JPS59192901A

JPS59192901A - 渦電流式計測装置

Info

Publication number: JPS59192901A
Application number: JP6679683A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yamada; 健夫山田; Hiroyuki Hojo; 北條　博行; Yoshihiro Kawase; 川瀬　芳広
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-04-15
Filing date: 1983-04-15
Publication date: 1984-11-01

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えは導体の表面傷の検出や導体との距離測
定用として用いられる渦電流式計測装置の改良に関する
。

渦電流式計測装置は、一般にコイルが発生する磁束が金
属等の導体と交差したときに導体中に流れる渦電流の反
作用によりコ、イルのインピーダンスが変化することを
利用し、さらＫこのインピーダンス変化が導体の物理定
数、形状あるいはコイルど導体との間の距離に依存する
ことに着目して、導体の温度、材質、表面傷、導体との
距離等を計測するものである。

ところで、この種の装置のインピーダンス検出回路とし
ては、従来より例えば第１図（ａｌ、　（ｂＬ（Ｃ１に
示すものが使用されている。すなわち第１図（ａ）のも
のは、検出コイル１を１要素として交流ブリッジを構成
し、このブリッジのン衡からのずれを電圧量Ｖとして得
るブリッジ形で、（ｂ）は検出コイル１のインピーダン
ス変化を演算増幅器２の帰還量の変化として検出する帰
還増幅形、（Ｃ）は検出コイル１とコンデンサ３とによ
りＬＣ共振回路を構成し、その共振周波数の変化を検出
出力とする発振形である。

しかし、これらのいずれの回路においても、測定レンジ
を広くとりかつ精度良く計測を行なうには、検出コイル
の形態およびインピーダンス値を最適なものにすること
が最も重要である。

すなわち、コイルのインダクタンスＬは、巻き数をさ、
コイル長を！、コイルの断面積をＳ１長岡係数をｋとす
ると、Ｌ　＝　ｋ）ｔｏ８Ｎ２７Ａ　　　　（）ｌ〕と表わさ
れる。したがって、この式から明らかなように、インダ
クタンスＬを大きくするにはコイルの断面積および巻き
数を大きくする必要があＺ・。また、導体と検出コイル
との距離（リフトオフ）を変化させたときのコイルイン
ビーダンヌの変化量は、コイル厚が薄いほど大きくなる
ことが本発明者等の測定により判明している。

ところが、従来より多く使用されている検出用コイルは
、例えば第２図に示す如く、薄形がビン５にエナメル線
を多層巻きしたものからなっている。このため、コイル
によってインダクタンスのバラツキが、大きく、このノ
ぐラツキが検出値に大きな影響を及ぼし、非常に好まし
くない。そこで、このバラツキを補正するため、従来で
は検出回路に可変利得増幅器等を設けて、この増幅器の
利得を微調整するようにしている。

しかし、このようにすると検出回路の構成が複雑化する
とともに調整が煩雑化するため、装置が高価で取扱いが
著しく面倒となっていた。

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、検出コイルを金属蒸着法にまり作製
した薄形コイルとすることにより、検出コイルのインピ
ーダンスのバラツキを低減して検出出力の微調整を不を
にし、構成および調整が簡単でしかも高精度の計測を行
ない得る渦電流式計測装置を提供することにある。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
３図は、本発明の渦電流式計測装置を連続鋳造モールド
湯面計として用いた場合の概略構成図である。

モールド１θ内には、ノズル１ノを介して溶鋼１２が注
入され、この溶ｔａ１２は導出口よりロール１３で連続
的に引ぎ出されるようになっている。

ところで、上記モールド１０の溶鋼面と対向する位置に
は、検出マイル２０が配設されている。この検出コイル
２０は、アルミニウムの蒸着により形成した薄形のコイ
ルからなるもので、例えば基板上にコイル・やターンを
多層にわたって順次蒸着することにより作製される。そ
して、この検出コイル２０は、駆動回路２１０発振出力
により励振駆動され、そのときのインピーダンス変化が
検出回路２２で検出されて、この検出出力は表示部２３
に表示される。

−このような構成であるから、検出コイル２０を駆動回
路２１により励振駆動すると、このと４きの溶鋼１２表
面と検出コイル２０との間の距離に応じて検出コイル２
０のインピーダンヌカ５変化シ、コのインピーダンスの
変化量が検出回路２２で検出される。ここで、上記イン
ピーダンスの値Ｚは、次のように表わされる。すなわち
、検出コイル２０の各部分の寸法を第４図に示す如く表
わし、かつ駆動周波数を０）、溶鋼の導電率をσ、コイ
ルの巻数なＮ１ベッセル関数をＪ、とすると、インピー
ダンス２は一コ η１−ξ２＋ｊωμｍσ１ａである。

そうして、検出回路２２で検出されたインピーダンス値
は、表示部２３に供給され、ここで表示される。したが
って、オペレータは上記表示部２３の表示結果を視認し
ながら、ノズル１ノの口径あるいはロール１３の送り速
度を調節する操作を行なえばよく、これによりモールド
１０内における溶鋼面の位置を一定に保つことができる
。

ところで、本実施例の装置では、検出コイルとしてアル
ミニウム蒸着により作製した薄形コイルを使用している
。このため、インダクタンス値のバラツキが極めて少な
く、検出出力が非常に安定なものとなる。したがって、
従来のように可変利得増幅器を設けてこれにより検出出
力を補正する８袂がなくなり、この結実装置の構成を簡
単化し、かつ調整作業を大幅に容易にすることができる
。また、薄形コイルを用いたことにより、渦電流による
インピーダンス変化が大きくなり、感度が向上する。第
５図は、リフトオフ特性の一例を示すもので、この特性
からも明らかなように、薄形コイル（図中■）の場合の
インピーダンス変化量は、厚形コイル（図中０）に比べ
て例えば１８％も向上することが本発明者等によって確
認された。なお、第５図のリフトオフ特性は、薄形コイ
ルの厚さ０、Ｑ５ｍＲ，厚形コイルの厚さ２朋の場合の
特性である。

このように、本実施例であれば、検出コイルとしてアル
ミニウムの蒸着により作製した薄形コイルを用いたこと
により、コイルのインピーダンス値のバラツキが低減し
て検出出力の補正が不要となり、この結果検出回路の構
成および調整を著しく簡単にすることができる。まだ、
検出感度が向上するため、上記バラツキの低減と相まっ
て高精度の開側を行なうことが可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、前記実施例ではモールドの溶鋼面位置を測定す
る場合に適用したが、その他溶接シーム部の検出、薄板
の形状計測、スラブの表面傷検査等に適用してもよい。

その他、薄形コイルの作製方法等についても、本発明の
賛旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

以上詳述したように、本発明によれば、検出コイルとし
て金属蒸着により形成した薄形コイルを用いたことによ
って、検出コイル、のインピーダンスのバラツキを低、
減し得て検出出力の微調整を不要にすることができ、構
成および調整が簡単でしかも高精度の計測を行なうこと
ができる渦電流式計測装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ異なるインピーダンス
検出回路の構成を示す回路図、第２図は従来における検
゛出コイルの構造を示す部分側断面図、第３図〜第５図
は本発明の一実施例を示すも′の構成図、第４１Ｂ］−
は検出コイルと被対象物との位置関係を示す模式図、第
５図はリフトオフ特性を示す図である。ｌθ・・・モール・ド、１ノ・・・ノズル、１２・・・
溶鋼１３・・・ロール、２０・・・検出コイル、２１・
・・駆動回路、２２・・・検出回路、２３・・・表示部
。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１　図（ａ）（ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｃ）第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

金属蒸着により構成した薄膜形コイルからなり被計測対
象に近接配置された検出コイルと、この検出コイルを励
振駆動する駆動回路と、この励振駆動状態において前記
検出コイルのインピーダンスを検出しその変化から前記
被計測対象の状態を求める検出回路とを具備したことを
特徴とする渦電流式計測装置。