JPH09113383A - 鋼帯の応力測定方法及び装置 - Google Patents
鋼帯の応力測定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH09113383A JPH09113383A JP29596795A JP29596795A JPH09113383A JP H09113383 A JPH09113383 A JP H09113383A JP 29596795 A JP29596795 A JP 29596795A JP 29596795 A JP29596795 A JP 29596795A JP H09113383 A JPH09113383 A JP H09113383A
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- Japan
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- stress
- steel strip
- noise
- barkhausen noise
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】走行している強磁性を有する鋼帯の板厚方向の
応力分布を測定する。 【構成】走行している強磁性を有する鋼帯に対して、磁
場印加装置、バルクハウゼンノイズ量を測定するセンサ
ー及び周波数解析装置を有する、鋼帯の応力測定方法及
び装置。
応力分布を測定する。 【構成】走行している強磁性を有する鋼帯に対して、磁
場印加装置、バルクハウゼンノイズ量を測定するセンサ
ー及び周波数解析装置を有する、鋼帯の応力測定方法及
び装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走行している鋼帯の応力
分布をオンラインで求める方法及び装置に関するもので
ある。
分布をオンラインで求める方法及び装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】通常鋼帯は様々な塑性加工が施されて平
坦な板になるように製造されている。このとき塑性歪が
不均一となりやすく一般に残留応力が存在している。シ
ャドウマスク用の鋼帯などはその使用においてエッチン
グにより部分的に除去されて用いられるため、残留応力
の解放により平坦性が損なわれる。そのため鋼帯には残
留応力が少ないことが要求される。残留応力の評価は鋼
帯が塑性加工を施された後コイル状に巻取られる際にサ
ンプルを採取し、それをエッチングし残留応力を解放さ
せて行われている。そのため評価結果を即時的に塑性加
工条件にフィードバックすることができない。そこでコ
イル状に巻取る前の段階でつまり走行している段階で鋼
帯の応力をオンラインで測定することが望まれる。
坦な板になるように製造されている。このとき塑性歪が
不均一となりやすく一般に残留応力が存在している。シ
ャドウマスク用の鋼帯などはその使用においてエッチン
グにより部分的に除去されて用いられるため、残留応力
の解放により平坦性が損なわれる。そのため鋼帯には残
留応力が少ないことが要求される。残留応力の評価は鋼
帯が塑性加工を施された後コイル状に巻取られる際にサ
ンプルを採取し、それをエッチングし残留応力を解放さ
せて行われている。そのため評価結果を即時的に塑性加
工条件にフィードバックすることができない。そこでコ
イル状に巻取る前の段階でつまり走行している段階で鋼
帯の応力をオンラインで測定することが望まれる。
【０００３】走行中の鋼帯の応力を求める方法としてロ
ール型の形状検出器を用いる方法、磁気吸引式及び磁気
異方性センサーを用いる方法が考えられる。ロール型の
形状検出器はロールで鋼帯を曲げ鋼帯の幅方向の張力分
布を測定しそれを鋼帯の走行方向の伸び量の幅方向の分
布に変換し形状を得るものである。磁気吸引式は鋼帯を
磁力でたわませ生じた幅方向の張力分布より形状を得る
ものである。磁気異方性センサーは鋼帯の残留磁化を消
磁した上で応力により変化する初期透磁率の面内異方性
を測定するものである。
ール型の形状検出器を用いる方法、磁気吸引式及び磁気
異方性センサーを用いる方法が考えられる。ロール型の
形状検出器はロールで鋼帯を曲げ鋼帯の幅方向の張力分
布を測定しそれを鋼帯の走行方向の伸び量の幅方向の分
布に変換し形状を得るものである。磁気吸引式は鋼帯を
磁力でたわませ生じた幅方向の張力分布より形状を得る
ものである。磁気異方性センサーは鋼帯の残留磁化を消
磁した上で応力により変化する初期透磁率の面内異方性
を測定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】残留応力の解放による
トラブルは単純に表層の応力にのみによって決まるもの
ではなくその板厚方向の分布が関係している。そのため
応力の板厚方向の分布を求める必要がある。しかしなが
らロール型の形状検出器及び磁気吸引式は鋼帯走行方向
の応力の板厚方向の平均値しか知ることができないた
め、応力の板厚方向の分布を知ることができない。
トラブルは単純に表層の応力にのみによって決まるもの
ではなくその板厚方向の分布が関係している。そのため
応力の板厚方向の分布を求める必要がある。しかしなが
らロール型の形状検出器及び磁気吸引式は鋼帯走行方向
の応力の板厚方向の平均値しか知ることができないた
め、応力の板厚方向の分布を知ることができない。
【０００５】そのうえロール型の形状検出器を用いての
応力測定では鋼帯との直接接触による鋼帯表面の損傷が
考えられる。また鋼帯に曲げを加えているためその分の
応力を差し引かなければならないが、耳伸び中伸びなど
の形状を有している場合鋼帯幅方向でその応力分布が異
なるため、差し引く量を決定することは困難である。磁
気吸引式は距離の影響を強く受けるため、鋼帯に反りが
生じている場合正確な測定はできない。また磁気異方性
センサーを用いての応力測定は、初期透磁率を測定する
ために消磁装置を設けて残留磁化を消磁する必要があ
る。
応力測定では鋼帯との直接接触による鋼帯表面の損傷が
考えられる。また鋼帯に曲げを加えているためその分の
応力を差し引かなければならないが、耳伸び中伸びなど
の形状を有している場合鋼帯幅方向でその応力分布が異
なるため、差し引く量を決定することは困難である。磁
気吸引式は距離の影響を強く受けるため、鋼帯に反りが
生じている場合正確な測定はできない。また磁気異方性
センサーを用いての応力測定は、初期透磁率を測定する
ために消磁装置を設けて残留磁化を消磁する必要があ
る。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、走行している強磁性を有する鋼帯の応力分布を測
定することを目的とする。
ので、走行している強磁性を有する鋼帯の応力分布を測
定することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明は、走行している強磁性を有する鋼帯が磁化
飽和されるように磁場印加装置により磁場を交流的に印
加させ、その磁化過程にて生じるバルクハウゼンノイズ
を、鋼帯に対して一定距離離して設置したセンサーで検
出し、周波数解析することにより鋼帯の板厚方向の応力
分布をオンラインで求める方法である。
めに本発明は、走行している強磁性を有する鋼帯が磁化
飽和されるように磁場印加装置により磁場を交流的に印
加させ、その磁化過程にて生じるバルクハウゼンノイズ
を、鋼帯に対して一定距離離して設置したセンサーで検
出し、周波数解析することにより鋼帯の板厚方向の応力
分布をオンラインで求める方法である。
【０００８】走行している鋼帯に対して磁場印加装置及
びセンサーを一定距離離して設置することは例えば台車
等を利用することも可能である。鋼帯とセンサーとが直
接接触していないため機械的な鋼帯の損傷が避けられて
いる。通常、鋼帯とセンサーとの距離は印加磁場等の大
きさによって異なるが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲で一定
に保たれる。
びセンサーを一定距離離して設置することは例えば台車
等を利用することも可能である。鋼帯とセンサーとが直
接接触していないため機械的な鋼帯の損傷が避けられて
いる。通常、鋼帯とセンサーとの距離は印加磁場等の大
きさによって異なるが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲で一定
に保たれる。
【０００９】鋼帯への磁場の印加、バルクハウゼンノイ
ズの検出、（以下バルクハウゼンノイズの量をノイズ量
と表わす）ノイズ量から応力の変換などは電気的になさ
れるため、即座に走行している鋼帯の応力を求めること
ができる。磁場印加装置により一度鋼帯をある方向に磁
化飽和させておき、それから磁場を反対方向に磁化飽和
することにより残留磁化の影響を除去することができ
る。
ズの検出、（以下バルクハウゼンノイズの量をノイズ量
と表わす）ノイズ量から応力の変換などは電気的になさ
れるため、即座に走行している鋼帯の応力を求めること
ができる。磁場印加装置により一度鋼帯をある方向に磁
化飽和させておき、それから磁場を反対方向に磁化飽和
することにより残留磁化の影響を除去することができ
る。
【００１０】そのうえ印加する磁場の周波数を可変に
し、ノイズ量をセンサーで検出し、磁場を周波数解析す
ることにより板厚方向の応力分布を知ることができる。
このときセンサーを幅方向に複数配置することにより幅
方向の応力分布を得ることができる。また得られた応力
値より応力制御を行うことが可能となる。
し、ノイズ量をセンサーで検出し、磁場を周波数解析す
ることにより板厚方向の応力分布を知ることができる。
このときセンサーを幅方向に複数配置することにより幅
方向の応力分布を得ることができる。また得られた応力
値より応力制御を行うことが可能となる。
【００１１】ノイズ量から応力への変換は、測定する鋼
帯と同種の材料に対して所定の応力を加えて上記測定装
置によりノイズ量を測定し、応力とノイズ量との関係を
事前に調べておくことにより行う。
帯と同種の材料に対して所定の応力を加えて上記測定装
置によりノイズ量を測定し、応力とノイズ量との関係を
事前に調べておくことにより行う。
【００１２】
【作用】以下、本発明に係わるノイズ量の測定による応
力測定法の原理について説明する。強磁性体に応力を与
え弾性歪を生じさせた場合応力を与えた方向の磁場によ
る磁化変化が逆磁歪効果により変化する。バルクハウゼ
ンノイズは強磁性体の磁化過程において磁壁が不連続に
移動するために生じ、磁化変化に対応しているためノイ
ズ量を測定することにより応力を求めることができる。
引張応力がかかっているとノイズ量は多くなり、圧縮応
力がかかっているとノイズ量は少なくなる。
力測定法の原理について説明する。強磁性体に応力を与
え弾性歪を生じさせた場合応力を与えた方向の磁場によ
る磁化変化が逆磁歪効果により変化する。バルクハウゼ
ンノイズは強磁性体の磁化過程において磁壁が不連続に
移動するために生じ、磁化変化に対応しているためノイ
ズ量を測定することにより応力を求めることができる。
引張応力がかかっているとノイズ量は多くなり、圧縮応
力がかかっているとノイズ量は少なくなる。
【００１３】磁化の値によりノイズ量は異なるため測定
においては、残留磁化の影響を受けないようにノイズ量
測定条件を定める必要がある。一度鋼帯をある方向に磁
化飽和させておきその後鋼帯に反対方向に磁化飽和する
まで磁場を印加しその間の最大ノイズ量をその鋼帯のノ
イズ量と定義すれば、ノイズ量を求める際の残留磁化の
影響を除去することができる。
においては、残留磁化の影響を受けないようにノイズ量
測定条件を定める必要がある。一度鋼帯をある方向に磁
化飽和させておきその後鋼帯に反対方向に磁化飽和する
まで磁場を印加しその間の最大ノイズ量をその鋼帯のノ
イズ量と定義すれば、ノイズ量を求める際の残留磁化の
影響を除去することができる。
【００１４】得られるバルクハウゼンノイズは様々な周
波数をもっている。周波数により減衰の程度が異なるこ
とを利用して励磁周波数により励磁させる領域を選択し
更にバルクハウゼンノイズを周波数解析し、検出する信
号の周波数を選択することにより応力の板厚方向分布を
得ることができる。このときの値は鋼帯の誘電率、透磁
率、励磁及び検出する周波数、金属組織によって決ま
る。
波数をもっている。周波数により減衰の程度が異なるこ
とを利用して励磁周波数により励磁させる領域を選択し
更にバルクハウゼンノイズを周波数解析し、検出する信
号の周波数を選択することにより応力の板厚方向分布を
得ることができる。このときの値は鋼帯の誘電率、透磁
率、励磁及び検出する周波数、金属組織によって決ま
る。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明する。
【００１６】図１は、バルクハウゼンノイズ検出器を有
するセンサーを示す図であり、鋼帯１に磁場を交流的に
印加することのできる磁場印加装置２とバルクハウゼン
ノイズ検出装置３からなっていることを示す。
するセンサーを示す図であり、鋼帯１に磁場を交流的に
印加することのできる磁場印加装置２とバルクハウゼン
ノイズ検出装置３からなっていることを示す。
【００１７】図２は、応力の幅方向の分布を測定するた
めにセンサー４を複数個、鋼帯１の幅方向に配置した例
である。
めにセンサー４を複数個、鋼帯１の幅方向に配置した例
である。
【００１８】図３は、鋼帯の残留応力低減用のローラー
レベラーのラインに適用した例を示す。巻戻し機５と巻
取り機７との間に、ローラーレベラー６の作業ロールに
より繰り返し曲げを受けた鋼帯１の応力を求めるために
磁場印加装置２及びバルクハウゼンノイズ検出装置３よ
りなるセンサー４が設けられている。また鋼帯１に生ず
るたわみによる曲げ応力の発生を防ぐために、保持用ロ
ール８が設けられている。
レベラーのラインに適用した例を示す。巻戻し機５と巻
取り機７との間に、ローラーレベラー６の作業ロールに
より繰り返し曲げを受けた鋼帯１の応力を求めるために
磁場印加装置２及びバルクハウゼンノイズ検出装置３よ
りなるセンサー４が設けられている。また鋼帯１に生ず
るたわみによる曲げ応力の発生を防ぐために、保持用ロ
ール８が設けられている。
【００１９】図４は、ローラーレベラーにおいてバルク
ハウゼンノイズを求めて応力を制御するときのデータ及
びそれらの処理を表わすフローチャートである。センサ
ーによりノイズ量を求め、予め求めておいたノイズ量と
応力との関係を用いて求められた応力分布をもとにロー
ラーレベラー条件を変更し、所定の応力分布を得るとい
うものである。但しノイズ量から応力への変換は便宜的
なことであり、直接ノイズ量を用いてローラーレベラー
を制御してもよい。
ハウゼンノイズを求めて応力を制御するときのデータ及
びそれらの処理を表わすフローチャートである。センサ
ーによりノイズ量を求め、予め求めておいたノイズ量と
応力との関係を用いて求められた応力分布をもとにロー
ラーレベラー条件を変更し、所定の応力分布を得るとい
うものである。但しノイズ量から応力への変換は便宜的
なことであり、直接ノイズ量を用いてローラーレベラー
を制御してもよい。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば鋼帯の板厚方向の応力分
布を鋼帯が走行している際に鋼帯を傷つけずに即座に測
定することができ、さらに残留応力の少ない鋼帯を製造
することが可能となる。
布を鋼帯が走行している際に鋼帯を傷つけずに即座に測
定することができ、さらに残留応力の少ない鋼帯を製造
することが可能となる。
【図１】本発明のバルクハウゼンノイズ検出器を有する
センサーを示す図である。
センサーを示す図である。
【図２】本発明により鋼帯の応力の幅方向分布を測定す
る場合を示す図である。
る場合を示す図である。
【図３】本発明を鋼帯の残留応力低減用のローラーレベ
ラーのラインにて実施した図である。
ラーのラインにて実施した図である。
【図４】本発明で応力分布を制御するときのデータ及び
それらの処理を表わすフローチャートである。
それらの処理を表わすフローチャートである。
１鋼帯 ２磁場印加装置 ３バルクハウゼンノイズ検出装置 ４センサー ５巻戻し機 ６ローラーレベラー ７巻取り機 ８保持ロール ９ノイズ応力変換装置及び応力表示器
Claims (4)
- 【請求項１】走行している強磁性を有する鋼帯が磁化飽
和されるように磁場印加装置により磁場を交流的に印加
させ、その磁化過程にて生じるバルクハウゼンノイズ
を、鋼帯に対して一定距離離して設置したセンサーで検
出し、周波数解析することにより鋼帯の板厚方向の応力
分布をオンラインで求める鋼帯の応力測定方法。 - 【請求項２】走行している強磁性を有する鋼帯に対して
磁場印加装置、バルクハウゼンノイズ量を測定するセン
サー及び周波数解析装置を有する、鋼帯の応力測定装
置。 - 【請求項３】鋼帯の幅方向にバルクハウゼンノイズ量を
測定するセンサーを複数個並べて設置することにより、
鋼帯の幅方向の応力分布を求める請求項２記載の鋼帯の
応力測定装置。 - 【請求項４】バルクハウゼンノイズ量を測定するセンサ
ーで検出された応力分布をレベラー制御回路にフィード
バックし鋼帯の応力を低減するプロセスの制御に用いる
請求項２記載の鋼帯の応力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29596795A JPH09113383A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 鋼帯の応力測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29596795A JPH09113383A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 鋼帯の応力測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113383A true JPH09113383A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17827411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29596795A Withdrawn JPH09113383A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 鋼帯の応力測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09113383A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013526722A (ja) * | 2010-05-21 | 2013-06-24 | アグスタウェストランド ソチエタ ペル アツィオニ | 磁化可能な材料で作られた部品の応力を決定する装置及び方法 |
| CN108151923A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-06-12 | 沈阳工业大学 | 一种新型的应力定向检测系统 |
| CN109632156A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-04-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于巴克豪森效应的微推力测量系统 |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP29596795A patent/JPH09113383A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013526722A (ja) * | 2010-05-21 | 2013-06-24 | アグスタウェストランド ソチエタ ペル アツィオニ | 磁化可能な材料で作られた部品の応力を決定する装置及び方法 |
| CN108151923A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-06-12 | 沈阳工业大学 | 一种新型的应力定向检测系统 |
| CN109632156A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-04-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于巴克豪森效应的微推力测量系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |