JP6520618B2 - Steel material temperature measuring device and steel material temperature measuring method - Google Patents

Steel material temperature measuring device and steel material temperature measuring method Download PDF

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Description

本発明は、鋼材温度測定装置及び鋼材温度測定方法に関する。   The present invention relates to a steel material temperature measuring device and a steel material temperature measuring method.

着目する物体の温度を非接触で測定するために、各種の電磁波を用いた温度測定方法が各種提案されている。   In order to measure the temperature of an object of interest without contact, various temperature measurement methods using various electromagnetic waves have been proposed.

例えば、以下の特許文献1では、タイヤ内部の温度を測定するために、タイヤ内部の温度情報を含むマイクロ波帯域の電磁波の放射信号強度と、タイヤ表面の温度情報を得る赤外帯域の電磁波の放射信号強度と、タイヤ形状と、に基づいて、タイヤ内部の温度を算出する技術が提案されている。   For example, in Patent Document 1 below, in order to measure the temperature inside the tire, the radiation signal intensity of the electromagnetic wave in the microwave band including the temperature information inside the tire and the electromagnetic wave in the infrared band for obtaining the temperature information on the tire surface A technique has been proposed for calculating the temperature inside the tire based on the radiation signal intensity and the tire shape.

また、以下の特許文献2では、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を利用し、鋼材表面に存在するスケールが所定の厚さ以上になった状態で鋼材表面を測定することで、ダスト、ミスト、蒸気等が存在するような悪環境下であっても、鋼材表面の放射率の影響を受けないようにしながら鋼材表面の温度を非接触で測定可能な技術が提案されている。   Further, in Patent Document 2 below, dust, mist, and the like are measured by using the electromagnetic wave in the microwave and millimeter wave bands and measuring the surface of the steel material in a state in which the scale present on the steel material surface has a predetermined thickness or more There has been proposed a technology capable of measuring the temperature of the surface of the steel without contact, without being affected by the emissivity of the surface of the steel, even in an adverse environment where steam or the like is present.

特開昭60−39514号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-39514 特開2013−11503号公報JP, 2013-11503, A

本発明者は、上記特許文献2で提案されている技術を用い、様々な製造プロセスで製造される様々な鋼材の温度測定を検討した。その結果、本発明者は、以下で改めて説明するように、特定の製造プロセスにより製造された鋼材についてミスト冷却中に表面温度を測定する場合には、鋼材表面に生成されるスケールの状態が安定せず、上記特許文献2で提案されている技術を用いた場合であっても、温度測定値に誤差が多く含まれることを初めて知見した。鋼材表面に生成されるスケールの状態が安定しないということは、鋼材表面の放射率が変動して安定しないことを意味するため、本発明者は、上記のような状況において、測定値に含まれる誤差を取り除くための何らかの処理が必要であるとの結論に達した。   The inventor examined the temperature measurement of various steel products manufactured in various manufacturing processes, using the technology proposed in Patent Document 2 described above. As a result, as described below, the inventor of the present invention stabilizes the state of the scale formed on the surface of the steel material when measuring the surface temperature during mist cooling of the steel material manufactured according to a specific manufacturing process. It has been found for the first time that even if the technique proposed in Patent Document 2 described above is used, a large amount of error is included in the temperature measurement value. The fact that the state of scale formed on the surface of the steel is not stable means that the emissivity of the surface of the steel fluctuates and is not stable. Therefore, the inventor is included in the measurement values in the above situation. We came to the conclusion that some processing was necessary to remove the error.

ここで、上記特許文献1に提案されている技術では、赤外帯域の電磁波を利用して得られたタイヤの表面温度の測定値は、マイクロ波帯域の電磁波を利用して得られたタイヤ内部の温度を補正する手段として用いられている。しかしながら、上記特許文献1では、タイヤ表面とタイヤ内部という異なる対象物の温度を測定し、一方の測定温度を基にもう一方の測定温度を補正するものであって、測定対象物の放射率の変動を補正する技術ではない。そのため、上記特許文献1に提案されている技術を上記特許文献2に提案されている技術に組み合わせたとしても、放射率の変動に起因する測定誤差を取り除くことはできない。   Here, in the technique proposed in Patent Document 1, the measured value of the surface temperature of the tire obtained using the electromagnetic wave in the infrared band is the inside of the tire obtained using the electromagnetic wave in the microwave band It is used as a means to correct the temperature of However, in Patent Document 1 described above, the temperatures of different objects such as the tire surface and the inside of the tire are measured, and the other measurement temperature is corrected based on one measurement temperature. It is not a technology to compensate for fluctuations. Therefore, even if the technique proposed in Patent Document 1 is combined with the technique proposed in Patent Document 2, it is not possible to remove the measurement error caused by the fluctuation of the emissivity.

本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、鋼材表面に生成されるスケールの状態が変動する場合であっても、ミスト冷却中の鋼材の表面温度をより正確に測定することが可能な、鋼材温度測定装置及び鋼材温度測定方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above situation, and the object of the present invention is to provide a steel material during mist cooling even when the state of the scale formed on the surface of the steel material changes. It is an object of the present invention to provide a steel material temperature measuring device and a steel material temperature measuring method capable of measuring the surface temperature of the steel sheet more accurately.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、熱間圧延された圧延鋼材をミスト冷却する冷却プロセスにおいて、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を測定する鋼材温度測定装置であって、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の表面温度を測定する放射温度計と、ミスト冷却に供される直前、及び、ミスト冷却中の前記圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を測定する電磁波強度測定装置と、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を、測定された前記マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を利用して算出する演算処理装置と、を備え、前記演算処理装置は、前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度と、前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、を利用して、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を算出する表面温度算出部を有する鋼材温度測定装置が提供される。   In order to solve the above-mentioned subject, according to one viewpoint of the present invention, in the cooling process which carries out mist cooling of hot rolled rolled steel material, the steel material temperature measuring device which measures the surface temperature of the rolled steel material during mist cooling A radiation thermometer for measuring the surface temperature of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling, and microwaves emitted from the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling, and during the mist cooling An electromagnetic wave intensity measuring device for measuring the intensity of an electromagnetic wave belonging to the wave band, and an operation for calculating the surface temperature of the rolled steel during mist cooling using the measured intensity of the electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band A processing device, and the arithmetic processing device measures the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel material immediately before being subjected to the mist cooling and the radiation temperature, which are measured by the electromagnetic wave intensity measuring device. The surface temperature of the rolled steel during mist cooling is calculated using the surface temperature of the rolled steel by a gauge and the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel during mist cooling measured by the electromagnetic wave intensity measuring device The steel material temperature measuring device which has the surface temperature calculation part which is done is provided.

前記表面温度算出部は、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度をTとしたときに、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度Tを、T=S×(T/S)いう演算処理により算出してもよい。 The surface temperature calculation unit sets the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling to S 0, and the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel during mist cooling to S c, and the rolling by the radiation thermometer When the surface temperature of the steel material is T 0 , the surface temperature T c of the rolled steel material during mist cooling may be calculated by arithmetic processing of T c = S c × (T 0 / S 0 ).

前記表面温度算出部は、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度をTとしたときに、A=(T/S)で表わされる補正係数Aを算出し、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとしたときに、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度Tを、T=A×Sいう演算処理により算出してもよい。 The surface temperature calculation unit sets the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling to S 0, and the surface temperature of the rolled steel material according to the radiation thermometer to T 0 , A = (T 0 / S 0) is expressed by calculating a correction coefficient a, the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel in mist cooling when the S c, the surface temperature T c of the rolled steel in mist cooling, T c It may be calculated by arithmetic processing of = A × S c .

前記電磁波強度測定装置は、前記マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波として、1GHz〜200GHzの周波数を有する電磁波を検波し、当該1GHz〜200GHzの周波数を有する電磁波の強度を測定することが好ましい。   The electromagnetic wave intensity measuring device preferably detects an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz to 200 GHz as the electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band, and measures the intensity of the electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz to 200 GHz.

前記放射温度計、及び、前記電磁波強度測定装置は、前記圧延鋼材におけるそれぞれの測定範囲が略一致するように配置されることが好ましい。   It is preferable that the radiation thermometer and the electromagnetic wave intensity measuring device be arranged such that the respective measurement ranges of the rolled steel material substantially coincide with each other.

前記電磁波強度測定装置は、直接検波方式又はヘテロダイン方式を利用した電磁波検波装置であることが好ましい。   The electromagnetic wave intensity measuring device is preferably an electromagnetic wave detector using a direct detection method or a heterodyne method.

前記圧延鋼材は、軌条であってもよい。   The rolled steel may be a rail.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、熱間圧延された圧延鋼材をミスト冷却する冷却プロセスにおいて、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を測定する鋼材温度測定方法であって、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の表面温度を、前記圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を測定する電磁波強度測定装置、及び、放射温度計の双方で測定し、ミスト冷却中の前記圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を、前記電磁波強度測定装置により測定し、前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度と、前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、を利用して、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を算出する鋼材温度測定方法が提供される。   Moreover, in order to solve the above-mentioned subject, according to another viewpoint of the present invention, in the cooling process which carries out mist cooling of hot rolled rolled steel material, steel material temperature which measures surface temperature of the rolled steel during mist cooling An electromagnetic wave intensity measuring device for measuring the surface temperature of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling, the intensity of an electromagnetic wave belonging to a microwave to a millimeter wave band radiated from the rolled steel material; Measured by both of the radiation thermometers, the intensity of the electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band radiated from the rolled steel during mist cooling is measured by the electromagnetic wave intensity measuring device, and is measured by the electromagnetic wave intensity measuring device. Also, the strength of the electromagnetic wave of the rolled steel just before being subjected to mist cooling, the surface temperature of the rolled steel by the radiation thermometer, and the measurement by the electromagnetic wave intensity measuring device Is, an electromagnetic wave of strength of the rolled steel in mist cooling, using a steel material temperature measuring method for calculating the surface temperature of the rolled steel in mist cooling is provided.

以上説明したように本発明によれば、鋼材表面に生成されるスケールの状態が変動する場合であっても、ミスト冷却中の鋼材の表面温度を、より正確に測定することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to more accurately measure the surface temperature of the steel during mist cooling, even when the state of the scale generated on the surface of the steel changes.

プランクの輻射法則について説明するためのグラフ図である。It is a graph for demonstrating the radiation law of Plank. マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波と温度との関係を示したグラフ図である。It is the graph which showed the relationship between electromagnetic waves and temperature of a microwave-millimeter wave band. 電磁波の受信強度について説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining the receiving intensity of electromagnetic waves. マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を用いた温度測定に関する検討結果を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a study result about temperature measurement using electromagnetic waves of a microwave-a millimeter wave zone. マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を用いた温度測定に関する検討結果を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a study result about temperature measurement using electromagnetic waves of a microwave-a millimeter wave zone. 本発明の実施形態に係る鋼材温度測定装置の構成を模式的に示した説明図である。It is an explanatory view showing typically composition of a steel material temperature measuring device concerning an embodiment of the present invention. 同実施形態に係る電磁波強度測定装置の構成の一例を示したブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of an electromagnetic wave intensity measuring device concerning the embodiment. 同実施形態に係る電磁波強度測定装置の構成の一例を示したブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of an electromagnetic wave intensity measuring device concerning the embodiment. 同実施形態に係る演算処理装置の構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of a structure of the arithmetic processing unit concerning the embodiment. 同実施形態に係る電磁波強度測定方法の流れの一例を示した流れ図である。It is the flowchart which showed an example of the flow of the electromagnetic wave intensity measuring method which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る演算処理装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the hardware constitutions of the arithmetic processing unit concerning the embodiment. 実施例について説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining an example. 実施例で得られた補正前の測定結果を示したグラフ図である。It is the graph which showed the measurement result before amendment obtained by the example. 実施例で得られた補正後の測定結果を示したグラフ図である。It is the graph which showed the measurement result after correction | amendment obtained in the Example.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals and redundant description will be omitted.

(マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波に対する検討)
以下では、本発明の実施形態に係る鋼材温度測定方法及び鋼材温度測定装置について説明するに先立ち、図1〜図5を参照しながら、本発明者らが行ったマイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波に対する検討内容について詳細に説明する。
図1は、プランクの輻射法則について説明するためのグラフ図である。図2は、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波と温度との関係を示したグラフ図である。図3は、電磁波の受信強度について説明するための説明図である。図4及び図5は、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を用いた温度測定に関する検討結果を説明するための説明図である。
(Study on electromagnetic waves in the microwave and millimeter wave bands)
In the following, prior to describing the steel material temperature measuring method and the steel material temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, the electromagnetic waves in the microwave to millimeter wave band performed by the present inventors with reference to FIGS. The details of the study for
FIG. 1 is a graph for explaining Planck's radiation law. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band and the temperature. FIG. 3 is an explanatory view for explaining the reception intensity of the electromagnetic wave. FIG.4 and FIG.5 is explanatory drawing for demonstrating the examination result regarding the temperature measurement using electromagnetic waves of a microwave-a millimeter-wave band.

物体は、その温度に応じた波長及び強度を有する電磁波を放射していることが知られている。従って、物体から放射される電磁波を利用することで、着目している物体の温度を測定することが可能となる。このような放射測温技術における測定原理は、プランクの輻射法則に基づいており、以下の式1に示すように、黒体からの電磁波の放射量は温度と波長とに依存することを示した理論式が存在する。   It is known that an object emits an electromagnetic wave having a wavelength and an intensity depending on its temperature. Therefore, by utilizing the electromagnetic wave emitted from the object, it is possible to measure the temperature of the object of interest. The measurement principle in such a radiation temperature measurement technique is based on Planck's radiation law, and it was shown that the radiation amount of the electromagnetic wave from the black body depends on the temperature and the wavelength as shown in the following Equation 1 A theoretical formula exists.

Figure 0006520618
Figure 0006520618

ここで、上記式1において、
:完全放射体の分光放射輝度[W・sr−1・m−3
h:プランク定数[J・s]
ν:振動数[Hz]
c:光速[m/s]
k:ボルツマン定数[J/K]
T:温度[K]
である。
Here, in the above equation 1,
B v : Spectral radiance of perfect radiator [W · sr −1 · m −3 ]
h: Planck's constant [J · s]
:: frequency [Hz]
c: Speed of light [m / s]
k: Boltzmann constant [J / K]
T: Temperature [K]
It is.

図1は、温度Tを100℃〜1000℃まで変化させた場合における分光放射輝度Bの値を図示したグラフ図である。図1から明らかなように、可視光〜近赤外光帯域(波長1μm〜10μm程度の範囲)については強い輻射が存在するため、従来の放射測温技術では、可視光〜近赤外光帯域の光を用いて、温度の測定がなされている。 FIG. 1 is a graph showing the values of the spectral radiance B v when the temperature T is changed from 100 ° C. to 1000 ° C. As is clear from FIG. 1, since strong radiation exists in the visible to near infrared light band (wavelength range of about 1 μm to 10 μm), the conventional radiation temperature measurement technique uses visible light to near infrared light band. The temperature of the light is measured using

図1において斜線で示した領域に該当するマイクロ波帯域では、赤外光帯域に比べて10−10程度の分光放射輝度しか存在していない。また、式1に示したプランクの輻射式は、マイクロ波〜ミリ波帯域のような長波長帯域では、以下の式2で表されるような近似式(レイリー・ジーンズの式)が成立することが知られており、かかる波長帯域では、図2に示したように、分光放射輝度の大きさが温度に比例して増加する放射が発生する。ここで、下記式2において、λは、振動数ν[Hz]を有する電磁波の波長[m]を表している。 In the microwave band corresponding to the hatched area in FIG. 1, there is only about 10 -10 of spectral radiance compared to the infrared light band. In addition, Planck's radiation equation shown in Equation 1 is that an approximate equation (Rayleigh-Jeans equation) such as the following Equation 2 holds in a long wavelength band such as a microwave to millimeter wave band. In such a wavelength band, as shown in FIG. 2, radiation occurs in which the magnitude of the spectral radiance increases in proportion to the temperature. Here, in the following equation 2, λ represents the wavelength [m] of the electromagnetic wave having the frequency [[Hz].

Figure 0006520618
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このようなマイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波は、図3に示したように、アンテナで検波することで測定する。アンテナによって受信されるマイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波の強度Sは、アンテナの受信面積をAとし、立体角をΩとし、黒体放射源からの分光放射輝度をBとすると、以下の式3のように表される。 Such electromagnetic waves in the microwave and millimeter wave bands are measured by detection with an antenna as shown in FIG. Assuming that the reception area of the antenna is A e , the solid angle is Ω A, and the spectral radiance from the black body radiation source is B v , the intensity S of the electromagnetic wave in the microwave to millimeter waves received by the antenna is as follows It is represented like Formula 3.

Figure 0006520618
Figure 0006520618

上記式3からも明らかなように、検波される信号の強度は、マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の放射率(すなわち、分光放射輝度B)の変化に敏感であり、分光放射輝度がわずかに変化しても、観測される信号強度は大きく変化することとなる。 As apparent from the above Equation 3, the intensity of the signal to be detected is sensitive to the change of the emissivity of the electromagnetic wave (that is, the spectral radiance B v ) belonging to the microwave to millimeter wave band, and the spectral radiance is Even a slight change results in a large change in the observed signal strength.

本発明者は、マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波を利用した、上記特許文献2に開示されている技術を利用して、様々な鋼材の様々な状況における表面温度を測定する検討を行っていた。すると、水等の冷却媒を微細な霧の状態にして噴射することで対象材を冷却するミスト冷却プロセスに供される軌条を測定している際に、同一の製造ラインで製造されている軌条であるにも関わらず、測定結果に、測定誤差と考えるには大きすぎる程度の誤差が重畳されていることを初めて知見した。   The inventor of the present invention has studied to measure the surface temperature in various situations of various steel materials using the technology disclosed in the above-mentioned Patent Document 2 using electromagnetic waves belonging to the microwave to millimeter wave bands. The Then, when measuring a track to be subjected to a mist cooling process for cooling a target material by injecting a cooling medium such as water in a fine mist state, a track manufactured on the same production line In spite of that, it was found for the first time that the measurement result is superimposed with an error that is too large to be considered as a measurement error.

そこで、本発明者は、かかる誤差の原因を突き止めるために、軌条の冷却プロセスを、放射温度計が利用できないミスト冷却から、放射温度計が利用可能なエアー吹き付けによる空冷に切り替えた上で、放射温度計が与える温度測定結果と、マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波を検波する放射波検波装置の出力(すなわち、該当する電磁波の強度を示す信号値(V))と、の相関を検証した。   Therefore, in order to identify the cause of such an error, the present inventor switched the process of cooling the rail from mist cooling, which can not be used by a radiation thermometer, to air cooling, which can be used by a radiation thermometer, The correlation between the temperature measurement result given by the thermometer and the output of the radiation wave detector (ie, the signal value (V) indicating the intensity of the corresponding electromagnetic wave) for detecting the electromagnetic wave belonging to the microwave and millimeter wave bands was verified. .

その結果、図4に模式的に示したように、同一の製造ラインで製造された軌条であっても、測定開始時の電磁波の検出強度にバラつきが生じていることに気がついた。ここで、図4に模式的に示したように、軌条の測定結果のそれぞれでは、放射温度計が与える温度測定結果と、電磁波の検出強度との間には、直線関係となるような相関が存在していた。そのため、上記特許文献2で開示されているマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波を用いた測定方法そのものに原因があるわけではない。一方で、軌条1を測定することで得られた相関関係と、軌条1と同一の製造ラインで製造された軌条2を測定することで得られた相関関係と、を比較すると、直線の傾きに違いが見られることが分かった。   As a result, as schematically shown in FIG. 4, it was noticed that the detected intensity of the electromagnetic wave at the start of the measurement had a variation even with the rails manufactured on the same production line. Here, as schematically shown in FIG. 4, in each of the measurement results of the rail, there is a correlation such that the temperature measurement result given by the radiation thermometer and the detection intensity of the electromagnetic wave have a linear relationship. It existed. Therefore, the cause is not necessarily the measurement method using the electromagnetic wave belonging to the microwave and millimeter wave bands disclosed in Patent Document 2 itself. On the other hand, when comparing the correlation obtained by measuring the track 1 with the correlation obtained by measuring the track 2 manufactured on the same production line as the track 1, the slope of the straight line It turned out that a difference was seen.

このような知見から、本発明者は、ミスト冷却中の軌条の測定結果に誤差が重畳する原因として、図5に示したようなことを推定した。
すなわち、軌条は、所定の鋼種からなる鋼材を加熱炉で所定温度まで加熱した後、多段階の圧延工程を経て軌条の形状へと成形され、ミスト冷却を用いた強制冷却工程に供される。この際、実際の製造ラインにおいては、鋼種や、各段階での圧延温度等の僅かなバラつき等の影響によって、鋼材表面のスケールの成長速度に僅かなバラつきが生じるものと考えられる。その結果、強制冷却工程の直前において、鋼材表面に存在しているスケールの厚みや、スケールの組成や、スケールの表面粗度等といったスケールの生成状態が各々異なるものとなり、鋼材表面の見かけの放射率σが変化してしまうものと考えられる。
From such findings, the inventor has estimated what is shown in FIG. 5 as a cause of the error being superimposed on the measurement result of the trajectory during mist cooling.
That is, after heating the steel material which consists of a predetermined steel type to predetermined temperature with a heating furnace, a rail is shape | molded into the shape of a rail through a multistep rolling process, and is provided to the forced cooling process using mist cooling. At this time, in the actual production line, it is considered that slight variation occurs in the growth rate of the scale on the surface of the steel material due to the influence of the steel type and slight variation such as rolling temperature at each stage. As a result, immediately before the forced cooling step, the thickness of the scale existing on the steel surface, the composition of the scale, and the generation state of the scale such as the surface roughness of the scale are respectively different, and the apparent radiation of the steel surface It is considered that the rate σ changes.

ここで、先だって言及しているように、マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波を用いた測定方法は、測定対象物の放射率σの変化に極めて敏感な測定方法である。その結果、スケールの生成状態に起因する鋼材表面の見かけの放射率σの僅かな変動によって、軌条の測定結果に誤差が重畳したものと推定された。   Here, as mentioned earlier, the measurement method using an electromagnetic wave belonging to the microwave and millimeter wave bands is a measurement method that is extremely sensitive to changes in the emissivity σ of the object to be measured. As a result, it was estimated that an error was superimposed on the measurement result of the track due to a slight fluctuation of the apparent emissivity σ of the steel surface due to the generation state of the scale.

また、以上のような原因による測定誤差の重畳は、軌条に限られるものではなく、軌条以外の熱間圧延によって製造される圧延鋼材をミスト冷却する場合においても、同様に生じるものと考えられる。   Further, the superposition of measurement errors due to the above causes is not limited to the rails, and is considered to occur in the same manner even in the case of mist cooling of a rolled steel manufactured by hot rolling other than the rails.

本発明者は、このような知見に基づき、スケールの生成状態の変動に伴う放射率σの変化を、補正する必要があるとの結論に達した。   Based on such findings, the inventor has concluded that it is necessary to correct the change in emissivity σ accompanying the change in scale production state.

ここで、圧延鋼材が一旦ミスト冷却に供されてしまえば、ミスト冷却プロセスに起因する早い冷却速度によって、圧延鋼材の表面温度は、スケールの成長する温度領域を瞬時に通過するため、ミスト冷却中の鋼材表面の放射率は、ほぼ一定とみなすことができる。そのため、ミスト冷却プロセスの直前における圧延鋼材の放射率σを、スケールの生成状態に応じて適切に補正することが出来れば、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を、マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波を用いて測定することが可能となると考えられる。   Here, once the rolled steel is subjected to mist cooling, the surface temperature of the rolled steel immediately passes through the temperature range where the scale grows due to the fast cooling rate resulting from the mist cooling process, so mist cooling is in progress. The emissivity of the steel surface of can be regarded as almost constant. Therefore, if the emissivity σ of the rolled steel immediately before the mist cooling process can be appropriately corrected according to the generation state of the scale, the surface temperature of the rolled steel during mist cooling is in the microwave to millimeter wave band. It is considered possible to measure using the electromagnetic wave to which it belongs.

本発明者は、上記のような知見に基づき、更なる検討を行った結果、以下で詳述するような、本発明の実施形態に係る鋼材温度測定装置及び鋼材温度測定方法に想到したのである。   As a result of conducting further studies based on the findings as described above, the inventor conceived of a steel material temperature measuring apparatus and a steel material temperature measuring method according to an embodiment of the present invention as described in detail below. .

(第1の実施形態)
<鋼材温度測定装置の構成について>
続いて、図6を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る鋼材温度測定装置の構成について、詳細に説明する。図6は、本実施形態に係る鋼材温度測定装置の構成を示した説明図である。
First Embodiment
<About the composition of the steel material temperature measuring device>
Subsequently, the configuration of the steel material temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory view showing the configuration of the steel material temperature measuring device according to the present embodiment.

本実施形態に係る鋼材温度測定装置10は、熱間圧延された圧延鋼材をミスト冷却する冷却プロセスにおいて、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を測定する装置である。ここで、熱間圧延された圧延鋼材としては、ミスト冷却に供されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、鋼材の加熱工程、多段階の圧延工程を経てミスト冷却による強制冷却工程が施される軌条など、公知の様々な圧延鋼材を挙げることができる。   The steel material temperature measurement device 10 according to the present embodiment is a device that measures the surface temperature of the rolled steel material during mist cooling in the cooling process of performing mist cooling on the hot-rolled rolled steel material. Here, the rolled steel material that has been hot-rolled is not particularly limited as long as it is used for mist cooling, and for example, forced cooling by mist cooling through a heating process of steel materials and multistage rolling processes A variety of known rolled steels can be mentioned, such as rails to which the process is applied.

軌条等の圧延鋼材は、加熱工程及び多段階の圧延工程を経ることによって、鋼材表面に生成されるスケールの状況が安定せず、鋼材によって鋼材表面の放射率が変動するものであるが、一旦ミスト冷却に供されると、ミスト冷却プロセスに起因する早い冷却速度によってスケールの成長する温度領域を瞬時に通過するため、鋼材表面の放射率は、ほぼ一定とみなすことが可能である。従って、以下で説明するような処理を行うことで、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を、マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波を利用して、正確に測定することが可能となる。   Rolled steel products such as rails do not stabilize the condition of the scale formed on the steel surface by passing through the heating process and multistage rolling process, and the emissivity of the steel surface fluctuates depending on the steel material. When subjected to mist cooling, the emissivity of the steel surface can be regarded as substantially constant because the rapid cooling rate resulting from the mist cooling process instantaneously passes through the temperature region where the scale grows. Therefore, the surface temperature of the rolled steel material during mist cooling can be accurately measured by performing processing as described below using an electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave bands.

本実施形態に係る鋼材温度測定装置10は、図6に例示したように、放射温度計100と、電磁波強度測定装置200と、演算処理装置300と、を主に備える。   As illustrated in FIG. 6, the steel material temperature measuring device 10 according to the present embodiment mainly includes a radiation thermometer 100, an electromagnetic wave intensity measuring device 200, and an arithmetic processing unit 300.

放射温度計100は、赤外帯域に属する電磁波を検波することで、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の表面温度を測定する装置である。放射温度計100は、ミストによる影響を受けてしまうため、ミスト冷却中の圧延鋼材の温度を測定するためには用いることができない。しかしながら、本実施形態に係る鋼材温度測定装置10では、スケールの生成状況が異なることに起因する圧延鋼材の放射率σの変動を補正するために、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の表面温度が利用される。   The radiation thermometer 100 is a device that measures the surface temperature of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling by detecting an electromagnetic wave that belongs to the infrared band. Since the radiation thermometer 100 is affected by the mist, it can not be used to measure the temperature of the rolled steel during mist cooling. However, in the steel material temperature measuring device 10 according to the present embodiment, the surface of the rolled steel just before being subjected to mist cooling in order to correct the fluctuation of the emissivity σ of the rolled steel caused by the difference in the generation state of the scale. The temperature is used.

放射温度計100は、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の表面温度を測定可能であれば、ミスト冷却プロセスの直前の任意の位置に設置することが可能である。また、放射温度計100の光学的な設置条件についても特に限定されるものではないが、放射温度計100の測定範囲と、後述する電磁波強度測定装置200の測定範囲とがほぼ一致するように、設置されることが好ましい。   The radiation thermometer 100 can be installed at any position immediately before the mist cooling process, as long as the surface temperature of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling can be measured. Further, the optical installation condition of the radiation thermometer 100 is not particularly limited, either, so that the measurement range of the radiation thermometer 100 and the measurement range of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 described later almost coincide with each other. It is preferable to be installed.

放射温度計100は、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の表面温度を測定すると、得られた表面温度に関する測定データを、後述する演算処理装置300に出力する。   The radiation thermometer 100 measures the surface temperature of the rolled steel immediately before being subjected to the mist cooling, and outputs measurement data on the obtained surface temperature to the arithmetic processing unit 300 described later.

なお、本実施形態に係る鋼材温度測定装置10で用いられる放射温度計100の種類は、特に限定されるものではなく、公知の放射温度計を適宜利用することが可能である。   In addition, the kind of radiation thermometer 100 used with the steel material temperature measuring apparatus 10 which concerns on this embodiment is not specifically limited, It is possible to utilize a well-known radiation thermometer suitably.

電磁波強度測定装置200は、圧延鋼材から放射される放射波のうち、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を検波して、ミスト冷却に供される直前、及び、ミスト冷却中の圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を測定する装置である。電磁波強度測定装置200は、圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を受信するアンテナと、アンテナからの出力信号に対して各種の処理を実施する装置群と、を有している。電磁波強度測定装置200が、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を検波する方式は、着目する電磁波の波長又は周波数に応じて適宜選択すればよいが、例えば、直接検波方式やヘテロダイン方式等を利用することが可能である。電磁波強度測定装置200は、圧延鋼材から放射された放射波に含まれるマイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波の検波結果を示した信号を、着目している電磁波の強度として、後述する演算処理装置300に出力する。   The electromagnetic wave intensity measuring device 200 detects the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band among the radiation waves radiated from the rolled steel material, and is radiated from the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling and during mist cooling. Is an apparatus for measuring the intensity of an electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band. The electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 has an antenna for receiving an electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band radiated from a rolled steel material, and an apparatus group for performing various processes on an output signal from the antenna. . The method of detecting the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band may be appropriately selected according to the wavelength or frequency of the electromagnetic wave of interest, for example, a direct detection method, a heterodyne method or the like is used. It is possible. The electromagnetic wave intensity measuring device 200 uses the signal indicating the detection result of the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band included in the radiation wave emitted from the rolled steel material as the intensity of the electromagnetic wave of interest, the arithmetic processing device 300 described later. Output to

ここで、本実施形態に係る電磁波強度測定装置200は、上記マイクロ波〜ミリ波帯域の放射電磁波として、1GHz〜200GHzの周波数を有する電磁波を検波することが好ましい。周波数が1GHz未満である電磁波を検波する場合には、電磁波強度測定装置200に含まれるアンテナサイズが1m以上の大型装置となるとともに、電磁波強度測定装置200の測定領域も大きくなってしまい、ミスト冷却プロセス内に設置することが困難となってしまう。また、周波数が200GHz超である電磁波は、粒子サイズが数百μmであるダストや水滴による散乱の影響が大きくなるとともに、電磁波強度測定装置200を構成する部品のコストも増加することとなり、好ましくない。従って、着目する電磁波の周波数の上限値を200GHz程度とすることで、電磁波の透過性を損なうことなく、測定領域及びアンテナサイズを適度な大きさとすることが可能となる。なお、電磁波強度測定装置200が検波する電磁波の周波数は、より好ましくは、10GHz〜100GHzである。   Here, it is preferable that the electromagnetic wave intensity measuring device 200 according to the present embodiment detects an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz to 200 GHz as the radiated electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave bands. When detecting an electromagnetic wave whose frequency is less than 1 GHz, the antenna size included in the electromagnetic wave intensity measuring device 200 becomes a large device having a size of 1 m or more, and the measurement region of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 also becomes large. It will be difficult to install in the process. In addition, the electromagnetic wave having a frequency of more than 200 GHz is not preferable because the effects of scattering by dust or water droplets having a particle size of several hundred μm become large, and the cost of parts constituting the electromagnetic wave intensity measuring device 200 also increases. . Therefore, by setting the upper limit value of the frequency of the electromagnetic wave of interest to about 200 GHz, it is possible to set the measurement area and the antenna size to an appropriate size without impairing the permeability of the electromagnetic wave. The frequency of the electromagnetic wave detected by the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 is more preferably 10 GHz to 100 GHz.

なお、本実施形態に係る電磁波強度測定装置200の具体例については、以下で改めて詳細に説明する。   A specific example of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 according to the present embodiment will be described in detail again below.

ここで、上記放射温度計100及び電磁波強度測定装置200は、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の表面温度や電磁波の強度を測定するものであるが、各測定機器の測定誤差の影響を低減することを目的として、ミスト冷却に供される直前の各測定値として、ミスト冷却直前における適切な経過時間での平均値を用いても良い。   Here, although the radiation thermometer 100 and the electromagnetic wave intensity measuring device 200 measure the surface temperature of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling and the intensity of the electromagnetic wave, the influence of the measurement error of each measuring device For the purpose of reduction, an average value at an appropriate elapsed time immediately before mist cooling may be used as each measurement value immediately before being subjected to mist cooling.

ここで、ミスト冷却前の圧延鋼材の温度低下は、20秒間で0.2℃程度であり、時間を掛けて平均温度を求めることによる測定誤差は、問題となるレベルではない。この際、あまりに平均化の時間を長くとると操業サイクルが延び、生産性が低下する。また、平均化処理のために高温での放置時間を長くしすぎると、表面のスケール成長による放射率変化の影響を受けるため、却って測定に誤差を与えることとなる。従って、平均を行う時間(すなわち、上記の経過時間)については短時間とすることが好ましく、具体的には、5秒以内とすることが好ましい。   Here, the temperature drop of the rolled steel before mist cooling is about 0.2 ° C. in 20 seconds, and the measurement error due to finding the average temperature over time is not a problematic level. At this time, if the averaging time is too long, the operation cycle is extended and the productivity is reduced. In addition, if the exposure time at high temperature is too long for the averaging process, the measurement is affected due to the influence of the emissivity change due to the scale growth on the surface. Therefore, it is preferable to set the time for averaging (that is, the above-mentioned elapsed time) to be a short time, specifically, to be 5 seconds or less.

演算処理装置300は、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を、測定されたマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を利用して算出する。この際、本実施形態に係る演算処理装置300は、スケールの生成状況が異なることに起因する圧延鋼材の放射率σの変動を、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の表面温度を利用して補正する。これにより、スケールの生成状況が異なる圧延鋼材であっても、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を、マイクロ波〜ミリ波に属する帯域の電磁波を利用して、より正確に測定することが可能となる。   Arithmetic processing device 300 calculates the surface temperature of the rolled steel during mist cooling using the intensity of the electromagnetic wave belonging to the measured microwave to millimeter wave band. Under the present circumstances, the arithmetic processing unit 300 which concerns on this embodiment utilizes the surface temperature of the rolling steel material just before being provided to mist cooling for the fluctuation | variation of emissivity (sigma) of the rolling steel material resulting from the production condition of a scale differing. To correct. As a result, even with rolled steel materials having different scale generation conditions, the surface temperature of the rolled steel material during mist cooling can be measured more accurately using electromagnetic waves in a band belonging to microwave to millimeter waves. It becomes.

ここで、本実施形態に係る演算処理装置300の具体的な構成については、以下で改めて詳細に説明する。   Here, the specific configuration of the arithmetic processing unit 300 according to the present embodiment will be described again in detail below.

なお、図6の記載では、電磁波強度測定装置200と演算処理装置300とが異なる装置として実現されているように記載しているが、電磁波強度測定装置200と演算処理装置300とは一体に形成されていてもよい。すなわち、電磁波強度測定装置200が演算処理装置300により実現される機能を有していてもよく、演算処理装置300にマイクロ波〜ミリ波に属する帯域の電磁波を検波する装置が実装されていてもよい。   Although the electromagnetic wave intensity measuring device 200 and the arithmetic processing device 300 are described as being implemented as different devices in the description of FIG. 6, the electromagnetic wave intensity measuring device 200 and the arithmetic processing device 300 are integrally formed. It may be done. That is, the electromagnetic wave intensity measuring device 200 may have a function realized by the arithmetic processing device 300, and the arithmetic processing device 300 may be equipped with a device for detecting an electromagnetic wave in a band belonging to microwaves to millimeter waves. Good.

また、放射温度計100と演算処理装置300、及び、電磁波強度測定装置200と演算処理装置300は、互いに所定のケーブル等を利用して直接接続されていてもよく、インターネットやローカルネットワーク等の各種ネットワークを介して有線通信又は無線通信により接続されていてもよい。   Further, the radiation thermometer 100 and the arithmetic processing unit 300, and the electromagnetic wave intensity measuring unit 200 and the arithmetic processing unit 300 may be directly connected to each other using a predetermined cable or the like, and various types such as the Internet and a local network It may be connected by wired communication or wireless communication via a network.

[電磁波強度測定装置の構成について]
続いて、図7A及び図7Bを参照しながら、本実施形態に係る電磁波強度測定装置200の具体例について説明する。図7Aは、直接検波方式を利用した電磁波強度測定装置200の構成を示した説明図であり、図7Bは、ヘテロダイン方式を利用した電磁波強度測定装置200の構成を示した説明図である。
[About the configuration of the electromagnetic wave intensity measuring device]
Subsequently, a specific example of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A is an explanatory view showing the configuration of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 using the direct detection method, and FIG. 7B is an explanatory view showing the configuration of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 using the heterodyne method.

○直接検波方式を利用した電磁波強度測定装置
まず、図7Aを参照しながら、直接検波方式を利用した電磁波強度測定装置200の構成例について説明する。
直接検波方式による電磁波強度測定装置200は、アンテナ201、アイソレータ203、SPDTスイッチ205、基準温度源207、可変減衰器209、ドライバ211、RFアンプ213、フィルタ215、検波器217、アンプ219及びロックインアンプ221を主に備える。
First, an exemplary configuration of an electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 using a direct detection method will be described with reference to FIG. 7A.
The electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 according to the direct detection method includes an antenna 201, an isolator 203, an SPDT switch 205, a reference temperature source 207, a variable attenuator 209, a driver 211, an RF amplifier 213, a filter 215, a detector 217, an amplifier 219 and a lock-in. The amplifier 221 is mainly provided.

アンテナ201は、測定対象物である圧延鋼材から放射される放射波のうち、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を受信するものである。アンテナ201は、着目する電磁波を受信可能なように圧延鋼材に対して設置され、好ましくは、測定対象物である圧延鋼材と対向し、かつ、先だって説明した放射温度計100とほぼ同一の測定範囲となるように設置される。アンテナ201は、圧延鋼材の測定エリアや検波したい電磁波の周波数に応じて設計すればよく、ホーン型やカセグレン型のものを利用することが可能である。アンテナ201によって検波されたマイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波は、アイソレータ203へと出力される。   The antenna 201 receives an electromagnetic wave in a microwave to millimeter wave band among radiation waves radiated from a rolled steel material which is an object to be measured. The antenna 201 is installed on the rolled steel so as to be able to receive an electromagnetic wave of interest, and preferably faces the rolled steel which is the object to be measured, and has substantially the same measurement range as the radiation thermometer 100 described above. It will be installed to be The antenna 201 may be designed according to the measurement area of the rolled steel and the frequency of the electromagnetic wave to be detected, and a horn type or a Cassegrain type can be used. The electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band detected by the antenna 201 is output to the isolator 203.

アイソレータ203は、アンテナ201により検波された電磁波に関する信号を後述するSPDTスイッチ205へと出力する一方で、電磁波強度測定装置200内で発生した反射波はアンテナ201へと出力させないように機能する素子である。かかるアイソレータ203を、アンテナ201とSPDTスイッチ205との間に設けることで、アンテナ201に反射波というノイズが重畳することを防止することが可能となる。   The isolator 203 is an element that outputs a signal related to an electromagnetic wave detected by the antenna 201 to the SPDT switch 205 described later, while preventing a reflected wave generated in the electromagnetic wave intensity measuring device 200 from being output to the antenna 201. is there. By providing the isolator 203 between the antenna 201 and the SPDT switch 205, it is possible to prevent the noise of the reflected wave from being superimposed on the antenna 201.

SPDT(Single Pole Double Throw:単極双投)スイッチ205は、スイッチング素子の一種であり、アンテナ201が受信した受信信号と、可変減衰器209を介して基準温度源207から出力されたノイズ信号とが入力される。かかるSPDTスイッチ205は、後述するドライバ211により、受信信号とノイズ信号のどちらを外部へ出力するかが制御される。   A single pole double throw (SPDT) switch 205 is a type of switching element, and a received signal received by the antenna 201 and a noise signal output from the reference temperature source 207 via the variable attenuator 209. Is input. The SPDT switch 205 is controlled by the driver 211, which will be described later, which of the reception signal and the noise signal is output to the outside.

基準温度源207は、熱雑音の基準となるノイズ信号を出力するものであり、基準温度源207から出力された温度基準となるノイズ信号は、可変減衰器209へと出力される。可変減衰器209は、基準温度源207から出力されたノイズ信号を、受信信号と同レベルとなるように調整し、SPDTスイッチ205へと出力する。   The reference temperature source 207 outputs a noise signal as a reference of thermal noise, and the noise signal as a temperature reference output from the reference temperature source 207 is output to the variable attenuator 209. The variable attenuator 209 adjusts the noise signal output from the reference temperature source 207 to the same level as the received signal, and outputs the adjusted signal to the SPDT switch 205.

ドライバ211は、SPDTスイッチ205から出力される信号の切り替えを行うデバイスである。ドライバ211は、アンテナ201が受信した受信信号を後述するRFアンプ213へと出力させるとともに、可変減衰器209から出力されたノイズ信号を、後述するロックインアンプ221に参照信号(Ref)として出力する。SPDTスイッチ205のスイッチング周波数は、着目するマイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波の周波数に応じて適宜設定すればよいが、例えば40Hz程度と設定することができる。   The driver 211 is a device that switches the signal output from the SPDT switch 205. The driver 211 outputs a reception signal received by the antenna 201 to an RF amplifier 213 described later, and outputs a noise signal output from the variable attenuator 209 as a reference signal (Ref) to a lock-in amplifier 221 described later. . The switching frequency of the SPDT switch 205 may be appropriately set according to the frequency of the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band of interest, but can be set to, for example, about 40 Hz.

RFアンプ(高周波アンプ)213は、SPDTスイッチ205から出力された受信信号を増幅させる。RFアンプ213により増幅された受信信号は、フィルタ215へと出力される。   The RF amplifier (high frequency amplifier) 213 amplifies the reception signal output from the SPDT switch 205. The received signal amplified by the RF amplifier 213 is output to the filter 215.

フィルタ215は、RFアンプ213から出力された受信信号のうち、特定の周波数範囲の受信信号を透過させるデバイスである。フィルタ215によりフィルタリングされた受信信号は、検波器217へと出力される。   The filter 215 is a device that transmits the reception signal of a specific frequency range among the reception signals output from the RF amplifier 213. The received signal filtered by the filter 215 is output to the detector 217.

検波器217は、フィルタ215から出力された特定の周波数範囲の信号を電圧信号へと変換して、アンプ219へと出力する。アンプ219は、検波器217から出力された電圧信号を増幅して、ロックインアンプ221へと出力する。   The detector 217 converts the signal of the specific frequency range output from the filter 215 into a voltage signal, and outputs the voltage signal to the amplifier 219. The amplifier 219 amplifies the voltage signal output from the detector 217 and outputs the amplified voltage signal to the lock-in amplifier 221.

ロックインアンプ221は、アンプ219から出力された電圧信号と、ドライバ211から出力された参照信号との差分を検出し、この差分に対応する信号を、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波の検波結果を示す信号として演算処理装置300へと出力する。   The lock-in amplifier 221 detects the difference between the voltage signal output from the amplifier 219 and the reference signal output from the driver 211, and detects the signal corresponding to this difference as the detection result of the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band. Is outputted to the arithmetic processing unit 300 as a signal indicating.

以上説明したようなデバイスが連携して機能することにより、測定対象物である圧延鋼材から放射された放射波のうち、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波が検波され、演算処理装置300へと出力されることとなる。   The devices described above cooperate and function to detect the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band among the radiation waves radiated from the rolled steel material which is the object to be measured, and output it to the arithmetic processing unit 300 It will be done.

なお、図7Aに示したような直接検波方式を利用した電磁波強度測定装置200は、着目する電磁波の周波数が40GHz未満の場合に用いることが好ましい。着目する電磁波の周波数が40GHz以上である場合には、以下で説明するヘテロダイン方式を利用した電磁波強度測定装置200を用いることが好ましい。   In addition, it is preferable to use the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 which utilized the direct detection system as shown to FIG. 7A, when the frequency of the electromagnetic waves to which its attention is paid is less than 40 GHz. When the frequency of the electromagnetic wave of interest is 40 GHz or more, it is preferable to use the electromagnetic wave intensity measurement apparatus 200 using the heterodyne system described below.

○ヘテロダイン方式を利用した電磁波強度測定装置
次に、図7Bを参照しながら、ヘテロダイン方式を利用した電磁波強度測定装置200の構成例について説明する。
ヘテロダイン方式による電磁波強度測定装置200は、アンテナ201、アイソレータ203、SPDTスイッチ205、基準温度源207、可変減衰器209、ドライバ211、検波器217、アンプ219、ロックインアンプ221、発振器251、可変減衰器253、ミキサ255、フィルタ257及びIFアンプ259を主に備える。
-Electromagnetic wave intensity measuring device using heterodyne system Next, an example of composition of electromagnetic wave intensity measuring device 200 using a heterodyne system is explained, referring to Drawing 7B.
The heterodyne electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 includes an antenna 201, an isolator 203, an SPDT switch 205, a reference temperature source 207, a variable attenuator 209, a driver 211, a detector 217, an amplifier 219, a lock-in amplifier 221, an oscillator 251, and variable attenuation. Mainly comprises a mixer 253, a mixer 255, a filter 257 and an IF amplifier 259.

ここで、アンテナ201、アイソレータ203、基準温度源207、可変減衰器209、ドライバ211、アンプ219及びロックインアンプ221は、直接検波方式による電磁波強度測定装置200における各デバイスと同様の機能を有し、同様の効果を奏するものであるため、詳細な説明は省略する。   Here, the antenna 201, the isolator 203, the reference temperature source 207, the variable attenuator 209, the driver 211, the amplifier 219, and the lock-in amplifier 221 have the same functions as the devices in the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 by the direct detection method. Since the same effect is exhibited, the detailed description is omitted.

また、SPDTスイッチ205は、アンテナ201が受信した受信信号を、後述するミキサ255に出力する以外は、直接検波方式による電磁波強度測定装置200のSPDTスイッチ205と同様の機能を有し、同様の効果を奏するものであるため、詳細な説明は省略する。   Also, the SPDT switch 205 has the same function as the SPDT switch 205 of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 by the direct detection method except that the received signal received by the antenna 201 is output to the mixer 255 described later. The detailed description is omitted.

発振器251は、SPDTスイッチ205から出力される受信信号をダウンコンバートするためのローカル信号を発振する機器である。ローカル信号の周波数は、着目する電磁波の周波数帯域に応じて、適宜設定すればよい。発振器251から出力されたローカル信号は、必要に応じて可変減衰器253で調整された後に、ミキサ255へと入力される。   The oscillator 251 is a device that oscillates a local signal for down-converting the reception signal output from the SPDT switch 205. The frequency of the local signal may be appropriately set in accordance with the frequency band of the electromagnetic wave of interest. The local signal output from the oscillator 251 is input to the mixer 255 after being adjusted by the variable attenuator 253 as necessary.

ミキサ255は、SPDTスイッチ205から出力された受信信号と、発振器251から出力されたローカル信号とを混合することで受信信号をダウンコンバートし、フィルタ257へと出力する。   The mixer 255 down-converts the received signal by mixing the received signal output from the SPDT switch 205 with the local signal output from the oscillator 251 and outputs the down-converted signal to the filter 257.

フィルタ257は、ミキサ255から出力された信号のうち、着目する電磁波の周波数帯域に該当する信号を透過させるデバイスである。フィルタ257によりフィルタリングされた信号は、IFアンプ259へと出力される。   The filter 257 is a device that transmits a signal corresponding to the frequency band of the electromagnetic wave of interest among the signals output from the mixer 255. The signal filtered by the filter 257 is output to the IF amplifier 259.

IFアンプ(中間周波数アンプ)259は、フィルタ257から出力された信号のうち、受信信号とローカル信号との差周波に対応する信号を増幅させる。増幅された信号は、検波器217へと出力される。   An IF amplifier (intermediate frequency amplifier) 259 amplifies a signal corresponding to the difference frequency between the received signal and the local signal among the signals output from the filter 257. The amplified signal is output to the detector 217.

検波器217は、IFアンプ259から出力された信号を電圧信号へと変換する以外は、直接検波方式による電磁波強度測定装置200の検波器217と同様の機能を有し、同様の効果を奏するものであるため、詳細な説明は省略する。   The detector 217 has the same function as the detector 217 of the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 by the direct detection method except that it converts the signal output from the IF amplifier 259 into a voltage signal, and exhibits the same effect. Therefore, detailed description is omitted.

以上説明したようなヘテロダイン方式の電磁波強度測定装置200を利用して、90GHz〜98GHzの周波数を有する電磁波を検波する場合を考える。かかる場合、フィルタ257が透過させる周波数の帯域は、90GHz〜98GHzと設定することができる。また、発振器251が発振するローカル周波数を100GHzと設定することで、中間周波数IFは、2GHz〜10GHzとなるため、IFアンプ259として、2GHz〜10GHz程度を帯域とするものを利用すればよい。   A case will be considered in which an electromagnetic wave having a frequency of 90 GHz to 98 GHz is detected using the heterodyne electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 as described above. In such a case, the band of frequencies transmitted by the filter 257 can be set to 90 GHz to 98 GHz. In addition, since the intermediate frequency IF is 2 GHz to 10 GHz by setting the local frequency at which the oscillator 251 oscillates to 100 GHz, an IF amplifier 259 having a band of about 2 GHz to 10 GHz may be used.

以上説明したようなデバイスが連携して機能することにより、測定対象物である圧延鋼材から放射された放射波のうち、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波が検波され、演算処理装置300へと出力されることとなる。   The devices described above cooperate and function to detect the electromagnetic wave in the microwave to millimeter wave band among the radiation waves radiated from the rolled steel material which is the object to be measured, and output it to the arithmetic processing unit 300 It will be done.

以上、図7A及び図7Bを参照しながら、本実施形態に係る電磁波強度測定装置200の具体例について説明した。   The specific example of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 according to the present embodiment has been described above with reference to FIGS. 7A and 7B.

[演算処理装置の構成について]
続いて、図8を参照しながら、本実施形態に係る演算処理装置300の構成について説明する。図8は、本実施形態に係る演算処理装置300の構成の一例を示したブロック図である。
[About the configuration of the processing unit]
Subsequently, the configuration of the arithmetic processing unit 300 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of an arithmetic processing unit 300 according to the present embodiment.

図8に示したように、本実施形態に係る演算処理装置300は、データ取得部301と、表面温度算出部303と、算出温度出力部305と、表示制御部307と、記憶部309と、を主に備える。   As shown in FIG. 8, the arithmetic processing unit 300 according to this embodiment includes a data acquisition unit 301, a surface temperature calculation unit 303, a calculated temperature output unit 305, a display control unit 307, and a storage unit 309. Mainly to

データ取得部301は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、通信装置等により実現される。データ取得部301は、放射温度計100から出力された、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の表面温度の測定データと、電磁波強度測定装置200から出力された、ミスト冷却に供される直前、及び、ミスト冷却中の圧延鋼材についてのマイクロ波〜ミリ波帯域の放射電磁波の検波結果を示したデータ(例えば、上記電磁波の受信電圧を示すデータ等)をそれぞれ取得する。その後、データ取得部301は、取得したこれらの測定データを、後述する表面温度算出部303へと出力する。   The data acquisition unit 301 is realized by, for example, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a communication device, and the like. The data acquisition unit 301 is measurement data of the surface temperature of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling, which is output from the radiation thermometer 100, and immediately before being subjected to mist cooling, which is output from the electromagnetic wave intensity measuring device 200. And the data (for example, the data etc. which show the reception voltage of the said electromagnetic waves etc.) which showed the detection result of the radiation electromagnetic waves of the microwave-millimeter wave band about the rolling steel materials in mist cooling are each acquired. Thereafter, the data acquisition unit 301 outputs the acquired measurement data to the surface temperature calculation unit 303 described later.

また、データ取得部301は、取得した各種の測定データに、当該測定データを取得した日時等の時刻情報を関連付けて、履歴情報として後述する記憶部309に記録してもよい。   In addition, the data acquisition unit 301 may associate the acquired various measurement data with time information such as the date and time when the measurement data is acquired, and may record the result as history information in the storage unit 309 described later.

表面温度算出部303は、例えば、CPU、ROM、RAM等により実現される。表面温度算出部303は、電磁波強度測定装置200により測定された、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の電磁波の強度と、放射温度計100による圧延鋼材の表面温度と、電磁波強度測定装置200により測定された、ミスト冷却中の圧延鋼材の電磁波の強度と、を利用して、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を算出する。   The surface temperature calculation unit 303 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The surface temperature calculation unit 303 measures the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling, the surface temperature of the rolled steel material by the radiation thermometer 100, and the electromagnetic wave intensity measurement device 200 measured by the electromagnetic wave intensity measurement device 200. The surface temperature of the rolled steel during mist cooling is calculated using the strength of the electromagnetic wave of the rolled steel during mist cooling, which is measured by the above.

先ほどから説明しているように、熱間圧延された圧延鋼材は、その製造過程において、圧延鋼材の表面に生成されるスケールの状態が圧延鋼材間で異なるために、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の放射率は、圧延鋼材毎に異なるものとなる。一方で、ミスト冷却中は、ミスト冷却の速い冷却速度により鋼材表面にスケールが新たに生成することは無いと考えられるため、ミスト冷却中の圧延鋼材の放射率は、一定とみなすことができると考えられる。そこで、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の放射率を圧延鋼材毎に適切に補正することが出来れば、マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波を利用して、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を計測することが可能となる。   As described above, the hot-rolled rolled steel material is subjected to mist cooling immediately before being subjected to mist cooling because the state of the scale formed on the surface of the rolled steel material differs between the rolled steel materials in the manufacturing process. The emissivity of the rolled steels differs from one rolled steel to another. On the other hand, during mist cooling, it is considered that no scale is newly generated on the steel surface due to the fast cooling rate of mist cooling, so that the emissivity of the rolled steel during mist cooling can be regarded as constant. Conceivable. Therefore, if the emissivity of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling can be appropriately corrected for each rolled steel material, the electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band can be used to It is possible to measure the surface temperature.

そこで、本実施形態に係る表面温度算出部303では、まず、ミスト冷却に供される直前における、電磁波強度測定装置200により測定された電磁波の強度と、放射温度計100による圧延鋼材の表面温度と、を利用して、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の放射率を補正するための補正係数を算出する。換言すれば、かかる補正係数は、電磁波強度測定装置200によるミスト冷却中の測定の初期値を、圧延鋼材間でほぼ一定の値とするための補正係数として機能する。   Therefore, in the surface temperature calculation unit 303 according to the present embodiment, first, the intensity of the electromagnetic wave measured by the electromagnetic wave intensity measuring device 200 and the surface temperature of the rolled steel material by the radiation thermometer 100 immediately before being subjected to mist cooling , To calculate the correction coefficient for correcting the emissivity of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling. In other words, the correction coefficient functions as a correction coefficient for setting the initial value of the measurement during the mist cooling by the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 to a substantially constant value between the rolled steel materials.

具体的には、表面温度算出部303は、電磁波強度測定装置200により測定された、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、放射温度計100による圧延鋼材の表面温度をTとしたときに、以下の式101に基づいて、補正係数Aを算出する。この補正係数Aは、ミスト冷却に供されている圧延鋼材毎に変化する値であり、ミスト冷却に供されている圧延鋼材の表面温度を測定している間は、保持されている。 Specifically, the surface temperature calculation unit 303 sets the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling to S 0 , which is measured by the electromagnetic wave intensity measuring device 200, and the surface of the rolled steel material by the radiation thermometer 100. Assuming that the temperature is T 0 , the correction coefficient A is calculated based on the following equation 101. The correction coefficient A is a value that varies for each rolled steel material subjected to mist cooling, and is maintained while the surface temperature of the rolled steel material subjected to mist cooling is measured.

その後、表面温度算出部303は、電磁波強度測定装置200により測定された、ミスト冷却中の圧延鋼材の電磁波の強度をSとしたときに、算出した補正係数Aを利用して、以下の式103に基づき、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度Tを算出する。このようにして得られた表面温度Tは、放射率の変動に起因する測定誤差を取り除いた、補正後の表面温度(真の表面温度)である。 After that, the surface temperature calculation unit 303 uses the correction coefficient A that is calculated when the electromagnetic wave intensity of the rolled steel material during mist cooling is S c , which is measured by the electromagnetic wave intensity measurement device 200, and the following equation Based on 103, the surface temperature T c of the rolled steel during mist cooling is calculated. The surface temperature T c obtained in this way is a corrected surface temperature (true surface temperature) from which measurement errors due to fluctuations in emissivity have been removed.

Figure 0006520618
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なお、表面温度算出部303は、補正係数Aを算出せずに、電磁波強度測定装置200により測定された、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の電磁波の強度Sと、放射温度計100による圧延鋼材の表面温度Tと、を、測定の間保持しておき、以下の式105に基づいて、表面温度Tを算出してもよい。 The surface temperature calculation unit 303 does not calculate the correction coefficient A, and the electromagnetic wave intensity S 0 of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling and the radiation thermometer 100 measured by the electromagnetic wave intensity measurement device 200. The surface temperature T 0 of the rolled steel according to the above may be held during measurement, and the surface temperature T c may be calculated based on the following equation 105.

Figure 0006520618
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ただ、補正係数Aを算出した場合には、以降の表面温度Tを算出する際は乗算を1回のみ実施すればよいのに対し、補正係数Aを算出しない場合には、以降の表面温度Tを算出する際は、乗算を1回と除算を1回実施しなくてはならない。そのため、温度測定処理のより一層の高速化を図るためには、補正係数Aを算出した上で、式103により表面温度Tを算出する方が好ましい。 However, when the correction coefficient A is calculated, the subsequent surface temperature T c may be calculated only once while the multiplication may be performed only once, whereas when the correction coefficient A is not calculated, the subsequent surface temperature is calculated. When calculating T c , one multiplication and one division must be performed. Therefore, in order to further speed up the temperature measurement process, it is preferable to calculate the surface temperature Tc by Equation 103 after calculating the correction coefficient A.

表面温度算出部303は、着目している圧延鋼材について、ミスト冷却中の表面温度Tを算出すると、算出結果を示したデータを、後述する算出温度出力部305に出力する。また、表面温度算出部303は、算出結果を示したデータを、当該データを生成した日時等に関する時刻情報と関連付けて、履歴情報として記憶部309に格納してもよい。 When the surface temperature Tc during mist cooling is calculated for the rolled steel material of interest, the surface temperature calculation unit 303 outputs data indicating the calculation result to a calculation temperature output unit 305 described later. In addition, the surface temperature calculation unit 303 may store data indicating the calculation result in the storage unit 309 as history information in association with time information on the date and time and the like when the data is generated.

算出温度出力部305は、例えば、CPU、ROM、RAM、通信装置等により実現される。算出温度出力部305は、表面温度算出部303が算出した圧延鋼材の表面温度を示したデータを、例えば後述する表示制御部307に出力する。また、算出温度出力部305は、インターネットやローカルエリアネットワーク等の各種ネットワークを介して、例えばミスト冷却を利用した冷却プロセスを制御する冷却プロセス制御装置20等といった外部の装置に対して、算出した圧延鋼材の表面温度を示したデータを出力してもよい。また、算出温度出力部305は、算出した圧延鋼材の表面温度を、プリンタ等を利用して印刷物として出力してもよい。   The calculated temperature output unit 305 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a communication device, and the like. The calculated temperature output unit 305 outputs data indicating the surface temperature of the rolled steel material calculated by the surface temperature calculation unit 303 to, for example, a display control unit 307 described later. In addition, the calculated temperature output unit 305 calculates the rolling of the external device such as the cooling process control device 20 or the like that controls the cooling process using mist cooling, for example, via various networks such as the Internet and a local area network. You may output the data which showed the surface temperature of steel materials. The calculated temperature output unit 305 may output the calculated surface temperature of the rolled steel as a printed matter using a printer or the like.

また、算出温度出力部305は、算出したミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を示したデータに、当該データを算出した日時等に関する時刻情報を関連づけて、履歴情報として後述する記憶部309に記録してもよい。   In addition, the calculated temperature output unit 305 associates data representing the calculated surface temperature of the rolled steel material during mist cooling with time information on the date and time when the data is calculated, and records it in the storage unit 309 described later as history information. You may

表示制御部307は、例えば、CPU、ROM、RAM、出力装置等により実現される。表示制御部307は、算出温度出力部305から出力された圧延鋼材の表面温度の算出結果を、演算処理装置300が備えるディスプレイ等の出力装置や演算処理装置300の外部に設けられた出力装置等に表示する際の表示制御を行う。これにより、鋼材温度測定装置10の利用者は、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度に関する測定結果を、その場で把握することが可能となる。   The display control unit 307 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, an output device, and the like. The display control unit 307 outputs the calculation result of the surface temperature of the rolled steel material output from the calculated temperature output unit 305 to an output device such as a display provided in the arithmetic processing device 300 or an output device provided outside the arithmetic processing device 300 Perform display control when displaying on. Thereby, the user of the steel material temperature measuring apparatus 10 can grasp the measurement result regarding the surface temperature of the rolled steel material during the mist cooling on the spot.

記憶部309は、例えば本実施形態に係る演算処理装置300が備えるRAMやストレージ装置等により実現される。記憶部309には、演算処理装置300が何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、または、各種のデータベースやプログラム等が、適宜記録されている。この記憶部309は、データ取得部301、表面温度算出部303、算出温度出力部305、表示制御部307等が、自由にデータのリード/ライト処理を行うことが可能である。   The storage unit 309 is realized by, for example, a RAM, a storage device, or the like included in the arithmetic processing unit 300 according to the present embodiment. In the storage unit 309, various parameters that need to be stored when the arithmetic processing unit 300 performs some processing, progress of processing, etc., various databases, programs, etc. are appropriately recorded. In the storage unit 309, the data acquisition unit 301, the surface temperature calculation unit 303, the calculated temperature output unit 305, the display control unit 307, and the like can freely perform data read / write processing.

以上、本実施形態に係る演算処理装置300の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、CPU等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。   Heretofore, an example of the function of the arithmetic processing unit 300 according to the present embodiment has been shown. Each component described above may be configured using a general-purpose member or circuit, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. Further, all functions of each component may be performed by a CPU or the like. Therefore, it is possible to change the configuration to be used as appropriate according to the technical level at which the present embodiment is implemented.

なお、上述のような本実施形態に係る演算処理装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。   In addition, it is possible to create a computer program for realizing each function of the arithmetic processing unit according to the present embodiment as described above, and to install it on a personal computer or the like. In addition, a computer readable recording medium in which such a computer program is stored can be provided. The recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a flash memory or the like. In addition, the above computer program may be distributed via, for example, a network without using a recording medium.

<鋼材温度測定方法について>
次に、図9を参照しながら、本実施形態に係る鋼材温度測定方法の流れの一例について、簡単に説明する。図9は、本実施形態に係る鋼材温度測定方法の流れの一例を示した流れ図である。
<About the steel material temperature measurement method>
Next, an example of the flow of the steel material temperature measuring method according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. FIG. 9 is a flow chart showing an example of the flow of the steel material temperature measuring method according to the present embodiment.

本実施形態に係る鋼材温度測定方法では、ミスト冷却に供される熱間圧延された圧延鋼材について、ミスト冷却直前の圧延鋼材を、放射温度計100及び電磁波強度測定装置200の双方を用いて測定する(ステップS101)。この際、放射温度計100及び電磁波強度測定装置200は、圧延鋼材のほぼ同一の領域についての測定を実施するように、設置位置が予め調整されていることが好ましい。   In the steel material temperature measuring method according to the present embodiment, the rolled steel material immediately before mist cooling is measured using both the radiation thermometer 100 and the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 for the hot rolled steel material subjected to mist cooling. (Step S101). Under the present circumstances, it is preferable that the installation position is adjusted beforehand so that the radiation thermometer 100 and the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 may measure about the substantially same area | region of rolled steel materials.

次に、電磁波強度測定装置200を用いて、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面から放射される電磁波を測定する(ステップS103)。   Next, an electromagnetic wave emitted from the surface of the rolled steel under mist cooling is measured using the electromagnetic wave intensity measuring device 200 (step S103).

その後、演算処理装置300は、ミスト冷却直前の放射温度計100の測定値と、ミスト冷却直前の電磁波強度測定装置200の測定値と、ミスト冷却中の電磁波強度測定装置200の測定値と、を利用して、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度を随時算出する(ステップ105)。具体的には、演算処理装置300の表面温度算出部303は、ミスト冷却に供される直前の圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、ミスト冷却中の圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、放射温度計100による圧延鋼材の表面温度をTとしたときに、ミスト冷却中の圧延鋼材の表面温度Tを算出する。 Thereafter, the arithmetic processing unit 300 measures the measured value of the radiation thermometer 100 immediately before mist cooling, the measured value of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 immediately before mist cooling, and the measured value of the electromagnetic wave intensity measuring device 200 during mist cooling. The surface temperature of the rolled steel during mist cooling is calculated as needed (step 105). Specifically, the surface temperature calculation unit 303 of the arithmetic processing unit 300 sets the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling to S 0, and the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel during mist cooling to S c. When the surface temperature of the rolled steel material by the radiation thermometer 100 is T 0 , the surface temperature T c of the rolled steel material during mist cooling is calculated.

これにより、材表面に生成されるスケールの状態が変動する場合であっても、ミスト冷却中の鋼材の表面温度を、より正確に測定することが可能となる。   This makes it possible to more accurately measure the surface temperature of the steel during mist cooling, even when the state of the scale generated on the surface of the material changes.

(ハードウェア構成について)
次に、図10を参照しながら、本発明の実施形態に係る演算処理装置300のハードウェア構成について、詳細に説明する。図10は、本発明の実施形態に係る演算処理装置300のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
(About hardware configuration)
Next, the hardware configuration of the arithmetic processing unit 300 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram for explaining the hardware configuration of the arithmetic processing unit 300 according to the embodiment of the present invention.

演算処理装置300は、主に、CPU901と、ROM903と、RAM905と、を備える。また、演算処理装置300は、更に、バス907と、入力装置909と、出力装置911と、ストレージ装置913と、ドライブ915と、接続ポート917と、通信装置919とを備える。   The arithmetic processing unit 300 mainly includes a CPU 901, a ROM 903 and a RAM 905. The arithmetic processing unit 300 further includes a bus 907, an input unit 909, an output unit 911, a storage unit 913, a drive 915, a connection port 917, and a communication unit 919.

CPU901は、演算処理装置及び制御装置として機能し、ROM903、RAM905、ストレージ装置913、又はリムーバブル記録媒体921に記録された各種プログラムに従って、演算処理装置300内の動作全般又はその一部を制御する。ROM903は、CPU901が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。RAM905は、CPU901が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはCPUバス等の内部バスにより構成されるバス907により相互に接続されている。   The CPU 901 functions as an arithmetic processing unit and a control unit, and controls all or part of the operation in the arithmetic processing unit 300 in accordance with various programs recorded in the ROM 903, the RAM 905, the storage unit 913, or the removable recording medium 921. The ROM 903 stores programs used by the CPU 901, calculation parameters, and the like. The RAM 905 primarily stores programs used by the CPU 901, parameters that appropriately change in the execution of the programs, and the like. These are mutually connected by a bus 907 constituted by an internal bus such as a CPU bus.

バス907は、ブリッジを介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バスなどの外部バスに接続されている。   The bus 907 is connected to an external bus such as a peripheral component interconnect / interface (PCI) bus via a bridge.

入力装置909は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置909は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段(いわゆる、リモコン)であってもよいし、演算処理装置300の操作に対応したPDA等の外部接続機器923であってもよい。更に、入力装置909は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、CPU901に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、この入力装置909を操作することにより、演算処理装置300に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。   The input device 909 is an operation unit operated by the user, such as a mouse, a keyboard, a touch panel, a button, a switch, and a lever. Further, the input device 909 may be, for example, a remote control unit (so-called remote control) using infrared rays or other radio waves, or an external connection device 923 such as a PDA corresponding to the operation of the processing unit 300. May be Furthermore, the input device 909 is configured of, for example, an input control circuit that generates an input signal based on the information input by the user using the above-described operation means, and outputs the generated input signal to the CPU 901. By operating the input device 909, the user can input various data to the arithmetic processing unit 300 and instruct processing operations.

出力装置911は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、CRTディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置及びランプなどの表示装置や、スピーカ及びヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置911は、例えば、演算処理装置300が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、演算処理装置300が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。   The output device 911 is configured of a device capable of visually or aurally notifying the user of the acquired information. Such devices include display devices such as CRT display devices, liquid crystal display devices, plasma display devices, EL display devices and lamps, audio output devices such as speakers and headphones, printer devices, mobile phones, facsimiles and the like. The output device 911 outputs, for example, results obtained by various processes performed by the arithmetic processing unit 300. Specifically, the display device displays the results obtained by the various types of processing performed by the arithmetic processing unit 300 as text or an image. On the other hand, the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data, acoustic data and the like into an analog signal and outputs it.

ストレージ装置913は、演算処理装置300の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置913は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置913は、CPU901が実行するプログラムや各種データ、及び外部から取得した各種のデータなどを格納する。   The storage device 913 is a device for data storage configured as an example of a storage unit of the arithmetic processing unit 300. The storage device 913 includes, for example, a magnetic storage unit device such as a hard disk drive (HDD), a semiconductor storage device, an optical storage device, or a magneto-optical storage device. The storage device 913 stores programs executed by the CPU 901, various data, various data acquired from the outside, and the like.

ドライブ915は、記録媒体用リーダライタであり、演算処理装置300に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ915は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体921に記録されている情報を読み出して、RAM905に出力する。また、ドライブ915は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体921に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体921は、例えば、CDメディア、DVDメディア、Blu−ray(登録商標)メディア等である。また、リムーバブル記録媒体921は、コンパクトフラッシュ(登録商標)(CompactFlash:CF)、フラッシュメモリ、又は、SDメモリカード(Secure Digital memory card)等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体921は、例えば、非接触型ICチップを搭載したICカード(Integrated Circuit card)又は電子機器等であってもよい。   The drive 915 is a reader / writer for a recording medium, and is built in or externally attached to the arithmetic processing unit 300. The drive 915 reads out information recorded in a removable recording medium 921 such as a mounted magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory, and outputs the information to the RAM 905. The drive 915 can also write a record on a removable recording medium 921 such as a mounted magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory. The removable recording medium 921 is, for example, a CD medium, a DVD medium, a Blu-ray (registered trademark) medium, or the like. Further, the removable recording medium 921 may be Compact Flash (registered trademark) (Compact Flash: CF), a flash memory, an SD memory card (Secure Digital memory card), or the like. Further, the removable recording medium 921 may be, for example, an IC card (Integrated Circuit card) equipped with a noncontact IC chip, an electronic device, or the like.

接続ポート917は、機器を演算処理装置300に直接接続するためのポートである。接続ポート917の一例として、USB(Universal Serial Bus)ポート、IEEE1394ポート、SCSI(Small Computer System Interface)ポート、RS−232Cポート等がある。この接続ポート917に外部接続機器923を接続することで、演算処理装置300は、外部接続機器923から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器923に各種のデータを提供したりする。   The connection port 917 is a port for directly connecting a device to the arithmetic processing unit 300. Examples of the connection port 917 include a universal serial bus (USB) port, an IEEE 1394 port, a small computer system interface (SCSI) port, and an RS-232C port. By connecting the external connection device 923 to the connection port 917, the arithmetic processing unit 300 acquires various data directly from the external connection device 923 or provides various data to the external connection device 923.

通信装置919は、例えば、通信網925に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置919は、例えば、有線もしくは無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)、又はWUSB(Wireless USB)用の通信カード等である。また、通信装置919は、光通信用のルータ、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)用のルータ、又は、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置919は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばTCP/IP等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置919に接続される通信網925は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内LAN、社内LAN、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。   The communication device 919 is, for example, a communication interface configured of a communication device or the like for connecting to the communication network 925. The communication device 919 is, for example, a communication card for wired or wireless Local Area Network (LAN), Bluetooth (registered trademark), or WUSB (Wireless USB). In addition, the communication device 919 may be a router for optical communication, a router for asymmetric digital subscriber line (ADSL), a modem for various types of communication, or the like. The communication device 919 can transmit and receive signals and the like according to a predetermined protocol such as TCP / IP, for example, with the Internet or another communication device. The communication network 925 connected to the communication device 919 is configured by a network or the like connected by wire or wireless, and is, for example, the Internet, a home LAN, an in-house LAN, infrared communication, radio wave communication or satellite communication. May be

以上、本発明の実施形態に係る演算処理装置300の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。   Heretofore, an example of the hardware configuration that can realize the functions of the arithmetic processing unit 300 according to the embodiment of the present invention has been shown. Each of the components described above may be configured using a general-purpose member, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. Therefore, it is possible to change the hardware configuration to be used as appropriate according to the technical level of the time of carrying out the present embodiment.

続いて、実施例を示しながら、本発明に係る鋼材温度測定装置及び鋼材温度測定方法について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明に係る鋼材温度測定装置及び鋼材温度測定方法のあくまでも一例であって、本発明に係る鋼材温度測定装置及び鋼材温度測定方法が、下記の例に限定されるものではない。   Then, the steel-materials temperature measuring device and steel-materials temperature measuring method which concern on this invention are concretely demonstrated, showing an Example. The examples shown below are merely examples of the steel material temperature measuring apparatus and the steel material temperature measuring method according to the present invention, and the steel material temperature measuring apparatus and the steel material temperature measuring method according to the present invention are limited to the following examples. It is not a thing.

以下で説明する実施例では、同一の製造ラインで製造されたJIS E1120−2007規格に準拠した軌条(HH370レール)11本を、測定対象物とした。その上で、かかる軌条の冷却ラインに、放射温度計100と、電磁波強度測定装置200のアンテナ201とを、図11に模式的に示したように並列に設置し、冷却過程での温度計測を実施した。この際、アンテナ201の視野の中心と、放射温度計100の視野とが概略一致するように、双方の測定装置の測定位置を調整した。   In the example described below, 11 rails (HH370 rail) based on the JIS E1120-2007 standard manufactured on the same manufacturing line were used as the measurement object. Then, the radiation thermometer 100 and the antenna 201 of the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 are installed in parallel in the cooling line of the rail as schematically shown in FIG. 11, and the temperature measurement in the cooling process is performed. Carried out. At this time, the measurement positions of both measurement devices were adjusted so that the center of the field of view of the antenna 201 and the field of view of the radiation thermometer 100 were substantially matched.

なお、放射温度計100及びアンテナ201と、軌条の測定部分との間の離隔距離は、100mmに設定し、電磁波強度測定装置200としては、図7Aに示した直接検波方式のものを利用して、35GHzの周波数を有する電磁波を検波することとした。   The separation distance between the radiation thermometer 100 and the antenna 201 and the measurement portion of the track is set to 100 mm, and the electromagnetic wave intensity measuring apparatus 200 uses the direct detection method shown in FIG. 7A. , And detect electromagnetic waves having a frequency of 35 GHz.

ここで、本実施例では、放射温度計100による測定値との比較を行うために、軌条の冷却は、ミスト冷却ではなくエアー吹き付けによる空気冷却とし、冷却中も放射温度計による計測が可能なようにした。   Here, in the present embodiment, in order to compare with the measurement value by the radiation thermometer 100, the cooling of the rail is not mist cooling but air cooling by air blowing, and measurement by the radiation thermometer is possible even during cooling. I did it.

得られた軌条11本分の測定データに対して、上記のような放射率σの補正処理を実施しなかった場合の、放射温度計の計測温度と、電磁波強度と、の関係を、図12に示した。図12から明らかなように、11本分の測定データのそれぞれは、放射温度計の計測温度と電磁波強度との間に、レイリー・ジーンズの式から期待される線形関係が成立していることがわかる。しかしながら、各軌条の電磁波強度は、互いに相違する結果となっており、直線の傾きも、僅かながら互いに相違していることがわかる。このような状態では、何らかの補正処理を行わない限り、マイクロ波〜ミリ波帯域の電磁波を利用して、正確な表面温度を測定することは、困難である。   The relationship between the measured temperature of the radiation thermometer and the electromagnetic wave intensity when the correction processing of the emissivity σ as described above is not performed on the measurement data of 11 obtained rails is shown in FIG. It was shown to. As is clear from FIG. 12, in each of the measurement data for 11 lines, the linear relationship expected from the Rayleigh-Jeans equation holds between the measurement temperature of the radiation thermometer and the electromagnetic wave intensity. Recognize. However, the electromagnetic wave intensities of the tracks are different from each other, and it is understood that the inclinations of the straight lines are also slightly different from each other. In such a state, it is difficult to measure an accurate surface temperature using electromagnetic waves in the microwave and millimeter wave bands unless some correction processing is performed.

続いて、得られた軌条11本分の測定データに対して、上記のような放射率σの補正処理を実施した場合の、放射温度計の計測温度と、電磁波強度と、の関係を、図13に示した。本例では、軌条11本分の測定データそれぞれに対し、上記式101で表わされる補正係数Aを算出し、算出した補正係数Aを各測定データに乗じる処理を行っている。図13から明らかなように、軌条11本分の測定データは、ほぼ一致するように重なっていることがわかる。この場合の軌条11本分の測定データの測定誤差は、おおよそ±10℃以下であった。   Subsequently, the relationship between the measurement temperature of the radiation thermometer and the electromagnetic wave intensity in the case where the correction processing of the emissivity σ as described above is performed on the obtained measurement data of 11 rails is shown in FIG. It showed to 13. In this example, the correction coefficient A represented by the above-mentioned equation 101 is calculated for each of the measurement data of 11 tracks, and the processing of multiplying each measurement data by the calculated correction coefficient A is performed. As apparent from FIG. 13, it can be seen that the measurement data of 11 tracks overlap so as to substantially coincide. The measurement error of the measurement data for 11 tracks in this case was approximately ± 10 ° C. or less.

以上のような測定結果は、ミスト冷却ではなく空気冷却による冷却プロセスの測定結果であるが、ミスト冷却よりも冷却速度が遅い空気冷却において、図13に示したような直線関係が満たされていることから考えて、より冷却速度が速くなるミスト冷却においても、測定誤差が±10℃以下となる範囲で、ミスト冷却中の軌条の表面温度の測定が可能となると言える。   The measurement results as described above are the measurement results of the cooling process by air cooling, not by mist cooling, but the linear relationship as shown in FIG. 13 is satisfied in air cooling where the cooling rate is slower than mist cooling In view of the above, it can be said that measurement of the surface temperature of the rail during mist cooling is possible within the range where the measurement error is ± 10 ° C. or less even in mist cooling where the cooling rate is faster.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention belongs can conceive of various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also fall within the technical scope of the present invention.

10 鋼材温度測定装置
100 放射温度計
200 電磁波強度測定装置
201 アンテナ
203 アイソレータ
205 SPDTスイッチ
207 基準温度源
209,253 可変減衰器
211 ドライバ
213 RFアンプ
215,257 フィルタ
217 検波器
219 アンプ
221 ロックインアンプ
251 発振器
255 ミキサ
259 IFアンプ
300 演算処理装置
301 データ取得部
303 表面温度算出部
305 算出温度出力部
307 表示制御部
309 記憶部
Reference Signs List 10 steel temperature measuring apparatus 100 radiation thermometer 200 electromagnetic wave intensity measuring apparatus 201 antenna 203 isolator 205 SPDT switch 207 reference temperature source 209, 253 variable attenuator 211 driver 213 RF amplifier 215, 257 filter 217 detector 219 amplifier 221 lock-in amplifier 251 Oscillator 255 mixer 259 IF amplifier 300 arithmetic processing unit 301 data acquisition unit 303 surface temperature calculation unit 305 calculated temperature output unit 307 display control unit 309 storage unit

Claims (8)

熱間圧延された圧延鋼材をミスト冷却する冷却プロセスにおいて、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を測定する鋼材温度測定装置であって、
ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の表面温度を測定する放射温度計と、
ミスト冷却に供される直前、及び、ミスト冷却中の前記圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を測定する電磁波強度測定装置と、
ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を、測定された前記マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を利用して算出する演算処理装置と、
を備え、
前記演算処理装置は、
前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度と、前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、を利用して、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を算出する表面温度算出部を有する、鋼材温度測定装置。
A steel temperature measuring device for measuring a surface temperature of the rolled steel during mist cooling in a cooling process of performing mist cooling on a hot rolled rolled steel,
A radiation thermometer for measuring the surface temperature of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling;
An electromagnetic wave intensity measuring device for measuring the intensity of an electromagnetic wave belonging to a microwave to millimeter wave band emitted from the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling and during mist cooling.
An arithmetic processing unit that calculates the surface temperature of the rolled steel material during mist cooling using the intensity of the electromagnetic wave belonging to the measured microwave to millimeter wave band;
Equipped with
The arithmetic processing unit
Measured by the electromagnetic wave intensity measuring device, the electromagnetic wave intensity of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling measured by the electromagnetic wave intensity measuring device, the surface temperature of the rolled steel material by the radiation thermometer, and A steel temperature measuring device, comprising: a surface temperature calculation unit configured to calculate a surface temperature of the rolled steel during mist cooling using the strength of electromagnetic waves of the rolled steel during mist cooling.
前記表面温度算出部は、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度をTとしたときに、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度Tを、T=S×(T/S)いう演算処理により算出する、請求項1に記載の鋼材温度測定装置。 The surface temperature calculation unit sets the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel immediately before being subjected to mist cooling to S 0, and the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel during mist cooling to S c, and the rolling by the radiation thermometer the surface temperature of the steel material is taken as T 0, the surface temperature T c of the rolled steel in mist cooling is calculated by T c = S c × (T 0 / S 0) refers to the arithmetic processing, to claim 1 Steel material temperature measuring device as described. 前記表面温度算出部は、
ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとし、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度をTとしたときに、A=(T/S)で表わされる補正係数Aを算出し、
ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度をSとしたときに、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度Tを、T=A×Sいう演算処理により算出する、請求項1に記載の鋼材温度測定装置。
The surface temperature calculation unit
When the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel just before being subjected to mist cooling is S 0 and the surface temperature of the rolled steel by the radiation thermometer is T 0 , A = (T 0 / S 0 ) Calculate the correction factor A
The surface temperature T c of the rolled steel material during mist cooling is calculated by arithmetic processing of T c = A × S c , where S c is the intensity of the electromagnetic wave of the rolled steel material during mist cooling. The steel temperature measuring device described in.
前記電磁波強度測定装置は、前記マイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波として、1GHz〜200GHzの周波数を有する電磁波を検波し、当該1GHz〜200GHzの周波数を有する電磁波の強度を測定する、請求項1〜3の何れか1項に記載の鋼材温度測定装置。   The electromagnetic wave intensity measuring device detects an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz to 200 GHz as the electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band, and measures the intensity of the electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz to 200 GHz. The steel material temperature measuring device according to any one of 3. 前記放射温度計、及び、前記電磁波強度測定装置は、前記圧延鋼材におけるそれぞれの測定範囲が略一致するように配置される、請求項1〜4の何れか1項に記載の鋼材温度測定装置。   The steel material temperature measurement device according to any one of claims 1 to 4, wherein the radiation thermometer and the electromagnetic wave intensity measurement device are arranged such that the measurement ranges of the rolled steel material substantially coincide with each other. 前記電磁波強度測定装置は、直接検波方式又はヘテロダイン方式を利用した電磁波検波装置である、請求項1〜5の何れか1項に記載の鋼材温度測定装置。   The steel material temperature measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the electromagnetic wave intensity measuring device is an electromagnetic wave detecting device using a direct detection method or a heterodyne method. 前記圧延鋼材は、軌条である、請求項1〜6の何れか1項に記載の鋼材温度測定装置。   The steel material temperature measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the rolled steel material is a rail. 熱間圧延された圧延鋼材をミスト冷却する冷却プロセスにおいて、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を測定する鋼材温度測定方法であって、
ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の表面温度を、前記圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を測定する電磁波強度測定装置、及び、放射温度計の双方で測定し、
ミスト冷却中の前記圧延鋼材から放射されるマイクロ波〜ミリ波帯域に属する電磁波の強度を、前記電磁波強度測定装置により測定し、
前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却に供される直前の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、前記放射温度計による前記圧延鋼材の表面温度と、前記電磁波強度測定装置により測定された、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の電磁波の強度と、を利用して、ミスト冷却中の前記圧延鋼材の表面温度を算出する、鋼材温度測定方法。


A steel temperature measuring method for measuring the surface temperature of the rolled steel during mist cooling in a cooling process of mist cooling a hot rolled rolled steel,
An electromagnetic wave intensity measuring device for measuring the surface temperature of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling, the intensity of an electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band radiated from the rolled steel material, and a radiation thermometer Measure
The intensity of the electromagnetic wave belonging to the microwave to millimeter wave band radiated from the rolled steel material during mist cooling is measured by the electromagnetic wave intensity measuring device,
Measured by the electromagnetic wave intensity measuring device, the electromagnetic wave intensity of the rolled steel material immediately before being subjected to mist cooling measured by the electromagnetic wave intensity measuring device, the surface temperature of the rolled steel material by the radiation thermometer, and The steel-materials temperature measuring method which calculates the surface temperature of the said rolled steel materials in mist cooling using the intensity | strength of electromagnetic waves of the said rolled steel materials in mist cooling.


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