JPS59231446A - 変態量率の測定方法 - Google Patents

変態量率の測定方法

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JPS59231446A
JPS59231446A JP10731483A JP10731483A JPS59231446A JP S59231446 A JPS59231446 A JP S59231446A JP 10731483 A JP10731483 A JP 10731483A JP 10731483 A JP10731483 A JP 10731483A JP S59231446 A JPS59231446 A JP S59231446A
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coil
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Katsuhiro Kawashima
川島 捷宏
Masaaki Hatta
八田 雅明
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9046Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals

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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】 この)I5明り1、哨等の結晶変態即ちオーステナイト
からフェライトへのあるいはその逆の過程において生じ
る電磁気的な変化を検出して、被検体の変態量率を測定
する方法に出するものである。
従来、菱態賞率の測定方法として放射線を利用した方法
や、直流磁界rオリ用した直流磁界法および、変態過程
において生じる電磁気的な変化をコイルインピーダンス
の変化として検出する方法がある。放射線利用した変態
量率の測定方法はオーステナイトからフェライトの変化
における格子定数の変化によりX線回折角が変化する事
を利用したものであるが、Xmは被検体に浸透しにくい
ため表層(数10μ)の情報しかえられないとか、被検
体のバタソキに対して弱いという欠点を有する。
直流磁界法は被検体に直流磁界を与え、ホール素子で磁
界を測定するものであるが、変態量率と測定値との間に
宥しい非線形性があるとともに、変態が始まって被検体
が強磁性体になると直流磁界が表層部のみに流れるため
、変態の開始点近傍しか測定出来ないという欠点がある
。次ぎに、本発明と同じような変態過程における電磁気
的な変化をコイルで検知する変態量率の測定方法につい
て詳しく述べる。この種の変態量率の測定方法として、
第1図に示すようなものがある。図において、lは被検
体の変態量の測定にたいして適切な周波数の正弦波電流
を作るための発振器、2は変態量の測定の対数表なる板
状の被検体で、この被検体2の上部に近接して置かれて
いる3は被検体2の変態量の変化を検出するためのセン
サーの役目をする検出コイルで、4は検出コイル3のイ
ンピーダンスの変化を検知するだめのブリ、ジ回路で、
5はブリッジ回路の検出信号を利用し易い形態に変化さ
せる信号処理装置、6は信号の表示部を衣す。
次に動作について説明する。第1図に示す従来の屯磁気
的変化をコイルによって横領する方法は板状の被検体2
の近傍に検出コイル3を置いて、発振器lによって兄生
じた連続しfc正弦波+li流を検出コイル3に流す。
この場合、被検体20衣面には渦電流が生じ、コイルの
みかけのインピーダンス//i変化する。このコイルイ
ンピーダンス[影響を与える渦電流の大きさは、被イゆ
体の材質(透磁率、伝導率、センサーと被検体の距離、
その他)に依存するが、被検体がオーステナイトカら7
エライトに変態しつつある場合、仮構体中にはオーステ
ナイトに対してフェライトの占める比率が大杉検体の表
面をながれている渦電流は変化して、被検体の近傍に塔
゛か−れている検出コイル3のインピーダンスは変化す
る。このコイルのインピーダンスの変化をコイルに続く
ブリッジ回路4によって検出して、信号処理装置5およ
び表示部6によって、被検体の変態量と検出コイルのイ
ンピーダンスの変化を関連すけだのが従来のコイルを使
用した変態量率の測定方法である。従来のコイルを利用
し/こ変態量率の測定方法は以上のよう(支)構成され
ているので、板状の被検体の透磁率の変化を感知するは
かりですく、その他の因子、特に被検体と検出コイルと
の間隔に鋭敏に反応するので、被検体と検出コイルとの
間隔を一定に保つ拳が必要で、まだ、センサー出力と変
j法量率の間には著1〜い非線型性が存在して、変態の
トド1始点近傍の量をi)!IJ定する事ができたとし
ても、変態の開始点から終了点までの広い範囲の銃、擦
量率を測定する挙ができないなどの欠点が存在した。こ
の発明は上記のような従来の方法の欠点を除去するため
になされたもので、送信コイルと受信コイルにコイルを
分割し、板状の被検体を挾んで、相対して位置すること
によって、測定対象とセンサーの間隔の影響をほとんど
無視できるようにしたとともに、被検体の板厚の広い範
(lJjに対して、変態の開始点から終了点までを全体
にわたって測定がDJ′能な変態量率の測定方法を提供
することを目的とし、被検体の板厚が十分に厚い場合で
も変態の開始点から終了点壕で精度lく測定できる変態
量率のd(1]定方法を提供する。以下、この発り」の
−夫施例を図について説明する。
第2図において、21は送信コイル、22は受イぎコイ
ルであって、板状の被検体23を挾んで送(Mコイル2
1に相対した位16装置7ハれている。
24は送1ぎコイルに被検体の変態:;けの測定tζ適
切なパルス波および連続した正弦波′電流を流すだめの
発振器、25はパルス信号一連続信号切り換え装置、2
6はパルス電流および正弦波状連続電流にパワーをあた
えるためのパワーアンプ、27は受信コイルに生じた電
圧を”” ’Raするための増幅器およびチーーンドア
ンプで切り換え装置25によって切り換えられる。28
は受信信号を信号処理するための信号処理回路である。
信号処理回路は受信した透過信号と1わりこみ信号を分
離して、所定の変態量率の基準値におきかえるだめの回
路である。29は信号処理された信号の表示部である。
次に動作について説明する。
被検体の変態初期におlizて、本装置は21の送信コ
イルに連続波を流し、変態の進行に伴って、パルス信号
一連続信号切9換え装置25によって、送信コイルに流
れる正弦波状連続電流をパルス波電流に切シ換える。そ
こで、まず、連続波の動作について説明する。送信コイ
ル21に連続した正弦波磁流を流した場合、周知のごと
く、板状の被検体の表面には渦電流が生じる。この渦電
流は板中を下方に伝播していき、受信コイル22の周囲
に高周波の磁場を作る。この磁場の変化によってコイル
22の両端に電圧が誘起される。コイルに誘起される電
圧は近似的に次式で表される事は良く知られている v=v。exp (−Fbhd )       −(
1)f二周波数 μ:透磁率 σ:伝導率 d:板厚と
ころで、前述のごとく、被検体の変態の進行にともなっ
て、被検体のオーステナイトがフェライトに変わり、全
量(オーステナイト+7エライト)に対するフェライト
の比率に従って被検体の透磁率は大きくなっていく。全
量に対するフェライトの比率をKとして、オーステナイ
トとフェライトの透磁率、伝導率をそれぞれ、μm、μ
2.σ1゜σ2とすると受イ6コイル22の両端の生じ
る誘起電圧は V−”Vo exp (5可(I K ) d −&π
f /4+ σzKd))(2)μl、μ2ニオーステ
ナイトの透磁率、フェライトの透磁率 σ1.σ2ニオ−ステナイトの伝導率、フェライトの伝
導率 f二周波数 J(:フェライト/(オーステナイト+7エライト) となる。ここで、Kは変域載量と対応していて、で目的
の変態量率Kを求める事ができる。このように、本発明
の基本原理は(21式に従っている。ところで(り式に
おいては、センサーと板状の被検体の間隔を表す項はな
く、誘起電圧はセンサーと板状の被検体の間隔とは無関
係であシ、誘起電圧からひきだされる変態率量もセンサ
ーと板状の被検体の間隔には影響は受けな−。また、(
21式の対数をとると、オーステナイトの透磁率に比べ
て、7エライトの透磁率が十分に大きいため、(:l(
1式のごとり一〇、じ電圧の対数は変態量率K Vc縁
線形なる。
tn(V/¥o)= (5(I K)d+  A1μ2
σ2Kd)μ2〉〉μlであるから、近似的に、 tn (V/Vo ) ”−rK fμ2σ2 Kd 
      −−−−−−−−−(3)となる。ところ
で、被検体板厚dが大きく、変態が十分に進行している
場合には、第3図で示されるような、借過悟号3oに依
って生じる誘起電圧Vは、被検体をまわ9こんでくる信
号31によって生じるVεによって塀も九でしまう。そ
こで、不覚りJでは、第4図のとと<、(3)式が成立
する領域においては連続波を使用し、それ以外の領域で
はパルス波を使用している。
次ぎにパルス波の動作について説明する。送信コイル2
1にパルス波を流した場合、周知のととく、板状の被検
体の表面には渦′成流が生じる。この渦電流は板を下方
に伝播していき、受信コイル22の周囲にパルス状の磁
場を作る。この磁場の変化によってコイル22の両端に
電圧が誘起されるが、パルス直流■を次式とした場合、
近似的に、I=Io  (t)   (nT  ≦t<
nT十to)=0    (nT+t+)≦t<(n+
1)’f’)ただし、n==0+1+2y3+・曲用中
心周波数をfとすると 誘起電圧V: V=1(a t (■’ (’−Δt )) exp 
(−5r7d )1パ恰時間Δt: 透過速度V: と近似的になる。この渦電流の透過速度Vはf−1Kh
z、 μm150X4πx i o ’H/msσ= 
8 X 106v/m。
d = 3 runで、約3 m / seeで電磁波
の進行速度3×108m/secに比軟して非常に小さ
い。不発り」はこの墨を利用している。すなわち、被検
体を透過してくる信号は被検体をまわりこんでくる信号
に比べてΔtだけ遅れる/こめ、被検体を透過してくる
信号とまわりこんでくる信号を分離する事が可能となる
第5図に送信パルスの形状と変態進行に伴う受信パルス
の形状を一例を示している。第5図(1)は送信波形、
(2) 、 (3) 、 (4) 、 (5)は変態付
率0%、20チ、40%、80%の場合の受信パルスの
製形を示す。
一方まわりこみ信号は: V=V6  (nT≦t < nT+ to )==O
(nT十to≦t<(n+1)T)となる。したがって
、受信コイル22で受信された信号を増幅器27によっ
て増幅し1g号処理回路28において、nT+to≦t
<(n+1)Tのみの信号に着目すると、まわりこみ信
号の効果を消去する事が可能となる。このように、まわ
りこみ信号と透過信号が分離され、この透過信号の大き
さによって変態率量を計算し、表示部2”8で表示する
以上に述べたごとく、本発明は交番波による測定で出力
の測定値が変態量率に線形的に変化する範囲では送信コ
イル21に連続した交番′LJI流を流し、細り1φ性
が崩!しる範囲、すなわち、まわりこみ磁界の影響があ
る範囲ではパルス混流を流すようにした。
他の実施例として、連続波において、受信信号の振幅を
情報として利用しているが、位相も、同様の情報葡もつ
−Cいるため、変態511率を知るために位相を利用し
てもよい。丑た、パルス波については、信号処理回路2
8において、まわりこみ信号と透過信号を分離し、透過
信号の大きさによって変態量率を求めたが、透過信号の
時間遅れを調べる事によって変態量率をもとめる争が可
能である。
送信コイルの直前にあるパワーアンプ、受信コイル後段
にあるチェーンドアンプ、増幅器は本発明の所用第14
成要素ではなく、場合によっては省くことも可能でもあ
り、それらに準するもの、たとえO」、チーーンドアン
プをロックインアンプ等に代替してもよい。
以上のように、本発明は変態初期においては、測定の感
度に問題のない周波数を使用して、測定の精度を確保す
るとともに、連続法が測定出来ない預域では、パルス法
を使用する事で広い測定範囲を(11C保している。こ
のように、本発明では連続法とパルス法をミックスする
事で、厚い被検体の変、法量率/r:変態の開始点〃・
ら終了点まで広い範囲にわたって、3゛n度よく測定す
ることが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の変態率測定装置のイノ4成を示す説明図
、第2図は本発明の実施例のイ、4成図、第3図はまわ
シこみ現象を示す瓶明図、第4図は連続法による測定と
パルス法による6111足の切多換え点を示す説明図、
第5図は送信パルスと変態の進行に伴った受信パルスの
変化を示す波形図である。 符号の説明 1・・・発振器、2・・・被検体、3・・・検出コイル
、4・・・ブリッジ回路、5・・・信号処理装置、6・
・・表示部。 出願人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士  青   柳       稔第3図 第4図 4 変態量率   400% 第5図 (1) mS

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 送信コイルと、被検体を挾んで相対して位置する受信コ
    イルとを設け、前記送信コイルに経時的にその太ききが
    変化する電流を供給して、受信コイルに生じる電気イ=
    号から被検体の変態率量を測定する方法であって、被検
    体の変態の初期においては、交fJ′f電流を送イイコ
    イルに供給しで測定をおこない、被検体の変態が進行し
    た段階からパルス電流を送1ぎコイルに供給して測定す
    るようにしたこと金特徴とする変態量率の測定方法。
JP10731483A 1983-06-15 1983-06-15 Hentairyoritsunosokuteihoho Expired - Lifetime JPH0249660B2 (ja)

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EP84902367A EP0146638B1 (en) 1983-06-15 1984-06-14 Method for measuring transformation rate
DE8484902367T DE3477423D1 (en) 1983-06-15 1984-06-14 Method for measuring transformation rate
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093518A (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Marktec Corp 肉厚測定装置
JP2007519898A (ja) * 2003-12-31 2007-07-19 アーベーベー・アーベー 測定対象のオブジェクト厚さ及び電気伝導度を測定するための方法及びデバイス
WO2019003727A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 Jfeスチール株式会社 焼鈍炉中の鋼板の磁気変態率測定方法および磁気変態率測定装置、連続焼鈍プロセス、連続溶融亜鉛めっきプロセス

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US11125721B2 (en) 2017-06-28 2021-09-21 Jfe Steel Corporation Method for measuring magnetic transformation rate of steel sheet in annealing furnace, apparatus for measuring the same, continuous annealing process, and continuous galvanizing process

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