JPH04232448A - 亜鉛層の鉄含有量を測定する装置 - Google Patents
亜鉛層の鉄含有量を測定する装置Info
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- JPH04232448A JPH04232448A JP3252713A JP25271391A JPH04232448A JP H04232448 A JPH04232448 A JP H04232448A JP 3252713 A JP3252713 A JP 3252713A JP 25271391 A JP25271391 A JP 25271391A JP H04232448 A JPH04232448 A JP H04232448A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
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- G01N2223/076—X-ray fluorescence
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，Ｘ線源及び放射線検出
器から成る，亜鉛被覆された鋼における亜鉛層の鉄含有
量又は亜鉛層の厚さを測定する装置に関する。
器から成る，亜鉛被覆された鋼における亜鉛層の鉄含有
量又は亜鉛層の厚さを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼製造の際に，帯状鋼は腐食抵折を高め
るために亜鉛で被覆される。この被覆は，例えばいわゆ
るガルバニーリング工程で，即ち亜鉛被覆された鋼を約
５００ないし６０００℃にあとから加熱することによつ
て行われる。この「ガルバニーリング」により鉄は亜鉛
層に拡散するので，亜鉛と鉄との間に金属間化合物が形
成される。この金属間化合物は，被覆された鋼の更なる
加工性及び亜鉛層の付着特性にとつて非常に重要である
。この場合特に重要なのは，製造過程中に亜鉛層の鉄含
有量を狭い限度内に設定することであり，そのために亜
鉛層の鉄含有量の正確なパーセント値を知つていなけれ
ばならない。この鉄パーセント割合を決定するために又
は亜鉛層の鉄含有量を測定するために，「カルバニーリ
ング被覆における鉄含有量の連続測定」（″ＣＯＮＴＩ
ＮＵＯＵＳ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ Ｆ
Ｅ ＣＯＮＴＥＮＴ ＩＮ ＧＡＬＶＡＮＮＥＡ
ＬＥＤ ＣＯＡＴＩＮＧ″」という表題の１９８８年
１月２８日発行川崎製鉄技報に，ブラック法によるＦｅ
／Ｚｎ晶出のための格子定数を測定する方法が記載され
ている。しかしこの方法は実験室用にしか適していない
。なぜならば装置に関する出費が非常に大きく，測定時
間が比較的長く，即ち２０秒より長くかつ測定材料の位
置変化が，誤りのある測定結果を生ぜしめるからである
。
るために亜鉛で被覆される。この被覆は，例えばいわゆ
るガルバニーリング工程で，即ち亜鉛被覆された鋼を約
５００ないし６０００℃にあとから加熱することによつ
て行われる。この「ガルバニーリング」により鉄は亜鉛
層に拡散するので，亜鉛と鉄との間に金属間化合物が形
成される。この金属間化合物は，被覆された鋼の更なる
加工性及び亜鉛層の付着特性にとつて非常に重要である
。この場合特に重要なのは，製造過程中に亜鉛層の鉄含
有量を狭い限度内に設定することであり，そのために亜
鉛層の鉄含有量の正確なパーセント値を知つていなけれ
ばならない。この鉄パーセント割合を決定するために又
は亜鉛層の鉄含有量を測定するために，「カルバニーリ
ング被覆における鉄含有量の連続測定」（″ＣＯＮＴＩ
ＮＵＯＵＳ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ Ｆ
Ｅ ＣＯＮＴＥＮＴ ＩＮ ＧＡＬＶＡＮＮＥＡ
ＬＥＤ ＣＯＡＴＩＮＧ″」という表題の１９８８年
１月２８日発行川崎製鉄技報に，ブラック法によるＦｅ
／Ｚｎ晶出のための格子定数を測定する方法が記載され
ている。しかしこの方法は実験室用にしか適していない
。なぜならば装置に関する出費が非常に大きく，測定時
間が比較的長く，即ち２０秒より長くかつ測定材料の位
置変化が，誤りのある測定結果を生ぜしめるからである
。
【０００３】更に，Ｘ線照射装置によつて，亜鉛及び鉄
割合のエネルギー選択測定が比例計数器により行えるよ
うに材料放射線励起が行われる方法も公知である。この
方法は，日本の日新製鋼株式会社市川工場により「Ｘ線
回析技術によるガルバニーリングされた鋼板の合金度の
測定及びその実用」（″ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ
ＤＥＧＲＥＥ ＯＦ ＡＬＬＯＹＩＮＧ ＯＦ
ＧＡＬＶＡＮＮＥＡＬＥＤＳＴＥＥＬ ＳＨＥＥＴ
Ｓ ＢＹ Ｘ−ＲＡＹ ＤＩＦＦＲＡＣＴＩＯＮ
ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＡＮＤ ＩＴＳ ＰＲＡＣ
ＴＩＣＡＬ ＵＳＥ″）という表題のもとに記載され
ている。この方法によれば，比例計数器（検出器）は測
定過程中に測定材料の表面に対して種々の角度をなして
置かれるので，これらの測定結果から結晶構造が検出さ
れ得る。この場合かなりの安定性問題が生ずるので，例
えば単に測定材料の運動，即ち載置面の周りの材料の運
動，が誤測定に至らせる。従つてこの方法も実験室用に
しか適していない。
割合のエネルギー選択測定が比例計数器により行えるよ
うに材料放射線励起が行われる方法も公知である。この
方法は，日本の日新製鋼株式会社市川工場により「Ｘ線
回析技術によるガルバニーリングされた鋼板の合金度の
測定及びその実用」（″ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ
ＤＥＧＲＥＥ ＯＦ ＡＬＬＯＹＩＮＧ ＯＦ
ＧＡＬＶＡＮＮＥＡＬＥＤＳＴＥＥＬ ＳＨＥＥＴ
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ＴＩＣＡＬ ＵＳＥ″）という表題のもとに記載され
ている。この方法によれば，比例計数器（検出器）は測
定過程中に測定材料の表面に対して種々の角度をなして
置かれるので，これらの測定結果から結晶構造が検出さ
れ得る。この場合かなりの安定性問題が生ずるので，例
えば単に測定材料の運動，即ち載置面の周りの材料の運
動，が誤測定に至らせる。従つてこの方法も実験室用に
しか適していない。
【０００４】従来公知の，亜鉛被覆された鋼における亜
鉛層の鉄含有量を測定する方法はどれも，実際値が検出
できて，プロセス制御が適当に行えるように，製造過程
中の測定に使用されるのに適していない。
鉛層の鉄含有量を測定する方法はどれも，実際値が検出
できて，プロセス制御が適当に行えるように，製造過程
中の測定に使用されるのに適していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，粗雑
な製造過程中に実際の被覆測定値が検出される，亜鉛被
覆された鋼における亜鉛層の鉄含有量又は亜鉛層の厚さ
を測定する装置を提供することである。
な製造過程中に実際の被覆測定値が検出される，亜鉛被
覆された鋼における亜鉛層の鉄含有量又は亜鉛層の厚さ
を測定する装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば，装置が測定頭部を持つており，この測定頭部の中に
，高電圧Ｘ線源が，測定されるべき材料の面に対して６
０゜ないし１２０゜の角度をなして配置されておりかつ
選択感度を備えた少なくとも２つの検出器が，測定され
るべき材料の面に対して一方の検出器は最大３０゜の角
度をなして，他方の検出器は６０゜ないし１２０゜の角
度をなして，配置されていることによつて解決される。
ば，装置が測定頭部を持つており，この測定頭部の中に
，高電圧Ｘ線源が，測定されるべき材料の面に対して６
０゜ないし１２０゜の角度をなして配置されておりかつ
選択感度を備えた少なくとも２つの検出器が，測定され
るべき材料の面に対して一方の検出器は最大３０゜の角
度をなして，他方の検出器は６０゜ないし１２０゜の角
度をなして，配置されていることによつて解決される。
【０００７】
【発明の効果】この測定装置は，いわゆるオンライン運
転で亜鉛層の被覆の直後に，亜鉛層の鉄含有量が検出さ
れるように測定を行うことを可能にする。それにより同
時に亜鉛層の厚さも測定及び表示され得る。
転で亜鉛層の被覆の直後に，亜鉛層の鉄含有量が検出さ
れるように測定を行うことを可能にする。それにより同
時に亜鉛層の厚さも測定及び表示され得る。
【０００８】
【実施例】図面に本発明による装置の実施例が概略的に
示されている。
示されている。
【０００９】１で示されている測定頭部は１つの高電圧
Ｘ線源２と，少なくとも２つの検出器３及び４とを持つ
ている。第３の検出器５は，特定の製造条件又は過程が
，以下に説明されるように，必要とする場合に配置され
なければならない。
Ｘ線源２と，少なくとも２つの検出器３及び４とを持つ
ている。第３の検出器５は，特定の製造条件又は過程が
，以下に説明されるように，必要とする場合に配置され
なければならない。
【００１０】Ｘ線源２は，測定されるべき材料６（亜鉛
被覆された鋼）の面に対して角度γをなして取り付けら
れており，検出器３及び５は，測定されるべき材料６の
面に対して角度αをなして，検出器４は角度βをなして
それぞれ配置されている。角度γは６０゜ないし１２０
゜であり，角度αは量大３０゜であり，角度βは６０゜
ないし１２０゜である。
被覆された鋼）の面に対して角度γをなして取り付けら
れており，検出器３及び５は，測定されるべき材料６の
面に対して角度αをなして，検出器４は角度βをなして
それぞれ配置されている。角度γは６０゜ないし１２０
゜であり，角度αは量大３０゜であり，角度βは６０゜
ないし１２０゜である。
【００１１】検出器３，４及び５は，選択感度を備えた
検出器として構成されており，このことは，これらの検
出器によつて特定の種類の電離放射線の強度が選択的に
電気信号に変換され，それにより測定可能にされること
を意昧する。
検出器として構成されており，このことは，これらの検
出器によつて特定の種類の電離放射線の強度が選択的に
電気信号に変換され，それにより測定可能にされること
を意昧する。
【００１２】検出器３，４及び５はＺｎ（亜鉛）及びＦ
ｅ（鉄）の特性Ｋ曲線を検出し，この場合，選択感度を
得るために適当な吸収フイルタ又はパルス弁別装置が使
用される。例として使用可能な検出器の構造様式を図２
，３及び４により説明する。
ｅ（鉄）の特性Ｋ曲線を検出し，この場合，選択感度を
得るために適当な吸収フイルタ又はパルス弁別装置が使
用される。例として使用可能な検出器の構造様式を図２
，３及び４により説明する。
【００１３】図２に概略的に示されている検出器は，電
離箱１８と称せられる希ガスで満たされた金属ハウジン
グ７から成る。ハウジング７は，例えばプラスチツク箔
から成る，入射窓８を備えている。ハウジング７の内部
には，このハウジング７に対して絶縁されて，１つ又は
複数の金属電極９が取り付けられている。電極９とハウ
ジング７との間に運転中，高電圧が印加されている。
離箱１８と称せられる希ガスで満たされた金属ハウジン
グ７から成る。ハウジング７は，例えばプラスチツク箔
から成る，入射窓８を備えている。ハウジング７の内部
には，このハウジング７に対して絶縁されて，１つ又は
複数の金属電極９が取り付けられている。電極９とハウ
ジング７との間に運転中，高電圧が印加されている。
【００１４】入射窓８を通つて電離放射線がハウジング
７に入射すると，この放射線は，高電圧の電界中におけ
る電荷の移動により，電極９に測定可能な電流を生ぜし
め，この電流は電流計１１により測定可能である。この
電流は放射線の強度に対応する。検出器の選択感度は，
入射窓８の前に吸収フイルタとして金属箔１０を取り付
けることによつて得られる。
７に入射すると，この放射線は，高電圧の電界中におけ
る電荷の移動により，電極９に測定可能な電流を生ぜし
め，この電流は電流計１１により測定可能である。この
電流は放射線の強度に対応する。検出器の選択感度は，
入射窓８の前に吸収フイルタとして金属箔１０を取り付
けることによつて得られる。
【００１５】この種の吸収フイルタは，例えば銅，鉄又
は他の適切な金属から成る。
は他の適切な金属から成る。
【００１６】図３に，ｐ型及びｎ型領域１３及び１４を
持つ半導体ダイオード検出器が概略的に示されており，
この半導体ダイオード検出器の選択感度は，ダイオード
の前に金属箔１０を取り付けることによつて生ぜしめら
れる。図２に示されている電離箱検出器と同じように，
半導体ダイオード検出器の場合にも，ダイオードの逆方
向の高電圧によつて，電荷の少ない，大きい領域１２が
形成され，この領域において電離放射線の入射の際に電
荷対の形成により，測定可能な電流が生ぜしめられ，こ
の電流は電流計１１で測定され得る。この電流は放射線
の強度に対応する。
持つ半導体ダイオード検出器が概略的に示されており，
この半導体ダイオード検出器の選択感度は，ダイオード
の前に金属箔１０を取り付けることによつて生ぜしめら
れる。図２に示されている電離箱検出器と同じように，
半導体ダイオード検出器の場合にも，ダイオードの逆方
向の高電圧によつて，電荷の少ない，大きい領域１２が
形成され，この領域において電離放射線の入射の際に電
荷対の形成により，測定可能な電流が生ぜしめられ，こ
の電流は電流計１１で測定され得る。この電流は放射線
の強度に対応する。
【００１７】図４に半導体検出器が示されており，この
半導体検出器は内部構造に関して図３による検出器に一
致している。高感度の増幅器１５の結合によつて，電子
的に良好に処理できるパルスが供給され，これらのパル
スのパルス波高は（電離放射線の）個々の放射線量子の
エネルギーに対応する。検出器の選択感度は単一チヤネ
ル弁別器１６におけるパルス波高の選択により得られる
。
半導体検出器は内部構造に関して図３による検出器に一
致している。高感度の増幅器１５の結合によつて，電子
的に良好に処理できるパルスが供給され，これらのパル
スのパルス波高は（電離放射線の）個々の放射線量子の
エネルギーに対応する。検出器の選択感度は単一チヤネ
ル弁別器１６におけるパルス波高の選択により得られる
。
【００１８】動作のやり方は次の通りである。
【００１９】測定材料６，即ち亜鉛被覆された鋼はＸ線
管２からのＸ線を照射されかつＸ線−蛍光線の放射のた
めに励起される。これは，亜鉛及び鉄のいわゆるＫ放射
線である。この蛍光放射線は，上述の角度範囲α，β及
びγに配置されている検出器３及び４，場合によつては
５，により検出される。例えば銅の金属箔１０が吸収フ
イルタとしてその前に存在する一方の検出器３又は５は
，測定材料６に対して最大３０゜のゆるい角度αをなし
て組み付けられている。その結果，測定材料６中に励起
される亜鉛放射線は非常に長い距離を進まなければなら
ず，従つて測定材料６自体において材料６の亜鉛層厚さ
にはとんど関係なく弱められる。この結果，この検出器
３又は５は一次近似で被覆の鉄含有量だけを記録するこ
とになる。その他の検出器４は測定材料６に対して６０
゜ないし１２０゜の角度βをなして配置されており，そ
れにより，できるだけ大きい侵入深さを得ることができ
る。この検出器４の前に，吸収フイルタとして，例えば
鉄製の金属箔１０が存在するので，鉄放射線の検出が行
われる。層厚さの電離放射線の強度の弱まりはこの検出
器４で測定され，一次近似で層の亜鉛面質量を生ぜしめ
る。
管２からのＸ線を照射されかつＸ線−蛍光線の放射のた
めに励起される。これは，亜鉛及び鉄のいわゆるＫ放射
線である。この蛍光放射線は，上述の角度範囲α，β及
びγに配置されている検出器３及び４，場合によつては
５，により検出される。例えば銅の金属箔１０が吸収フ
イルタとしてその前に存在する一方の検出器３又は５は
，測定材料６に対して最大３０゜のゆるい角度αをなし
て組み付けられている。その結果，測定材料６中に励起
される亜鉛放射線は非常に長い距離を進まなければなら
ず，従つて測定材料６自体において材料６の亜鉛層厚さ
にはとんど関係なく弱められる。この結果，この検出器
３又は５は一次近似で被覆の鉄含有量だけを記録するこ
とになる。その他の検出器４は測定材料６に対して６０
゜ないし１２０゜の角度βをなして配置されており，そ
れにより，できるだけ大きい侵入深さを得ることができ
る。この検出器４の前に，吸収フイルタとして，例えば
鉄製の金属箔１０が存在するので，鉄放射線の検出が行
われる。層厚さの電離放射線の強度の弱まりはこの検出
器４で測定され，一次近似で層の亜鉛面質量を生ぜしめ
る。
【００２０】亜鉛面質量及び層のパーセントによる鉄含
有量の測定値を正確に測定するために，上述の検出器３
及び４からの信号はアルゴリズムを受け，このアルゴリ
ズムにおいて亜鉛層のパーセントによる鉄含有量は面質
量と鉄含有量との比に関係する。これらの信号は，周知
の電子データ処理装置１７で処理され，表示され及び／
又は記録されかつ製造過程の制御のために使用される。
有量の測定値を正確に測定するために，上述の検出器３
及び４からの信号はアルゴリズムを受け，このアルゴリ
ズムにおいて亜鉛層のパーセントによる鉄含有量は面質
量と鉄含有量との比に関係する。これらの信号は，周知
の電子データ処理装置１７で処理され，表示され及び／
又は記録されかつ製造過程の制御のために使用される。
【００２１】製造過程中に特定の製造条件により測定材
料６の傾倒又はばたつき運動が起こつて，測定が不精確
になる恐れがある場合は，これらの測定不精確は第３の
検出器５の配置により除去され得る。この第３の検出器
５は検出器３に対して対称的に，即ち測定材料６に対し
て同じ角度αをなして取り付けられなければならないの
で，例えば反時計回りの測定材料６の傾倒の際に検出器
３の一層小さい測定値検出は検出器５の一層大きい測定
値検出により補償される。
料６の傾倒又はばたつき運動が起こつて，測定が不精確
になる恐れがある場合は，これらの測定不精確は第３の
検出器５の配置により除去され得る。この第３の検出器
５は検出器３に対して対称的に，即ち測定材料６に対し
て同じ角度αをなして取り付けられなければならないの
で，例えば反時計回りの測定材料６の傾倒の際に検出器
３の一層小さい測定値検出は検出器５の一層大きい測定
値検出により補償される。
【図１】装置の横断面図である。
【図２】吸収フイルタを持つ電離箱検出器の横断面図で
ある。
ある。
【図３】吸収フイルタを持つ半導体ダイオード検出器の
横断面図である。
横断面図である。
【図４】パルス弁別装置を持つ半導体ダイオード検出器
の横断面図である。
の横断面図である。
１ 測定頭部
２ 高電圧Ｘ線源３，４，５
検出器 ６ 測定材料
検出器 ６ 測定材料
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｘ線源及び放射線検出器から成る，亜
鉛層の鉄含有量を測定する装置において，装置が測定頭
部（１）を持つており，この測定頭部の中に，高電圧Ｘ
線源（２）が，測定されるべき材料（６）の面に対して
６０゜ないし１２０゜の角度（γ）をなして配置されて
おりかつ選択感度を備えた少なくとも２つの検出器（３
，４）が，測定されるべき材料（６）の面に対して一方
の検出器（３）は最大３０゜の角度（α）をなして，他
方の検出器（４）は６０゜ないし１２０゜の角度（β）
をなして，配置されていることを特徴とする，亜鉛層の
鉄含有量を測定する装置。 - 【請求項２】 測定頭部（１）が１つの高電圧Ｘ線源
（２）及び３つの検出器（３，４及び５）を持つており
，この場合，検出器（３及び５）が，測定されるべき材
料（６）の面に対して同じ角度（α）をなして配置され
ていることを特徴とする，請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 検出器（３，４，５）が，金属箔（１
０）を吸収フイルタとして取り付けることにより，選択
感度を持つことを特徴とする，請求項１又は２に記載の
装置。 - 【請求項４】 検出器（３，４，５）が半導体ダイオ
ード検出器として構成されかつそれぞれ増幅器（１５）
に結合されており，増幅器パルスが，検出器（３，４，
５）の選択感度を得るために単一チヤネル弁別器（１６
）で電子的に選択可能であることを特徴とする，請求項
１又は２に記載の装置。 - 【請求項５】 検出器信号（３，４，５）が，測定結
果を表示するために公知の電子データ処理装置へ供給さ
れることを特徴とする，請求項１ないし４のうち１つに
記載の装置。 - 【請求項６】 測定結果を用いて公知の手段により製
造過程が制御されることを特徴とする，請求項５に記載
の装置。
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