JP6404043B2 - Speedometer - Google Patents
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Description
本発明は、速度計に関し、特に、被測定物の移動速度を測定するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a speedometer, and is particularly suitable for use in measuring the moving speed of an object to be measured.
従来から、レーザ光を被測定物の表面に照射してその反射光を受光し、受光した反射光の周波数が被測定物の移動速度に応じて変化するドップラー効果を利用して被測定物の移動速度を測定することが行われている。
このようなレーザドップラー方式の速度検出器に係る技術として、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1に記載の技術では、ドップラー効果を用いて速度を検出する速度検出器をハウジングの内部に収納し、ハウジングの端部に設けた中空のパージノズルの内部を介して速度検出器から被測定物の表面にレーザ光を照射する。さらに、特許文献1に記載の技術では、パージノズルを先細りのノズルとするとともに、この先細りのパージノズルの外側にサイドパージノズルを設け、パージノズルから噴出されるパージエアの領域の外側に、サイドパージノズルからサイドパージエアを噴出する。
Conventionally, the surface of an object to be measured is irradiated with a laser beam to receive the reflected light, and the Doppler effect in which the frequency of the received reflected light changes according to the moving speed of the object to be measured is used. Measuring the moving speed has been done.
As a technique related to such a laser Doppler type speed detector, there is a technique described in
本出願人らは、連続鋳造設備におけるスラブ等の鋳片の切断長を測定するために、特許文献1に記載の技術を適用した速度計を用いた。その結果、連続鋳造機における連続鋳造材のように移動速度が遅い被測定材の移動速度を、かかる速度計で測定すると、測定された速度がばらつき、安定した値を示さず、正確な測定を行うことができないことが分かった。
The present applicants used a speedometer to which the technique described in
そこで、本発明は、被測定物の移動速度が遅い場合でも正確な移動速度の測定を行うことができるようにすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to enable accurate measurement of the moving speed even when the moving speed of the object to be measured is slow.
本発明の速度計は、以下の(1)〜(3)の少なくとも何れか1つの構成を有する。
(1)保護ケースと、前記保護ケースの内部に固定され、移動している被測定物の表面にレーザ光を照射して反射光を受光し、当該受光した反射光に基づいてドップラー効果を利用して前記被測定物の移動速度を測定する速度検出器と、中空のノズルであって、当該中空の部分に前記レーザ光と当該レーザ光の反射光の光路が位置するように前記保護ケースよりも前記被測定物の側に前記保護ケースと間隔を有して配置され、当該ノズルの先端から前記被測定物の表面にガスを噴射するパージノズルと、前記保護ケースの下面に取り付けられた中空の遮蔽材と、を備え、前記遮蔽材の内周面が、前記パージノズルの基端側の外周面と間隔を有して相互に対向するように、前記遮蔽材の上端部が前記保護ケースの下面に取り付けられており、前記パージノズルの側面に形成されている供給口から前記パージノズルの内部に供給されたガスによって、前記パージノズルの内部から、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間に向かうガスの流れを形成して、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から前記パージノズルの内部に異物が入り込むことを、前記保護ケースと前記パージノズルとが分離された状態で抑制するようにしたことを特徴とする速度計。
(2)前記パージノズルの先端側の外周面に対して設けられたノズルであって、前記パージノズルの先端から前記被測定物の表面に噴出されるガスの噴射領域の周囲の少なくとも一部の領域にガスを噴射するサイドパージノズルを更に備え、前記パージノズルは、内径が先細りとなる先端部を有する先細りのノズルであり、前記パージノズルの側面に形成されている供給口であって、前記パージノズルの内部へのガスを供給するための供給口は、前記パージノズルの前記先端部よりも基端側の側面に形成されていることを特徴とする(1)に記載の速度計。
(3)前記保護ケースと前記速度検出器は、振動を抑制する部材を介して架台に取り付けられていることを特徴とする(1)または(2)に記載の速度計。
The speedometer of the present invention has at least one of the following configurations (1) to ( 3 ).
(1) A protective case and a laser beam irradiated to the surface of the object to be measured that is fixed and moving inside the protective case to receive the reflected light and use the Doppler effect based on the received reflected light A speed detector for measuring the moving speed of the object to be measured, and a hollow nozzle from the protective case so that the optical path of the laser light and the reflected light of the laser light is positioned in the hollow portion. Also, a purge nozzle that is disposed on the measured object side with a gap from the protective case, injects gas from the tip of the nozzle to the surface of the measured object, and a hollow attached to the lower surface of the protective case. A shielding material, and an upper end portion of the shielding material faces a lower surface of the protective case so that an inner circumferential surface of the shielding material faces the outer circumferential surface on the proximal end side of the purge nozzle with a gap therebetween. Attached to the front The gas supplied from the supply port formed on the side surface of the purge nozzle to the inside of the purge nozzle forms a gas flow from the inside of the purge nozzle toward the gap between the protective case and the purge nozzle, and the protective case A speedometer that prevents foreign matter from entering the purge nozzle through a gap between the protective case and the purge nozzle in a state where the protective case and the purge nozzle are separated .
(2) A nozzle provided on the outer peripheral surface on the front end side of the purge nozzle, in at least a part of the area around the injection region of the gas injected from the front end of the purge nozzle to the surface of the object to be measured A side purge nozzle for injecting gas is further provided, and the purge nozzle is a tapered nozzle having a tip portion whose inner diameter is tapered, and is a supply port formed on a side surface of the purge nozzle, into the purge nozzle. The speedometer according to (1), wherein a supply port for supplying the gas is formed on a side surface closer to the base end side than the tip end portion of the purge nozzle.
( 3 ) The speedometer according to (1) or (2) , wherein the protective case and the speed detector are attached to a frame via a member that suppresses vibration.
本発明によれば、被測定物の移動速度が遅い場合でも正確な移動速度の測定を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to accurately measure the moving speed even when the moving speed of the object to be measured is slow.
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の実施形態に至るまでに本発明者が得た知見について説明する。
前述したように、特許文献1に記載の技術を適用した速度計を用いて、連続鋳造機における連続鋳造材の移動速度を測定した結果、当該速度計で測定される速度がばらつき、正確な測定を行うことができなかった。
Before describing the embodiments of the present invention, the knowledge obtained by the present inventor before reaching the embodiments of the present invention will be described.
As described above, as a result of measuring the moving speed of the continuous cast material in the continuous casting machine using the speedometer to which the technique described in
この原因として、まず、レーザドップラー方式の速度検出器で得られるドップラー周波数は、被測定物の移動速度に比例することが挙げられる。連続鋳造機における連続鋳造材の移動速度は、0.1mpm〜3mpm程度であり、低速である。このような低速の移動速度をレーザドップラー方式の速度検出器で測定すると、信号成分に含まれるノイズ成分の割合が大きくなる。このことは、レーザドップラー方式の速度検出器がこのような低速の測定に不向きであり、これまで、連続鋳造材の移動速度の測定にレーザドップラー方式の速度検出器が用いられてこなかったことと符合する。 As a cause of this, first, the Doppler frequency obtained by the laser Doppler type speed detector is proportional to the moving speed of the object to be measured. The moving speed of the continuous casting material in the continuous casting machine is about 0.1 mpm to 3 mpm, which is a low speed. When such a low moving speed is measured by a laser Doppler type speed detector, the ratio of the noise component included in the signal component increases. This is because laser Doppler type speed detectors are not suitable for such low speed measurement, and until now, laser Doppler type speed detectors have not been used for measuring the moving speed of continuous casting materials. Agree.
また、特許文献1に記載の技術では、速度検出器が収容されるハウジングとパージノズルとが結合されている。したがって、パージエアを噴出する際のパージノズルの振動が速度検出器に伝わる。このような速度検出器の振動により、速度検出器で測定される速度もばらつくことになる。
以上のような本発明者らが今回見出した知見に基づいて、以下に説明する本発明の実施形態に想到した。以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
Moreover, in the technique described in
Based on the knowledge found by the present inventors as described above, the inventors have arrived at an embodiment of the present invention described below. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態では、連続鋳造設備における連続鋳造材の移動速度を測定し、測定した移動速度から、スラブ等の鋳片の切断長を定める場合を例に挙げて説明する。
図1は、連続鋳造機の構成の一例を示す断面図である。
図1において、精錬後の溶鋼10は取鍋11に入れられて搬送され、回転式のテーブル12に置かれる。取鍋11内の溶鋼10はタンディッシュ13を経由して、浸漬ノズル19によって鋳型14へ連続的に注がれる。鋳型14に注がれた溶鋼10は、スプレーノズル16により冷却されて凝固し、サポートロール15に支持されながら鋳型14の下方へゆっくりと連続的に引き抜かれる。凝固した溶鋼10は、切断機17で所定の長さに切断されてスラブ、ビレット、又はブルームと呼ばれる鋼片18となる。以下の説明では、凝固した溶鋼を必要に応じて「連続鋳造材」と称する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the case where the moving speed of a continuous cast material in a continuous casting facility is measured and the cutting length of a cast piece such as a slab is determined from the measured moving speed will be described as an example.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a continuous casting machine.
In FIG. 1, the refined
速度計100は、連続鋳造材の移動速度を測定するためのものであり、切断機17の直前の位置において、連続鋳造材の上方に配置される。速度計100で測定された連続鋳造材の移動速度と経過時間とに基づいて、切断機17を通過した連続鋳造材の長さが、所定の長さになったと判断されると、切断機17で連続鋳造材が切断される。尚、図1では、連続鋳造材の上方に速度計100を配置する場合を例に挙げて示した。しかしながら、連続鋳造材の下方に速度計100を配置することも、連続鋳造材の上方と下方の双方に速度計100を配置することもできる。また、切断機17の直後の位置に速度計100を配置することもできる。
The
図2は、本実施形態の速度計100の概略構成の一例を示す図である。図2では、速度計100の縦断面の概略を示す。
図2において、速度計100は、保護ケース101と、速度検出器102と、パージノズル103と、サイドパージノズル104と、パージエア供給管105、106と、を有する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the
In FIG. 2, the
保護ケース101は、速度検出器102を収容して保護するためのものである。保護ケース101には、例えば、不図示の水冷パイプが備わっており、この水冷パイプに冷却水を流すことによって、速度検出器102を冷却することができるようになっている。
前述したように速度検出器102は、保護ケース101の内部に収容されている。具体的に速度検出器102は、保護ケース101の内部において直接又は部材を介して保護ケース101に取り付けられ、固定されている。したがって、保護ケース101が振動すると、速度検出器102も振動することになる。
The
As described above, the
速度検出器102は、レーザドップラー方式の速度検出器である。レーザドップラー方式の速度検出器では、移動する連続鋳造材Cの進行方向に対し、前方側と後方側とから、それぞれ所定の入射角度で2本のレーザ光を連続鋳造材Cの表面に照射し、その反射光を同一の受光器で受光する。そして、一方のレーザ光がドップラー効果により周波数が高い側にシフトし、他方のレーザ光がドップラー効果により周波数が低い側にシフトすることを利用して、これらのシフト量に基づき、連続鋳造材Cの移動速度を求める。
尚、レーザドップラー方式の速度検出器については、公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
また、保護ケース100の下面の領域のうち、少なくとも、速度検出器102により照射されるレーザ光と速度検出器102により受光されるレーザ光の反射光の光路となる領域は、開口している。
The
Since the laser Doppler type speed detector can be realized by a known technique, a detailed description thereof is omitted here.
In addition, at least a region serving as an optical path of the laser light irradiated by the
パージノズル103は、保護ケース101の下方において鉛直方向に延設される中空のノズルである。パージノズル103は、その先端が、連続鋳造材Cの表面と間隔を有して対向し、且つ、その基端面が、保護ケース101と間隔を有して対向するように配置される。すなわち、本実施形態のパージノズル103は、保護ケース101の下方において保護ケース101と間隔を有して分離された状態で配置される。
The
また、パージノズル103は、内径が一定である基端部103aと、内径が先細りとなる(先端の位置に近いほど内径が小さくなる)中間部103bと、内径が一定である先端部103cとを有する。基端部103aと中間部103bとは相互に連結されており、連結部分における内径は同じである。また、中間部103bと先端部103cとは相互に連結されており、連結部分における内径は同じである。したがって、基端部103aの内径よりも先端部103cの内径の方が小さい。このように、パージノズル103の中間部103bは、テーパ部103dを有し、先細りの形状となっている。
The
また、速度検出器102により照射されるレーザ光と速度検出器102により受光されるレーザ光の反射光の光路が、パージノズル103の内壁に接触しないように、保護ケース101、速度検出器102、及びパージノズル103の位置関係が定められる。速度検出器102から照射される2本のレーザ光が交差する点(2本のレーザ光の狙い位置)を通る鉛直方向が、パージノズル103の軸方向と略一致するようにするのが好ましい。
In addition, the
パージノズル103の基端部の側面には供給口が形成されており、この供給口にパージエア供給管105が取り付けられている。パージエア供給管105は、ガスボンベ等の不図示の高圧空気供給装置からの高圧空気をパージノズル103の中空部分(内部)に導入するためのものであり、パージノズル103の中空部分(内部)に供給される高圧空気の流れが下方になるように構成されている。本実施形態では、パージノズル103の中空部分(内部)に供給される高圧空気の流れが下方になるように、パージエア供給管105の供給口が斜め下方を向くようにしている。このようにして、パージエア供給管105を傾斜させることにより、高圧空気の流れの向きを下方にすることができる。この高圧空気は、パージノズル103の先端から連続鋳造材Cの表面に向けて噴出される。この高圧空気により、連続鋳造材Cからの熱せられた空気をレーザ光の光路から排除させることができる。これにより、レーザ光の光路にある媒質の屈折率の変動を抑制することができる。このように、本実施形態の速度計100では、表面温度が高温の被測定物の移動速度を測定することができる。例えば、表面温度600℃以上の被測定物の移動速度を測定するために本実施形態の速度計100を用いるのが好ましい。
A supply port is formed on the side surface of the base end portion of the
また、本実施形態では、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iを遮蔽しない(パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iからパージノズル103の内部に向かう空気の流れを抑制する構成を設けない)ようにしている。これにより、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iから、パージノズル103の内部に、パージノズル103の周囲の空気が引き込まれる。すなわち、パージエア供給管105からパージノズル103の中空部分(内部)に供給される高圧空気の下向きの流れに引きずられて、パージノズル103の中空部分(内部)に、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iから下向きの空気の流れが生じるようにしている。これにより、パージエア供給管105から導入するパージエアの供給量を少なくしても、所望の流量のパージエアを得ることができる。
また、パージエアの噴射速度は、パージノズル103先端から連続鋳造材Cまで距離が極力近い方がパージ効果は高くなるので、パージノズル103の先端から連続鋳造材Cまで距離に応じて設定することができるが、実施例からパージノズル103の先端から100mmの位置での場合30m/s程度とすることが好ましい。
In the present embodiment, the region I of the gap between the
Further, the purge air injection speed can be set according to the distance from the tip of the
前述したように本実施形態では、パージノズル103は、保護ケース101の下方において保護ケース101と間隔を有して物理的に分離した状態で配置される。
したがって、パージノズル103から以上のようにして連続鋳造材Cの表面にパージエアを噴出する際にパージノズル103に発生する振動が、保護ケース101(速度検出器102)に伝わることを防止することができる。したがって、本実施形態の速度計100では、移動速度が低速の被測定物を測定対象とすることができる。例えば、移動速度が0.1mpm以上、3.0mpm以下の被測定物の移動速度を測定するために本実施形態の速度計100を用いるのが好ましい。
As described above, in the present embodiment, the
Therefore, vibration generated in the
また、本実施形態では、パージノズル103と保護ケース101とを支える基礎架台(構造物)107、108は、個別に設けられているので、パージノズル103の振動が速度計100に伝わることを確実に抑制することができる。ただし、パージノズル103と保護ケース101とを支える基礎架台(構造物)107、108を、必ずしも個別に設ける必要はない。例えば、また、パージノズル103と保護ケース101とを支える基礎架台(構造物)を共通にし、防振ゴム109〜111等の部材を使用して、パージノズル103の振動が速度計100に伝わることを抑制するようにしてもよい。
In the present embodiment, since the foundation bases (structures) 107 and 108 that support the
また、本実施形態では、先細りのパージノズル103を使用し、レーザ光の照射面周辺のごく狭い領域、例えば速度検出器102から照射される2つのレーザ光が交差する点(2つのレーザ光の狙い位置)を中心とした半径10mm〜15mm程度の円内の狭い領域にパージエアを集中させる。例えば、先細りのパージノズル103の先端径を27mmとして27mm径の領域にパージエアを集中させる。この結果、連続鋳造材Cからの熱せられた空気を排除するための面圧を確保するのに要するパージエアの流量を大幅に減少させることができるとともに、騒音レベルを低下させることができる。
Further, in this embodiment, the tapered
尚、連続鋳造材Cの2本のレーザ光を、連続鋳造材Cの進行方向に対し前方側と後方側から照射し、パージノズル103の先端から所定の距離(例えば、パージノズル103の先端から連続鋳造材Cの表面までの距離の想定値が1mである場合には1m)で当該2本のレーザ光を交差させる。したがって、パージノズル103の基端側から先端側までの全体において内径を短くすることはできない。
Note that two laser beams of the continuous casting material C are irradiated from the front side and the rear side with respect to the traveling direction of the continuous casting material C, and a predetermined distance from the tip of the purge nozzle 103 (for example, continuous casting from the tip of the purge nozzle 103). When the assumed value of the distance to the surface of the material C is 1 m, the two laser beams are crossed at 1 m). Therefore, the inner diameter of the
ところで、先端が小口径の先細りのパージノズル103を使用すると、図3に示すように、連続鋳造材Cの表面の領域のうち、パージノズル103の軸と交差する付近の領域については所定の面圧を確保することができるが、パージノズル103の基端部の外周面の真下の領域付近での面圧は急激に低下する傾向になる。したがって、測定環境(冷却水やスケールの飛散量や飛散速度、連続鋳造材の測定面への水のり、蒸気量等)によっては、連続鋳造材Cの表面の領域のうち、パージノズル103の軸と交差する付近の領域(レーザ光の光路上)に、速度検出器102による測定を阻害する気体等が進入する虞がある。この場合、パージノズル103だけでは安定した計測を行うことができなくなる虞がある。そこで、パージノズル103では所望の面圧を確保することができない外周側の領域における面圧を確保することにより、このような気体等の進入を抑制するために、本実施形態では、パージノズル103の先端部の外側にサイドパージノズル104を設ける。尚、以下の説明では、「連続鋳造材Cの表面の領域のうち、パージノズル103の軸と交差する付近の領域」を必要に応じて「中央領域」と称する。
By the way, when a
サイドパージノズル104は、中央領域の外側の位置(例えば、連続鋳造材Cの表面の領域のうち、パージノズル103の軸と交差する点を中心とする半径30mm〜50mmの円内の領域)におけるパージエアによる面圧を確保し、連続鋳造材Cからの熱せられた空気をレーザ光の光路から確実に排除するためのものである。サイドパージノズル104の上部には供給口が形成されており、この供給口にパージエア供給管106が取り付けられている。パージエア供給管106は、ガスボンベ等の不図示の高圧空気供給装置からの高圧空気をサイドパージノズル104の中空部分(内部)に導入するためのものであり、サイドパージノズル104の中空部分(内部)に供給される高圧空気の流れが下方になるように構成されている。この高圧空気は、パージノズル104の先端から連続鋳造材Cの表面に向けて噴出される。尚、以下の説明では、サイドパージノズル104により噴出されるパージエアを必要に応じてサイドパージエアと称する。
The
図4は、サイドパージノズル104によりサイドパージエアが噴出される領域の一例を示す図である。図4(a)に示すように、少なくとも、中央領域401を挟んで、連続鋳造材Cの進行方向の前後2箇所の領域402a、402bにサイドパージエアが供給されるようにサイドパージノズル104を構成することができる。また、図4(b)に示すように、中央領域401の周囲の円周状の領域403にサイドパージエアが供給されるようにサイドパージノズル104を構成することができる。本実施形態では、サイドパージノズル104の前後両側に多数の細孔を直線状に形成して図4(a)に示す領域402a、402bにサイドパージエアが供給されるようにしている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a region where side purge air is ejected by the
図5は、パージエアとサイドパージエアによる面圧分布の一例を示す図である。図5に示すように、サイドパージエアによる面圧は、先細りのパージノズル103により形成される中心(連続鋳造材Cの表面の領域のうち、パージノズル103の軸と交差する点)の面圧の80%以上のレベルにあることが好ましい。また、パージエアの噴出量を抑制しつつ高いサイドパージエアの面圧を得るためには、サイドパージノズル103からの噴出角度を、連続鋳造材Cの表面(板面)の法線に対して45°以下とすることが好ましい。本実施形態では、この噴出角度を30°にしている。この噴出角度が45°を超えると、連続鋳造材Cの表面でサイドパージエアの面圧を確保するために必要なサイドパージエアの噴出量が増加し、騒音低減効果が低下する。図5に示すように、面圧のピークを、進行方向に二重に形成すれば、連続鋳造材Cからの熱せられた空気を確実に排除することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a surface pressure distribution by the purge air and the side purge air. As shown in FIG. 5, the surface pressure by the side purge air is 80% of the surface pressure at the center (the point intersecting the axis of the
図6(a)、図6(b)は、保護ケース101とパージノズル103との間に隙間を設けることによる効果の一例を示す図である。
ここでは、保護ケース101とパージノズル103との間に隙間を設けることによる効果を検証するため、サイドパージノズル104を設けず、パージノズル103だけを設けて速度計を構成した。
図6(a)は、本実施形態のようにして保護ケース101とパージノズル103との間に70mmの間隔を設け、これらが分離するように構成した速度計を用いた場合の連続鋳造材Cの移動速度の測定結果を示す図である。図6(b)は、特許文献1のように保護ケースとパージノズルとが結合するように構成した速度計を用いた場合の連続鋳造材Cの移動速度の測定結果を示す図である。保護ケースとパージノズルとの間に間隔を設けた速度計は、保護ケースとパージノズルとの間に間隔を設け、この間隔を設けた分だけパージノズルの全長を短くした点のみが、保護ケースとパージノズルとを結合した速度計と相違する。
FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams illustrating an example of an effect obtained by providing a gap between the
Here, in order to verify the effect obtained by providing a gap between the
FIG. 6A shows the continuous cast material C in the case of using a speedometer configured such that a distance of 70 mm is provided between the
連続鋳造材Cを移動速度とパージエアの供給条件は、何れの速度計においても同じである。具体的に説明すると、連続鋳造材Cの移動速度を約1mpmとした。また、連続鋳造材Cの表面におけるパージエアの流量を約1Nm3/minとし、連続鋳造材Cの表面におけるパージエアの速度を約15m/sとした。尚、何れの速度計においてもサンプリング周期を2msとした。 The moving speed of the continuous cast material C and the supply conditions of the purge air are the same in any speedometer. More specifically, the moving speed of the continuous cast material C is about 1 mpm. Further, the flow rate of purge air on the surface of the continuous cast material C was about 1 Nm 3 / min, and the speed of purge air on the surface of the continuous cast material C was about 15 m / s. In any speedometer, the sampling period was 2 ms.
図6(a)と図6(b)に示すように、保護ケース101とパージノズル103との間に隙間を設け、これらを分離することにより、連続鋳造材Cの移動速度の測定結果が高精度に且つ安定して得られることが分かる。
一方、図6(a)及び図6(b)に示す結果を積分して長さに換算した結果から、保護ケースとパージノズルとを結合させると、連続鋳造材Cの長さの誤差として、1分間に1mm〜3mmの誤差が生じることが分かった。連続鋳造材Cの移動速度を1mpmであるので、0.1%〜0.3%が、パージノズルの振動が保護ケース(速度検出器)に伝わって速度検出器が振動することによる誤差となる。このように、被測定物の移動速度が低い場合には、被測定物の移動速度が速い場合には顕在化しなかった速度の誤差が顕在化する。
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a clearance is provided between the
On the other hand, when the result shown in FIGS. 6A and 6B is integrated and converted into a length, when the protective case and the purge nozzle are combined, the length error of the continuous cast material C is 1 It was found that an error of 1 mm to 3 mm occurred per minute. Since the moving speed of the continuous casting material C is 1 mpm, 0.1% to 0.3% becomes an error due to the vibration of the purge nozzle being transmitted to the protective case (speed detector) and the speed detector vibrating. As described above, when the moving speed of the object to be measured is low, an error in speed that does not become apparent when the moving speed of the object to be measured is high becomes apparent.
以上のように本実施形態では、速度検出器102を収容する保護ケース101の下方において、保護ケース101と間隔を有するようにパージノズル103を配置する。パージエア供給管105により供給される高圧空気を、パージノズル103の基端部からパージノズル103の内部に導入し、パージノズル103の先端に向かうパージエアの流れを作る。このようにすることによって、パージノズル103がパージエアを噴出する際にパージノズル103に発生する振動とサイドパージノズル104がサイドパージエアを噴出する際にサイドパージノズル104に発生する振動とが、保護ケース101(速度検出器102)に伝わることを確実に防止することができる。したがって、連続鋳造材Cのように移動速度が遅い被測定物の移動速度を測定する場合でも、速度検出器102における速度の検出精度が低下することを抑制することができる。また、パージノズル103と保護ケース101との隙間から、パージノズル103の内部に、パージノズル103の先端に向かう流れの空気が形成される。この空気もパージエアの一部としてパージノズル103から噴出される。したがって、パージエア供給管105からの高圧空気の供給量を少なくしても、所望の流量のパージエアを得ることができる。
As described above, in this embodiment, the
本実施形態では、パージノズル103及びサイドパージノズル104からエア(空気)を噴出する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、パージノズル103及びサイドパージノズル104から供給するガスは、エア(空気)に限定されない。例えば、窒素ガス等の不活性ガスを用いてもよい。
また、テーパ部103aを設けることによりパージノズル103を先細のノズルとし、且つ、サイドパージノズル104を用いれば、連続鋳造材Cからの熱せられた空気をレーザ光の光路から確実に排除することができるので好ましいが、必ずしもこのようにしなくてもよい。
また、本実施形態のようにサイドパージノズル104を用いれば、測定環境が悪い状況でも、速度検出器102による測定を阻害する気体等が中央領域に進入することを確実に抑制することができるので好ましい。しかしながら、測定環境が良い状況である場合等、パージノズル103だけで、速度検出器102による測定を阻害する気体等が中央領域に進入することを抑制できる場合には、必ずしもサイドパージノズル104を用いる必要はない。
In this embodiment, the case where air (air) is ejected from the
Further, if the
Further, if the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態で説明した速度計100では、被測定物の移動速度が低速(0.1mpm〜3mpm程度)であっても、高精度の測定が可能である。しかしながら、速度計100の適用対象は、このような移動速度に限定されない(3mpmを超える移動速度であっても適用対象になる)。そこで、本実施形態では、熱延ラインにおける鋼板の移動速度を測定する場合を例に挙げて説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. With the
ただし、熱延ラインにおける鋼板の移動速度を測定する際には、クーラント液や蒸気等の異物が速度計の周囲に発生する。第1の実施形態のように、保護ケース101とパージノズル103とが間隔を有すると、保護ケース101とパージノズル103の間の隙間から、保護ケース101やパージノズル103の内部に、速度検出器102による測定を阻害する液体や気体(クーラント液や蒸気等)が入り込む虞がある。そこで、本実施形態では、保護ケース101とパージノズル103とが分離された状態を確保しつつ、保護ケース101やパージノズル103の内部に、速度検出器102による測定を阻害する液体や気体(クーラント液や蒸気等)が入り込むことを抑制するようにする。このように本実施形態の速度計は、第1の実施形態の速度計100に対し、保護ケース101やパージノズル103の内部に、クーラント液や蒸気等が入り込むのを抑制するための構成を付加したものである。したがって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図6に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
However, when measuring the moving speed of the steel sheet in the hot rolling line, foreign matters such as coolant and steam are generated around the speedometer. When the
図7は、本実施形態の速度計700の概略構成の一例を示す図である。図7は、図2に対応する図である。
図7において、速度計700は、保護ケース101と、速度検出器102と、パージノズル103と、サイドパージノズル104と、パージエア供給管702a、702b、106と、遮蔽筒701と、を有する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the
In FIG. 7, the
中空の遮蔽筒701は、その内周面が、パージノズル103の基端側の外周面の領域と間隔を有して相互に対向するように、その上端部が、保護ケース101の下面に接続されている。その際、遮蔽筒701の軸とパージノズル103の軸とが略一致するようにするのが好ましい。また、第1の実施形態で説明したように、速度検出器102から照射される2本のレーザ光が交差する点(2本のレーザ光の狙い位置)を通る鉛直方向が、パージノズル103の軸方向と略一致するようにするのが好ましい。
The upper end of the
パージノズル103の基端部の側面には供給口が形成されており、この供給口にパージエア供給管702が取り付けられている。パージエア供給管702a、702bは、ガスボンベ等の不図示の高圧空気供給装置からの高圧空気をパージノズル103の中空部分(内部)に導入するためのものであり、パージノズル103の中空部分(内部)に供給される高圧空気の流れが上方と下方のそれぞれの方向で生じるように構成されている。本実施形態では、パージノズル103の中空部分(内部)に供給される高圧空気の流れが上方と下方のそれぞれの方向で生じるように、パージエア供給管702aの供給口がパージノズル103の斜め下方を向くようにすると共に、パージエア供給管702bの供給口が斜め上方を向くようにしている。このように、パージエア供給管702a、702bを傾斜させることにより、上方と下方のそれぞれに向かう高圧空気の流れを形成することができる。このような高圧空気のうち、下方に向かう高圧空気は、パージノズル103の先端から鋼板Sの表面に向けて噴出される。一方、上方に向かう高圧空気は、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iに供給される。上方に向かう高圧空気の流れは、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iから、パージノズル103の内部に空気が吸い込まれないようになっていればよい。
A supply port is formed in the side surface of the base end portion of the
このようにすると、第1の実施形態のように、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iから下向きの空気の流れが形成されない。したがって、パージノズル103から噴出されるパージエアの流量を第1の実施形態と同じにするためには、パージエア供給管702aから供給する高圧空気の供給量を増やせばよい。
また、本実施形態では、連続鋳造材Cの表面にパージエアを噴出する際にパージノズル103に発生する振動が、保護ケース101(速度検出器102)に伝わることを抑制できればよいので、パージノズル103と保護ケース101は、接触していなければ(物理的に分離していれば)よい。
また、本実施形態では、熱延ラインにおける鋼板の移動速度を測定するので、速度計700の周囲にクーラント液が大量に存在する。本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、パージノズル103の先端部の外側にサイドパージノズル104を設けているので、このようなクーラント液がパージノズル103の軸と交差する付近の領域(レーザ光の光路上)に進入することを抑制することができる。
In this way, the downward air flow is not formed from the region I of the gap between the
Further, in the present embodiment, since it is only necessary to suppress the vibration generated in the
Moreover, in this embodiment, since the moving speed of the steel plate in a hot rolling line is measured, a lot of coolant liquid exists around the
また、第1の実施形態と同様に、本実施形態でも、パージノズル103と保護ケース101とを支える基礎架台(構造物)703、704は、個別に設けられており、且つ、それぞれの基礎架台703、704は、その他の構造物(設備)から物理的に分離している。また、パージノズル703は、防振ゴム705を介して基礎架台703に取り付けられ、保護ケース101は、防振ゴム706、707を介して基礎架台704に取り付けられる。
Further, similarly to the first embodiment, in this embodiment, the foundation frames (structures) 703 and 704 that support the
以上のように本実施形態では、遮蔽筒701の内周面とパージノズル103の基端側の外周面とが間隔を有して対向するように、遮蔽筒701の上端部を保護ケース101の下面に取り付ける。また、下方から、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iの方向への空気の流れを形成する。このようにすることによって、保護ケース101とパージノズル103との間の隙間を確保しつつ、保護ケース101やパージノズル103の内部に、クーラント液や蒸気等が入り込むことを抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the upper end portion of the
尚、遮蔽筒701を設けることと、パージノズル103と保護ケース101との隙間の領域Iの方向への空気の流れを形成することとの何れか一方のみを行ってもよい。
また、本実施形態では、1つのパージエア供給管702a、702bによって、パージノズル103の中空部分(内部)に供給される高圧空気の流れが上方と下方のそれぞれの方向で生じるようにした。しかしながら、2つのパージエア供給管をパージノズルの基端部の側面に取り付け、これら2つのパージエア供給管のうち、一方のパージエア供給管からの高圧空気によって上方に向かう流れを形成し、他方のパージエア供給管からの高圧空気によって下方に向かう流れを形成してもよい。
また、本実施形態においても、第1の実施形態で説明した変形例を採用することができる。
Note that only one of providing the
In the present embodiment, the flow of high-pressure air supplied to the hollow portion (inside) of the
Also in the present embodiment, the modification described in the first embodiment can be employed.
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 It should be noted that the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
100、700;速度計、101;保護ケース、102;速度検出器、103;パージノズル、104;サイドパージノズル、105、106、702a、702b;パージエア供給管、107、108、703、704;基礎架台、109、110、111、705、706、707;防振ゴム、701;遮蔽筒 100, 700; speedometer, 101; protective case, 102; speed detector, 103; purge nozzle, 104; side purge nozzle, 105, 106, 702a, 702b; purge air supply pipe, 107, 108, 703, 704; 109, 110, 111, 705, 706, 707; anti-vibration rubber, 701; shielding cylinder
Claims (3)
前記保護ケースの内部に固定され、移動している被測定物の表面にレーザ光を照射して反射光を受光し、当該受光した反射光に基づいてドップラー効果を利用して前記被測定物の移動速度を測定する速度検出器と、
中空のノズルであって、当該中空の部分に前記レーザ光と当該レーザ光の反射光の光路が位置するように前記保護ケースよりも前記被測定物の側に前記保護ケースと間隔を有して配置され、当該ノズルの先端から前記被測定物の表面にガスを噴射するパージノズルと、
前記保護ケースの下面に取り付けられた中空の遮蔽材と、を備え、
前記遮蔽材の内周面が、前記パージノズルの基端側の外周面と間隔を有して相互に対向するように、前記遮蔽材の上端部が前記保護ケースの下面に取り付けられており、
前記パージノズルの側面に形成されている供給口から前記パージノズルの内部に供給されたガスによって、前記パージノズルの内部から、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間に向かうガスの流れを形成して、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から前記パージノズルの内部に異物が入り込むことを、前記保護ケースと前記パージノズルとが分離された状態で抑制するようにしたことを特徴とする速度計。 A protective case,
The surface of the object to be measured that is fixed inside the protective case is irradiated with a laser beam to receive the reflected light, and the Doppler effect is used based on the received reflected light of the object to be measured. A speed detector for measuring the moving speed;
A hollow nozzle having a gap with the protective case on the measured object side of the protective case so that the optical path of the laser light and the reflected light of the laser light is located in the hollow portion A purge nozzle that is disposed and injects gas from the tip of the nozzle onto the surface of the object to be measured;
A hollow shielding material attached to the lower surface of the protective case ,
The upper end portion of the shielding material is attached to the lower surface of the protective case so that the inner circumferential surface of the shielding material is opposed to the outer circumferential surface on the base end side of the purge nozzle with a gap therebetween.
The gas supplied from the supply port formed in the side surface of the purge nozzle to the inside of the purge nozzle forms a gas flow from the inside of the purge nozzle toward the gap between the protective case and the purge nozzle, and the protection A speedometer characterized by suppressing foreign matter from entering the inside of the purge nozzle through a gap between the case and the purge nozzle in a state where the protective case and the purge nozzle are separated .
前記パージノズルは、内径が先細りとなる先端部を有する先細りのノズルであり、
前記パージノズルの側面に形成されている供給口であって、前記パージノズルの内部へのガスを供給するための供給口は、前記パージノズルの前記先端部よりも基端側の側面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の速度計。 A nozzle provided on the outer peripheral surface on the front end side of the purge nozzle, injecting gas into at least a part of the area around the injection area of the gas to be ejected from the front end of the purge nozzle to the surface of the object to be measured A side purge nozzle that further
The purge nozzle is a tapered nozzle having a tip portion with a tapered inner diameter,
A supply port formed on a side surface of the purge nozzle, the supply port for supplying gas to the inside of the purge nozzle being formed on a side surface closer to the base end side than the distal end portion of the purge nozzle. The speedometer according to claim 1.
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