The signal processing of FIG. 1 will be described with reference to FIG. The vertical axis of the waveform diagram of FIG. 3 is voltage, and the horizontal axis is cooling time. The high temperature side where the cooling time is short is the γ phase,
The long-time low-temperature side is the α phase. The output voltage V 4 of the lock-in amplifier 7 is supplied to the zero adjustment circuit 8. The zero-tone circuit 8 shifts the level of the input signal, and supplies an output signal (see FIG. 3B) to the inverter 9 such that the signal level in the γ phase becomes zero. The inverter 9 inverts the polarity of the input signal, outputs the negative voltage V 5 as the positive voltage V 6 (see FIG. 3C), and supplies the same to the linearizer 11.

【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。
Since the linearizer 11 has a non-linear gradient of the γ-α transformation of the input signal, the voltage signal V 7 (see FIG. 3 (d)) obtained by converting this into a linear signal is used as a measurement signal corresponding to the transformation rate. Output. For example, when the output signal V 7 linearizer 11 varies between 0~10V is, V 7
The voltage values of 0V, 1V, 2V, 3V,... 10V are 0%, 10%, 20%, 30%,.
Adjust to correspond to%. Thus, a measurement signal V7 corresponding to the transformation rate is obtained on the output side of the linearizer 11.

【0030】[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、ロールの回転数を変更した際に前記
ロール回転数に応じて励磁周波数を変化させて、前記ロ
ール回転数に応じた外乱磁界の周波数と異なる周波数の
交流磁束を発生させるようにしたので、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こ
とができると共に、地磁気や鋼板残留磁気による直流外
乱磁界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。
As described above, according to the present invention, an AC magnetic flux generating means for generating an AC magnetic flux is provided on one side of a steel sheet running by rotation of a roll, and the other side is provided with the AC magnetic flux generating means. Provided is a magnetic flux detecting means for detecting an AC magnetic flux generated by the AC magnetic flux generating means and leaking through the steel sheet,
In the transformation rate measuring device for measuring the transformation rate of the steel sheet from the magnetic flux density detected by the magnetic flux detection means, the AC magnetic flux generation means, by a frequency according to the number of rotations of the roll based on the residual magnetism of the roll. In order to avoid the influence of the generated disturbance magnetic field, when the rotation speed of the roll is changed, the excitation frequency is changed according to the roll rotation speed, and the AC magnetic flux having a frequency different from the frequency of the disturbance magnetic field according to the roll rotation speed is changed. , It is possible to avoid the influence of the disturbance magnetic field generated by the frequency corresponding to the roll rotation speed, and to remove the influence of the DC disturbance magnetic field due to the geomagnetism and the residual magnetism of the steel sheet to improve the transformation rate with high accuracy. Can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a transformation rate measuring device according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the transformation rate measuring device according to the present invention.

【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。
FIG. 3 is a waveform chart for explaining an operation of the signal processing circuit of FIG. 1;

【図4】従来の変態率測定装置の構成ブロック図であ
る。
FIG. 4 is a configuration block diagram of a conventional transformation rate measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency power supply 2 Resistance 3 Magnetic sensor 3a Sensor core 3b Detection coil 4 Magnetic detection circuit 5 Low pass filter 6 High pass filter 7 Lock-in amplifier 8 Zero adjustment circuit 9 Inverter 10 Magnetizer 10a Magnetized iron core 10b Magnetized coil 11 Linearizer 12 Steel plate 13 Magnetized Power supply 14 Oscillator 15 Magnetic detection element 16 Magnetic detection circuit 17, 18 Lower table roll 19 Operation circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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、ロールの回転数を変更した際に前記ロール回転数
に応じて励磁周波数を変化させて、前記ロール回転数に
応じた外乱磁界の周波数と異なる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。
An AC magnetic flux generating means for generating an AC magnetic flux is provided on one side of a steel sheet running by the rotation of a roll, and the steel sheet generated by the AC magnetic flux generating means is provided on the other side. In a transformation rate measuring device provided with a magnetic flux detecting means for detecting an alternating magnetic flux that leaks through, and measuring a transformation rate of the steel sheet from a magnetic flux density detected by the magnetic flux detecting means, a roll based on residual magnetism carried by the roll In order to avoid the influence of the disturbance magnetic field generated by the frequency corresponding to the rotation speed, when the rotation speed of the roll is changed,
A transformation rate measuring device comprising: AC magnetic flux generating means for generating an AC magnetic flux having a frequency different from a frequency of a disturbance magnetic field according to the roll rotation speed by changing an excitation frequency in accordance with the magnetic field.
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