JPH0788606A - 溶融金属の湯面検出装置 - Google Patents

溶融金属の湯面検出装置

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JPH0788606A
JPH0788606A JP5237899A JP23789993A JPH0788606A JP H0788606 A JPH0788606 A JP H0788606A JP 5237899 A JP5237899 A JP 5237899A JP 23789993 A JP23789993 A JP 23789993A JP H0788606 A JPH0788606 A JP H0788606A
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JP
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molten metal
coils
coil
receiving
series
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Withdrawn
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JP5237899A
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English (en)
Inventor
Kazuo Ideue
和夫 井出上
Mitsuhiro Abe
光博 阿部
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器中の溶融金属の湯面(レベル)を検出す
るための検出装置に関するもので、湯面を検出するため
の送信コイル、受信コイルの配置、結線を工夫し検出装
置を簡素化すると共に検出範囲も拡大することを目的と
する。 【構成】 容器2内には溶融金属1があり、交流電源4
は直列接続した送信コイル3A,3B,3Cに交番電力
を供給する。受信コイル5A、5B,5C,5Dは送信
コイルと千鳥状に配置され、かつ直列に接続され、検出
した磁束の変化は加算されて信号増幅器6に入力され、
湯面の信号が出力される。送信コイル3Cからの交番磁
束は溶融金属を透過すると減衰して変化する。この磁束
変化は千鳥状に配置された受信コイル5C,5Dで受信
され、他のコイルも同様に受信し、加算され信号増幅器
6へ入力されるので交流電源が共通となり、信号処理も
単一の装置となるので装置全体が簡素化され、検出のレ
ベルも向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は容器中の溶融金属の溶融
湯面(レベル)を検出するための検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の溶融金属の湯面検出装置は、特開
平3−105219号、特開平3−122526号に示
すように溶融金属の入っている容器外側で同容器の両側
に1対の送信コイルと受信コイルを対向させて配置し、
送信コイルに交番電圧を印加し、これによって生じる交
番磁束を溶融金属及び容器壁を透過せしめ、透過磁束に
よって受信コイルに誘起される交番電圧の変化を観測し
て溶融金属の湯面(レベル)を検出する方法がある。
【0003】しかし、1対の対向した送、受信コイルで
湯面を検出できる範囲は概略、送、受信コイルの間隔で
決まるので測定範囲を広くするには両コイルの間隔を広
げるか、あるいは上下方向に複数個の送、受信コイルを
配置して、それぞれの受信信号を加算する方法が用いら
れる。しかし、送、受信コイル間隔を広げると受信コイ
ルに生じる信号レベルが低下して検出精度も低下するの
で、送、受信コイル間隔はできるだけ短くすることが望
ましい。
【0004】そこで信号レベルの検出範囲拡大のため複
数組の送受信コイルを配置して特開平4−258354
号に示されるようにレベル検出信号を得る方法におい
て、2個の検出器信号を重み付平均で測定する方法がと
られていた。即ち、図6に示すように、モールド10内
の溶融湯面24を検出するのに交流電源11,12,1
3により送信コイル14a,15a,16aを各々励磁
し、モールド10をはさんで対向する受信コイル14
b,15b,16bでモールド10及び溶融金属30を
透過した磁束をそれぞれ独立に検出する。検出された信
号はそれぞれバンドパスフィルター(BPF)17、位
相整流器(PSD)18、ローパスフィルター(LP
F)19を通してマルチプレクサー(MPX)20に入
力し、アナログ・ディジタル変換器(A/D)21によ
りディジタル信号としてCPU22に入力して所定の演
算を施し、レベル検出値としてディジタル・アナログ変
換器(D/A)23でアナログ信号として出力する。こ
のように複数組の送、受信コイルを配置し、CPU22
において隣り合う2個の検出信号のレベル検出値を、溶
融金属のレベル24に近い検出値に高い寄与比を与えて
重み付け平均し、レベル値を得ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の湯面検出装置
は、前述のように受信した信号の処理方法において複雑
な演算を施したり、そのために装置構成も複雑となる課
題があった。即ち、各々の送信コイルに個別に周波数の
異った交番電源を装備し、受信コイルにもそれぞれ個別
に増幅器を必要とし、各々の受信コイル信号を単独で取
出すため信号増幅側で個々に独立してバンドパスフィル
ター(BPF)で分離していた。又、各送・受信コイル
で測定した信号をパソコン、等のCPUで重み付け、等
の加算処理をして広範囲のレベル信号を得ていた。
【0006】本発明は複数の送・受信コイルの配置を信
号の検出範囲が向上するようにすると共に交番電源、周
波数を共通化し、複雑な演算を必要とせず、湯面のレベ
ルの検出信号の精度も従来の装置より向上する溶融金属
の湯面検出装置を提供することを目的としてなされたも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために、第1の手段として、溶融金属容器を挟ん
で一方の側に複数の送信コイルを配し、これらのコイル
を直列接続として単一の交流電源より交番電圧を印加す
るようにし、他方の側に複数の受信コイルを送信コイル
に対して千鳥状となるように配置すると共にこれらを直
列接続として、直列接続した受信コイルの両端に誘起さ
れた電圧を信号処理手段で検出する構成とする。又、第
2の手段として、複数の送信コイルを、第1の手段では
直列接続してたが、並列接続として共通の交流電源より
交番電圧を印加する構成とする。更に、第3の手段とし
て第1又は第2の手段において、受信コイルの配置を千
鳥状からそれぞれ対向して配置するようにしたものであ
る。
【0008】このような構成とすることにより複数の直
列又は並列接続した送信コイルと、これらに千鳥状又は
対向した受信コイルを配置して溶融金属の湯面を検出す
る装置において、従来よりも簡素化した構成とし、検出
レベルも向上させたものである。即ち、共通の交流電源
を用い、直列接続した送信コイルより発生し、溶融金属
を透過して減退した透過磁束を直列接続した受信コイル
で受信し、その変化状況を判断する処理手段を単一の装
置とすると共に従来の検出レベルよりも広範囲にレベル
を検出することができる。
【0009】即ち、請求項1の発明は、溶融金属容器の
外側上下方向に沿って同容器を挟んで一方の側に直列接
続された複数個の送信コイルと、他方の側に前記送信コ
イルに対し千鳥状に配置し、かつ直列に接続された複数
個の受信コイルと、前記送信コイルに交番電圧を印加す
る手段と、前記直列接続された受信コイルの両端に誘起
した信号を処理する手段とを具備してなることを特徴と
する溶融金属の湯面検出装置を提供する。
【0010】又、請求項2の発明は、溶融金属容器の外
側上下方向に沿って同容器を挟んで一方の側に並列接続
された複数個の送信コイルと、他方の側に前記送信コイ
ルに対し千鳥状に配置し、かつ直列に接続された複数個
の受信コイルと、前記送信コイルに交番電圧を印加する
手段と、前記直列接続された受信コイルの両端に誘起し
た信号を処理する手段とを具備してなることを特徴とす
る溶融金属の湯面検出装置を提供する。
【0011】更に、請求項3の発明は、請求項1又は2
の発明において、複数個の受信コイルが送信コイルと対
向配置されていることを特徴とする溶融金属の湯面検出
装置を提供する。
【0012】
【作用】本発明は前述のような手段であり、請求項1の
発明においては交流電源により直列接続された送信コイ
ルの両端に交番電圧が印加され、各送信コイルは各々こ
の電圧により磁束を発生する。送信コイルが発生する磁
束は容器内に溶融金属が無い場合、容器壁で多少減衰す
るが、容器壁を透過した磁束が受信コイルを通ると受信
コイルに電圧が誘起される。容器内の溶融金属のレベル
が変化し、送信コイルで発生した磁束が溶融金属中を透
過する場合には、この透過磁束は渦電流損失によって減
衰する。この結果、受信コイルに誘起される磁束が変化
して受信コイルの出力が変化する。受信コイルは送信コ
イルに対して千鳥状に配置されているので1個の受信コ
イルに誘起される電圧は対向して配置される1個のコイ
ルより高まる。この受信コイルの電圧は受信コイルが直
列接続されているため両端の信号は単一の信号処理手段
に入力され、この信号は受信コイルで受信される磁束が
溶融金属部分を透過し、減衰する度合により変化するの
でこの変化により湯面を算出する。
【0013】又、請求項2の発明においては、交流電源
により、この電源に並列に接続されている複数の送信コ
イルに等しい交番電圧がそれぞれ印加され、各送信コイ
ルは各々この電圧により磁束を発生する。以下請求項1
の発明と同様にこの発生した磁束は溶融金属中を透過す
ると渦電流損失となって減衰し、変化するのでこれを受
信コイルで受け、請求項1の発明と同じ作用、効果を奏
するものである。
【0014】更に、請求項3の発明においては、請求項
1又は2の発明において受信コイルの配置を従来と同じ
ように1対1の対向配置としたので受信コイルで磁束の
変化を受信し、出力するレベルの範囲は請求項1又は2
の発明程良好とはならないが、従来と比べて、交流電源
は単一の電源となり、又受信コイルも直列接続され、そ
の加算された出力も単一の信号処理手段で処理されるた
め、信号の処理方法が複雑とならず、装置も簡素化され
るものである。
【0015】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
具体的に説明する。図1は本発明の第1実施例に係る溶
融金属の湯面検出装置の構成図、図2は第2実施例の構
成図である。図1において、第1実施例として、1は溶
融金属、2A,2Bは容器2の壁、3A,3B,3Cは
送信コイル、4は交流電源、5A,5B,5C,5Dは
受信コイルで、送信コイル3に対して配列寸法を半ピッ
チずらして配置し、その結果、送信コイル3個に対して
受信コイルを4個としている。
【0016】即ち、図示のように送信コイル3Cに対し
て受信コイル5C,5Dは、送信コイルの中心線よりピ
ッチPをP/2間隔で受信コイル5C,5Dとして千鳥
状に配置し、以下同様に、5B,5AもピッチPで配列
する。6は信号増幅器で図6の従来装置でのBPF、P
SD、LPFに相当する。送信コイル3A,3B,3C
には交流電源4に直列に接続されて交流電源4より供給
される電圧を3等分して印加し、各コイルはこの電圧で
励磁され、容器をはさんで受信コイル5A,5B,5
C,5Dと間隔Dを保って配置されている。受信コイル
はそれぞれ直列に接続されて直列回路の両端で受信信号
を信号増幅器6へ入力している。
【0017】図2は本発明の第2実施例で第1実施例と
異る点は、交流電源4の結線が送信コイル3A,3B,
3Cへ並列に接続されているところにある。各送信コイ
ル3A,3B,3Cには交流電源4の供給電圧が等しく
印加されて、各送信コイルはこの交番電圧で励磁され、
これらの磁束は溶融金属を透過した場合には減退して変
化し、受信コイルでそれらの磁束が受信される。以下の
構成は第1実施例と同じであるので説明は省略する。
【0018】次に、上記の実施例での作用を説明する。
なお、第1、第2実施例は共に同じ作用となるので共通
して説明する。交流電源4から交番電力が印加されると
送信コイル3A,3B,3Cが励磁され、送信コイル3
A,3B,3Cが発生する磁束は容器内に溶融金属が無
い場合、容器壁2A,2Bで多少減衰するが、容器壁2
A,2Bを透過した磁束が受信コイル5A,5B,5
C,5Dを通るとこれらコイルに発生する電圧Voは次
式で表わされる。
【0019】 Vo=4.44(B・A・n・f) (1) ここで、Bは受信コイル部の磁束密度;Aは受信コイル
の面積;nは受信コイルの巻数;fは周波数である。
【0020】容器内の溶融金属のレベルが変化すると、
送信コイル3A,3B,3Cで発生した磁束が溶融金属
中を透過する際の渦電流損失によって透過した磁束は減
衰する。この結果、上記(1)式の受信コイルの磁束
(B・A)が変化して受信コイルの出力Voが変化す
る。受信コイルのレベルに対する出力は図3(a)に示
すように送信コイル3と受信コイル5を対向させた場合
(対向型)と図3(b)に示すように送信コイル3に対
して受信コイル5を2個、受信コイル間のピッチPの1
/2ずらして配置(千鳥型)した場合で異なり、対向型
の出力はほぼPに等しく、千鳥型は1.5Pで幅広く検
出できる。したがって千鳥型に複数個並べることで効果
的にレベル検出範囲を拡大できる。
【0021】図4はこの対向型40と千鳥型41の出力
特性を示したもので、検出レベルの範囲は、実線で示す
千鳥型41がほぼ1.5Pであり、これに対して点線で
示す対向型40がほぼPとなること示しており千鳥型4
1の方がより効果的に幅広い範囲まで検出できる。
【0022】図5は図1の第1実施例の構成で実験を行
い出力特性を確認したものである。図5の実線で示す千
鳥型50は送信コイルを3個、受信コイルを4個、図1
に示すように送信コイルと受信コイル間隔Dと送信コイ
ル及び受信コイルのピッチP、送信コイルと受信コイル
をP/2ずらして配置した時のレベルに対する受信コイ
ルの直列加算出力を示す。横軸のレベルはそれぞれ受信
コイル5A,5B,5C,5Dの位置に対応してPで表
示している。
【0023】又、点線で示す対向型51は送信コイルと
受信コイル3個を対向(ピッチのずれ=0)させた時の
出力を示す。送信コイルは3個で同数でも、受信コイル
をP/2ずらし4個配置した千鳥型50の方がレベル検
出幅が拡大されていることがわかる。
【0024】以上のように、交流電源4を単一化するこ
とで、信号の直接加算が行なえ、信号の増幅処理も信号
増幅器6の一系統で行なえる。また送信コイルと受信コ
イルのピッチを半ピッチずらすことによって、送信コイ
ルを受信コイルよりも1個少なくすることも可能とな
り、従来法に比べ装置が簡素化されるメリットが生れ
る。
【0025】このように本実施例によれば従来の装置と
比較して次のような著しい効果を奏する。即ち、 (1)上下方向に配置した3A,3B,3Cの3個の送
信コイルに対して受信コイルを半ピッチP/2にずらす
ことによって送信コイル3A,3B,3Cの3個は5
A,5B,5C,5Dの4個の受信コイルより1個少な
くしても良い。 (2)単一周波数を使用し、送信コイル3A,3B,3
Cを並列又は直列接続し、さらに受信コイル5A,5
B,5C,5Dを直列接続することで交流電源4及び信
号増幅器6はそれぞれ1台で良い。 (3)送信コイル及び受信コイルのピッチを送信コイル
及び受信コイルの間隔と等しくすれば、受信コイル信号
を直接加算することができ、スムースなつながりとな
る。 (4)従来のような、MPX、A/D、CPU、D/A
等、の装置が不要となり、複雑信号処理も不要となり、
信号処理装置も信号増幅器6の1台で良く簡略化され
る。
【0026】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように本発明に
おいては、溶融金属容器の両側に複数の送信コイルと受
信コイルを配置し、送信コイルには単一の交流電源で直
列接続して電源を供給するか又は並列接続して電源を供
給し、受信コイルは送信コイルに対して千鳥状配置とし
て、かつ直列接続として出力を加算し、単一の信号処理
手段で処理ができるので、交流電源、信号処理手段が簡
素化されると共にそのレベル検出範囲も従来と比べて範
囲が拡大することができる。
【0027】又、受信コイルの配置のみを千鳥状から従
来のように対向配置としても従来と比べて送信コイルが
直列又は並列接続されているので単一の交流電源でよ
く、更に受信コイルも直列接続されており、信号処理手
段も単一の装置で処理できるので従来と比べて装置が大
幅に簡素化されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る溶融金属の湯面検出
装置の構成図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る溶融金属の湯面検出
装置の構成図である。
【図3】送信コイルと受信コイルの配置図で、(a)が
従来の対向型、(b)が本発明の千鳥型を示している。
【図4】図3における対向型、千鳥型のコイル配置での
湯面検出装置の出力特性図である。
【図5】図1における第1実施例での実験結果を示す出
力特性図である。
【図6】従来の溶融金属の湯面検出装置の構成図であ
る。
【符号の説明】
1 溶融金属 2 容器 3 送信コイル 4 交流電源 5 受信コイル 6 信号増幅器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属容器の外側上下方向に沿って同
    容器を挟んで一方の側に直列接続された複数個の送信コ
    イルと、他方の側に前記送信コイルに対し千鳥状に配置
    し、かつ直列に接続された複数個の受信コイルと、前記
    送信コイルに交番電圧を印加する手段と、前記直列接続
    された受信コイルの両端に誘起した信号を処理する手段
    とを具備してなることを特徴とする溶融金属の湯面検出
    装置。
  2. 【請求項2】 溶融金属容器の外側上下方向に沿って同
    容器を挟んで一方の側に並列接続された複数個の送信コ
    イルと、他方の側に前記送信コイルに対し千鳥状に配置
    し、かつ直列に接続された複数個の受信コイルと、前記
    送信コイルに交番電圧を印加する手段と、前記直列接続
    された受信コイルの両端に誘起した信号を処理する手段
    とを具備してなることを特徴とする溶融金属の湯面検出
    装置。
  3. 【請求項3】 前記複数個の受信コイルが送信コイルと
    対向配置されていることを特徴とする請求項1又は2記
    載の溶融金属の湯面検出装置。
JP5237899A 1993-09-24 1993-09-24 溶融金属の湯面検出装置 Withdrawn JPH0788606A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000040403A (ko) * 1998-12-18 2000-07-05 이구택 전자기 연속주조에서 탕면 레벨 측정방법
KR20120031939A (ko) * 2009-06-05 2012-04-04 누보 피그노네 에스피에이 가스 터빈 내의 부식 피팅을 검출하기 위한 시스템 및 방법
CN108291831A (zh) * 2015-11-24 2018-07-17 丹尼利克里斯有限公司 在冶金容器或炉中将铁转化为钢的过程中测量液体和固体材料的方法和系统

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