JPH07198681A

JPH07198681A - 金属材の状態量測定装置

Info

Publication number: JPH07198681A
Application number: JP33608193A
Authority: JP
Inventors: Sueyoshi Oga; 末寿大賀; Toshiyuki Mizuno; 俊行水野; Sunao Yabe; 直矢部; Ichiro Maeda; 一郎前田; Ryuta Mogi; 龍太茂木; Masahiko Morita; 正彦森田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp; Kawatetsu Techno Research Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Techno Research Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-01

Abstract

(57)【要約】【目的】金属材料の状態量測定装置を提供する。【構成】被測定材１である金属材料のいずれか一方の
面に配置されて少なくとの１つの高周波を含む３つの周
波数により励磁される励磁コイル５と、励磁コイル５か
ら所定の距離だけ離れた位置に配置されて励磁周波数の
鎖交磁束量に依存した合成波信号を検出する検出コイル
６と、磁気検出子６で検出された合成波信号からそれぞ
れの周波数に応じて分離した周波数信号値と被測定材ま
での距離信号値とを求め、これら周波数信号値と距離信
号値との関係から、被測定材１の状態量の測定に影響を
与えるパラメータ情報を含む関係に基づいて、被測定材
１の状態量を求める演算装置３とから構成することによ
り、被測定材１の寸法や材質、あるいは変態量、焼入れ
深さ、平坦性などの状態量の測定を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造ラインにおけるオ
ンラインまたはオフラインでの金属材の状態量測定装置
に係り、たとえば熱間圧延ラインにおける鋼板の品質で
ある変態率や、あるいは熱処理ライン等における金属材
の焼入れ深さとか材質などを測定するのに好適な装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、製造ライン中での鋼材等の金属材
の変態挙動などの状態量を測定するには、高温度、多湿
度、蒸気の発生、スペースの狭さ、測定装置と測定対象
物間の距離変動など、測定装置を使用する上で多くの制
約条件がある。それゆえ、熱間圧延ラインとかあるいは
熱処理ライン等では、その品質の一つである鋼板の変態
率を評価する手段として、圧延プロセスあるいはそれ以
降の工程で鋼材表面温度を測定して管理する方式がとら
れてきた。

【０００３】しかし、このような鋼板表面温度を測定し
て管理する方式では、鋼板の高品質化の要求とともに、
合金成分が添加されている高炭素鋼や合金鋼板等では融
点や変態点温度がそれぞれ異なるため、変態率をはじめ
とする品質の保証が十分に行えていないのである。その
ため、従来から、高精度で鋼板の変態率を測定する方法
としては、磁気式センサが数多く研究されてきたが、ま
だ実用的なものにはなり得ていないのが現状である。

【０００４】たとえば特公平２− 42402号公報には、図
７に示すように、被測定材１の一方に被測定材１の面か
ら距離Ｌの位置に配置された励磁コイル22に対して、２
個の検出コイル23ａ，23ｂを互いに異なる位置Ｄ₁，Ｄ
₂に配置し、励磁コイル22を交流励磁装置24から交流励
磁することによって発生する磁束φ₁，φ₂を検出コイ
ル23ａ，23ｂでそれぞれ検出し、演算装置25で演算する
ことによって変態率を検出する装置が開示されている。

【０００５】すなわち、この特公平２− 42402号の方法
は、１個の励磁コイル２に対して２個の検出コイル23
ａ，23ｂの磁路長が異なる点を利用したものであり、２
個の検出コイル23ａ，23ｂから得られる検出信号を基
に、被測定材１までの距離と透磁率とを求めているので
ある。そもそも、金属材の変態率値はあらかじめ把握し
ておいた金属材のパラメータで補正した値を透磁率値と
していたが、その後、金属材の材質（添加されている金
属成分）が変化すると透磁率と導電率の両方が変化し、
鋼板の変態率の測定に影響を与えるため、誤差を大きく
することが判明した。

【０００６】鋼板の変態率を正確に測定するには、金属
材質と変態率の両面を透磁率と導電率に関する特性信号
として求め、それをあらかじめ把握しておいた金属材の
材質と変態量のパラメータ情報を含む関係に基づいて補
正する必要がある。さらに、圧延中、またはその後の冷
却工程において、その鋼板等では、あらかじめ把握して
おくべき金属材の材質と変態量のパラメータ情報の基準
となるものがないのである。

【０００７】なぜならば、圧延中またはその後の冷却工
程においては、その鋼板の変態率は変化の途中にあり、
さらにその後に継続する冷却工程において変化が完了す
るため、測定時の変態率値と冷却工程終了後の製品とで
は、変態率値が変わってしまうため、基準とする比較の
材料がないことによる。そのため、金属材の材質と変態
率の両面を透磁率と導電率に関する特性信号として求め
る場合においても、高温時と常温とでは透磁率、導電率
とも少なからず異なる。したがって、これらを比較補正
するための基準を作る方法として、ラインの冷却工程、
搬送速度等を定常の運転状態とし、完成した製品より測
定値を求めて高温における変態率値を補正する必要があ
る。

【０００８】なお、上記した特公平２− 42402号におい
て、専用の距離計を用いていない理由は、その設置環境
が悪いため、高温度、多湿度、蒸気の発生、あるいはス
ペースの狭さなどに耐え得るセンサが市販されていなか
ったことによる。この場合、被測定材料自体の透磁率が
低い（たとえば変態率が約30％以下）材料では、検出信
号が小さくなってしまい、距離Ｌが60〜90mmと比較的遠
い範囲では、距離の測定精度も従って変態率の測定精度
も十分な精度を確保することができないのが実情であ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術が有する種々の問題点を解決し得る測定装置が今ま
で開発されていなかったので、品質管理の実際面におい
ては以下のような課題が潜在している。合金成分が添加される高炭素鋼などでは、金属材の
融点や変態点温度がそれぞれ異なり、冷却過程での金属
材の変態開始と変態終了の温度幅が狭いため、製造ライ
ン中の温度管理だけでは材質の品質保証を十分に行えな
い。

【００１０】金属材では、合金成分の添加量によっ
て透磁率と導電率の両方が変化するため、高炭素鋼など
では透磁率だけを測定しただけでは金属材の材質、変態
量の測定は不十分である。また、透磁率と導電率を測定
するだけでも不十分であり、あらかじめ把握しておいた
金属材の材質、変態量等に関する信号を透磁率と導電率
の２つのパラメータの要素から求める必要がある。

【００１１】複数の励磁周波数による交番磁界の発
生では、交番磁界を発生すればどの周波数でもよいとい
うことではなく、低周波では交番磁界の平均浸透深さが
深く、高周波ではそれが浅くなるため、金属材の板厚、
材質、変態量、焼入れ深さあるいは平坦性等の測定条件
に応じて測定に使用する励磁周波数を選定する必要があ
る。

【００１２】製造ライン中では高温度であるから、
そこで透磁率や導電率を測定しただけでは常温で測定し
た場合と違いがあり、あらかじめ把握しておいた透磁率
と導電率と温度とのパラメータ情報を含む関係に基づい
て演算し補正する必要がある。製造ライン中では、搬送ロールの回転、振動、測定
対象の材料のわずかな撓みなどで被測定材がいくらかの
上下動による位置変化を起こすことがつねである。この
ような被測定材の位置変化は測定値を大きく変動させる
ため、被測定材までの正確な距離を測定するとともに、
透磁率と導電率と距離とのパラメータ情報を含む関係に
基づいて演算し、補正する必要がある。

【００１３】製造ライン中では、周囲設備の金属材
や磁気に影響を及ぼす回転体、移動物体、磁気ノイズ等
があり、特に周囲設備の金属材や磁気に影響を及ぼす回
転体がある場合には、透磁率や導電率の測定値の検出感
度を変えたり、大きく歪める要因となる場合が多く、あ
らかじめそれらの影響を把握しておいて、透磁率と導電
率に対する影響をパラメータ情報を含む関係に基づいて
演算し、補正する必要がある。

【００１４】製造ライン中では、前記したような悪
環境による制約条件があることから、透磁率や導電率を
測定するための磁気式センサと組み合わせて用いる距離
センサには、超音波式あるいは光学式、容量式等の種々
のセンサを用いることができないケースが数多い。本発
明は、上記のような従来技術の有する課題を解決すべく
してなされた金属材の状態量測定装置を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成すべく金属材の透磁率、導電率等の複数の電気的特
性を求めて、これを用いて変態率あるいは成分、複層の
有無、欠陥の有無等の材質、その他の状態量の測定を可
能にした装置を提供するものである。すなわち、本発明
の第１の態様は、金属材の状態量を測定する装置であっ
て、被測定材である金属材のいずれか一方の面に配置さ
れて２つ以上の周波数により励磁される励磁コイルと、
該励磁コイルから所定の距離だけ離れた位置に配置され
て前記周波数の励磁による鎖交磁束量に依存した合成波
信号を検出する磁気検出子と、該磁気検出子で検出され
た合成波信号からそれぞれの周波数に応じて分離した周
波数信号値を求め、該周波数信号値間の関係から、被測
定材の状態量の測定に影響を与えるパラメータ情報を含
む関係に基づいて被測定材の状態量を求める演算装置
と、を備えたことを特徴とする金属材の状態量測定装置
である。

【００１６】また、本発明の第２の態様は、金属材の状
態量を測定する装置であって、被測定材である金属材の
いずれか一方の面に配置されて少なくとも１つの高周波
を含む３つ以上の周波数により励磁される励磁コイル
と、該励磁コイルから所定の距離だけ離れた位置に配置
されて前記周波数の励磁による鎖交磁束量に依存した合
成波信号を検出する磁気検出子と、該磁気検出子で検出
された合成波信号から前記高周波を除くそれぞれの周波
数に応じて分離した周波数信号値を求め、かつ前記高周
波の励磁によって被測定材までの距離信号値を求め、該
距離信号値と前記周波数信号値との関係から、被測定材
の状態量の測定に影響を与えるパラメータ情報を含む関
係に基づいて被測定材の状態量を求める演算装置と、を
備えたことを特徴とする金属材の状態量測定装置であ
る。

【００１７】

【作用】まず、本発明の構成を図１のブロック線図を
用いて説明すると、図に示すように、本発明の金属材の
状態特性値の測定装置は、磁気センサ２と変換部３と処
理部４とから構成される。磁気センサ２は、金属材など
被測定材１のいずれか一方の面に被測定材１に対して平
行に配置され、少なくとも１つの高周波を含む３つの周
波数またはそれらの合成波によって励磁される励磁コイ
ル５、この励磁コイル５から所定の距離だけ離れた位置
に平行に配置されて励磁コイル５からの交番磁界を検出
する検出コイル６とで構成される。

【００１８】変換部３は検出コイル６で検出された周波
数合成信号を各周波数成分に分離して、高周波を除く２
つの周波数に応じて分離した周波数信号値を求め、かつ
前記高周波の励磁によって被測定材までの距離信号値を
求める機能を有する。処理部４は変換部３で分離された
周波数信号値と距離信号値を用いて、あらかじめ把握し
ておいた被測定材１の状態量である寸法や材質あるいは
変態量、焼入れ深さ、平坦性などの測定に影響を与える
パラメータ情報の関係に基づいて、被測定材寸法や材質
あるいは変態量、焼入れ深さ、平坦性などの状態量を演
算し、その結果を出力端子７に出力する機能を有する。

【００１９】そこで、被測定材１である金属材の変態率
測定について説明する。まず、励磁コイル５に、２つの
周波数ｆ₁（たとえば40〜80Hz），ｆ₂（たとえば100
〜200 Hz）と１つの高周波ｆ₃（たとえば0.8 〜1.2 MH
z ）を合成した励磁周波数で励磁すると、励磁コイル５
に発生した交番磁界の磁束φは、被測定材１の内部を通
過し、検出コイル６を通過した後、再び励磁コイル５に
帰還する。ここで、高周波ｆ₃は被測定材１と磁気セン
サ２との間の距離測定の信号として使用する。

【００２０】この磁束φが被測定材１の内部を通過する
間に渦電流を生じる。この渦電流の大きさは、被測定材
１の材質および変態率が違うと透磁率と導電率（渦電流
の発生による負荷インダクタンス）が変化し、検出コイ
ル６には励磁周波数に応じた検出信号が変化する。その
変化は各周波数ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃の成分ごとに現れる。

【００２１】そこで、変換部３においてこれら周波数の
合成信号からｆ₁とｆ₂，ｆ₃の各周波数を分離し、周
波数ｆ₁とｆ₂を用いて処理部４においてあらかじめ把
握しておいた金属材の材質、変態量および透磁率、導電
率に関する信号の値のパラメータ情報を含む関係に基づ
いて演算することにより、金属材の変態率を求める。な
お、被測定材１と磁気センサ２の距離が変化すると検出
信号が大きく違ってくるので、高周波ｆ₃の信号を用い
て検出信号を補正する。

【００２２】一般に、周波数ｆを印加した場合の検出電
圧Ｖは、測定対象物体の透磁率；μ、導電率；ρ、断面
積；Ａ、長さ；Ｌ、また測定対象物体との距離；Ｇ、そ
の他の要因をαとすると、下記式(1) で表される。Ｖ（ｆ）＝ｆ（μ，ρ，Ａ，Ｌ，Ｇ，α） ……………(1) 一定条件の下では、それぞれの関係が決定され、あらか
じめ実測して求めた係数ｋにより、検出信号との関係を
計算することができる。その一例を挙げれば、Ｖ（ｆ）＝ｋ・μ／（ρ・Ｇ²) ……………(2) となるが、この関係式は種々の条件により変わるので、
測定対象とか測定条件に対応してあらかじめ予備測定し
たデータを突き合わせて推定計算式を求め、さらにこれ
を実測定の値を用いて補正することにより、かなり高精
度な測定演算結果が得られる。

【００２３】そこで、２つの周波数ｆ₁，ｆ₂からなる
励磁周波数を用いて、測定距離をパラメータとして、実
変態率Ｐ（％）を有する金属材の変態率を測定する場合
について、その手順について説明する。いま、２つの周
波数ｆ_i（ただし、ｉ＝１，２）で励磁コイル５を励磁
する際に、励磁によって検出コイル６に誘起する測定値
をＺ_Pfiとすると、変態率の第１次近似値Ｖ_Pfiは下記
(3) 式で求められる。

【００２４】Ｖ_Pfi＝｛（Ｚ_Pfi−Ｚ_0fi）／（Ｚ_100fi−Ｚ_0fi）｝×100 ……(3) ここで、Ｚ_0fi；変態率０％の金属材の周波数ｆ_iでの
測定値、Ｚ_100fi；変態率100 ％の金属材の周波数ｆ_i
での測定値である。この結果を周波数ｆ₁，ｆ₂の場合
について適用すると、変態率の第１次近似値Ｖ_Pの補正
式は下記(4) 式で表される。

【００２５】Ｖ_P＝Ｖ_Pf1＋ｋ・（Ｖ_Pf1−Ｖ_Pf2） ………(4) ここで、Ｖ_Pf1；周波数ｆ₁の励磁信号による測定値、
Ｖ_Pf2；周波数ｆ₂の励磁信号による測定値、ｋ；材質
等が一定の場合について求められる常数で、ｋ＝0.9 〜
1.4 である。この(4) 式は、測定する周辺にローラやエ
プロン等の本測定装置以外の金属構造物がある場合に
は、上記の諸関係グラフが歪むこともあるので、その場
所に応じてあらかじめ得られた基準変態率に対する変態
率出力値の関係を処理装置４に記憶させ、(4) 式の計算
後の補正に用いることにより、安定してすぐれた測定精
度を得ることができる。

【００２６】つぎに、上記(2) 式を用いて他の条件が一
定の金属材について距離のみの測定を高周波ｆにより行
う場合は、まず(2) 式を下記(5) 式で表されるから、Ｖ（ｆ）＝ｋ₁／Ｇ² ……………(5) したがって、Ｇ＝｛ｋ₁／Ｖ（ｆ）｝^1/2 ……………(6) の式をベースにして、予備実測による補正を行うように
する。

【００２７】上記(2) 式の成り立つ条件で、金属材の変
態率Ｐ（％）の推定値は、その主要因である透磁率μの
１次式で第１次近似できる。周波数ｆ₁の印加による測
定電圧をＶ_Pf1とすると、第１次近似値Ｐ_f1は下記(7)
式で求められる。Ｐ_f1＝｛（Ｖ_Pf1−Ｖ_0f1）／（Ｖ_100f1−Ｖ_0f1）｝×100 ……(7) ここで、Ｖ_100f1；変態率100 ％の金属材の周波数ｆ₁
での測定値、Ｖ_0f1；変態率０％の金属材の周波数ｆ₁
での測定値である。

【００２８】この結果を周波数ｆ₁，ｆ₂の場合につい
て適用すると、変態率の第１次近似値Ｐ_f1，Ｐ_f2の補正
値Ｐ_fは下記(8) 式で表される。Ｐ_f＝ｋ₃Ｐ_f1＋ｋ₄Ｐ_f2 ……………(8) ここで、ｋ₃，ｋ₄は材質等が一定の場合に決まる定数
であり、この定数ｋ₃，ｋ₄を予備測定により求めるこ
とにより、ρその他の影響を補正することができる。

【００２９】このように距離測定については、高周波に
より独立に測定することが容易であり、周波数が高いほ
ど距離の測定には適するが、実際にはノイズその他の理
由から１MHz 付近が好ましい。なお、ここで、励磁コイ
ル５と検出コイル６とを平行に配置した理由について説
明すると、磁気センサ２の表面の面積を少なくすること
を狙ったものであるが、本発明者らの実験によると、両
者は必ずしも平行である必要はなく、励磁コイル５に対
して検出コイル６を直交させてもよく、また平行にする
場合でも段違いの状態にするのも有力な測定方法である
ことが判明している。

【００３０】また、磁気センサ２にコイル内に磁心を入
れた検出コイル６を用いるとしているが、これはコイル
内に磁心を入れることにより、磁束を収束させ易いこ
と、および安定度の面などから考慮したものであるが、
必ずしもこれに限るものではなく、たとえばホール素子
の半導体磁気センサなど磁気を検知できるものであれば
何でもよい。なお、検出コイル６の磁心材料としては、
パーマロイや珪素鋼鉄などでは周波数の使用範囲が低い
方に偏っており、フェライトでは高周波に用いる方が適
当であるなど、その使用する周波数帯域によりコイルを
分けて構成する方が現実的であり、効率的である。

【００３１】さらに、磁気センサ２を被測定材１に対し
て平行に配置するとして説明したが、本発明はこれに限
らずに、たとえば励磁コイル５を被測定材１に対して平
行に配置する方法や、励磁コイル５と検出コイル６とを
被測定材１に対して不等距離に配置することにより、差
動状態での磁気検出も可能であることは実験で確かめら
れている。

【００３２】また、被測定材１と磁気センサ２との間の
距離測定信号として高周波の周波数ｆ₃を用いるとした
が、これは別個に検出コイルを設けて励磁・検出するよ
うにしてもよく、あるいはホール素子とか光磁気検出素
子、静電容量式、超音波式などを用いてもよい。さら
に、上記した信号検出回路は、励磁コイル５への励磁周
波数は２つの周波数ｆ₁，ｆ₂の合成波形による励磁と
検出コイル６での検出信号の周波数分離で構成するとし
たが、これを時分割の周波数励磁の手段を講じても同様
の作用効果を得ることが可能である。

【００３３】なお、上記は金属材の変態率の測定につい
て説明したものであるが、本発明はその外、たとえば金
属内部の焼入れ深さと内部欠陥の測定や、金属表面の焼
入れ硬さと表面欠陥の測定にも適用することができる。
そこで、まず金属内部の焼入れ深さと内部欠陥の測定す
る場合の原理について説明すると、２つの周波数ｆ₁，
ｆ₂が低周波になるほど、金属材の内部に侵入する交番
磁界の平均的な侵入深さが深くなる。それゆえ、励磁周
波数を選択して、金属材の内部に侵入する交番磁界の平
均的な侵入深さを制御して、磁気センサ２により鎖交磁
束量を検出することにより、金属内部の焼入れ深さを調
べたり、欠陥の有無を検出することが可能となる。

【００３４】また、金属表面の焼入れ硬さと表面欠陥の
測定の場合は、２つの周波数ｆ₁，ｆ₂が高周波になる
ほど、金属材の内部に侵入する交番磁界の平均的な侵入
深さが浅くなる。それゆえ、高周波の励磁周波数領域を
用いれば金属材の表面だけの材質や表面欠陥を検出する
ことが可能となる。

【００３５】

【実施例】以下に、本発明装置を用いて、鋼板の変態率
を測定した実施例について説明する。３つの周波数
ｆ₁, ｆ₂，ｆ₃が、それぞれ図２(a) ，(b) ，(c) に
示すような励磁基本波形を有する72Hz, 108Hz , １MHz
の励磁周波数を用いて、磁気センサ２の励磁コイル５を
励磁して、被測定材１として実変態率が下記表１のよう
に既知である８枚の鋼板を用いて、それらの変態率を測
定した。なお、このとき用いた鋼板の寸法は幅；200 mm
×長さ；200 mm×厚さ；３mmである。

【００３６】

【表１】

【００３７】その際、まず、被測定材１である鋼板と磁
気センサ２との間の距離を50mm〜90mmに変化させたとき
の、測定距離と各周波数との関係をそれぞれ図３〜５に
示した。 (a) 周波数ｆ₁（72Hz）での測定結果；図３に示すよう
に、それぞれの位置では鋼板の変態率と出力電圧には相
関があるように見えるが、距離の変化により出力が大き
く異なることがわかる。 (b) 周波数ｆ₂（108Hz)での測定結果；図４に示すよう
に、周波数ｆ₁の場合と同様に、それぞれの位置では鋼
板の変態率と出力電圧には相関があるように見えるが、
距離の変化により出力が大きく異なることがわかる。 (c) 周波数ｆ₃（１MHz)での測定結果；図５に示すよう
に、１MHz の高周波で被測定材１までの距離信号の測定
をした結果、距離の違いにより検出電圧値が大きく異な
ることがわかるが、同時に既知の種々の変態率鋼板を配
置しても出力がかわらず、鋼板までの距離と検出電圧値
とに極めてよい相関関係が見られる。

【００３８】つぎに、上記した図３〜５のうち、周波数
ｆ₁, ｆ₂を示した図３，４の特性値を用いて、前出の
(3) ，(4) 式の演算によって得られた変態率出力値Ｖ_P
（mV) と鋼板実変態率Ｐ（％）との関係を図６に示し
た。この図６からわかるように、鋼板実変態率に対して
変態率出力値がよく一致しており、２つの周波数ｆ₁,
ｆ₂の合成波による測定値をもとに、その信号値の差を
とり、その差の値に一定の常数を乗じて補正することに
より、材質の補正を行えることが確認できた。

【００３９】この補正方法により、厚さ２mmの熱間圧延
鋼板に多少の波打ちの存在状態、すなわち測定距離が一
定ではない状態でテストライン上を移動させ、72Hz，10
8Hz，１MHz の３周波数を重畳させて変態率の測定を行
ったところ、測定値と実測値の差が±２％以内の高精度
が得られた。なお、上記の実施例は距離測定用の高周波
と他の２周波数の重畳の場合について説明したが、本発
明はこれに限るものではなく、より多くの周波数を用い
ることにより多数の状態量の測定を行うことが可能であ
ることはいうまでもない。

【００４０】また、距離測定については、高周波により
独立に測定することが容易であり、周波数が高いほど距
離の測定に適し、実際にはノイズその他の理由から１MH
z 付近が好ましいことは前述した通りであるが、さらに
低い周波数を用いて、透磁率、導電率等と同時に連立方
程式を解く方式でも距離を求めることができるので、本
発明は特に距離を独立して測定しなくともよい。

【００４１】さらに、本発明は距離が一定の条件下での
測定が可能な場合など、単なる一定値のパラメータとし
て扱い、演算には取り込んでも必ずしも測定対象としな
い場合にも利用することができる。いわば、距離はその
一測定対象にすぎないので、距離を除いて複数の周波数
による測定・演算を行う測定方法も可能である。なお、
距離が定数になるのであれば、それだけ測定・演算が簡
単になるだけのことであり、上述の説明により、その手
段は明らかである。当然のことながら、距離その他の測
定対象の一部を別手段で測定してパラメータ条件として
演算に取り込み、他の測定対象のみを本発明の手段によ
り測定することも、本発明の応用例として有効である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属材の透磁率や導電率のような電気的特性値や距離な
どの検出信号値に影響を及ぼす要因の複数個を同時に測
定して、あらかじめ把握しておいた金属材の各種パラメ
ータ情報を含む関係に基づいて演算して金属材の諸特性
を求めることにようにしたので、劣悪で制約の多い環境
のもとでも金属材の品質に関する特性値を連続的にかつ
十分な精度で測定することが可能である。

【００４３】また、このようにして得られた金属材の品
質特性値を直ちに、圧延速度や冷却システムなどへフィ
ードバック制御を行うことができるので、従来よりもさ
らに高品質の金属材の製造を実現することが可能であ
る。さらに、複数の周波数を重畳、時分割等の手段によ
り印加するようにしたので、測定装置とりわけセンサ部
分を小さく構成し得るから、経済的のみならず、狭い場
所における測定など、その応用の可能性が広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック線図である。

【図２】本発明に用いられる３つの周波数の励磁波形を
示す特性図である。

【図３】周波数ｆ₁での鋼板測定距離と検出電圧値の関
係を示す特性図である。

【図４】周波数ｆ₂での鋼板測定距離と検出電圧値の関
係を示す特性図である。

【図５】周波数ｆ₃での鋼板測定距離と検出電圧値の関
係を示す特性図である。

【図６】鋼板実変態率と変態率出力値の関係を示す特性
図である。

【図７】従来例を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１被測定材（金属材）２磁気センサ３変換部（演算装置）４処理部（演算装置）５励磁コイル６検出コイル（磁気検出子）７出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野俊行千葉県千葉市中央区川崎町１番地川鉄テクノリサーチ株式会社内 (72)発明者矢部直千葉県千葉市中央区川崎町１番地川鉄テクノリサーチ株式会社内 (72)発明者前田一郎千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者茂木龍太千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者森田正彦千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属材の状態量を測定する装置であっ
て、被測定材である金属材のいずれか一方の面に配置さ
れて２つ以上の周波数により励磁される励磁コイルと、
該励磁コイルから所定の距離だけ離れた位置に配置され
て前記周波数の励磁による鎖交磁束量に依存した合成波
信号を検出する磁気検出子と、該磁気検出子で検出され
た合成波信号からそれぞれの周波数に応じて分離した周
波数信号値を求め、該周波数信号値間の関係から、被測
定材の状態量の測定に影響を与えるパラメータ情報を含
む関係に基づいて被測定材の状態量を求める演算装置
と、を備えたことを特徴とする金属材の状態量測定装
置。
【請求項２】金属材の状態量を測定する装置であっ
て、被測定材である金属料のいずれか一方の面に配置さ
れて少なくとも１つの高周波を含む３つ以上の周波数に
より励磁される励磁コイルと、該励磁コイルから所定の
距離だけ離れた位置に配置されて前記周波数の励磁によ
る鎖交磁束量に依存した合成波信号を検出する磁気検出
子と、該磁気検出子で検出された合成波信号から前記高
周波を除くそれぞれの周波数に応じて分離した周波数信
号値を求め、かつ前記高周波の励磁によって被測定材ま
での距離信号値を求め、該距離信号値と前記周波数信号
値との関係から、被測定材の状態量の測定に影響を与え
るパラメータ情報を含む関係に基づいて被測定材の状態
量を求める演算装置と、を備えたことを特徴とする金属
材の状態量測定装置。