JPS6011109A - 電磁超音波測定装置 - Google Patents

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】 および耐用性の高い測定装置の提供をその目的とするも
のである。

周知のように連続鋳造装置で製造される鋳片や、内部に
未凝固層を有する熱鋼片等の未凝固層厚み。

凝固層厚み，厚み方向平均温度を測定する装置として、
電磁超音波式凝固厚み測定装置（該電磁超音波式凝固厚
み測定装置を、本発明では電磁超音波測定装置と云い、
以下特記なき以外は単に測定装置と云う）が用いられて
いる。該測定装置は′、第１図に示すように前記鋳片あ
るいは熱鋼片等の被測定体１を介して送信トランスジュ
ーサ２および受信トランスジューサ３を対向せしめて構
成され、被測定体１を透過する超音波透過信号と、予め
測定するかあるいは同時に測定された被測定体１の厚み
信号とより、未凝固層厚みｔｌ，凝固層厚みｔ２および
厚み平均温度等を測定することが一般的である。

ところで前記被測定体１は極めて高温であるうえトこそ
の測定位置も、第１図に示すように被測定体１を保持し
搬送するカイドローラ４の相隣わる間隙部５に送受信ト
ランスジューサ２，３（以下送信および受信トランスジ
ューサを総称して云うときは単にトランスジューサと云
う〕を配設して行うことが普通である。このためトラン
スジューサ２，３は高温下に曝されるうえｆこ、下方に
配設されるトランスジューサ（第１図の実施例では送信
トランスジューサ２）の頭部に、被測定体１より落下す
る酸化スケール等が何着し堆積する。この結果トランス
ジューサの寿命低下を招いたり、測定精度が低下する等
の問題があつ１こ。

而して従来においても例えばｌ・ランスジューサに冷却
水噴出穴を設け、該噴出穴より冷却水を常時噴出してト
ランスジユーザ自体の冷却や、前記酸化スケールの除去
を行う手段が提案されてい１こ。

ところが前記従来手段ζこおいて確実な冷却および酸化
スケール等の除去を行うには、冷却水の噴出量および圧
力を高める必要かあり、この１こめ噴出される冷却水ｔ
こよって被測定体１の温度を低下させると云う大きな問
題があった。特に上方に配設されるトランスジユーザか
らは噴出圧が低くても、その自重で冷却水が被測定体上
ｌこ落下して被６１］」定休の温度を低下させる一因と
なってい１こ。逆に前記被測定体１の温度低下を防止す
るｆコめに噴出量および圧力を低くすると５　トランス
ジューサの冷却保護および酸化スケールの除去が確実に
行えない。

本発明は前記従来の問題点の効果的な解決を図るもので
、被測定体の温度を低下させるこ♂なくｌ゛ランスジユ
ーザ冷却及び酸化スケールの堆積。

何着防止を確実に行なうことにより、長期間安定して高
精度の前記測定を可能ならしめるものである。以下、実
施例【こ基づき本発明を詳述する。

第２図および第３図（ま、本発明に基づく測定装置の一
実施例を示す断面構造図である。本実施例においてｌ・
ランスジューサ２，３は、カイトローラ４の幅方向に前
後進自在に設けられｆこ台車６に装着されたジヤツキ装
置１０およびシリンダー装置７によって、間隙部５１こ
列、降可能に保持されている。Ｉ・ランスシュ〜す２，
３には、それぞれ被測定体１の表面ｌこ接触し、回転す
るスペーサーローラ８および冷却水噴出穴（以下噴出穴
と云う）９が設けられている。

第４図は、被測定体ｌの下方に設けられるＩ・ランスジ
ューサ２の断面構造図を示すものて、送信あるいは受信
用のコイルを内蔵した枠体２１の周囲にジャケット部２
２が形成され、該ジャケット部２２に矢印ａで示す如く
冷却水を循環供給することにより、トランスジューサ２
自体を水冷するよう構成されている。前記ジャケット部
２２を循環する冷却水の一部は、被１１１１ｊ定体ｌξ
オ０削する対接面２３に設けられた前記噴出穴９より噴
出し、前記冷却効果を高めると共ζこ対接面２３にイ」
着・堆積する酸化スケールを流下させる機能を発揮する
。尚、第４図において、１１は前記ジャケット部２２に
冷却水を供給する給水管５１２は排水管てあり図示はし
ていないけれどもそれぞれ台車６１こ設置されたバルフ
スタンド３１に連結されている。又Ｊ３はグーフル１４
の保護管である。さて、スペーサーローラ８は１それが
被測定体１の表面に接触した状態で、被測定体１とトラ
ンスジユーザ２，３の対接面２３との間が所定距離、離
隔するよう対接面２３より突出して設けられている。

而して、ジヤツキ装置１０およびシリンダー装置７を作
動して、トランスジユーザ２　、　３　ヲ、　前記スペ
ーサローラ８が被測定体１【こ接触する１て上昇あるい
は下降せしめることによって、トランスジューサ２，３
は後述する測定か可能な状態となる。このときスペーサ
ーローラ８あるいはシリング”−装置７の昇降量を予め
設定されたレベルを基準古して１ｌＩ１１定することＡ
こよって被測定体１の厚みを測定することができる。例
えば第５図（連続鋳造装置の機端部に設置された測定装
置の一実施例を示すブロック図）に示ずようにシリンダ
ー装置７の昇降量を変位計１５．１６で検出し、その検
出信号を、予め所定の演算式を記憶せしめた厚み演算装
置Ｊ、７１こ入力することにより、自動的に被測定体１
の厚みか測定できる。

本発明における直接接触式厚み測定装置とは、前述しＰ
ようにスペーザ＝ｌ：Ｉ−ラ８が被測定体１の表面に接
触することにより被測定体１の厚みを測定する装置を云
うものである。

さて、前記実施例の測定装置で測定を行うには、まず台
車６を所定位置１で移動させたのちジヤツキ装置１０を
作動させ、第４図に実線で示すようにトランスジューサ
２，３を被測定体ｌより設定距離、離れた位置で待機さ
せる。次いで測定開始指令に基づいてシリンダー装置７
を作動させ、第４図に２点鎖線で示すようにスペーサー
ローラ８が被測定体表面に接触する壕でトランスジュー
サ２゜３を昇降せしめる。

このトランスジューサ２，３の昇降時に前記厚み演算装
置１７によって被測定体１の厚みを測定する。次に、前
記第５図に示すようにパルス発生装置Ｊ８より高圧パル
スを発生して送信トランス７ューサ２より超音波を発し
、それを受信トランスジューサ３で受信するまでの超音
波透過時間を、透過時間測定装置１９で検出する。該透
過時間測定装置１９で検出された超音波透過信号と、前
記厚み演算装置１７による厚み信号は演算処理装置３ｏ
に入力する。演算処理装置３ｏには、あらかじめ知られ
てｂる厚み、超音波透過時間と、未凝固層および凝固層
の厚み、厚み平均温度との関係式が入力されている。而
して演算処理装置３ｏに実測された前記超音波透過信号
お厚み信号が入力されると前記関係式に基づいて、被測
定体１の未凝固層厚み、凝固層厚みおよび厚み平均温度
が算出され、それらを測定できる。

第６図は前記第５図に示す連続鋳造装置の機端部に設置
された測定装置において、鋳片１００の前記測定を実施
した際のトランスジューサ２，３の昇降を線図として示
したものである。図においてＸは測定期間であり、ｙｌ
、ｙ２はシリンダー装置７の作動によるトランスジュー
サ２，３の昇降期間である。２はジヤツキ装置１０のみ
が作動している待機期間である。本実施例の鋳片１００
の測定においては、測定期間Ｘは通常１〜２秒であり、
非常に短かい。又、鋳片１００が通過した後や所定時間
以上測定を実施する必要のない時にはジヤツキ装置１０
を復帰させ、台車６は通常鋳片幅方向の端部に退避して
いる。Ｗはこの退避期間を示すものである。

ところで本発明においては、トランスジューサ２．３の
被測定体１との対接面２３ζこ後述する噴射媒体を吹き
付けるノズル３２が設けられている。第４図は前記ノズ
ル３２の一実施例を示すもので、本実施例ではジヤツキ
装置１０１こノズル３２か固着されている。ノズル３２
は例えばフレキシブルホース。

あるいはゴムホース等の可撓性管体３３を介して前記バ
ルブスタンド３１に連結されている。而して本実施例で
はジヤツキ装置１ｏの昇降に追従してノズル３２も上昇
もしくは下降する。このため、トランス）　ニー　サ２
　、　３が待機期間ｌにある間にノズル３２より噴射さ
れる噴射媒体は、トランス／ユーザ２．３の対接面２３
に吹き付けられ、例えば下方に配設されたトランス／ユ
ーザ２の対接面２３に付着。

堆積する酸化スケール−や、上方に配設されｎトランス
ジューサ３の噴出穴９より落下する冷却水を吹き飛ばし
、酸化スケールの堆積防止や、冷却水が被測定体１に落
下することによる温度降丁防止等が可能となる。噴射媒
体古しては前述の機能、即ち酸化スケールを吹きとばし
てその堆積を防止したり、冷却水を霧状に吹き飛ばして
被測定体１に落下することを防止できるものであれば、
空気又は水、もしくは両者（気水〕のいずれを用いても
よい。本発明者等の経験ではそれ自体の質量の大きい水
が比重の大きい酸化スケール等を吹き飛ばすうえから効
果的で、その吹き付は圧力は３ＫＫｎｉ程度以上であれ
ば充分であった。

さて、前記実施例ではシリンダー装置７が作動を開始し
た後の昇降期間ｙ１から測定期間Ｘ、昇降期間ｙ２マで
の期間ζこおいては、ノズル３２よりの噴射媒体を対接
面２３に吹き刊けることはできない。

しかしながらこの期間は、前記第６図に示すように待機
期間Ｚに比較して極めて短時間である。加えて測定期間
Ｘては被測定体１と対接面２３ａの距離は非常に小さい
ものである。このため、前述した噴射媒体の機能は発揮
しにくく、この期間に噴射媒体が対接面２：３に吹き付
けられなくても実質的に本発明の効果を損うことはない
。而してこの期間には、噴射媒体の吹き付けを停止させ
てもよいか、吹き付けを継続し１ことしても噴射媒体か
トランスジューサ２，３の側部あるいはシリンダー装置
７のピストンロンドア０ｉこ吹き伺けられる程度てあり
、かつこの期間は前述の如く極めて短かぐ、さらにトラ
ンスジューサ２，３の冷却が行える副次的効果等も生じ
る等何等支障はない。

一方、トランスジューサ２，３の退避期間Ｗでは、トラ
ンスジューサ２．３に加わる熱負荷は殆んど無視でき、
酸化スケールの堆積や、冷却水が被測定体１に落下する
恐れもないため、噴射媒体を吹き付ける必要はない。本
発明においてはトランスジューサ２，３か直ちに測定を
開始できる待機期間２にある時を定常時と云い、噴射媒
体の吹き付けの必要のない退避期間Ｗを非定常時と云い
、定常時には例えばバルブスタンド３］のバルブ３１０
を開とし、逆に非定常時に（まバルブ３１０を閉として
噴射媒体の吹き付け、もしくは停止が制御される。又、
昇降期間ｙ１．ｙ２および測定期間Ｘは、前述の如く１
必要に応じて定常時もしくは非定常の前記制御を選択し
、実施すればよい。さらにガイドローラ４の間隙部５が
人力）つたり、測定期間Ｘｌこおいて被測定体１と対接
回器との離隔距離が大きいような場合には、例えば第７
図に示すようにノズル３２をトランスジューサ２，３に
固着することによってトランスジューサ２，３の昇降に
追従してノズル３２を昇降せしめることができ、これに
より昇降期間ＹＩｌｙ２および測定期間Ｘにおいても噴
射媒体を対接回器に吹き付ける定常時の制御を行うこと
ができる。

以上詳述したように本発明の測定装置では、それが測定
中、あるいは測定のための待機中等の定常時にトランス
ジユーザ２，３の対接面２３【こ噴射媒体が吹き付けら
れていることから、噴出穴９より冷却水が噴出してもそ
れが被測定体ｌに落下することが゛防止でき、被測定体
１め温度を低下させることがなくなった。又、トランス
ジューサ２゜３への酸化スケールの堆積も皆無となり、
この結果、測定精度を低下させたり５スペーサーローラ
８の回転不良を生ずる事態も完全に解決できた。

以上のように本発明の実用的効果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は周知の一般的な測定装置を示す断面構　′造園
、第２図〜第７図は本発明に基づ〈実施例を示すもので
第２図および第３図は測定装置の全体構成を示す側面図
および正面図、第４図および第７図は被測定体の下方に
配設されたトランスジューサおよび測定装置のそれぞれ
異なった実施例を示す構造図、第５図は連続鋳造装置の
機端部に設置された測定装置のブロック図、第６図はト
ランスジューサの昇降状況の線図である。 １：・被測定体、１００：・鋳片、２：送信トランスジ
ューサ、３：受信トランスジューサ、４ニガイドローラ
、５ニガイドローラの間隙部５　Ｇ＝台車、７：シリ、
ンダー装置、８：スペー了サーローラ、９：冷却水噴出
穴、１０：ジャソキ装置、１１：給水管、１２：排水管
、１３：保護管、１４：ケーブル、１５．１６＝変位計
、１７：厚み演算装置、１８二ノ（ルス発生装置、１９
：透過時間測定装置、２１：枠体、２２ニジヤケノド部
、２３：対接面、３０：演算処理装置、３１：バルブス
タンド、３２：ノズル、３３：可撓性管体。 特許出願人　代理人 弁理士　矢　葺　知　之 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直接接触式の厚み測定装置を備えると共に被測定体の表
   面に接触回転するスペーサーローラドトランスジューサ
   冷却水噴出穴を備えた水冷式電磁超音波送受信トランス
   ジューサを被測定体を介して対向せしめ、定常時に前記
   送受信トランスジューサの被測定体との対接面に空気又
   は水、もしくはその両者を吹き付け、非定常時は吹き付
   けを停止するノズルを備えたことを特徴とする電磁超音
   波測定装置。