JPS586121B2 - 検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は検出装置に係り、特に、ローラテーブル等で移
送される鋼材等の位置、波打ち状態等を電気伝導の変化
として検出するに最適な検出装置に関する。

第１図は圧延設備における鋼材の位置または波打ちを検
出するために従来より用いられていた検出装置の一例で
ある。

検出装置は、ノズル本体１、ホース２、リード線３，４
、定電流電源５、より構成されている。

鋼板６はローラテーブル７面上を所定の速度で連続的に
走行している。

この鋼材６に対向してノズル本体１が配置される。

ノズル本体１は水を噴出する働きをし、導電性材料で構
成されるノズルチツプ１１と、ノズルチツプ１１を支持
すると共に絶縁材料で構成される支持体１２と、から構
成される。

支持体１２の中心部には貫通孔１３が開けられており、
ホース２で供給された水がノズルチツプ１１に導かれる
。

ホース２はノズル本体１に水を供給するために用いられ
るが、単に水供給するだけでなく所定の意味を持って選
定される。

すなわち、ホース２の内径および長さは、内部を流れる
水の電気抵抗値が数千キロオーム以上の大抵抗値となる
ようにすると共に、その水の圧力損失が１〜２ｋｇ／ｃ
ｍ２の値を越えないように選定される。

このような条件で選定されたホース２は、一般に内径数
龍で長さ数ｍ程度のものである。

電気的には、定電流電源５の出力端子はノズルチツプ１
１とアース間に挿入接続され、ローラテーブル７はアー
スされている。

いま、ノズルチツプ１１から鋼板６に向けて連続的かつ
均一に水を噴射すると、ノズルチツプ１１と鋼板６とが
噴射水流８（水の電気抵抗）を介して電気的に接続され
る。

このとき電流は、定電流電源５、リード線３、ノズルチ
ツプ１１、噴射水流８、鋼板６、口−ラテーブル７、ア
ース、リード線４、の経路で流れる。

この経路の他に、定電流電源５の出力電流は、リード線
３、ノズルチツプ１１、貫通孔１３内の水、ホース２内
の水、水源（ホース２の供給水側の金属管等）、アース
、リード線４、の経路で流れる経路がある。

このため、定電流電源５の出力電流は両経路の電流値の
合成値となる。

定電流電源５の出力電流は一定となる特性を有するもの
であるから、結局、定電流電源５の出力端子間には両経
路の電気抵抗値の並列合成値に一次正比例した電圧が生
ずる。

前者の経路の電気抵抗値は殆んどが噴射水流８によって
生ずるものであり、その他は極めて微少であり無視する
ことができる。

また、後者の経路による電気抵抗値は、殆んどが貫通孔
１３およびホース２の中で生ずるものであり、その他は
極めて微少であり無視することができる。

従って、定電流電源５の出力端子間電圧Ｅは、噴射水流
８の電気抵抗値（水抵抗）をＲｌ、貫通孔１３およびホ
ース２内の水の電気抵抗値をＲｏ、定電流電源５の設定
出力電流値をＩとすると、で表わされる。

第１式で明らかな如く、電気抵抗値Ｒｏを一定とすれば
、出力端子間電圧Ｅは噴射水流８の電気抵抗値Ｒｌ、換
言すればノズルチツプ１１と鋼板６との間の距離によっ
てのみ変化することがわかる。

この出力端子間電圧Ｅの変化を利用して、鋼板６の有無
または波打ちの状態（鋼板６の高さ方向の位置）等を検
出するのが第１図に示す検出装置である。

このような検出装置で検出精度を低下させないために重
要なことは、ホース２内部の電気抵抗値を一定に保つこ
と、ならびに支持体１２の対アース間電気抵抗値を一定
に保つことである。

ホース２内の電気抵抗値を変動させる要因としては、水
の導電率変化ならびに内壁に付着する水垢である。

特に、後者が非常に問題となるものである。

一般に、検出装置に用いられる水は純水でないため、水
の中に溶解している不純物が長い間にホース２の内壁に
付着する。

この付着により、ホース２の内部の電気抵抗値は低下す
る。

また、支持体１２の対アース間電気抵抗を変動させる原
因としては、支持体１２の外面が水で濡れたり汚れたり
することがあげられる。

通常、支持体１２の外面は清浄な空気でパージ（図示せ
ず）することによって、濡れたり汚れたりすることが無
い様に怠りなく保守に努めている。

しかしながら、長期の間には絶縁低下が避けられず、検
出精度を落したり検出不能を起こすことがある。

同様な件とがリード線３の外面でも生じる可能性がある
。

すなわち、リード線３の外面が水で濡れたり汚れたりす
ると、ここを伝わって電流が流れ、この電流はリード線
３の外面がアースに接触している部位からアース側に流
れるものである。

このように、従来においては上述の如くの変動原因によ
り極めて検出精度が悪いものであった。

本発明の目的は、上述した従来の欠点を解消する，もの
であり、検出精度を高度に維持することのできる検出装
置を提供するにある。

本発明は、ノズルとアース間の絶縁介在物に、ノズルこ
印加する電圧と同極性かつ同電圧値の電圧を印加するこ
とにより、ノズルから噴射水流以外の経路で流れる電流
を無くしたものである。

第２図は本発明の実施例を示す構成図である。

（なお、第２図（こ於では第１図で用いたと同一部［材
であるものには同一符号を付している。

）第２図の実施例は電圧印加点を二ケ所とし、その第１
は支持体１２に導電性材料のリング２０を設けて印加し
、その第２はホースを分割（２ａ，２ｂ）して導電性材
料の継手２１を介在させ、この継手２１に電圧を印加し
た場合である。

リング２０は支持体１２を取囲むように、かつ互いに密
着して取付けられる。

このリング２０には被覆されたリード線３が貫通してお
り、貫通部ではリング２０とリード線３の被覆は密着し
て取付けられる。

リング２０および継手２１に定電流電源５の電圧を直接
印加すると、これらの印加点より流れる電流により検出
精度が悪下する。

そこで、差動増幅器２２を定電流電源５とリング２０な
らびに継手２１との間に挿入して、この問題を解決して
いる。

すなわち、差動増幅器２２は出力端子と反転端子とを接
続して非反転端子を入力端子とするボルテージフオロワ
を形成するため、差動増幅器２２の利得が１で、入力イ
ンピーダンスが極めて高くなる。

従って、リング２０及び継手２１に印加される電圧は定
電流電源５と同電圧値（増幅率が１である故）で同極性
のものが得られ、しかも、定電流電源５こ接続される差
動増幅器２２は高インピーダンスであるから定電流電源
５の出力電圧を低下させることもない。

このように、リング２０及び継手２１にはノズルチツプ
１１の印加電圧と常に同じ電圧値で同極性の電圧が印加
され、ノズルチツプ１１とリング２０との間、およびノ
ズルチツプ１１と継手２１との間には全く電位差は生じ
ない。

従って、これらの間の電気抵抗値の大小に拘わらず相互
間に電流が流れることは無い。

すなわち、支持体１２やリード線３の外面を伝わってノ
ズルチツプ１１からアース側に流れる電流、およびホー
ス２ａ，２ｂの内部の水や付着した水垢を伝わってノズ
ルチツプ１１から水源（アース）側に流れる電流を零に
するようにリング２０ならびに継手２１の印加電圧を差
動増幅器２２により決めていることになる。

リング２０および継手２１に供給される電圧の電源は差
動増幅器２２の供給電源を用い、定電流電源５の出力は
用いないので、差動増幅器２２の供給電流能力が充分に
大きければ、リング２０および継手２１より流出する電
流が無限大にならない限り何ら問題は生じない。

通常においては、濡れたり汚れたりしても数アンペアに
も達するということは無い。

このように本発明の実施例によれば、ノズルチツプ１１
とアース間に介在する、例えばリード線３の被覆外面、
支持体１２の外面、ホース２の内部の水や内壁面等の途
中にノズルチツプ１１に印加される電圧と同極性で同値
の電圧を与えることによって、等価的にノズルチツプ１
１の対アース間インピーダンスを無限大とし、ノズルチ
ツプ１１から水流８以外の経路に流れる電流を無くし、
検出精度を高度に維持することができる。

加えて、ホース２ａ，２ｂの長さを短かくし、直径を太
くすることができ、水の供給圧力を低減させることが可
能である。

第３図は本発明の第２の実施例を示す構成図である。

第３図の実施例は差動増幅器２２の出力を支持体の一ケ
所にのみとしたものであり、検出装置を新設する場合に
有利である。

（この点、第２図の実施例は既設装置の改良に適するも
のと言える。

）本実施例においても、第１図ならびに第２図の装置で
用いたと同一部材であるものには同一符号を用いている
。

第３図に示すように支持体１２を１２ａ，１２ｂに二分
し、両者間を導電性材料のスペーサ２３で連結している
。

スペーサ２３の外周にはリード線３が貫通しており、リ
ード線３の外被とスペーサ２３とは密着している。

スペーサ２３はリード線２４を介して差動増幅器２２の
出力端子に接続されている。

このように構成することにより、ノズルチツプ１１とス
ペーサ２３との間の電位差を無くすることができ、ノズ
ルチツプ１１から水流８以外の経路を通ってアースに電
流が流れるのを無くすることができる。

かかる構成は、第２図における実施例のリング２０と継
手２１とを一ケ所にまとめたのと同様の作用を持たせた
ものと云うことができる。

第３図の実施例は第２図の実施例と何ら遜色のない効果
が得られるばかりか、全体の構成を簡略化できる利点が
ある。

第２図および第３図において用いられる差動増幅器２２
としては、入力バイアス電流の微少な電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）入力型アナログ演算素子を用いるのが検
出信号に外乱を与えないために最適である。

以上より明らかなように本発明によれば、変動による影
響を除去して検出精度を高度に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の検出装置を示す構成図、第２図は本発明
の実施例を示す構成図、第３図は本発明の他の実施例を
示す構成図である。 １・・・・・・ノズル本体、２，２ａ，２ｂ・・・・・
・ホース、５・・・・・・定電流電源、１１・・・・・
・ノズルチップ、１２，１２ａ，１２ｂ・・・・・・支
持体、２０・・・・・・リング、２１・・・・・・継手
、２２・・・・・一差動増幅器、２３・・・・・・スペ
ーサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ノズルから被検出物体に水を噴射し、両者間の噴射
   水流長の変化を電気的に検出して前記被検出物体の表面
   形状もしくは被検出物体の存在を検出する検出装置にお
   いて、前記ノズルに接続される絶縁物で被覆されたリー
   ド線を含んで前記ノズルを支持する支持物体の途中を囲
   繞する如くに配設された第１の電極と、該第１の電極に
   対し独立に或いは一体化して前記ノズルに至る途中の水
   路中に設けられる第２の電極と、前記第１、第２の電極
   に対し前記ノズルに印加される電圧と同極性かつ同電圧
   値の電圧を印加する電圧供給手段とを具備することを特
   徴とする検出装置。