KR100456204B1 - Measuring apparatus and method of oil film thickness for coil strip - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스펙트로 그래프와 IPDA 검출기를 사용하여 레이저를 한번 조사할 때 파장 450nm에서 650nm까지의 영역을 동시에 측정하여 측정의 신뢰성을 높일 수 있는 냉연강판의 도유량 측정장치 및 그 측정방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention provides a cold-rolled steel sheet measuring device and measuring method which can increase the reliability of the measurement by simultaneously measuring the area from 450nm to 650nm wavelength when irradiating a laser using a spectrograph and an IPDA detector. There is a purpose.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 적어도 레이저 빔을 조사하기 위한 알곤 이온 레이저와, 상기 알곤 이온 레이저로부터 조사된 레이저 빔을 방향전환하기 위한 반사거울과, 짧은 시간간격으로 광을 통과하기 위한 광 단속기와, 레이저 빔과 동일축 상에서 광을 검출하여 집광하기 위한 집광거울과, 슬릿으로 입사되는 광을 450nm에서 650nm까지의 파장으로 분광시키고, 광의 스펙트럼을 형성하고 기록하기 위한 스펙트럼 기록장치를 구비한 스펙트로 그래프(spectrograph)와, 450nm에서 650nm까지의 파장에 대응하는 다이오드 어레이를 구비하는 IPDA 검출기(Intensified Photo Diode Array), 및 상기 IPDA 검출기로부터의 신호를 입력받아 스펙트럼을 측정하고 도유량을 계산하기 위한 신호처리장치를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, at least an argon ion laser for irradiating a laser beam, a reflection mirror for redirecting the laser beam irradiated from the argon ion laser, and passing the light at short time intervals An optical interrupter, a condenser mirror for detecting and condensing light on the same axis as the laser beam, and a spectral recording device for spectroscopy the light incident on the slit at a wavelength of 450 nm to 650 nm, and for forming and recording the spectrum of the light. Intensive photo diode array (IPDA detector) having a spectrograph, a diode array corresponding to a wavelength from 450nm to 650nm, and a signal from the IPDA detector to measure spectra and calculate oil flow It includes a signal processing device for.
Description
본 발명은 냉연강판의 도유량 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 스펙트로 그래프와 IPDA 검출기를 사용하여 레이저를 한번 조사할 때 파장 450nm 에서 650nm까지의 영역을 동시에 측정하여 측정의 신뢰성을 높일 수 있는 레이저 형광을 이용한 냉연강판의 도유량 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flow rate measuring device of cold rolled steel sheet and a measuring method thereof, and more particularly, to measure the reliability of the measurement by simultaneously measuring the region from 450nm to 650nm wavelength when irradiating a laser using a spectrograph and an IPDA detector. The present invention relates to an oil content measuring apparatus for a cold rolled steel sheet using a laser fluorescence which can be increased, and a method of measuring the same.
일반적으로 제철소에서는 냉간 압연공정이나 표면처리공정에 의해 제조된 냉간 압연 혹은 표면처리 강판에는 녹의 발생을 방지하기 위하여 방청유가 연속적으로 도포된다. 즉, 냉연강판은 철강제품의 최종제품으로서 소비자에게 보내기 전에 유통과정에서의 녹을 방지하기 위하여 방청유를 냉연강판에 도유하게 된다. 이 방청유의 종류에 따라, 또는 강종에 따라 다양한 방청유가 사용되고 있다. 그리고, 도유를 많이 입히는 강종이 있고, 도유를 약하게 입히는 강종이 있어 이에 능동적으로 대처하여야 수요가에게 만족을 줄 수 있다.In general, in steel mills, rust-preventive oil is continuously applied to cold-rolled or surface-treated steel sheets manufactured by cold rolling or surface treatment to prevent the occurrence of rust. In other words, the cold rolled steel sheet is the final product of the steel products before the rust preventive oil is oiled on the cold rolled steel sheet to prevent rust in the distribution process before sending to the consumer. Various rust preventive oils are used depending on the type of this rust preventive oil or steel grade. In addition, there are steel grades that apply a lot of oil, and steel grades that apply a weak oil.
예를 들어, 해외로 수출하는 강종인 경우에는 바다를 지나면서 염분이나 해수에 의하여 녹이 발생할 수 있기 때문에 방청유를 많이 입히게 되는데, 이때 강판의 각 부위에 골고루 도유되었는지 검사할 필요성이 있으며, 너무 많이 도유되었을 경우에는 수요가가 냉연강판을 처리할 때 불편을 초래하여 클레임을 받을 수 있다. 이러한 불편과 함께 나타나는 것이 약한 도유를 주로 하는 DOS유 같은 경우는 부분적으로 도유가 되지 않게 되어 수요가의 불만으로 나타나는 경우가 있다. 이러한 도유량에 의하여 최종 수요가의 만족도가 결정되므로 도유는 냉연강판의 판매에 있어 중요한 요인으로 작용한다.For example, in case of steel grades exported overseas, antirust oil is applied a lot because salt or sea water may rust through the sea. At this time, it is necessary to check whether the oil is evenly applied to each part of the steel plate, too much oiling If the demand is high, the demand may cause inconvenience when processing the cold rolled steel sheet, which may lead to claims. In some cases, such as DOS oil, which is mainly used for weak oiling, the oil is not partially oiled, resulting in dissatisfaction with demand. Since the satisfaction of the final demand price is determined by the amount of oiling, oiling is an important factor in the sale of cold rolled steel sheets.
그러므로, 도유량의 유무를 실시간으로 측정하는 장치가 있어 이를 판단해 줄 때 조업자에게는 안정적인 조업이 될 수 있고, 수요자에게는 좋은 제품으로 공급되어 서로가 만족할 수 있게 된다.Therefore, there is a device that measures the presence or absence of oil in real time can be a stable operation for the operator when judging this, it is supplied to the consumer as a good product can be mutually satisfied.
현재 냉연강판의 도유량 측정은 여러가지 방법으로 측정되고 있으며, 주로 오프 라인에서 실시되고 있는 실정이다. 실시간으로 사용되고 있는 방법으로는 적외선을 이용한 흡수법이 있는데, 이 방법의 원리는 방청유 속에 포함된 유기물질이 적외선을 흡수하여 흡수된 양만큼 도유량을 결정하는 방법으로 DOS유와 같이 도유를 적게 할 경우에는 측정의 에러율이 높아 사용하기가 어려운 단점이 있어 적용하는데 실패한 바가 있다.At present, the measurement of the oil content of the cold rolled steel sheet is measured by various methods, and is mainly performed offline. The method used in real time is the absorption method using infrared rays. The principle of this method is to determine the amount of oil to be absorbed by the amount absorbed by the organic material contained in the rust preventive oil. In this case, there is a disadvantage that it is difficult to use because the error rate of the measurement is high.
이와 같이 방청유가 도포될 때 도포량이 부족하거나 도포가 불균일하면 방청효과가 떨어지고 반대로 방청유가 과잉으로 도포되면 방청비용이 많이 들고 가공공정에서 탈지가 불량하게 되거나, 미도금 부분이 발생하는 등의 문제가 생긴다. 또한, 수요자 측의 탈지설비가 각각 다르기 때문에 최근에는 수요자가 방청유의 종류, 도포량 등을 지정하는 경우가 많다.As such, when rust preventive oil is applied, the amount of coating is insufficient or the coating is uneven, and the rust prevention effect is decreased. On the contrary, when the rust preventive oil is applied excessively, the rust prevention cost is high, and degreasing is poor in the processing process, or unplated parts occur Occurs. In addition, since the degreasing facilities on the consumer side are different from each other, in recent years, the consumer often specifies the type of antirust oil, the coating amount, and the like.
따라서, 이러한 상황을 감안하여 수요자 측의 요청에 대응하기 위해서는 엄밀한 도유량의 관리 및 제어가 필요하다.Therefore, in order to respond to the request of the consumer in view of such a situation, it is necessary to strictly manage and control the oil quantity.
또한, 일본 특허공개공보 소60-224002호 및 동 공보 소63-235805호에 개시되어 있는 필름 시이트 등의 두께를 측정하는 적외선 에너지 흡수를 이용한 유기물 두께 측정방법이 있다.There is also a method for measuring the thickness of an organic substance using infrared energy absorption, which measures the thickness of a film sheet or the like disclosed in Japanese Patent Application Laid-open Nos. 60-224002 and 63-235805.
그러나, 이 도유량 측정방법은 강판에 도포된 유기막의 두께를 측정할 경우 적외선 흡수 후 강판 표면으로부터 반사된 반사광이 강판 표면에 의해 확산되므로 검출되는 반사광량에 차이가 생겨 검출두께에 오차가 생길 수 있다.However, when measuring the thickness of the organic film coated on the steel sheet, the reflected light reflected from the surface of the steel sheet after infrared absorption is diffused by the surface of the steel sheet. Therefore, there is a difference in the amount of reflected light detected, which may cause an error in the detection thickness. have.
또한, 개선된 3파장 적외선 조사법이 개시되어 있으나, 이 방법은 순차적으로 각 파장에 대하여 반사스펙트럼을 얻어야 하기 때문에, 측정에 시간을 요할뿐 아니라 적외선 조사장치가 복잡해지고 필터에 의해 흡수되는 적외선 에너지가 크기 때문에 반사광의 강도가 현저히 낮아지는 단점이 있다.In addition, although an improved three-wavelength infrared irradiation method has been disclosed, since this method requires obtaining a reflection spectrum for each wavelength in sequence, not only does it take time to measure, but also the infrared irradiation apparatus becomes complicated and the infrared energy absorbed by the filter is reduced. Due to its size, there is a disadvantage in that the intensity of the reflected light is significantly lowered.
그리고, 일본 특허공보 평5-52527호의 수은램프를 사용한 자외선 형광법은 적외선보다도 파장이 훨씬 짧은 자외선을 사용함으로서 강판의 종류나 압연롤의 마모에 따른 표면조도의 영향을 적외선에 비해 훨씬 많이 받고 이에 따라 형광의 세기가 달라지므로 측정오차의 발생가능성이 크다.In addition, the ultraviolet fluorescence method using the mercury lamp of Japanese Patent Publication No. 5-52527 uses ultraviolet rays having a wavelength shorter than that of infrared rays, so that the surface roughness caused by the wear of the steel sheet or the rolling roll is much more affected than the infrared rays. Since the intensity of fluorescence varies, there is a high possibility of measurement error.
그리고, 한국 특허출원 제94-40290호에 개시되어 있는 적외선 레이저에 의한 도유량 측정방법은, 반사광의 강도를 낮게 하는 필터를 사용하지 않는 간단한 장치로서 측정오차를 감소시킨 것이 있었으나, 이것도 측정오차의 발생가능성이 크다.In addition, the method of measuring the oil inflow rate by an infrared laser disclosed in Korean Patent Application No. 94-40290 has a simple device that does not use a filter that lowers the intensity of the reflected light, but it also reduces the measurement error. It is likely to occur.
이러한 종래의 도유량 측정방법에 대하여 개략 설명하면, 이것은 도 1과 같은 원리를 이용한다. 도 1은 일반적인 레이저 형광 발생에 대한 원리를 설명하기 위하여 나타낸 설명도이다. 이 도면에서 I0는 레이저의 세기, If는 레이저에 의하여 생성된 형광의 세기, 42는 강판, 44는 도유층, 40은 도유된 강판을 각각 나타낸다.If the conventional oil coating flow rate measuring method is briefly described, this uses the same principle as in FIG. 1 is an explanatory diagram showing a principle for generating a general laser fluorescence. In this figure, I 0 is the intensity of the laser, I f is the intensity of the fluorescence generated by the laser, 42 is the steel plate, 44 is the oiling layer, and 40 is the steel plate.
파장이 488nm인 알곤 이온 레이저를 도유된 냉연강판에 입사하면, 방청유에 포함된 형광물질이 레이저 광을 흡수하고 레이저 광보다 긴 파장의 빛을 발광하게 된다.When an argon ion laser having a wavelength of 488 nm is incident on the cold rolled steel sheet in which the rust preventive oil is contained, the fluorescent material contained in the rust preventive oil absorbs the laser light and emits light having a wavelength longer than that of the laser light.
도 2는 레이저에 의하여 생성된 형광의 스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도 3은 기존의 레이저 형광을 이용한 냉연강판의 도유량 측정 장치의 일실시예를 나타낸 블록도이다. 이들 도면에서 부호 10은 알곤 이온 레이저, 20은 레이저 빔, 30은 반사거울, 50은 집광거울, 60은 모노크로미터(Monochromator), 70은 격자(grating), 80은 광증배관, 90은 신호처리장치, 100은 광 단속기(chopper)이다.Figure 2 is a graph showing the spectrum of the fluorescence generated by the laser, Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of the oil induction measurement device of the cold rolled steel sheet using a conventional laser fluorescence. In these figures, reference numeral 10 denotes an argon ion laser, 20 denotes a laser beam, 30 denotes a reflecting mirror, 50 denotes a condenser mirror, 60 denotes a monochromator, 70 denotes a grating, 80 denotes an optical multiplier, and 90 denotes signal processing. The device 100 is an optical chopper.
상기 모노크로미터(60)는 분광 사진기의 초점면에 검출기 대신에 슬릿을 놓고 그곳을 통과한 특정의 좁은 파장대역의 광을 분리하여 검출기나 실험대상물 상에 재집광하기 위한 분광기로서, 보통 파장을 변화시키기 위해서는 회절격자 또는 프리즘을 회전시킨다.The monochromator 60 is a spectrometer for separating the light of a specific narrow wavelength band passing through the slits instead of the detector on the focal plane of the spectrophotometer and re-condensing the light on a detector or a test object. To change, rotate the diffraction grating or prism.
도 1과 같이 발생된 형광의 스펙트럼을 측정하면 도 2와 같은 유형의 스펙트럼이 측정된다. 발생된 형광의 파장은 주로 530nm에서 피크(peak)를 가지는데, 이 피크의 세기를 측정하여 도유량을 결정할 수 있다. 피크의 세기가 클수록 도유량이 큰 것을 알 수 있다. 이것을 수식을 이용하여 설명하면 다음과 같다.When the spectrum of fluorescence generated as shown in FIG. 1 is measured, a spectrum of the type as shown in FIG. 2 is measured. The wavelength of the generated fluorescence mainly has a peak at 530 nm, and the intensity of the peak can be determined by measuring the intensity of the peak. It can be seen that the larger the intensity of the peak, the larger the oiling amount. This is explained using a formula as follows.
If(λ1 )= C × I0(λ2) ×dI f (λ1) = C × I 0 (λ2) × d
위 식에서 도유된 두께 d는 형광의 세기와 입사된 레이저의 세기의 비에 비례하는 것을 알 수 있다.It can be seen that the thickness d induced in the above equation is proportional to the ratio of the intensity of the fluorescence and the intensity of the incident laser.
이 식을 이용한 종래의 레이저 형광을 이용한 냉연강판의 도유량 측정방법에 대하여 개략 설명하면, 상기 알곤 이온 레이저(10)에서 조사된 레이저 빔(20)은 반사거울(30)에서 90°로 빔의 방향이 바뀌고, 광 단속기(100)를 통과하여 도유된 냉연강판(40)의 표면에서 레이저 형광이 반사되고 집광거울(50)에서 형광을 모아 모노크로미터(60)로 보내고, 이 모노크로미터(60) 속의 격자(70)에서 분광되어 상기 모노크로미터(60)의 슬릿을 통하여 광증배관(80)에서 한 개 파장의 빛만 검출할 수 있게 된다. 이렇게 검출된 형광의 세기는 신호처리장치(90)에 보내어져 스펙트럼을 측정하고 도유량을 계산하게 된다. 상기 광증배관(80)은 한 개의 광자(빛, photon)가 그 내부로 들어와 빛이 전자로 바뀌고, 이때 바뀐 전자는 광증배관 안에서 +극을 가진 그리드에 의하여 가속되어, 그리드에 부딪친 후에 3~4개의 전자로 튀어 나와 다음 그리드를 향하여 가속되며, 다음 그리드에 부딪쳐 3~4개의 전자가 3~4배의 전자로 그 개수가 늘어나는 몇 단계를 거침으로써 한 개의 빛을 몇 백개의 전자로 증폭시키는 역할을 한다.Referring to the method of measuring the oil induction rate of the cold rolled steel sheet using the conventional laser fluorescence using this equation, the laser beam 20 irradiated from the argon ion laser 10 is 90 ° in the reflection mirror 30 The direction is changed, and the laser fluorescence is reflected on the surface of the cold rolled steel sheet 40 which is infiltrated through the optical interrupter 100, and collects the fluorescence in the condenser mirror 50 and sends it to the monochromator 60. Spectroscopically in the grating 70 in the 60, only one wavelength of light can be detected in the optical multiplier 80 through the slit of the monochromator 60. The intensity of the detected fluorescence is sent to the signal processing apparatus 90 to measure the spectrum and calculate the oil content. The photomultiplier tube 80 is a photon (light, photon) is entered into the light is converted into electrons, the changed electron is accelerated by a grid having a + pole in the photomultiplier tube, after hitting the grid 3 ~ 4 It accelerates towards the next grid by accelerating to the next grid, and amplifies one light into hundreds of electrons by striking the next grid and going through several stages where the number of three to four electrons increases three to four times. Do it.
여기에서, 광 단속기(100)를 설치한 이유는 상기 알곤 이온 레이저(10)는 연속적으로 레이저광을 발생시키기 때문에 펄스의 레이저광을 제공하기 위함이다.Here, the reason why the optical interrupter 100 is provided is to provide the pulsed laser light because the argon ion laser 10 continuously generates the laser light.
그러나, 종래의 방법에서는 형광을 분광하는 장치로 모노크로미터(60)를 사용하여 측정하고 있는데, 이 모노크로미터(60)를 사용하여 파장 450nm에서 650nm까지 격자(70)를 회전하여 분광하기 위해서는 1분에서 2분 정도의 스캔 타임(scantime : 스펙트럼 측정시간)이 소요된다.However, in the conventional method, the fluorescence spectrometer is measured using a monochromator 60. In order to spectroscopically rotate the grating 70 from 450 nm to 650 nm in wavelength using the monochromator 60, It takes about 1 to 2 minutes of scan time.
이 모노크로미터(60)를 이용하여 실시간에서 도유량을 측정할 경우 보통 700 metre per min.(mpm)의 속도로 통판속도를 갖는 라인에서는 초당 11 미터의 속도로 냉연강판이 지나가게 되는데, 이러한 1~2분 정도의 스캔타임을 갖는 모노크로미터(60)를 사용하였을 때에는 상기 강판(42)의 각 부위에 도유된 도유층(44)의 두께를 측정하기가 어렵고, 이는 전체적인 스펙트럼의 모양도 한 포인트에서 측정된 것이 아니고 수 많은 포인트에서 측정된 것이기 때문에 정확한 측정이 어렵게 된다.When measuring the oil flow rate in real time using the monochromator 60, the cold rolled steel sheet passes at a speed of 11 meters per second in a line having a speed of about 700 meters per min. (Mpm). When the monochromator 60 having a scan time of about 1 to 2 minutes is used, it is difficult to measure the thickness of the oil-coating layer 44 applied to each part of the steel plate 42, which is the shape of the overall spectrum. Accurate measurements are difficult because they are not measured at one point, but at many points.
다시 설명하면, 종래의 레이저 형광법은 특정의 스펙트럼 영역을 측정하는데 있어서 스캔방식으로 측정하기 때문에 측정시간이 오래 걸리고 그로 말미암아 라인 상에서 지나가는 냉연강판의 표면에서 파장 450nm에서 650nm까지의 영역을 동시에 측정할 수 없으므로 동일지점의 데이터를 측정할 수 없는 단점이 있어 측정의 신뢰가 어려웠다.In other words, the conventional laser fluorescence method takes a long time because of the scanning method for measuring a specific spectral region, and thus it is possible to simultaneously measure the region of wavelength 450nm to 650nm on the surface of the cold rolled steel sheet passing on the line. Therefore, it is difficult to measure the data at the same point, making it difficult to measure the reliability.
따라서, 신뢰성 있는 데이터가 수집될 수 없기 때문에 측정정도가 떨어지고 냉연강판의 전체 길이에 대한 각각의 도유량을 산출하기가 어렵다.Thus, since the reliable data cannot be collected, the measurement accuracy is lowered and it is difficult to calculate each oil content for the entire length of the cold rolled steel sheet.
이러한 단점을 해결하기 위해서는 도 2에 나타낸 스펙트럼을 알곤 이온 레이저(10)가 조사되는 즉시, 전체적인 스펙트럼을 동시에 측정하는 방식이 필요하다는 것을 본 발명자들은 인식하게 되었다.In order to solve this disadvantage, the present inventors have realized that a method of simultaneously measuring the entire spectrum is required as soon as the ion laser 10 is irradiated with the spectrum shown in FIG. 2.
따라서, 본 발명은 상기 종래 문제를 감안하여 이를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 스펙트로 그래프와 IPDA 검출기를 사용하여 레이저를 한번 조사할 때 파장 450nm 에서 650nm까지의 영역을 동시에 측정하여 측정의 신뢰성을 높일 수 있는 냉연강판의 도유량 측정장치 및 그 측정방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above-mentioned conventional problems, and simultaneously increases the reliability of the measurement by measuring a region of wavelengths from 450 nm to 650 nm when irradiating a laser once using a spectrograph and an IPDA detector. The present invention provides an apparatus for measuring oil flow rate of a cold rolled steel sheet and a method of measuring the same.
도 1은 일반적인 레이저 형광 발생에 대한 원리를 설명하기 위하여 나타낸 설명도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing shown in order to demonstrate the principle about general laser fluorescence generation.
도 2는 레이저에 의하여 생성된 형광의 스펙트럼을 나타낸 그래프.2 is a graph showing the spectrum of fluorescence generated by a laser.
도 3은 기존의 레이저 형광을 이용한 냉연강판의 도유량 측정 장치의 일실시예를 나타낸 블록도.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of the oil induction measurement device of a cold rolled steel sheet using a conventional laser fluorescence.
도 4는 본 발명의 레이저 형광을 이용한 냉연강판의 도유량 측정방법이 구현되는 일실시 측정장치를 나타낸 블록도.Figure 4 is a block diagram showing an embodiment measuring device is implemented in the oil flow rate measuring method of the cold rolled steel sheet using the laser fluorescence of the present invention.
도 5는 본 발명의 주요 부재인 IPDA 검출기의 강신호 측정부를 나타낸 정면도.5 is a front view showing a strong signal measuring unit of the IPDA detector which is the main member of the present invention.
도 6은 본 발명의 장치를 이용하여 도유두께를 측정하는 방법을 나타낸 플로우챠트.Fig. 6 is a flowchart showing a method of measuring oil thickness using the apparatus of the present invention.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠
10 : 알곤 이온 레이저 20 : 레이저 빔10 argon ion laser 20 laser beam
30 : 반사거울 40 : 도유된 냉연강판30: reflective mirror 40: cold rolled steel sheet
42 : 강판 44 : 도유층42: steel sheet 44: oiling layer
50 : 집광거울 60 : 모노크로미터50: condensing mirror 60: monochromator
62 : 스펙트로 그래프(分光器 ; spectrograph)62: spectrograph
70 : 격자(grating) 80 : 광증배관(photomultiplier tube)70 grating 80 photomultiplier tube
82 : IPDA 검출기(IPDA : Intensified Photo Diode Array)82: Intensified Photo Diode Array (IPDA)
84 : 다이오드 어레이 90 : 신호처리장치84: diode array 90: signal processing device
100 : 광 단속기(optical chopper)100: optical chopper
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉연강판의 도유량 측정장치는, 적어도 레이저 빔을 조사하기 위한 알곤 이온 레이저와, 상기 알곤 이온 레이저로부터 조사된 레이저 빔을 방향전환하기 위한 반사거울과, 짧은 시간간격으로 광을 통과하기 위한 광 단속기와, 레이저 빔과 동일축 상에서 광을 검출하여 집광하기 위한 집광거울과, 슬릿으로 입사되는 광을 450nm에서 650nm까지의 파장으로 분광시키며, 광의 스펙트럼을 형성하고 기록하기 위한 스펙트럼 기록장치를 구비한 스펙트로 그래프와, 450nm에서 650nm까지의 파장에 대응하는 다이오드 어레이를 구비하는 IPDA 검출기, 및 상기 IPDA 검출기로부터의 신호를 입력받아 스펙트럼을 측정하고 도유량을 계산하기 위한 신호처리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the induction measurement device for a cold rolled steel sheet according to the present invention includes at least an argon ion laser for irradiating a laser beam, a reflection mirror for redirecting a laser beam irradiated from the argon ion laser, and a short time. An optical interrupter for passing light at intervals, a condenser mirror for detecting and condensing light on the same axis as the laser beam, and spectroscopic light incident on the slit at a wavelength of 450 nm to 650 nm, forming and recording a light spectrum A spectrograph with a spectrum recorder, an IPDA detector having a diode array corresponding to a wavelength from 450nm to 650nm, and a signal for measuring spectra and calculating oil flows by receiving signals from the IPDA detector. It characterized in that it comprises a processing device.
따라서, 스펙트로 그래프와 IPDA 검출기를 설치하여 측정하기 때문에 레이저를 한번 조사할 때 파장 450nm 에서 650nm 까지의 영역을 동시에 측정할 수 있으므로 동일지점의 도유 두께를 신속하고 정확하게 측정할 수 있다.Therefore, since the spectrograph and the IPDA detector are installed, the area of wavelength 450nm to 650nm can be measured at the same time, so that the oil thickness at the same point can be measured quickly and accurately.
이러한 구성에 있어서, 상기 IPDA 검출기의 다이오드 어레이는, 2.54cm의 길이에 1024개의 픽셀인 것이 바람직하다.In such a configuration, the diode array of the IPDA detector is preferably 1024 pixels in a length of 2.54 cm.
또 본 발명의 냉연강판의 도유량 측정방법은, 레이저 빔을 조사하는 단계와, 상기 조사된 레이저 빔을 짧은 시간간격으로 광을 통과시키는 단계와, 상기 레이저빔과 동일축 상에서 광을 검출하여 집광하는 단계와, 상기 집광된 광을 450nm에서 650nm까지의 파장으로 분광시키고, 스펙트럼을 형성하고 기록하는 단계, 및 상기 스펙트럼을 측정하고 도유량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of measuring the oil content of the cold rolled steel sheet according to the present invention comprises the steps of: irradiating a laser beam, passing the light through the irradiated laser beam at a short time interval, and collecting light by detecting light on the same axis as the laser beam. And spectroscopy the collected light at a wavelength from 450 nm to 650 nm, forming and recording a spectrum, and measuring the spectrum and calculating the oil flow rate.
따라서, 레이저를 한번 조사할 때 파장 450nm 에서 650nm 까지의 영역을 동시에 측정할 수 있으므로 동일지점의 도유 두께를 신속하고 정확하게 측정할 수 있고, 냉연강판의 전 길이에 대하여 계속하여 측정을 할 수 있기 때문에, 철강공정에서의 최종제품에 대한 수요가 불만을 제거하고, 조업자에게는 조업 안정성을, 수요가에게는 최상의 제품을 공급할 수 있다.Therefore, when the laser is irradiated once, the wavelength from 450nm to 650nm can be measured at the same time, so that the oil thickness at the same point can be measured quickly and accurately, and the measurement can be continued for the entire length of the cold rolled steel sheet. As a result, demand for final products in the steel process can eliminate complaints, provide operators with operational stability and demand for the best products.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 레이저 형광을 이용한 냉연강판의 도유량 측정장치 및 그 측정방법에 대하여 보다 자세하게 설명한다. 설명상의 간략화를 위하여 종래 설명과 같은 부재에 대하여는 동일부호를 붙여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with respect to the oil flow rate measuring device and the measuring method of the cold rolled steel sheet using the laser fluorescence of the present invention. For simplicity in the description, the same members as in the conventional description will be described with the same reference numerals.
도 4는 본 발명의 레이저 형광을 이용한 냉연강판의 도유량 측정방법이 구현되는 일실시 측정장치를 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명의 주요 부재인 IPDA 검출기의 광신호 측정부를 나타낸 정면도이다.Figure 4 is a block diagram showing an embodiment of the measuring device in which the oil flow rate measuring method of the cold rolled steel sheet using the laser fluorescence of the present invention, Figure 5 is a front view showing an optical signal measuring unit of the IPDA detector of the main member of the present invention.
본 발명은 상술한 종래 장치와 크게 다를 바는 없으나, 상기 모노크로미터(60)를 스펙트럼 기록장치를 구비한 스펙트로 그래프(分光器 ; spectrograph)(62)로, 상기 광증배관(80)을 감도증가를 위한 IPDA 검출기(Intensified Photo Diode Array)(82)로 각각 교체하였다는 점이 다르다.The present invention is not significantly different from the conventional apparatus described above, but the monochromator 60 is a spectrograph 62 having a spectrum recording device, and the optical multiplier 80 is increased in sensitivity. The difference is that each has been replaced with an IPDA detector (Intensified Photo Diode Array) 82 for.
상기 IPDA 검출기(82)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 다수개의 다이오드를 가지는 다이오드 어레이(84)를 구비하고, 이 다이오드 어레이(84)는 2.54cm의 길이에 1024개의 픽셀(pixel)로 되어 있어 450nm에서 650nm까지의 파장에 대응하도록 되어 있다.As shown in Fig. 5, the IPDA detector 82 includes a diode array 84 having a plurality of diodes, and the diode array 84 has a length of 2.54 cm and has 1024 pixels and is 450 nm. To a wavelength of up to 650 nm.
도 6은 본 발명의 장치를 이용하여 도유두께를 측정하는 방법을 나타낸 플로우챠트이다. 본 발명의 측정장치를 이용한 측정방법에 대하여 도 6을 참조하여 설명하면, 먼저, 알곤 이온 레이저(10)에서 레이저 빔(20)이 조사된다(S100). 조사된 레이저 빔(20)은 반사거울(30)에서 90°로 반사되고 광단속기(100)에서 레이저빔을 짧은 시간간격으로 광을 통과하여 광 단속을 한다(S102). 이어서, 상기 레이저 빔(20)은 도유된 냉연강판(40)에서 흡수되어 도 1과 같은 형광을 발생시키게 된다. 이 때, 발생된 형광은 집광거울(off-axis parabolic mirror)(50)에서 집광되어(S104), 스펙트로 그래프(62)로 입사되게 된다. 이 스펙트로 그래프(62)에서는 격자(70)에서 분광된 형광은 파장 450nm에서 650nm 까지의 범위가 분광되어(S106), 한꺼번에 IPDA 검출기(82)로 들어가게 되고, 이 IPDA 검출기(82)의 다이오드 어레이(84)에서 450nm에서 650nm까지의 파장에 대응되게 된다(S108).6 is a flowchart showing a method of measuring oil thickness using the apparatus of the present invention. Referring to Figure 6 with respect to the measuring method using the measuring device of the present invention, first, the laser beam 20 is irradiated from the argon ion laser (10) (S100). The irradiated laser beam 20 is reflected by the reflection mirror 30 at 90 ° and the optical interrupter 100 performs light interruption by passing the laser beam at a short time interval (S102). Subsequently, the laser beam 20 is absorbed by the induction cold rolled steel sheet 40 to generate fluorescence as shown in FIG. 1. At this time, the generated fluorescence is collected in an off-axis parabolic mirror 50 (S104) and is incident on the spectrograph 62. In this spectrograph 62, the fluorescence spectroscopy at the grating 70 is spectrally in the range of 450 nm to 650 nm in wavelength (S106), and enters the IPDA detector 82 at once, and the diode array of the IPDA detector 82 ( 84) corresponds to the wavelength from 450nm to 650nm (S108).
이어서 신호처리장치(90)에서, 도 2에 도시하는 바와 같은 스펙트럼을 동시에 측정하여 파장 530nm 및 그 주위에 생성되는 파장을 측정하여 읽어들여 도유 두께를 측정한다(S110).Subsequently, in the signal processing apparatus 90, the spectrum as shown in FIG. 2 is simultaneously measured to measure and read the wavelength 530 nm and the wavelength generated around it, and to measure the oil thickness (S110).
이렇게 대응된 각각의 파장은 신호처리장치(90)에서 한꺼번에 스펙트럼을 측정할 수 있게 된다.Each of the corresponding wavelengths can measure the spectrum at the same time in the signal processing apparatus 90.
그리고, 상기 집광거울(50)을 이용하면 좁은 공간에서도 상기 레이저 빔(20)이 집광거울(50)의 중앙의 구멍을 통과하여 도유된 강판(40)에서 도유층(44) 속의 형광물질에 흡수되고 흡수된 레이저는 형광을 발생시키고, 발생된 형광은 다시 집광거울(50)에 의하여 집광되어 스펙트로 그래프(62)에서 효과적으로 분광시킬 수가 있다.In addition, when the condenser mirror 50 is used, the laser beam 20 is absorbed by the fluorescent material in the oil coating layer 44 from the steel plate 40 in which the laser beam 20 is infiltrated through the hole in the center of the condenser mirror 50 even in a narrow space. The absorbed laser generates fluorescence, and the generated fluorescence is again collected by the condensing mirror 50 to be effectively spectroscopic in the spectrograph 62.
이와 같이, 본 발명은 레이저가 한번 쏘아지면 한꺼번에 파장 450nm에서 650nm까지의 스펙트럼을 측정할 수 있기 때문에 정확하게 도유된 강판(40)의 도유층(44) 두께를 수식에 입각하여 측정할 수 있게 된다. 또한, 레이저가 한번 조사되면 모든 스펙트럼이 동시에 측정되기 때문에, 빠른 시간에 측정이 가능하게 되어 측정시간도 절약할 수 있고, 냉연강판의 통판속도에 관계없이 전 강판(40)의 표면을 측정함으로써 도유 측정의 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, the present invention can measure the spectrum of wavelengths from 450 nm to 650 nm at a time when the laser is shot once, so that the thickness of the oil layer 44 of the steel plate 40 that is precisely insulated can be measured based on a formula. In addition, once the laser is irradiated, all the spectrums are measured simultaneously, so that the measurement can be performed at a quick time, and the measurement time can be saved, and the oil can be obtained by measuring the surface of the entire steel sheet 40 regardless of the plate speed of the cold rolled steel sheet. The reliability of the measurement can be improved.
따라서, 상기 스펙트로 그래프(62)와 IPDA 검출기(82)를 사용하여 레이저를 한번 조사할 때 파장 450nm에서 650nm까지의 영역을 동시에 측정할 수 있으므로 동일지점의 도유 두께를 측정할 수 있고, 계속해서 도유 두께를 측정할 수 있는 장점을 가질 수 있다. 또한, 측정의 신뢰성도 높아 현재 측정값과 직전 측정값의 비교를 토대로 해서 측정의 신뢰도가 더욱 높게 된다.Therefore, when the laser is irradiated once using the spectrograph 62 and the IPDA detector 82, the area of wavelength 450nm to 650nm can be measured at the same time, so that the oil thickness at the same point can be measured, It can have the advantage of measuring the thickness. In addition, the reliability of the measurement is high, and the reliability of the measurement is further increased based on the comparison between the current measurement value and the previous measurement value.
더불어, 과다 도유에 대한 불만 요구를 제거하고, 약하게 도유해야 할 경우에 발생되는 부분적 미 도유 발생부분을 즉각적으로 찾아낼 수 있다.In addition, the need for complaints of over-oiling can be eliminated, and partial unoiled oils generated in the event of weak oiling can be immediately identified.
상술한 바와 같이 본 발명의 냉연강판의 도유량 측정장치 및 그 측정방법은, 냉연강판 공장에서 냉연강판을 도유한 이후, 도유량의 측정을 함에 있어, 스펙트로 그래프와 IPDA 검출기를 설치하여 측정하기 때문에 레이저를 한번 조사할 때 파장 450nm에서 650nm까지의 영역을 동시에 측정할 수 있으므로 동일지점의 도유 두께를 신속하고 정확하게 측정할 수 있고, 냉연강판의 전 길이에 대하여 계속하여 측정을 할 수 있기 때문에, 철강공정에서의 최종제품에 대한 수요가 불만을 제거하고, 조업자에게는 조업 안정성을, 수요가에게는 최상의 제품을 공급할 수 있는 효과가 있다.As described above, the oil content measuring apparatus and the measuring method of the cold rolled steel sheet of the present invention, after the cold rolled steel sheet in the cold rolled steel sheet factory, in order to measure the oil content, it is measured by installing a spectrograph and an IPDA detector When the laser is irradiated once, the wavelength from 450nm to 650nm can be measured at the same time, so that the oil thickness at the same point can be measured quickly and accurately, and the measurement can be made continuously over the entire length of the cold rolled steel sheet. The demand for the final product in the process eliminates complaints, provides operators with operational stability, and demand for the best products.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5752806A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-29 | Ricoh Co Ltd | Method and device for measuring film thickness |
| JPH0476407A (en) * | 1990-07-18 | 1992-03-11 | Nec Corp | Film thickness measuring device |
| JPH04313007A (en) * | 1991-04-08 | 1992-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | Film inspecting device |
| JPH0674914A (en) * | 1992-06-23 | 1994-03-18 | Nkk Corp | Surface defect inspecting device |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5752806A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-29 | Ricoh Co Ltd | Method and device for measuring film thickness |
| JPH0476407A (en) * | 1990-07-18 | 1992-03-11 | Nec Corp | Film thickness measuring device |
| JPH04313007A (en) * | 1991-04-08 | 1992-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | Film inspecting device |
| JPH0674914A (en) * | 1992-06-23 | 1994-03-18 | Nkk Corp | Surface defect inspecting device |
| KR960024259A (en) * | 1994-12-31 | 1996-07-20 | 김만제 | Oiling flow measuring method and device |
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