JPS6046409A - 帯状圧延材の形状検出方法及び装置 - Google Patents

帯状圧延材の形状検出方法及び装置

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JPS6046409A
JPS6046409A JP15443383A JP15443383A JPS6046409A JP S6046409 A JPS6046409 A JP S6046409A JP 15443383 A JP15443383 A JP 15443383A JP 15443383 A JP15443383 A JP 15443383A JP S6046409 A JPS6046409 A JP S6046409A
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JP
Japan
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stress
rolled material
frequency
displacement
point
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Pending
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JP15443383A
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English (en)
Inventor
Masaaki Nakajima
正明 中島
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/30Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、走行する帯状圧延材の幅方向の平坦度を検出
する形状検出方法及び装置に関する。
〔発明の背景〕
圧延鋼板等に代表される帯状材の圧延プロセスにおいて
、圧延された帯状の板の幅方向厚み分布、すなわち平坦
度は圧延材の品質に係る大きな要素の1つであることか
ら、これを圧延走行中(オンライン)で検出して圧延条
件等を制御し、これによって平坦度を均一にすることが
要望されている。
そこで、従来、オンラインで圧延鋼板等の形状を検出す
る方法がいくつか提案されている。例えば、電磁力等に
よシ鋼板面を変位させ、その変位の幅方向分布(差)か
ら形状を検出する方法が知られている。つまり、鋼板面
を電磁力等によシその面に対して垂直方向にかつその幅
方向に一様に引きつけて変位させ、鋼板内部に発生され
た応力分布を測定し、その応力分布から板厚分布を測定
するのでおる。これによれば、鋼板とは非接触でその形
状の測定が可能であるという利点があシ、広く用いられ
ている。しかし、電磁力を幅方向に均一化しなければな
らないこと、また正確にその変位を測定しなければなら
ないことから、電磁力等による吸引装置の製作精度及び
その据付精度、さらに検出部の据付精度を極めて高くし
なければならす、装置全体が複雑になるという欠点があ
る。
また、他の方法として、軸方向に複数に分割された分割
μmルを鋼板に接触させ、直接鋼板の内部応力を測定す
るいわゆる分割ロール方式が知られているが、接触式で
あるため分割ロールのマークが銅板へ転写されるため、
用途が限られるという欠点があった。
さらに、他の方法として、鋼板に打撃力を印加して振動
させ、その振動を検出検波して振幅平均をめ、幅方向の
振幅分布から鋼板の形状を検出するものが知られている
。しかしながら、単に振動振幅のみを検出するこの方法
によると、形状に無関係な振動分が含まれているため、
形状検出の誤差が大きくなってしまうという欠点があっ
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高い製作、据付精度を必要とせず、高
精度で帯状圧延材の平坦度を検出することができる非接
触式の形状検出方法及び装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、圧延材を振動させてその幅方向複数点の変位
振動を検出し、各点における振動成分からその圧延材の
共振周波数に相関させて予め定められた2つの周波数成
分とその振幅とを検出してその点の共振周波数をめ、こ
の共振周波数に基づいてその共振周波数に相関する各点
の応力をめて基準応力に対する応力偏差をめ、この応力
偏差の幅方向分布から圧延材の平坦度を検出することに
よシ、高い製作、据付精度を必要とせず、非接触且つ高
精度で平坦度の検出をしようとするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第1図に本発明方法の適用可能な圧延設備の概略構成と
、本発明装置の一実施例の加振装置と変位検出器の配置
構成を示し、第2図に加振装置と変位検出器の平面配置
構成を示す。第1図に丞すように、帯状の鋼板1は圧延
機2によシ圧延され、巻取リール3に巻き取られるよう
になっている。
圧延機2の出側にはデフレフクロール4が設けられてお
り、これによって鋼板1を略水平に保持するようになっ
ている。圧延機2とデフレフクロール4の間に、鋼板1
の走行方向に合せて加振装置5と変位検出器6とが順次
配置されている。加振装置5は例えば電磁石又は圧縮空
気等を用いた周知の加振手段が適用可能であシ、加振装
置5は鋼板面に対して垂直な振動を付与するように近接
させて配置されている。例えば、電磁石によった場合に
は、30〜50Hzの交番磁界を付与して加振する。ま
た、その加振位置は、鋼板10幅に応じて適宜選定され
るものであシ、例えば狭い幅(500WIn)の場合は
中央1個所で十分であるが、広幅(1m)の場合は第2
図に示すように、幅方向2個所以上に設定することが望
ましい。また変位検出器6は、第2図に示すように、鋼
板1に近接させて幅方向に複数段けられ、鋼板1と変位
検出器6間のギャップを検出することにょシ、鋼板1の
変位1を検出するようになっている。変位検出器60幅
方向ピッチは所望とする形状検出の精度に応じて選定さ
れるものであシ、例えば25〜5011Iliヒツチで
配置されている。
次に、第1図及び第2図に示した実施例を用いて、本発
明の原理について説明する。
加振装置5を用いて鋼板1を加振すると、鋼板1はその
内部応力に相関した共振周波数で振動される。その共振
周波数f、と内部応力σとの関係は、鋼板を弦の集合と
考え、弦の長さをt、弦の線密度をρとすると、次式(
1)で表わすことができる。
J f、=−・・・(1) 2t ρ しかし、鋼板1は幅方向に連続しているものであるから
、単一の弦とは異った振動を示し、すなわち相互干渉に
よっていくつかの見釧共振周波数が現われる。実酷によ
ると、第3図又は第5図に示すように、共振周波数f、
に近い離散的な2つの見損共振周波数’l + ’!が
顕著に現われることが確認された。
第3図又は第5図は鋼板10幅幅方向側定点(第2図図
示幅方向位置(a)〜(e))に対応する変位検出器6
から出力される変位振動周波数の周波数スペクトラムを
表わしておシ、横軸は周波数fを、縦軸は振幅値Gを表
わしている。なお第3図(a)〜(e)又は第5図(a
)〜(e)は、前記第2図図示測定点位置(a)〜(e
)にそれぞれ対応させている。
第3図図示スペクトラムを有する鋼板の形状は端伸びの
例である。すなわち、鋼板1の中央部に比べてエツジ部
(端部)に延びが大きい場合の例を示しておシ、鋼板l
を定盤の上に載せると端部が枝打状態となるものである
。理解を助けるため、第3図図示スペクト2ムを有する
鋼板10走行方向から見た場合の振動状態を第7図(4
)、(6)に示す。
第7図囚と(5)はそれぞれ周波数成分子!とf2に対
応したものとなっている。また、図中に示した点(a)
〜(e)は第2図図示測定点(a)〜(e)対応する位
置を表わしている。第7図囚に示すように、見釧共振周
波数゛ftによる鋼板1の振動は、時間的に図示曲線1
1−12−13−12−11のように振動数f1で振動
されることを示しており、端部では振幅が大きく中央部
では振幅が小さい現象として現われている。同様に見損
共振周波数f2による鋼板1の振動は第7図■に示すよ
うに、図示曲線14−15−16−15−14の順に振
動数f2で振動され、見釧共振周波数f1の場合とは逆
に、端部では振幅が小さく中央部では振幅が大きい現象
として現われている。
一方、M5図(a)〜(e)に示したスペクトラムを有
する鋼板の形状は中延びの例でおる。すなわち鋼板1の
端部に比べて中央部の延びが大きい場合を示しておシ、
前述の端伸びの場合と同様、第8図(4)、■に走行方
向から見た場合の鋼板の振動状態をそれぞれ示す。第7
図囚、■及び第8図囚、(2)から明らかなように、鋼
板1の形状に応じて振動状態が異っていることが分かる
。さらに、鋼板1が幅方向に均一な厚みを有するすなわ
ち平坦な場合には、周波数スペクト2ムは図示していな
いがf!のみの振動成分を含んだ変位振動周波数が検出
され、第9図に示すように走行方向から見た場合の鋼板
lの振動状態は、幅方向に一定の振幅を有する振動fI
となることが分かる。これらのことから、鋼板1の形状
は2つの見損共振周波数f1 r ’2の振幅と一定の
相関関係におることが分かる。なお、見釧共振周波数’
1 * ’2 とそれらの振幅値G!、Gl とから、
共振周波数f、は次式(2)によシ近似することができ
る。
f ヨGl f I+G! f z ’ G* 十G* ””2’ したがって、見損共振周波a’t + ’zと各点の振
幅値Gl 、G!を検出すれば、前記式(1)と(2)
とから各点の内部応力σをめることができる。
いま、銅板1の平坦度を表わすパラメータとして急峻度
λを考える。なお、急峻度λは波釘状に形成された鋼板
1の波長に対する波の高さを百分率で表わしたものであ
シ、幅方向各側定点における応力σと任意の基準応力と
の応力偏差をΔσとし、ヤング率をEとしたとき、急峻
度λは次式(3)で表わすことができる。
2X10”f λ=□(%) ・・・(3) π 前記式(3)を用いて第3図及び第5図図示スペクトラ
ムを有する鋼板の急峻度λをめたところ、それぞれ第4
図及び第6図に示すような結果が得られた。第4図及び
第6図において、横軸は幅方向位置を表わしておル縦軸
は急峻度λを表わしている。また横軸に、付した符号(
a)〜(e)はそれぞれ第2図図示測定点(a)〜(e
)に対応するものである。
上述したように本発明法によれば、内部応力σに強い相
関を有する2つの見損共振周波数fl+f2を用いて形
状を検出するようにしていることから、形状に無関係な
振動成分を排除することができ、しかも加振力の幅方向
均一度及び変位検出器の幅方向検出精度をそれ程必要と
しないことから、形状検出の精度が大幅に向上されると
いうことになるのである。また製作及び据付精度をそれ
程必要としないことから、構成及び製作据付等が簡単化
されるという効果があるのである。
次に、本発明の適用された具体的実施例装置に基づいて
説明する。
第10図に本発明の適用された一実施例装置の機能ブロ
ック構成図を示す。
第10図・に示すように、発振器30から予め設定され
た見損共振周波数f1 + f2の1/2を有する周波
数の信号が形成され、それらの周波数信号fl/2. 
f2/2は合成器31において合成さ合成周波数信号は
増幅器32によシ増幅され加振装置5に与えられる。こ
れによって、鋼板1は振動周波数fl +f2によシ振
動されることになる。
鋼板1の振動は第2図図示測定点(a)〜(e)にそれ
ぞれ対応する変位検出器6a〜6eによシ検出されるよ
うになっている。変位検出器6a〜6eによシ検出され
た変位信号はそれぞれ対応する信号処理回路33a〜a
3eに入力されている。信号処理回路338〜33eは
それぞれ同一機能構成を有しておシ、説明を簡単にする
ため以下信号処理回路33aについてのみ説明するもの
とする。変位検出器6aから出力される変位信号は前記
発振器30から出力される見損共振周波数flを通過周
波数とする帯域フィルタ34によって処理されるように
なっている。帯域フィルタ34によって抽出された見損
共振周波数f1を有する変位信号は整流器35によって
整流され、さらに積分フィルタ36によって振幅値の平
均処理がなされ、共振周波数演算回路37に出力されて
いる。また変位検出器6aから出力される変位信号は発
振器30から出力される見損共振周波数f2を通過周波
数とする帯域フィルタ38に入力されるようになってい
る。帯域フィルタ38によって抽出された見損共振周波
数f2を有する変位信号は前述と同様整流器39、積分
フィルタ40を介して共振周波数演算回路37に出力さ
れている。共振周波数演算回路37は第11図に示すよ
うに構成され、前記式(2)を具現化するものであり、
第11図はその機能ブロック構成を表わしている。すな
わち、積分フィルタ36.40からそれぞれ出力される
見推1共振周波数’l * f2の振幅値Gl 、G2
、及び発振器30から出力される見損共振周波数fI、
f−2がそれぞれ乗算器41.42に入力されている。
乗算器41.42の出力は加算器43で加算され、割算
器45に入力されている。割算器45の分母入力端には
前記振幅値Gl 、 Glを加算する加算器44の出力
が入力されている。割算器40の出力すなわち共振周波
数f、は第2図図示測定、急峻度演算回路46に入力さ
れている。応力、急峻度演算回路46は応力演算回路と
急峻度演算回路とからなっておシ、応力演算回路は信号
処理回路338〜33eから出力される各測定点の共振
周波数f、に基づいて前記式(1)によシ各測定点の内
部応力σを算出する。急峻度演算回路では任意の基準応
力に対する各測定点の応力σの偏差Δσを算出し、前記
式(3)に基づいて各測定点の急峻度λを演算する。こ
のようにして算出ぐれた急峻度λは表示装置47に出力
されグラフィック表示がされるようになっている。
なお、本実施例においては、見損共振周波数’l * 
”lの加算合成波によシ加振装置5を駆動し、鋼板1を
振動数jl+f’、で振動させていることから、能率よ
く変位を測定することができるが、必ずしもこれに限ら
れるものではなく、周波数f!/2とf2/2を含むラ
ンダム的な信号でもよくまた、インパルス釣力打撃力で
もよい。この場合、第10図図足状分フィルタ36.3
7は打撃後の減衰信号の一定区間の平均値をとるように
形成すれに1′よい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、非接触式であっ
ても、据付製作、据付軸度を簡略化することができ、か
つ高鞘度で形状を検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の適用可能な一実施例の圧延機の概略構
成図、第2図は第1図図示実施例における加振装置及び
変位検出器の配N構成図、第3図及び第5図11′i袈
位信号の周波数スペクトラムを示す図、第4図及び第6
図はそれぞれ第3図及び第5図に対応する鋼板の急峻度
を示す線図、第7図囚、■、第8図(4)、(B)、及
び第9図は銅板の振動状態を脱明するための図、第10
図は本発鴫の一実施例装置の機能ブロック構成図、第1
1図は第1図図示実施例の要部詳細機能ブロック構成図
である。 5・・・加振装置、6・・・変位検出器、34.38・
・・帯域フィルタ、35.39・・・整流器、36.4
0・・・積分フィルタ、37・・・共振周波数演算回路
、46・・・応力、急峻度演算回路。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 屯3図 光5図 ℃6図 八 率胃図 11:) 晧8図 宅q図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、走行する帯状圧延材の幅方向の平坦度を検出する形
    状検出方法において、圧延材を振動させてその幅方向複
    数点の変位振動を検出し、各点における振動成分からそ
    の圧延材の共振周波数に相関させて予め定められた2つ
    の周波数成分とその振幅とを検出してその点の共振周波
    数をめ、この共振周波数に基づいてその共振周波数に相
    関する各点の応力をめて基準応力に対する応力偏差をめ
    、この応力偏差の幅方向分布から圧延材の急峻度を検出
    することを特徴とする帯状圧延材の形状検出方法。 2、走行する帯状圧延材の幅方向の平坦度を検出する形
    状検出装置において、圧延材の帯状面垂直方向に一定周
    波数の振動力を付与する加振装置と、圧延材の幅方向複
    数点の変位振動を検出してそれぞれ変位信号を出力する
    複数の変位検出器と、各点の変位信号から圧延材の共振
    数波数に相関させて予め定められた2つの周波数成分を
    それぞれ抽出して出力するフィルタと、このフィルタの
    出力を整流して振幅値を出力する整流器と、この振幅値
    とその周波数とから各点の共振周波数をめる共振周波数
    演算手段と、各点の共振周波数に基づいて各点の応力を
    演算するとともに基準応力に対する応力偏差をめる応力
    演算手段と、この応力偏差の幅方向分布から圧延材の急
    峻度を演算する急峻度演算手段と、を備えて構成される
    ことを特徴とする帯状圧延材の形状検出装置。
JP15443383A 1983-08-24 1983-08-24 帯状圧延材の形状検出方法及び装置 Pending JPS6046409A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014085181A (ja) * 2012-10-22 2014-05-12 Kobe Steel Ltd 歪分布測定装置、歪分布測定方法、および、歪分布測定プログラム
JP2017161383A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 株式会社神戸製鋼所 帯状体の歪分布測定装置、および歪分布測定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014085181A (ja) * 2012-10-22 2014-05-12 Kobe Steel Ltd 歪分布測定装置、歪分布測定方法、および、歪分布測定プログラム
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