KR100345738B1 - An apparatus for measuring thickness of scale on the surface of a plate - Google Patents
An apparatus for measuring thickness of scale on the surface of a plate Download PDFInfo
- Publication number
- KR100345738B1 KR100345738B1 KR1019970073581A KR19970073581A KR100345738B1 KR 100345738 B1 KR100345738 B1 KR 100345738B1 KR 1019970073581 A KR1019970073581 A KR 1019970073581A KR 19970073581 A KR19970073581 A KR 19970073581A KR 100345738 B1 KR100345738 B1 KR 100345738B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- scale
- thickness
- thick plate
- magnetic
- coil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 스케일 두께 측정장치에 관한 것으로, 특히 스케일의 두께에 따라 달라지는 유도전압을 검출함으로써 비파괴적인 방법에 의해 스케일의 두께를 측정할 수 있는 후판 표면의 스케일 두께 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a scale thickness measuring apparatus, and more particularly, to a scale thickness measuring apparatus of a thick plate surface capable of measuring the thickness of a scale by a non-destructive method by detecting an induced voltage that varies depending on the thickness of the scale.
일반적으로 압연공정중에 생산되는 후판 표면에는 가열 및 압연공정도중에 두꺼운 산화층이 발생한다. 이를 스케일(scale)이라 하는데, 스케일의 두께는 제조공정에 따라 달라지며, 최종 제품의 품질을 저하시키는 중요한 요인이 된다. 따라서, 제품의 품질향상을 위해서는 상기한 스케일을 제거하는 것이 대단히 중요한 문제가 된다. 일반적으로 스케일은 수직형 롤(roll)과 고압수분출기로 이루어진 스케일제거기(scale break)에 의해 제거된다. 가열이나 압연공정에서 나온 후판은 수직형 롤에서 약간의 압하율로 압연되어 스케일이 분쇄된 후 고압수에 의해 제거된다.In general, a thick oxide layer is generated on the surface of the thick plate produced during the rolling process during the heating and rolling process. This is called a scale, and the thickness of the scale depends on the manufacturing process, which is an important factor in degrading the quality of the final product. Therefore, removing the scale is a very important problem for improving the quality of the product. In general, the scale is removed by a scale break consisting of a vertical roll and a high pressure water jet. The thick plates from the heating or rolling process are rolled at a slight rolling rate in a vertical roll, the scale is crushed and then removed by high pressure water.
상기한 바와 같이, 스케일제거시 후판이 수직형 롤에 의해 압하되기 때문에, 스케일의 두께가 정확하게 측정되지 않는 경우에는 스케일이 완전히 제거되지 않는 경우가 생길 뿐만 아니라 과도한 압하율의 압연에 의해 후판이 영향을 받는 경우가 있었다. 따라서, 스케일 두께의 정확한 측정이 제품의 향상에 대단히 중요한 역할을 한다.As described above, since the thick plate is pushed down by the vertical roll when the scale is removed, the scale is not completely removed when the thickness of the scale is not accurately measured, and the thick plate is affected by the rolling of excessive reduction ratio. There was a case. Therefore, accurate measurement of scale thickness plays a very important role in product improvement.
현재, 스케일의 두께를 측정하는 방법으로는 주로 후판을 세로로 절단하고 연마한 후 단면을 광학 현미경이나 전자현미경으로 측정하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법은 시료 준비를 위해 후판을 절단해야만 할뿐만 아니라, 측정에도 많은 시간이 걸리게 된다. 또한, 스케일의 측정위치에 따라 두께 편차가 큰 문제점도 있었다.At present, a method of measuring the thickness of a scale is mainly a method of cutting a thick plate vertically and polishing and measuring a cross section by an optical microscope or an electron microscope. However, this method not only has to cut the thick plate for sample preparation, but also takes a long time for the measurement. In addition, there was a problem that the thickness variation was large depending on the measurement position of the scale.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여, 후판과 스케일층 상호간 자기적 성질의 차를 이용하여 외부에서 인가한 자기장에 대하여 유도되는 자기장 세기의변화에 의해 스케일의 두께를 측정하는 후판 표면의 스케일 두께 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problem, the scale thickness of the surface of the thick plate to measure the thickness of the scale by the change of the magnetic field strength induced with respect to the magnetic field applied from the outside using the difference of the magnetic properties between the thick plate and the scale layer It is an object to provide a measuring device.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 후판 표면의 스케일 두께 측정장치는 스케일이 형성된 후판과 상기한 후판에 접촉되어 스케일층의 두께에 따라 변하는 유도전압을 출력하는 센서로 구성된다.In order to achieve the above object, the scale thickness measuring apparatus of the thick plate surface according to the present invention is composed of a scale plate is formed and a sensor that is in contact with the thick plate and outputs an induced voltage that changes depending on the thickness of the scale layer.
상기한 센서는 내부에 자성코어가 삽입된 하우징과, 상기한 하우징에 권선되고 전압이 인가되어 자속을 발생하는 자기유도코일과, 상기한 자기유도코일의 상하에 형성되어 상기한 자기유도코일의 자속과 후판에 의한 유도전압이 인가되고 출력되는 제1검지코일 및 제2검지코일로 구성되어 상기한 제1검지코일과 제2검지코일의 출력전압이 차동증폭기에서 차동증폭된다.The sensor includes a housing having a magnetic core inserted therein, a magnetic induction coil wound around the housing and applied with a voltage to generate magnetic flux, and a magnetic flux of the magnetic induction coil formed above and below the magnetic induction coil. And a first detection coil and a second detection coil to which an induced voltage by the thick plate is applied and output, so that the output voltages of the first detection coil and the second detection coil are differentially amplified in the differential amplifier.
실제 후판의 스케일 두께를 판단하는 기준이 되는 검량선은 서로 다른 두께의 스케일이 형성된 복수의 시료를 측정하여 스케일 두께와 출력전압과의 관계를 구함으로 작도할 수 있다.The calibration curve, which is a criterion for determining the scale thickness of the actual thick plate, can be constructed by measuring the relationship between the scale thickness and the output voltage by measuring a plurality of samples in which scales having different thicknesses are formed.
도 1은 본 발명에 따른 자기력선을 나타내는 도면.1 is a view showing a line of magnetic force in accordance with the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 스케일 두께 측정센서를 나타내는 도면.Figure 2 shows a scale thickness measurement sensor according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 스케일 두께 측정장치를 나타내는 도면.3 is a view showing a scale thickness measuring apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 스케일 두께의 측정결과를 나타내는 그래프.4 is a graph showing a measurement result of scale thickness according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 후판 3 : 스케일1: thick plate 3: scale
5 : 자기유도코일 6,7 : 검지코일5:
9 : 코어 10 : 하우징9: core 10: housing
12 : 차동증폭기 15 : 센서12: differential amplifier 15: sensor
본 발명은 기본적인 물리적 법칙인 패러데이의 유도법칙(Faraday's law)과 암페어의 법칙(Ampere's law)을 이용한 것으로, 측정기 중앙의 유도 코일로부터 인가되는 교류자기장을 상하 검지 코일에서 유도되는 유도 기전력으로 측정함으로써 스케일의 두께를 측정하는 것이다.The present invention utilizes Faraday's law and Ampere's law, which are basic physical laws. To measure the thickness.
도 1(a)과 같이 임의의 권선수를 갖는 유도코일(5)에 유도되는 기전력(electromotive force)은 자속(flux)의 시간변화율에 비례한다. 이를 수식으로 표현하면, 수학식 1과 같이 된다.Electromotive force induced in the
여기서, E는 전기장을 나타내고 l은 적분경로를 나타내며, Φ는 자속을 나타낸다.Where E represents the electric field, l represents the integration path, and Φ represents the magnetic flux.
이때, 제1검지코일(6)을 통과하는 자속은 수학식 2와 같이 면적 A를 지나는 자기장(B)을 면적분한 값이다.At this time, the magnetic flux passing through the
도 1(a)와 같이, 자기유도코일(5)의 상하에 제1검지코일(6)과 제2검지코일이 배치된 경우 제1검지코일(6)을 통과하는 자속(Φ1)과 제2검지코일(7)을 통과하는 자속(Φ2)의 값은 동일하다. 이것은 유도코일(5)의 전압인가시 제1검지코일(6)과 제2검지코일(7)에 유도되는 기전력이 동일하다는 것을 의미한다.As shown in FIG. 1A, when the
도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 제2검지코일(7)의 하부에 후판(1)이 배치되어 있는 경우에는 제1검지코일(6)과 제2검지코일(7)에 유도되는 자기장 사이에는 후판(1)의 자와(magnetization;M)에 의해 4πM 만큼의 차이가 난다. 즉, 상기한 값에 대응하는 값만큼 제1검지코일(6)과 제2검지코일(7) 사이의 유도기전력에 차이가 생긴다.As shown in FIG. 1 (b), when the
본 발명은 상기한 개념을 이용한 것으로, 스케일의 두께를 측정하는 센서의 기본적인 형태를 자기유도코일과 2개의 검지코일로 형성함으로써, 스케일의 두께에기인하는 기전력의 차를 검지하여 두께를 측정한다. 도 2는 본 발명에 적용된 측정센서를 나타내는 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 자기유도코일(5), 제1검지코일(6) 및 제2검지코일(7)은 하우징(10)의 홈(도면표시하지 않음)에 권선되어 있다. 하우징(10)은 절연물질로 이루어져 있으며, 그 중앙에는 길이가 약 10mm이고 직경이 약 1∼2mm인 연자성 물질로 이루어진 코어(9)가 삽입되어 있다. 코어(9)는 자기유도신호를 크게 하기 위한 것으로, 센서의 아랫부분이 스케일층(3)에 수직으로 접촉된다. 이때, 검지코일(6,7)의 권선수를 가능한한 늘려 신호를 크게 하는 것이 바람직하다.The present invention uses the above-described concept, and forms a basic form of a sensor for measuring the thickness of a scale by using a magnetic induction coil and two detection coils, thereby detecting the difference in electromotive force due to the thickness of the scale and measuring the thickness. 2 is a view showing a measuring sensor applied to the present invention. As shown in the figure, the
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 후판 표면의 스케일 두께 측정방법에 대하여 상세히 설명하다.Hereinafter, a method for measuring scale thickness of a thick plate surface according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명에 따른 스케일 두께 측정장치를 나타내는 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 스케일층(3)이 형성된 후판(1)에는 자기유도코일(5)과 제1 및 제2검지코일(6,7)이 권선된 센서(15)가 설치되어 있으며, 자기유도코일(5)에는 도면표시하지 않은 발진회로에서 주파수 100Hz, 전압 15V의 교류전압이 인가된다. 자기유도코일(5)의 입력측에는 1KΩ의 저항(R1)이 삽입되어 입력발진회로의 출력임피던스(impedence)를 높여줌으로써 안정된 전압과 주파수의 발진을 가능하게 한다.3 is a view showing a scale thickness measuring apparatus according to the present invention. As shown in the drawing, the
제1검지코일(6)과 제2검지코일(7)은 동일한 권선수를 가지며, 그 출력이 차동증폭기(12)에 연결되어 있다. 또한, 제1검지코일(6)과 제2검지코일(7)의 출력측에는 각각 10KΩ의 저항(R2,R3)와 6.8nF의 캐패시터(C1,C2)가 삽입되어 검지코일(6,7)로부터 출력되는 신호를 필터링(filtering)한다.The
후판(1)이 없을 때에는 제1검지코일(6)과 제2검지코일(7)의 자속(Φ1,Φ2)이 동일하기 때문에, 차동증폭기(12)의 출력값은 0이 되지만, 후판(1)이 있을 때에는 후판(1)의 자화(M)에 의해 자속에 차이가 생겨 차동증폭기(12)의 출력값이 0이 되지 않는다. 후판(1)에 스케일층(3)(실제로 스케잉층은 약간의 자성을 띠고 있다)이 형성됨에 따라, 제1검지코일(6)과 제2검지코일(7) 사이의 자속의 차이가 감소하고 그 결과 차동증폭기(12)의 출력값, 즉 출력전압도 감소한다.In the absence of the
상기와 같이 차동증폭기(12)의 출력전압은 스케일층(3)의 두께에 따라 달라지기 때문에, 출력전압으로부터 스케일층(3)의 두께를 알기 위해서는 출력전압과 스케일층(3)의 두께 사이의 관계를 나타내는 기준 검량선이 필요하게 된다. 이를 위해, 스케일층(3)의 두께를 미리 알고 있는 표준시료의 출력값을 측정할 필요가 있다.Since the output voltage of the
표준 시료의 스케일층 두께는 산소와 질소를 1:1의 혼합분위기에서 표면을 깨끗이 세정한 후 후판을 가열하여 스케일층을 형성하고, 전자현미경으로 관측함으로써 측정한다. 서로 다른 두께의 스케일층(3)이 형성된 복수개의 시료를 측정센서(12)로 측정하여, 각각의 두께에 대응하는 출력전압을 구해 도 4와 같은 검량선을 작도한다. 도면에서, 스케일층(3)이 형성되지 않은 후판(1)을 측정했을 때, 출력전압이 약 5V이며, 스케일층(3)의 두께가 두꺼워질수록 출력전압이 점점 저하되어 100μm의 두께에서는 약 2.5V의 전압을 출력함을 알 수 있다.The scale layer thickness of the standard sample is measured by thoroughly cleaning the surface in a mixed atmosphere of oxygen and nitrogen in a 1: 1 atmosphere and then heating the thick plate to form a scale layer and observing with an electron microscope. A plurality of samples on which scale
실제 후판(1)의 스케일층(3) 두께는 상기한 측정장치에 의해 얻어진 출력전압을 도 4의 검량선에 비교하여 구할 수 있다.The thickness of the
본 발명은 상기한 바와 같이, 코일에 발생하는 유도자기를 측정함으로써 스케일층의 두께를 측정하기 때문에 방법이 간단해질 뿐만 아니라 측정의 정확성도 한층 향상된다. 또한, 본 발명은 스케일의 두께를 측정하기 위해 후판을 절단할 필요가 없는 비파괴적인 측정방법이다.As described above, the present invention not only simplifies the method but also improves the accuracy of the measurement because the thickness of the scale layer is measured by measuring the induction magnetic generated in the coil. In addition, the present invention is a non-destructive measuring method in which no thick plate needs to be cut to measure the thickness of the scale.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970073581A KR100345738B1 (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | An apparatus for measuring thickness of scale on the surface of a plate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970073581A KR100345738B1 (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | An apparatus for measuring thickness of scale on the surface of a plate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100345738B1 true KR100345738B1 (en) | 2002-09-18 |
Family
ID=37488629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970073581A KR100345738B1 (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | An apparatus for measuring thickness of scale on the surface of a plate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100345738B1 (en) |
-
1997
- 1997-12-24 KR KR1019970073581A patent/KR100345738B1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5432444A (en) | Inspection device having coaxial induction and exciting coils forming a unitary coil unit | |
US6504363B1 (en) | Sensor for eddy current testing and method of use thereof | |
EP0442693B1 (en) | An electromagnetic conductivity meter and a conductivity measuring method | |
JPH02500215A (en) | Method and device for non-contact measurement of parameters related to conductive materials | |
EP0543648A1 (en) | Inspection device using electromagnetic induction and method therefor | |
JP2639264B2 (en) | Steel body inspection equipment | |
JP4039578B2 (en) | Magnetic probe | |
Nonaka | A double coil method for simultaneously measuring the resistivity, permeability, and thickness of a moving metal sheet | |
EP0469158A1 (en) | Magnetic flaw detector for thin steel belt | |
JPS6352345B2 (en) | ||
US4290016A (en) | Method and apparatus for establishing magnetization levels for magnetic particle testing or the like | |
KR100345738B1 (en) | An apparatus for measuring thickness of scale on the surface of a plate | |
EP0028487A1 (en) | Hall effect thickness measuring instrument | |
JP3948594B2 (en) | Method for measuring Si concentration in steel | |
JP2005315732A (en) | Instrument for measuring displacement of ferromagnetic body | |
JP2952727B2 (en) | Method and apparatus for measuring the thickness of thin layers | |
JP2005077203A (en) | Method and apparatus for measuring permeability | |
JP3091556B2 (en) | Method and apparatus for measuring conductor thickness | |
DE10231989B3 (en) | Device for determining surface resistance of a probe, especially a semiconductor wafer, measures conductance with eddy currents and exact position of the wafer | |
JPS6230562B2 (en) | ||
SU1030718A1 (en) | Method and device for measuring thickness of large-sized sheet and roll articles | |
JPH10328152A (en) | Electromagnetic rheometer | |
JPS6157871A (en) | Measuring instrument for magnetic permeability | |
RU2121732C1 (en) | Device and technique for measuring surface resistance of semiconductor plates | |
JPH02311776A (en) | Apparatus and method for measuring magnetic characteristics of steel material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20060704 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |