JPS61277051A - 磁気特性測定装置 - Google Patents

磁気特性測定装置

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JPS61277051A
JPS61277051A JP11926985A JP11926985A JPS61277051A JP S61277051 A JPS61277051 A JP S61277051A JP 11926985 A JP11926985 A JP 11926985A JP 11926985 A JP11926985 A JP 11926985A JP S61277051 A JPS61277051 A JP S61277051A
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JP
Japan
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measured
signal
frequency component
steel plate
pass filter
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Application number
JP11926985A
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English (en)
Inventor
Michiaki Ishihara
道章 石原
Takahide Sakamoto
隆秀 坂本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強磁性材料、特に磁気特性の良否が問題となる
電磁鋼板のそれを製造中にオンライン測定する装置に関
する。  ゛ 〔従来技術〕 鋼板等の強磁性材料、特に電磁鋼板においては磁気特性
の良否が品質を左右するため、鉄損.磁束密度等の磁気
特性を測定することは品質管理上。
操業管理上、重要である。
磁気特性の測定はJrS C−2550で規定されてい
るエプスタイン試験が知られている。これは鋼板から切
り出した例えば28al1×3caIの短冊状の試験片
を正方形枠となるようにその厚さに応じて規定された数
だけ積重ねて額縁状の閉磁路を形成し、これを試験材と
して磁気特性を測定する試験である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記試験により測定する場合は、試験片を
多数必要とするため、鋼板等からの試験片採取に手間が
掛り、また前記磁気回路の作成。
測定に長時間を要するという難点があり、このため測定
値を製造ラインに迅速に反映させることが困難であった
従って測定時間の短縮を図るべく試験片数を減少させ、
例えば1試験片を鋼板より採取し、これを用いた測定も
実施されているが、鋼板全長に亘る品質保証を実現する
には、製造ラインの停止。
試験片採取、測定を繰り返す必要があり、非能率的であ
る。   − また製品となった鋼板をそのまま、換言するとサンプリ
ングすることなく、測定する方法もある、が、この場合
は一般に鋼板出荷前に試験するので試験値の操業管理へ
の通用には不可能であった。
斯かる難点を解消して測定する装置として、オンライン
で磁気特性の測定が可能な装置が提案されている(特開
昭49−6961号)。この装置は第7図山)に示す両
端にフランジを有する角筒状の鉄心コア31の外側に、
第7図Ta)に示す如く同一軸心となるように磁束密度
用コイル33を巻回し、その外側の側面に同側から順に
空隙補償用コイル35と磁界用コイル34とを設け、更
に外側に鉄心コア31と同一軸心となるように励磁コイ
ル32が巻回された構成の検出部30を有している。
この装置による場合は、励磁コイル32で発生した磁力
線の鋼板面垂直方向成分が小さいことにより鋼板に侵入
しにくいため、検出部30で第8図に示すように一定レ
ベルの磁界の強さとなる長さlを所要長さ得るためには
励磁コイル長さを長寸とし、また励磁用電源の出力を増
大させなければならず、また鉄損は単位重量当たりの値
であり、それを測定する場合には寸法測定の必要上、厚
み等の測定を要する。そして厚み針等は検出部30と同
一箇所に機構上配設できず、このため鋼板厚みと磁気特
性との同一箇所での測定が困難である。
更に、上記装置は鉄損、磁束密度等の巨視的な磁気特性
を河定可能であるが、電磁鋼板製造上重要な指標であり
、磁気特性を左右し、微視的磁気特性にて推定が可能な
結晶粒度、内部歪等を測定するように構成されていない
ため、製造ラインの操業条件決定に測定値を利用するこ
とは困難であった・ 上記結晶粒度をオンラインで測定可能な装置としては、
特開昭53−90987号に係る装置がある。この装置
は結晶粒度を検出するためのものであり、第9図に示す
ように鋼板1の異なる位置に2個の励磁コイル41.4
1を配設し、また励磁コイル41゜41の間の鋼板1に
対向させてホーイレ素子42をホール素子駆動装置43
にて、鋼板1の幅方向(矢符方向)の検出をすべくその
幅方向に移動可能に設け、ホール素子42の検出信号に
基づき鋼板1の結晶1a(第1O図山)に示す)の粒度
を全域に亘って測定するように構成されている。
しかし、この装置は結晶粒度を測定できるが、鉄損等の
巨視的な磁気特性を測定できず、この磁気特性を測定せ
んとする場合には別に磁気特性測定装置を必要とする。
そして別に磁気特性測定装置を用いるときは、その測定
点を特開昭53−90987号に係る装置のそれと同一
箇所とするのが不可能である。また特開昭53−909
87号に係る装置により漏洩磁束を測定する場合は、第
10図に示すように結晶1aの粒界の箇所で磁束密度が
極大値、極小値となるため、ホール素子等の検出センサ
を結晶粒径よりも小さくする必要がある。
C問題点を解決するための手段〕 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、励磁
された被測定材の磁束密度変化検出用のコイルにて検出
した誘起電圧信号から鉄損等の磁気特性の測定に必要な
低周波成分と結晶粒度、内部歪等の測定に必要な高周波
成分とを例えばフィルタを用いて各別に取出して信号処
理を行うことにより、被測定材の同一部位を単一の装置
で鉄損等の磁気特性及び結晶粒度、内部歪等を同時的に
オンライン測定できる磁気特性測定装置を提供すること
を目的とする。
本発明に係る磁気特性測定装置は、長手方向に移動して
いる長尺の被測定材の移動域における移動方向の相異る
位置に被測定材が貫通するように設けてある2個の励磁
コイルと、該励磁コイル間に配設され、被測定材の磁束
密度変化を検出する検出コイルと、該検出コイルの検出
信号のうちの低周波成分を取出す低周波成分検出回路と
、低周波成分検出回路の出力信号に基づき巨視的磁気特
性を測定する回路と、前記検出信号のうちの高周波成分
を取出す高周波成分検出回路と、高周波成分検出回路の
出力信号に基づき微視的磁気特性を測定する回路とを具
備することを特徴とする。但し、上記巨視的磁気特性は
被測定材ψ鉄損、磁束密度を指し、また微視的磁気特性
は被測定材の結晶内の磁壁移動に関係するバルクハウゼ
ン雑音。
粒界に関する漏洩磁束を指す。
〔実施例〕
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第1図は本発明の実施状態を示す模式図であり、図中1
は製造ライン(図示せず)上をその長手方向(白抜矢符
方向)に移送されている電磁鋼板を示す。電磁鋼板(以
下単に鋼板という)1移送域の移送方向に適長離隔され
た2位置には、鋼板1の幅方向断面寸法よりも内径が大
きい励磁コイル2.3が綱板Iが貫通するように設けら
れており、励磁コイル2.3夫々の両端はJISにて鉄
損測定の場合の周波数として規定された50H2又は6
0Hzの交流電源5に直列に接続されている。
これにより鋼板1は励磁コイル2.3を通過する際、励
磁コイル2,3により長手方向に交流磁化され、第2図
に示すように励磁コイル2,3の間には一定の磁束密度
が所要長以上ある磁束密度−尾領域Aが形成される。
励磁コイル2.3間の例えば中央位置には、鋼板1を巻
回して検出コイル4が設けられており、検出コイル4は
交流電源5の周波数に基づいた50fiz又は60■2
の基本波、鋼板1の鉄損等による波形歪にて生じた10
0Hz以上の高調波[(n+1)X基本波周波数、n=
1.2・・・)及び鋼板磁化過程における鋼板1内磁壁
の不連続移動現象、つまり公知のバルクハウゼン効果に
て生ずる高周波(数kllz〜数100kHz)のバル
クハウゼン雑音の3成分が混在した信号を検出する。
そして検出信号は減衰器6及び電流制御回路7へ与えら
れる。電流制御回路7は入力信号に基づいて交流電源5
の出力電流を調節し、励磁コイル2.3から発生する磁
界の強度を調整する。一方、減衰器6は出力側にローパ
スフィルタ8及びバイパスフィルタ12が接続されてお
り、検出コイル4からの入力信号レベルが両フィルタ8
.12のグイナミソクレンジを超えないように減衰率が
定められている。
ローパスフィルタ8は主に第3高調波を除くように例え
ば100Hzを遮断周波数としている。ローパスフィル
タ8の出力信号は増幅器9にて増幅され、電力計lOの
電圧端子へ与えられる。電力計10には交流電源5から
励磁電流が給電されるようになっている。従って前記検
出コイル4.ローパスフィルタ8.電力計10及び交流
電源5はエプスタイン試験装置と同様の構成となってお
り、電力計10は上記励磁電流信号と増幅器9からの電
圧信号とから電力損失を検出し、検出値を鉄損算出回路
11へ与えられる。
鉄損算出回路11には、鋼板1に臨ませて設けた図示し
ない厚み検出器及び幅検出器より各検出信号が入力され
るようになっており、鉄損算出回路11はこれらの入力
信号に基づき電力損失の検出区間に対応する鋼板1長さ
部分の質量を算出し、電力計10から入力した信号を算
出値にて除して単位重量(1kg)当たりの鉄損(W)
を算出し、算出値を記録器16に記録させる、 前記バイパスフィルタ12の遮断周波数は例えば1 k
Hzとしている。これにより検出コイル4にて検出され
た信号のうち主として前記バルクハウゼン雑音を取出し
、増幅器13へ与えられる。増aS13へ与えられて増
幅された信号は実効値電圧計14へ出力されて、ここで
そのバルクハウゼン雑音の電圧レベル(BV)がモニタ
されて演算器17へ与えられる。
ところで、BVと鋼板1内に存在する内部応力との間に
は第3図に示すような一義的に定まる関係がある。演算
器17は第3図の実線にて示すBvと上記内部応力との
間の関係式が設定されており、入力信号及びその関係式
に基づき鋼板1の内部応力を検出し、記録器16に記録
させる。
また増幅器13にて増幅された信号はカウンタ15へ入
力されてここでバルクハウゼン雑音のパルス状波形を単
位時間°当たりのパルス数として計数され、計数値は演
算器17へ出力される。
ところで、上記パルス数と粒度番号(NG)との間には
第4図に示すようなリニアな関係がある。
演算器17は第4図の実線にて示すバルクハウゼン雑音
のパルス数と粒度番号(NG)との間の関係式が設定さ
れており、入力信号及びその関係式に基づき結晶粒度を
測定し、測定値を記録器16に記録させる。
従って本発明による場合は、鉄損という巨視的磁気特性
と結晶粒度等の微視的磁気特性とを単一の測定装置にて
検出でき、これにより鋼板1の同一箇所の測定が可能と
なり、また綱板1の全長に亘る測定が可能となった。
なお、上記実施例では鋼板の鉄損と微視的磁気特性とを
測定しているが、本発明はこれに限らず、磁束密度と微
視的磁気特性との同一箇所での測定も可能である。
第5図は本発明の他の実施例を示す模式図であり、磁束
密度と微視的磁気特性とを測定するように構成された装
置を示しており、第1図と同一箇所には同番号を付して
いる。励磁コイル2と電流制御回路7との間に相互誘導
器24を設け、相互誘導器24の出力を磁束電圧計21
で測定し、この指示値が一定となるように電流制御回路
7によって、交流電源5から励磁コイル2.3への励磁
電流を調整する。また、増幅器9の出力側に積分器22
を設けて、ローパスフィルタ8を経た低周波成分の大き
さを求め、求めた値を磁束密度算出回路23へ出力し、
磁束密度算出回路23にてこれに図示しない外部検出器
から入力される鋼板厚み1幅信号と、磁束密度算出回路
23からの入力信号とに基づいて磁束密度を算出する。
バイパスフィルタ12側は第1図と間−構成としており
、微視的磁気特性を同様にして測定できる。
従ってこのように構成した本発明に係る装置は、磁束密
度と微視的磁気特性とを単一の装置にて検出でき、これ
により鋼板の同一箇所にて磁束密度と微視的磁気特性と
の測定が可能となり、また鋼板の全長に亘る測定が可能
である。
なお、上記実施例では電磁鋼板を測定しているが、本発
明はこれに限らず強磁性材料一般を測定できることは勿
S余である。
〔効果〕
交流電源の周波数: 5082.最大磁束密度: 1.
5Tで本発明により種々の鋼板の鉄損(W15150)
を測定した。第6図はその測定結果を、同一の鋼板をエ
プスタイン試験装置により測定した値と対比して示すグ
ラフであり、横軸にエプスタイン試験による測定値WE
P (W/kir)をとり、縦軸に本発明による測定値
W n+ea、 (W/kg)をとっている。
この図より理解される如く本発明による場合は、エプス
タイン試験値に対して±0.5 W/kgの範囲でそれ
に一致させることが可能であり、精度よく鉄損を測定で
きた。
以上詳述した如く本発明は、励磁コイルにて被 ・測定
材を励磁して検出コイルにて被測定材における磁束密度
変化を検出し、その検出値からフィルタにより低周波成
分と主としてバルクハウゼン雑音信号を含む高周波成分
とを各別に取出し、低周波成分に基づき磁気特性を求め
、高周波成分に基づき微視的磁気特性を得るので、これ
により被測定材の同一箇所の測定が可能となり、また被
測定材を全域に亘ってオンライ−ン測定できるなど優れ
た効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す模式図、第2図は励磁コ
イルによる鋼板の磁化状態を示す模式図、第3図はBV
と応力歪との関係例を示すグラフ、第4図は発生バルク
ハウゼン雑音パルス数と粒度番号との関係例を示すグラ
フ、第5図は本発明の他の実施例を示す模式図、第6図
は本発明の効果説明図、第7.8.9.10図は従来技
術の説明図である。 1・・・鋼板 2,3・・・励磁コイル 4・・・検出
コイル 8・・・ローパスフィルタ 10・・・電力計
11・・・鉄損算出回路 12・・・バイパスフィルタ
 14・・・実効値電圧計 15・・・カウンタ 17
・・・演算器 21・・・磁束電圧計 22・・・積分
器 23・・・磁束密度算出回路 24・・・相互誘導
器 九力(k)57−”) 算 31i! 算 4 凶 +a) 葺 6 口 薄  園 屑で a阪 プイル(k ミ 耳 8121 養 9 回 Z 簿 10 日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、長手方向に移動している長尺の被測定材の移動域に
    おける移動方向の相異る位置に被測定材が貫通するよう
    に設けてある2個の励磁コイルと、 該励磁コイル間に配設され、被測定材の磁 束密度変化を検出する検出コイルと、 該検出コイルの検出信号のうちの低周波成 分を取出す低周波成分検出回路と、 低周波成分検出回路の出力信号に基づき巨 視的磁気特性を測定する回路と、 前記検出信号のうちの高周波成分を取出す 高周波成分検出回路と、 高周波成分検出回路の出力信号に基づき微 視的磁気特性を測定する回路と を具備することを特徴とする磁気特性測定 装置。
JP11926985A 1985-05-31 1985-05-31 磁気特性測定装置 Pending JPS61277051A (ja)

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