KR101890439B1 - 주행 스트립 상의 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

주행 스트립 상의 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

와전류 센서를 이용하여 스트립의 적어도 일 영역에 대해 코팅 층의 두께를 나타내는 양을 측정하여 주행 스트립의 코팅 재료 층의 두께를 측정하기 위한 방법 및 장치는 상기 코팅 층의 두께를 측정된 양 및 적어도 하나의 교정 값에 근거하여 판단한다. 와전류 센서를 이용한 측정방법은 낮은 여기 주파수 및 높은 여기 주파수에 대해 주행 스트립을 마주보는 코일의 복소수 임피던스를 측정하는 단계 및 상기 복소수 임피던스 측정에 근거하여 상기 코팅 층의 두께를 나타내는 양을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법을 수행하기 위한 장치 및 상기 장치를 구비하는 코팅 설비가 제공된다.

Description

주행 스트립 상의 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 방법 및 장치{Method and device for measuring the thickness of a coating layer on a running strip}
본 발명은 아연도금 강의 스트립과 같은 주행 스트립의 코팅 재료 층의 두께 측정에 관한 것이다.
부식으로부터 강판을 보호하기 위해, 강판들은 아연과 같은 재료로 코팅되며, 그에 따라 아연도금 판들을 얻는다.
이러한 아연 코팅을 수행하기 위해, 스트립들은 어닐링 오븐 내에서 주행하며, 이어서, 벨(bell)을 통해 주행하여 액체 아연 욕조 내로 진입하므로써, 스트립들에 아연층이 도포된다. 상기 아연층은 액체 상태이며 질소와 같은 가스를 송풍하므로써 건조된다. 건조 후, 상기 스트립들은 아연 층 및 강철 기판 사이에 반응을 일으키기 위해 선택적으로 열처리 되며, 상기 강판들은 이어 냉각되고, 최종적으로 권취되기 이전에 조질 압연기(skin-pass mill)와 같은 표면 압연 설비(surface rolling installation)에 투입된다. 페인팅 작업 후에도 우수한 표면 형상을 갖을 수 있는 균일한 표면의 강판들을 얻기 위해, 아연 또는 아연 합금 층을 가능한 매끄럽게 해야 할 필요가 있다. 또한, 부식 방지를 효과적으로 보장하기 위해, 스트립의 모든 지점에서 코팅 층은 충분한 두께를 가져야 한다. 산업 설비에서 이러한 결과를 확실하게 얻기 위해서는, 공정의 제어와 그 결과를 점검할 수 있어야하며, 그에 따라 아연 층의 두께를 측정할 수 있어야 한다. 이러한 두께 측정을 수행하기 위해, X 형광체가 일반적으로 이용되는데, 상기 X 형광체는 아연 층의 두께에 대한 절대적인 측정이 가능하지만, 측정 공정이 상대적으로 느리다는 결점이 있다. 이러한 측정공정의 느림으로 인해, 스트립 표면에 조밀한 맵핑이 생성되지 못할 수도 있으며, 그에 따라 엄격한 품질 관리를 수행할 수 없게 될 수도 있다. 동일한 이유로, 상기 방식은 공정 과정 상의 불규칙성 만을 검출할 수 있게 해주는데, 이러한 불규칙성의 변동은 매우 작다. 결론적으로, X 형광에 의해 코팅의 두께를 측정하게 되면, 시장의 요구에 부합하는 제품 품질 보증을 얻을 수 있도록 코팅 라인을 엄격히 관리하는 것이 불가능하다.
철재 기판 상의 전도성 코팅 층의 두께를 균일화하기 위해, 500 kHz의 고주파수를 갖는 와전류 센서에 의한 측정이 제시되었다. 그러나 이러한 방법은 정확성이 떨어지며, 스트립의 코팅 두께에 대한 매핑의 생성을 고려하지 않았다.
본 발명은 상기 결점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주행 스트립 상의 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 수단을 제공하는 것이다. 상기 측정은 매우 빠르고 정밀하게 진행되어 스트립 상의 코팅 층 두께의 조밀한 맵핑을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 목적은 코팅 라인의 엄격한 제어를 통해 공정에서 상대적으로 빠른 작동상의 불규칙성을 균일화할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 와전류 센서를 통해, 스트립의 적어도 일 영역에 대해 코팅 층 두께를 나타내는 양을 측정하고 코팅 층의 두께를 측정된 양 및 적어도 하나의 교정 값에 근거하여 판단하여 주행 스트립의 코팅 재료 층의 두께를 측정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
와전류 센서에 의해 수행되는 측정방법은 낮은 여기 주파수 및 높은 여기 주파수에 대해 상기 주행 스트립과 마주보는 코일의 복소수 임피던스를 측정하는 단계 및 상기 복소수 임피던스 측정에 근거하여 상기 코팅 층의 상기 두께를 나타내는 양을 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 낮은 여기 주파수는 40 kHz 내지 150 kHz 내지의 주파수를 포함하며, 상기 높은 여기 주파수는 400 kHz 내지 1000 kHz 사이의 주파수를 포함한다.
상기 적어도 하나의 교정 값을 결정하기 위해, 상기 코팅 층의 두께 측정은 와전류 센서에 의해 측정이 수행되는 상기 영역의 적어도 하나의 점에서 수행할 수 있으며, 바람직하게는 이러한 측정은 X 형광 두께 게이지를 통해 수행된다.
바람직하게는, 상기 스트립 및 상기 코팅 형태를 구성하는 재료의 정확한 특성을 확인하며, 이후 사용할 교정 값(들)을 판단하기 위해 사용될 수 있는 해당 테이블에 이러한 데이터 및 교정 값(들)을 기록한다.
상기 와전류 센서에 의한 측정은 낮은 여기 주파수 및 높은 여기 주파수에 대해, 기준 샘플에 마주보는 코일의 상기 복소수 임피던스의 측정을 더 포함하며, 상기 코팅 층의 두께를 나타내는 상기 량은 상기 스트립과 마주보는 상기 코일 및 상기 기준 샘플에 마주보는 상기 코일의 복소수 임피던스들 사이의 차로부터 결정된다.
바람직하게는, 상기 스트립은 금속 스트립이다.
바람직하게는, 상기 금속 스트립은 강철이며, 상기 코팅은 예컨대, 아연 또는 아연 합금으로 구성되는 금속 코팅이다.
상기 와전류 센서에 의한 측정을 수행하기 이전에, 상기 스트립에서 자기를 소거한다.
상기 방법은 와전류 센서들에 의한 측정들을 수행하기 위해, 상기 스트립의 상기 표면에 대략적으로 평행하고, 상기 스트립의 진행 방향에 대해 가로질러 연장되는 적어도 일 라인을 따라 배열되는 다수의 와전류 센서들을 사용하며, 상기 센서들은 상기 스트립의 폭에 걸쳐 분포되는 일련의 측정들을 얻기 위해 순차적으로 여기된다.
X 형광에 의한 두께 측정을 수행하기 위해, 예컨대, 스트립의 표면에 대략적으로 평행한 라인을 따라 상기 스트립에 대해 측 방향으로 이동하는 X 형광 게이지가 이용된다.
바람직하게는, 상기 스트립의 폭에 걸쳐 수행되는 다수의 상기 일련의 측정들을 얻기 위해, 상기 스트립의 폭에 걸쳐 수행되는 다수의 상기 일련의 측정들이 수행되며, 이러한 일련의 측정들은 상기 스트립의 길이에 걸쳐 수행된다. 그에 따라, 상기 스트립의 길이를 따라 분포된 다수의 횡단 프로파일들을 얻게 된다.
바람직하게는, 상기 프로브들의 상기 일련의 여기는 적절한 속도로 수행되어, 상기 스트립의 폭에 걸쳐 수행되는 일련의 측정들의 획득 시간은 두 연속 타이밍 신호들 사이의 시간 간격보다 짧다.
바람직하게는, 상기 와전류 센서들의 라인에 대해 상기 스트립의 측면 위치를 상대적으로 검출하며, 각 측정 영역의 위치는, 상기 와전류 센서들의 라인에 대한 상대적인 상기 스트립의 측면 위치 및 상기 프로브들의 라인 내의 각 센서의 위치에 따라 상기 스트립의 폭에 대해 상대적으로 결정된다.
상기 스트립의 길이에 대해 상대적으로 상기 측정 영역의 위치들을 판단하기 위해, 예컨대, 두 개의 연속된 스트립들 사이의 용접과 같은 스트립의 시작이 검출되며, 이어 상기 스트립의 변위가 연속적으로 검출되며, 측정을 위해 상기 측정 점 및 상기 스트립의 시작을 분리하여 상기 스트립 길이를 판단한다.
바람직하게는, 상기 길이 및 상기 스트립의 폭에 대해 상대적으로 상기 측정 영역들의 위치들은 상기 스트립에 대한 코팅 두께의 맵핑을 생성하기 위해 기록된다.
예컨대, 이러한 스트립은 용융 아연 도금 설비와 같은, 연속 코팅 설비 내에서 진행되며, 상기 맵핑의 적어도 일 부분은 뷰잉 수단으로 상기 코팅 설비의 제어 캐빈 내에 실시간으로 디스플레이되며 및/또는 상기 맵핑의 적어도 일부분은 상기 코팅 설비의 자동 제어 장치에 실시간으로 전송되며, 그에 따라 상기 제어 장치는 상기 코팅 설비를 위한 설정 조절 값을 생성하며 및/또는 상기 맵핑은 품질 제어용 컴퓨터 수단에 기록된다.
본 발명은 주행 스트립 상의 코팅 층의 두께를 연속적으로 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 지지 빔 상에 적어도 일 라인으로 배열되는 다수의 와전류 센서들, 상기 스트립의 진행 방향을 추종하는 적어도 하나의 수단에 연결된 상기 와전류 센서들을 제어하기 위한 장치, 상기 다수의 와전류 센서들 및 X 형광 두께 게이지에 대한 상기 스트립의 상대적인 측면 위치를 검출하기 위한 수단에 견고하게 연결된 자동 제어 수단; 및 상기 센서들을 제어하기 위한 장치 및 상기 자동 제어 수단에 연결되어 상기 측정들을 제어 및 관리하기 위한 컴퓨터 수단을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 상기 측정 장치는 와전류 센서들의 두 개의 병렬 라인들을 포함하며, 일 라인의 센서들의 위치들은 다른 라인의 센서들의 위치들에 대해 상대적으로 이동한다. 이러한 구성에 의해, 특히, 와전류에 의해 측정되는 표면 영역의 비율을 증가시킬 수 있다.
상기 와전류 센서들은 두 개의 주파수들을 가지며, 바람직하게는 차동 형태이다.
바람직하게는, 상기 와전류 센서들의 각 라인의 상기 지지 빔은 서비스 위치 및 복귀 위치 사이에 이동가능하게 장착되며, 상기 장치는 상기 스트립의 기하학적 결점을 검출하기 위한 수단에 또한 연결된 상기 자동 제어 수단에 의해 제어되며, 상기 빔을 상기 서비스 위치 및 상기 복귀 위치 사이에 이동시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 자동 제어 수단 및 상기 빔을 이동시키기 위한 수단은 상기 스트립의 기하학적 결점이 검출되는 경우 상기 와전류 센서들을 상기 복귀 위치로 빠르게 이동시킬 수 있도록 형성된다.
바람직하게는, 상기 장치는 상기 복귀 위치에서 상기 와전류 센서들과 마주보도록 위치시키기에 적절한 장치에 의해 운반되는 다수의 균형 샘플들을 더 포함한다.
상기 장치는 상기 스트립의 상기 진행 방향에 대해 상대적으로 상기 와전류 센서들로부터 상향으로 배치되어, 상기 스트립으로부터 자기소거를 하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
최종적으로 본 발명은 코팅 장치 및 코팅 후 스트립을 배출 및 처리하기 위한 라인을 포함하며, 주행 스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 설비에 관한 것으로서, 설비는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 상기 스트립을 배출 및 처리 라인에 배열되는 장치를 포함한다.
예컨대, 상기 설비는 연속적인 용융 아연 금속 설비와 같이, 금속 또는 금속 합금으로 금속 스트립을 용융 코팅하기 위한 설비이다.
상기 설비는 적어도 하나의 측면 안내 롤을 포함한다. 서비스 위치에서, 와전류 센서들의 각 라인은 상기 안내 롤의 모선과 마주보게 배열되며, 상기 측정의 타이밍을 위한 수단은 상기 측면 안내 롤에 의해 구동되는 펄스 발생기에 연결된다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 명확히 설명하지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 1은 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 수단을 포함하는 연속적으로 주행 스트립을 위한 용융 코팅 설비의 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 한편에 X 형과 측정 수단 및 와전류 센서를 갖는 측정 수단을 포함하는 주행 스트립의 코팅 층 두께를 측정하기 위한 수단의 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 코팅 두께 분포의 조밀한 맵핑을 재구성하여 주행 스트립의 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 와전류 센서들을 통해 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 수단에 구비되는 주행 스트립용 안내 롤의 정면도이다.
도 5는 도 4의 장치의 프로파일 도면이다.
도 6은 차동 와전류 센서의 단면도이다.
도 7은 교정 수단을 포함하는 와전류들을 통해 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 장치의 개략도이다.
도 8은 연속 코팅 설비에서의 주행 스트립 상의 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 장치를 모니터링/제어하기 위한 장치의 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 화살표 방향으로 진행하는 스트립(1)을 위한 연속적인 용융 아연 도금을 개략적으로 도시하고 있다. 도시하지 않았지만, 아연 도금을 위해 어닐링 및 적절한 온도를 발생시키는 오븐으로부터 생성되는 이러한 스트립은 액체 아연 또는 아연 합금 욕(3)에 투입되도록 벨(2)을 통과한다. 적어도 하나의 롤(7)에 의해 전향된 후, 상기 스트립은 다시 아연 도금 욕을 나오기 위해 상향으로 이동함으로써 아연 도금 욕을 벗어나, 가스 분사에 의한 건조를 위해 노즐들(4) 사이를 통과하며, 이어 처리 및 냉각 타워로 상향으로 이동한다. 상기 타워 내에서, 상기 스트립은 어닐링 오븐(5)을 선택적으로 통과한 후, 가스 분사(6)에 의해 냉각 박스들 사이를 통과하고, 이어 물 담금질 탱크(6A)를 향해 롤(7': 소위 '최상부 롤')을 통과하면서 아래로 이동하며, 다시 <<표피 통과(skin pass)>> 형태(8)의 표면 압연기를 통해 배출하기 이전에, 상기 스트립을 센터링하기 위한 장치(71)를 포함하는 제 2 루프 내로 상향으로 이동한다. 상기 스트립을 센터링하기 위한 장치(71)는 측면 안내 롤(7A)을 포함한다. 당업계에 알려진 이러한 용융 코팅 라인에는 도면 부호 9로서 표시한 일반적으로 코팅 층의 두께를 측정 또는 모니터링하기 위한 수단이 구비된다. 상기 코팅 층의 두께를 모니터링하기 위한 수단(9)은 X 형광 두께 측정 장치(11), 두 개의 연속적인 스트립들의 용접을 검출하기 위한 장치(12), 상기 스트립 상의 기하학적 결점을 검출하기 위한 장치(13), 상기 스트립을 자기 소거하기 위한 장치(14), 및 와전류 센서들을 통해 상기 코팅 층의 두께를 나타내는 량을 측정하기 위한 장치(15)에 연결되는 자동 제어 수단(10)을 포함한다. 상기 측정 장치(15)의 와전류 센서들은 상기 자동 제어 수단(10)에 그 자체가 연결된 펄스 발생기(16)를 구동하는 측면 안내 롤(7A)에 대향하여 위치한다. 마지막으로, 상기 자동 제어 수단(10)은 상기 스트립의 측면 위치를 검출하기 위한 장치(17)에 연결된다. 또한, 상기 자동 제어 장치(10)는 한쪽에 상기 결과들을 디스플레이하기 위한 수단(18) 예컨대, 스크린에 연결되고, 다른 쪽에 코팅 수단(19)을 관리하기 위한 컴퓨터에 연결된다.
X 형광을 통해 상기 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 수단(11)은 상기 스트립의 표면에 대략적으로 평행하게, 상기 스트립에 대해 상대적으로 횡 방향으로 이동 가능하게 장착되는 X 형광 측정 게이지를 포함하는 당업계에 알려진 수단이다. 이러한 게이지로, 상기 코팅 층의 정확한 두께 측정을 연속적으로 수행하는 것이 가능하다. 그러나 그러한 측정이 상당히 느리기 때문에 상기 스트립 표면의 조밀한 범위가 아닌 단지 범위들에서의 두께들을 측정한다.
연속적인 스트립들의 접합 용접들을 검출하기 위한 상기 장치(12)는 연속적인 코팅 설비 상에 사용되는 그 자체가 알려진 장치로서, 스트립의 변화를 검출한다. 실제로, 이러한 연속적인 코팅 설비들 상에서, 용접에 의해 함께 연결된 연속적인 스트립들의 코팅이 수행된다. 이들 스트립들은 다른 릴들로부터 오는 이들 스트립들은 상이한 특성을 가질 수 있다. 상기 용접을 검출함으로써, 스트립 변화의 통과를 검출하고, 설비 내에서 상기 스트립들의 통과의 시간적인 진행을 따라가는 것이 가능하다.
상기 자기 소거 장치(14)는 50 Hz 교류의 세로 방향 자기장을 발생시키고, 상기 스트립의 이동과 결합되어, 상기 스트립을 자기 소거하는 당업계에 알려진 장치이다. 상기 장치는 상기 아연 도금 설비가 자기 효과에 의해 상기 스트립을 안정화시키기 위한 수단을 포함하는 경우 필요로 할 뿐이다. 참으로, 상기 스트립의 자기 안정화를 위한 이들 장치들은 와전류에 의한 방법들에 의해 수행되는 측정들 혼란시킬 수 있는 상기 스트립의 영구 자화를 발생시킨다. 상기 코팅 설비가 자기 안정화 수단을 가지고 있지 않는 경우, 상기 두께 측정 장치는 자기 소거 장치를 포함하지 않는다.
예컨대, 상기 스트립의 기하학적 결점을 검출하기 위한 상기 장치(13)는 물 담금질 탱크로부터의 상기 스트립의 배출에 잇따른 것과 같이, 롤(7) 상의 스트립 표면에 평행한 광선들을 방출하는 하나 또는 두 개의 레이저들로 형성되며, 상기 레이저 광선(들)은 광전지들에 조사될 것이다. 상기 설비 내에서 순환하는 상기 스트립이 실제로 평판한 경우, 상기 후자는 보통 상기 광전지들에 조사되는 레이저 빔들 하에서 통과된다. 상기 스트립이 너무 넓은 기하학적 결점을 갖는 경우, 후자는 레이저로부터의 광선을 차단할 것이다. 광선이 차단되는 경우, 광선을 더 이상 상기 광전지에 조사되지 않으며, 그리고 이것은 스트립의 기하학적 결점을 검출하기 위한 신호를 발생시킬 수 있는 가능성을 제공한다. 그러한 신호는 장비의 어떤 부품들의 보호를 트리거링하기 위해 사용될 수 있다.
이어 더욱 상세히 설명하게 될, 와전류 센서들을 이용하는 상기 측정 장치(15)는 다수의 와전류 센서들이 상기 스트립의 평면에 평행한 적어도 일 라인을 따라 정렬되고 상기 스트립에 대해 측면으로 확장되는 적어도 하나의 빔으로 구성된다.
동작시, 이들 센서들은 펄스 발생기(16)를 구동시키는 상기 스트립(7A) 용 측면 안내 롤의 적어도 일 모면에 대향하여 배열된다. 상기 안내 롤(7A)에 의해 구동되는 이러한 펄스 발생기(16)는 당업계에 알려진 방식으로 상기 스트립의 진행을 따를 가능성을 준다.
도 2에는 X-레이 게이지 및 와전류 측정 장치에 의해 형성되는 두께를 측정하기 위한 수단들을 평면도로서 개략적으로 도시되어 있다.
상기 X 형과 게이지(11)는 당업계에 알려진 메커니즘에 의해 상기 스트립(1)의 진행 방향에 대해 상대적으로 횡단으로 구동되며, 프레임 및 구동 수단으로 구성되는 측정 헤드(11A)를 포함한다. 상기 측정 헤드는 상기 측정 헤드(11A)의 위치 및 수행된 측정들의 결과에 관련된 정보를 수신하는 상기 X 형광 게이지의 제어 수단(10A)에 연결된다. 상기 X 형광 게이지(10A)를 제어하기 위한 이 수단은 상기 스트립 상의 코팅 두께를 측정하기 위한 장치의 제어 컴퓨터(10C)에 연결된다.
여기서, 와전류 센서들(15)을 사용하는 상기 측정 장치는 작은 크기의 다수의 와전류 센서들(15A)이 상기 스트립의 진행 방향에 대해 상대적으로 횡단 선을 따라 배열되는 빔으로 구성된다. 이들 센서들은 와전류 센서들을 제어하기 위한 수단(10B)에 연결되며, 또한 용접 검출 수단(12) 및 스트립의 진행을 따를 가능성을 주는 펄스 발생기(16)로부터의 정보를 수신하며, 측정의 결과에 관한 정보를 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 장치의 제어 컴퓨터(10C)에 전송할 수 있다. 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 수단을 제어하기 위한 이러한 컴퓨터(10C)는 상기 측정 장치에 대해 상대적으로 상기 스트립의 측면 위치를 검출하기 위한 수단(17)에 연결된다. 상기 컴퓨터(10C)는 상기 코팅 설비의 상기 방법을 수행하기 위한 컴퓨터(19)에 연결된다. 상기 수단들(10A, 10B 및 10C) 전체는 자동 제어 수단(10)을 형성한다.
와전류 센서들의 개 수는 코팅될 스트립들의 전체 폭에 걸쳐 코팅 층의 두께를 측정할 수 있도록, 그들의 직경 및 상기 코팅 라인의 폭에 따라 채택된다. 예로서, 1.50 m 폭의 라인에 대해, 센서들의 수는 100 mm 마다 측정하기 위해 16개 일 수 있다.
와전류 프로브들에 의한 두께 측정을 위한 장치(15)를 도 4 및 도 5에 보다 상세히 나타내었다. 측면 안내 장치(71)의 롤(7A)의 모면에 대향하여 배치되는 상기 장치는 그 상부에 상기 와전류 센서들(15A)가 배열되는 빔(150)으로 구성된다. 상기 빔은 예컨대, 수력 또는 풍력 모터인 모터(151)에 의한 회전으로 구동된다. 상기 빔의 회전은 서비스 위치(160) 및 복귀 위치(161) 사이에서 와전류 센서들을 변위시킨다.
상기 서비스 위치에서, 주행 스트립(1)의 표면 근접하며, 이러한 거리는 대략 10 mm 정도이나, 예컨대 1 내지 20 mm 사이의 거리이다. 상기 복귀 위치에서, 센서들은 상부로 이송되어 상기 스트립으로부터 적당히 떨어지며, 어려움 없이 상기 스트립을 취급하거나 또는 상기 스트립의 기하학적 결점들을 통과시킬 수 있는 가능성을 준다.
와전류 센서들(15)을 이용하는 측정 장치는 예컨대, 수력 또는 공기 모터(153)에 의한 회전으로 구동되는 제 2 빔(152)을 또한 포함한다. 상기 빔(152)은 빔(150)에 의해 지지된 와전류 센서들 만큼의 다수의 《표준》와셔들(154)을 지지하며, 그들이 복귀 위치에 있을 때 와전류 센서들에 대향하여 위치시킬 수 있도록 배치된다. 그들의 구동 모터들 뿐만 아니라 상기 빔들(150 및 152)은 상기 측면 안내를 위한 장치(71)의 롤(7A)을 지지하는 크래들(72) 상에 새시(149)를 통해 장착된다. 이러한 크래들(72)은 바닥 위에 안착되는 새시(74) 위에 슬라이드들(75)을 통해 안착된다. 상기 크래들(72)은 상기 스트립의 센터링을 제어하기 위한 알려진 수단에 의해 제어되는 액튜에이터들(73)에 의해 측면으로 구동된다. 실질적으로, 상기 라인 상에 상기 스트립의 측면 센터링은 그 크래들(72)에 의해 지지된 롤(7A)을 측면으로 변위시킴으로써 성취된다. 상기 액튜에이터(73)의 위치는 제어 및 측정 수단(172)에 연결된 예컨대, 유도성 와이어 센서들 또는 그 밖의 센서들와 같이, 알려진 측정 수단에 의해 기록된다. 스트립의 적절한 센터링 또는 디센터링의 검출 가능성을 제공하는 예컨대, 와전류 형태의 수단인 바닥에 대해 상대적으로 상기 스트립의 위치의 검출기들(170)은 제어 및 측정 수단(172)에 또한 연결된다. 상기 와전류 센서들(15A)를 지지하는 상기 빔(150)이 상기 롤(7A)을 지지하는 상기 크래들(72)에 기계적으로 연결됨에 따라, 상기 액튜에이터(73)와 연관된 상기 측정 장치에 의해 측정되는 상기 바닥에 대해 상대적인 캔들의 위치, 상기 장치(170)에 의해 측정되는 상기 스트립의 센터링, 알려진 상기 스트립의 폭, 및 상기 와전류 센서들(15A)에 대해 상대적인 상기 스트립의 위치를 판단하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 측정을 수행하는 각 와전류 센서의 위치를 알게 됨에 따라, 각 측정의 정확한 위치를 상기 스트립의 폭에 대해 상대적으로 알 수 있게 된다.
상기 와전류 센서들은 2-주파수 차동 센서들로서 도 6에 그 확대 단면도를 도시하였다.
상기 와류 센서는 측정을 위해 스트립에 대향하게 위치시키는 제 1 코일(51), 상기 제 1 코일과 동일하고, 상기 제 1 코일의 반대표에 위치하는 제 2 코일(52)을 포함하는 측정 헤드(50)를 포함하며, 상기 양 코일들은 온도 프로브(53)를 또한 포함하고, 열-전도성 수지로 구성되는 블록(54) 내에 수용된다. 상기 제 2 코일(52)은 아연으로 도금된 층을 포함하는 강철 디스크로 구성되는 기준 샘플(55)와 마주본다. 이러한 어셈블리는 요크(56)에 의해 홀딩되며 그 내부에서 상기 측정 헤드가 나사 고정된다.
이러한 차동 센서는 양 코일들의 온도들을 균일화시키는 상기 열-전도 수지로 인해 온도 변화에 매우 민감하지 않은 이점을 갖는다. 이러한 프로브가 온도에 민감하지 않음에 따라, 서미스터(thermistor)와 같은 보상 수단을 구비하거나, 또는 열에 매우 민감하지 않으나 늘 불충분한 전기적 특성을 갖는 단점을 갖는 특정 합금의 권선을 필요로 하지 않는다.
도 7에는, 상기 빔(152)에 의해 지지되는 상기 교정 수단(154)과 접촉되는 와전류 센서들(15A)을 지지하는 빔부(150)의 정면을 도시하였다.
각 와전류 센서(15A)는 앞서 지적한 바와 같이, 당업자가 어려움 없이 설계할 수 있는 유지 수단(57)에 의해 상기 빔(150) 상에 유지되는 요크(56)에 의해 지지되는 측정 헤드(50)를 포함한다.
이러한 센서들(50)은 케이블들(58)을 통해 상기 제어 및 센서 측정 박스에 연결된다.
상기 빔(152)에 의해 지지되는 상기 교정 수단(154)은 측정할 일 형태의 코팅 금속 시트에 알맞은 와셔(154A)를 포함한다.
이러한 와셔(154A)는 와전류 센서들의 내부에 위치하는 기준 샘플(55)과 동일하다.
상기 와셔(154A)는 플라스틱 재료 내의 심(shim) 상에 접착제로 접착되며, 그 두께는 스트립의 표면 및 측정 위치 내의 센서 사이의 거리와 동일하다.
상기 심에 접착제로 접착된 상기 와셔는 상기 와전류 센서의 표면에 대향하여 눕혀진 공기 액튜에이터(154B)에 의해 지지되는 교정 샘플을 형성한다.
상기 교정 와셔들(154A)은 센서들을 조절한다. 실질적으로, 교정 와셔가 상기 센서에 대향하는 경우, 동일 센서의 양 코일들(51 및 52)에 의해 바라본 상기 와셔들은 상기 센서에 의해 배포된 신호가 양 와셔들의 정체성에 대응하도록 상기 장치의 설정을 조절하는 것이 가능하다.
상술한 실시 예에서, 측정 장치는 와전류 센서들의 일 라인만을 포함한다. 그러나 측정의 밀도를 증가시키기 위해, 횡단 방향으로, 상기 장치는 상호 평행한 센서들의 여러 라인들을 포함할 수 있으며, 상기 일 라인의 센서들은 다른 라인의 센서들에 대해 상대적으로 측면으로 이송되어, 상기 일 라인의 센서들은 다른 라인의 두 센서들 사이의 간격을 마주보도록 배치된다.
상술한 실시 예에 있어서, 상기 측정 장치는 상기 냉각 탱크 뒤에 배치된다. 그러나, 다른 배치가 가능하다. 특히, 상기 장치는 예컨대, 상기 처리 및 냉각 타워의 상부에 소위 《상부 롤》에 대향하여 배치될 수 있다. 이러한 배치는 상기 설명한 배치에서보다 빠른 방법의 가능 표류들의 검출을 이끄는 이점을 갖는다. 그러나 상기 장치는 상기 스트립의 온도는 매우 높다 (150 내지 200 ℃)는 결점을 가지며, 더욱 충분한 온도 보상을 필요로 한다.
도 8에는 연속적인 코팅 라인 상에 부여되는 와전류 센서들을 이용하여 두께를 측정하기 위한 설비의 자동 제어의 구성을 개략적으로 나타내었다. 상기 도면에서, 상기 와전류 센서들은 15A로서 표시되며, 온도 측정 신호를 온도 레코더(200)에 전송할 수 있다. 상기 와전류 센서들(15A)은 알려진 와전류에 의해 측정을 수행하는데 필요한 모든 전자기기들을 포함하는 와전류들(10B)을 측정하기 위한 제어 박스에 연결된다. 상기 박스는 상기 스트립의 측면 안내 롤에 의해 구동되는 상기 펄스 발생기(16)에 또한 연결된다. 상기 펄스 발생기(16)의 펄스들은 당업자에게 알려진 전자 형상 수단(16A)에 의해 구현된다. 상기 와전류 센서들(10B)을 위한 상기 전자 제어 박스는 스트립의 시작을 검출하는 상기 스트립의 용접의 검출기(12)에 또한 연결되며, 상기 스트립 상에서 수행되는 측정들의 위치들을 위치시킨다. 상기 와전류 센서들을 위한 상기 전자 제어 수단(10B)은 한편 상기 스트립을 구성하는 폭, 상기 스트립의 길이 및 두께, 목표 코팅 두께 및 강철의 특성에 관한 정보를 수신할 수 있게 하기 위해 그리고 다른 한편 코팅의 두께를 맵핑으로서 두께 측정 결과들을 저장하기 위해 그것을 컴퓨터에 전송할 수 있게 하기 위해 상기 코팅 설비의 공정을 제어하기 위한 상기 컴퓨터(19)에 그 자체에 연결되는 컴퓨터(100)에 연결된다. 상기 두께 측정 방법을 수행하기 위한 컴퓨터(100)는 자동화 장치(101)에 또한 연결되며, 상기 자동화 장치(101)는 본 설비를 제어할 수 있게 하기 위해 즉, 측정을 수행하기 위해 센서의 위치 제어, 스트립의 기하학적 두께 결점 이 상기 자동화 장치(101)에 연결된 검출 수단(13)에 의해 검출되는 경우 복귀 위치로 상기 센서들의 빠른 설정을 트리거링하기 위해, 센서들의 균형을 수행하기 위해 수력 액튜에이터들의 현저한 팽창 및 균형 샘플들의 위치를 제어하기 위해 와전류 센서들(15)에 의한 측정을 위한 기계적인 장치에 연결된다. 상기 자동화 장치(101)은 전자 형상 박스(14A)를 통해 자기 소거 수단(14)에 또한 연결된다.
게다가, 상기 컴퓨터(100)는 제어를 위해, 상기 컴퓨터의 작동에 특정된 정보를 전송하고 또는 측정 결과들을 디스플레이시키기 위해 다수의 터미널들(100A, 100B 및 100C)에 연결된다. 예컨대, 상기 터미널(100B)은 상기 코팅 설비의 제어 캐빈 내에 설치된다.
일반적으로, 당업자는 이러한 형태의 설비의 자동 제어를 위한 장치의 구성들을 어떻게 설계하고 이식하는지를 알고 있다.
단지 위에서 설명한 장치를 통한 코팅된 스트립의 코팅 층의 두께를 측정하는 원리는 이하 설명하며, 용융 코팅 설비에서의 그 용도를 설명한다.
앞서 지적한 바와 같이, X 형광 측정은 코팅 층 두께의 정확한 측정의 이점을 가지나, 상대적으로 느리게 수행되는 결점을 갖는다. 실질적으로, 상기 측정은 상기 스트립의 전체 폭을 커버하기 위해 상기 스트립의 진행 방향에 대해 상대적으로 측면으로 이동하는 측정 헤드를 통해 수행된다. 따라서, 상기 스트립의 폭에 걸쳐 완료된 코팅 두께 프로파일을 얻기 위해, 측정 헤드가 스트립의 전체 폭을 커버할 것을 요구한다. 이러한 형태의 코팅 설비에서 30m/분 내지 대략 150m/분 범위의 스트립들의 진행 속도와 X 형광 측정 헤드가 이동하는 속도를 고려하여, 스트립 폭의 완료된 프로파일을 단지 대략 스트립의 50 미터 마다 일반적으로 획득된다. 물론, 이러한 프로파일들은 스트립 축에 대해 상대적으로 기울어진 라인들을 따라 측정되며, 이 축과 작은 각을 형성한다.
와전류 센서들을 이용하는 측정 수단은 단지 상대적인 측정 즉, 교정을 필요로 하는 코팅 층의 두께를 나타내는 양들을 얻을 수 있는 가능성을 제공한다. 한편, 상기 장치는 매우 짧은 시간에 측정을 수행할 수 있는 이점을 갖는다.
와전류 센서를 통해 코팅 층의 두께 측정을 수행하기 위해, 스킨 두께가 코팅 층의 두께보다 약간 크도록 선택된 대략 500 kHz의 여기 주파수에 대한 복소수 임피던스 측정을 어떻게 수행하는지는 알려져 있다. 그러나 그러한 방법으로, 센서 및 측정할 층 사이의 거리가 작은 경우 측정은 측정할 층의 두께 및 이러한 거리의 변화에 매우 민감하며, 센서 및 측정할 층 사이의 거리 큰 경우 측정은 측정할 층의 두께 및 이러한 거리의 변화에 덜 민감하다. 따라서, 상기 측정은 센서 및 측정할 층 사이의 거리에 있어서의 변화에 너무 민감하거나 또는 측정할 층의 두께 변화에 충분하게 민감하지 않기 때문에 늘 정확도가 떨어진다.
이러한 결점에 대해 해결책을 찾기 위해, 본 발명자는 두 개의 측정들을 이용하여 측정되는 센서와 층 사이의 거리에서의 변동 없이 수행하는 것이 가능하다는 것을 새로이 확인했으며, 여기서, 스킨 효과 두께가 코팅된 강철 스트립의 두께보다 대략적으로 작고, 측정될 코팅 층의 두께보다 약간 크도록 고 주파수에서 일 측정이 수행되며, 다른 한 측정은 스킨 효과 두께가 코팅된 강철 스트립의 두께에 근사되도록 선택된 저 주파수에서 수행된다.
센서들이 지지 롤들 중 하나에 직각으로 놓이는 경우, 스트립의 상기 지지 롤들과 너문 많이 간섭이 일어나지 않도록 하기 위해 상기 스킨 효과 두께는 스트립의 두께 미만으로 유지하는 것이 바람직하다.
소위, 아연 층의 《중량》이라　하는 35 g/m2 내지 500　g/m2 사이의 m2 당 중량에 대응하는 5 ㎛ 내지 70 ㎛ 사이의 두께를 갖는 아연 층들로 코팅된, 0.4 내지 1.5 mm 사이의 두께를 갖는 스킨 강철 스트립들에 대해, 고 주파수는 400 kHz 내지 1,000 kHz 사이의 주파수 바람직하게는, 500 kHz 내지 900 kHz 사이의 주파수를 포함하며, 예컨대, 대략 750 kHz이며, 저 주파수는 40 kHz 내지 150 kHz 사이의 주파수, 바람직하게는 50 내지 100 kHz 사이 의 주파수를 포함하며, 예컨대 대략 60 kHz이다.
고 및 저 주파수들 각가에 대해, 허수 부분들 Ie 및 Ib 은 알려진 방식으로 각각 측정되며, 센서의 복소수 임피던스의 실수 부분들 Re 및 Rb은 측정할 스트립의 출현시에 각각 측정된다.
본 발명에 따른, 보상된 복소수 임피던스의 계수(modulus) M은 고 및 저 주파수들에서의 임피던스로부터 측정된다:
Figure 112012107999552-pct00001
이어, 측정된 아연 두께를 연산한다:
Figure 112012107999552-pct00002
상기 계수들 m2, m1 and m0은 코팅 및 기판(스트립을 구성하는 강철)의 특성에 의존하는 교정 계수들이다. 계수들은 당업자에게 수행 방식이 알려진 예비 테스트들에 의해 판단된다.
계수들 a 및 b는 다음 공식에 따른 코팅 층 Epzinc의 두께에 의존한다:
a = a1 x Epz + a0
b = b2 x Epz2+ b1 x Epz + b0
계수들 a0, a1, b0, b1, b2은 당업자에게 수행 방식이 알려진 예비 테스트들을 통해 판단되는 교정 계수들이다.
계수 (a,b)는 아연 두께에 따라 달라지며, 아연 두께를 정확하게 계산하기 위하여 반복 연산을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 이론적 아연 두께 (Epzth)가 추정 두께에 대응하도록 설정되며, 대응되는 계수 (a,b) 및 제1 추정 아연 두께 (Epze)가 계산된다. 이러한 추정에 따라, 계수 (a,b)가 재계산되며 아연두께에 대해 보다 양호한 추정을 할 수 있다.
비록 추가적인 반복을 수행하는 것이 가능하지만, 본 발명자는 충분한 정확성을 얻는데에는 한 번의 반복으로 충분함을 주지했다.
방법은 단지 단순한 와전류 센서로 수행되어 측정하는 경우를 설명했다.
차동 센서가 이용되는 경우, 여기 주파수들 각각에 대해, 스트립에 마주보는 코일 및 표준 샘플을 마주보는 코일의 복소수 임피던스가 측정된다. 이어, 그 하나가 실수 성분에 대응하고 다른 하나가 허수 성분에 대응하는 두 개의 양들을 제공하는 이들 두 복소수 임피던스의 성분들이 차가 계산된다. 이들 두 양들로부터, 알려진 방식으로, 코팅 층 두께를 측정하고자 하는 스트립 상의 코팅 층 두께를 나타내는 양을 계산하는 것이 가능하다. 코팅 층의 정확한 두께를 판단하기 위해, 한편으로는 제로(Eo)일 수 있고 다른 한편으로는 이득(G)일 수 있는 교정 값들을 사용할 필요가 있다. 이러한 경우, 만일 M이 센서에 의해 제공되는 측정으로부터 판단한 양이라면, 코팅 층의 실제 두께는 E　=　Eo　+ G × M으로 작성될 것이다. 또한 바람직하게는, 단순한 와전류 센서로 수행된 측정을 활용하기 위해 상술한 방법을 채택하는 것이 가능하다. 당업자라면 이러한 채택이 어떻게 해야 하는지를 알 수 있다.
모든 경우에 있어서, 교정 값들은 와전류 센서들을 가지고 수행된 측정들과 X 형과 측정 수단 또는 코팅 층 두께의 완전한 측정을 수행할 수 있는 어떤 다른 수단으로 동일한 위치에서 수행된 측정들을 이용하여 판단될 수 있다. 상이한 파라미터들 특히, 스트립을 구성하는 강철의 특성에 의존하는 이러한 교정 값들은 코팅된 스트립의 특성 및 교정 값들 사이의 대응 테이블 내에 기록될 수 있다. 따라서, 스트립의 특성이 알려진 경우, 적절한 교정 값(들)을 찾는 것이 가능하며, 코팅 층의 실제 두께는 그에 따라 와전류 센서들에 의해 수행된 측정으로부터 판단될 수 있다.
복소수 임피던스의 측정은 센서 및 스트립 사이의 거리에서의 변화에 민감하지 않는 그러나 아연 두께에 민감한 유용한 신호를 발생시키는 이점을 갖는다. 이에 따라, 본 발명에 따른 방법에 의해, 15 mm 또는 10 mm 미만 예컨대 대략 8 mm의 스트립으로부터의 거리에 위치한 센서들을 사용하므로써, ± 2 g　/m2, 범위 및 ±1.8 g/m2 범위까지 조차의 아연 층의 두께를 추정하는 것이 가능하다. 이러한 측정들은 양 면들에 대해 적어도 400g/m2까지 범위의 코팅 층들에 대해 수행될 수 있다. 측정은 대략적으로 큰 두께의 층들에서 수행될 수 있다.
임피던스 측정을 매우 짧은 펄스들을 전송함으로써 수행됨으로, 와전류 센서들은 빠르게 측정할 수 있는 이점을 가지므로써, 각 센서에 대해, 저 여기 주파수 및 고 여기 주파수에서 측정을 수행하는데 필요한 시간은 작은 밀리세컨드(a fraction of milliseconds) 미만이다.
스트립의 전체 길이에 걸쳐 측정을 하기 위해, 스트립의 폭을 넘어 확장되는 모든 센서들에서 측정들을 획득하기 위해 센서들 각각에 측정 명령들을 연속적으로 전송함으로써 속행하는 것이 가능하다. 센서 당 측정 신간을 고려하여, 이러한 방식으로 진행함으로써, 대략 2.5 밀리세컨드 내에 스트립의 전체 폭을 스캔하는 것이 가능하다. 따라서, 예컨대, 150 미터/분의 속도로 진행하는 스트립에 대해 5 밀리세컨드 마다 스트립의 스캐닝하여 스트립의 12.5밀리미터 마다 전체 폭에 걸쳐 측정을 수행하는 것이 가능하다.
와전류 센서들의 이러한 순차 제어는 두 개의 이웃한 센서들 사이의 간섭을 방지하는 이점을 갖는다.
스트립 상에서의 측정을 수행하기 위해, 완전한 스캔이 16 개의 센서들을 위한 반복 주파수는 예컨대 250 Hz가 되는 시간에 일련의 센서들로부터 수행될 수 있다. 길이 방향으로 일정한 거리로 분포된 스트립에 걸쳐 일련의 측정들을 얻기 위해, 측정들은 스트립 속도에 의존하는 주파수로 샘플링된다. 예컨대, 스트립이 150m/분으로 진행되는 경우, 샘플링 주파수는 200 Hz이며, 스트립이 15m/분으로 진행되는 경우 단지 20 Hz이다. 양 경우에 있어서, 두 측정 라인들 사이의 거리는 12.5mm이다.
스트립 상의 코팅된 층의 두께를 측정하기 위한 와전류들에 의해 수행되는 측정들 및 X형광에 의한 측정들 사이의 속도에서 차이들을 고려하여, 대략적으로 도 3에 나타낸 바와 같이 진행된다. 이를 위해, X 형광 프로브를 통해 및 스트립의 폭 및 길이에 걸쳐 분포된 다수의 표시된 점들 P1, P2, P3, P4에 대해, 그 위치들이 용접(1A)에 대해 상대적으로 스트립의 길이 및 스트립 폭에 대해 상대적으로 측면 위치들을 따라 기록되는 두께 측정들 X1, X2, X3 및 X4이 수행된다. 이러한 위치들을 판단하기 위해, 용접 검출기(12)가 사용되며, 스트립 안내 롤에 의해 구동되는 펄스 발생기(16) 및 스트립의 위치 및 바닥에 대해 상대적인 측정 헤드의 검출기들이 이용된다.
당업자는 측정 점들 각각과 다른 신호들을 어떻게 사용하는지를 알고 있다.
동시에, 와전류 센서들을 갖는 장치를 통해, 측정들이 스트립의 전체 표면에 걸쳐 위치하는 다수의 점들(Fl,L)에서 수행되며, 용접(1A)에 대해 상대적으로 기록되는 그 좌표들 L 및 스트립의 에지에 대해 상대적인 좌표들 L은 기록되며, 그에 따라 아연 코팅 층의 두께를 나타내는 양의 맵핑을 얻는 것이 가능하다.
도 3에 나타낸 바와 같이, X 형광 프로브를 통해 측정된 두께들 X1, X2, X3, X4 및 대응하는 점들 P1, P2, P3, P4에 대한 와전류 센서들을 통해 측정된 양들 F1, F2, F3, F4를 이어 비교한다. 이 도면에, 폭에 걸쳐 분포된 4개의 측정 점들이 도시되어 있다. 이는 단지 개략적인 도면이며, 당업자는 대체로 필요에 의존하여 많이 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 측정들로부터, 교정 값들이 판단되며, 이들은 두께를 나타내는 양의 측정을 변환하기 위해 사용되며, 코팅 층의 실제 두께 값들로 와전류 프로브들에 의해 수행된다. 그에 따라 코팅 층 두께의 측정의 조밀한 맵핑을 얻게 된다. 측정들로부터 교정 값들을 판단하기 위한 방법은 당업자에게 알려져 있다. 어떤 경우에 있어서, 단일 교정, 제로(Eo)가 충분함을 주지해야 한다.
코팅 층 두께의 이런 조밀한 맵핑은 양호한 품질 제어를 수행하기 위해 저장되고 사용될 수 있으며, 코팅 공정에서 이상들을 검출하는데에 또한 사용될 수 있다. 와전류에 의해 수행되는 측정들의 조밀성으로, 이러한 와전류에 의한 측정들이 0.005 초 마다 수행되는 경우, 이것은 연속적인 코팅 라인에 대한 현상들을 빠르게 검출할 수 있는 200 Hz의 샘플링 주파수에 대응하므로 , 빠르게 발달되는 이상들을 검출하는 것이 가능하다. 이러한 정보는 코팅 설비의 제어 캐빈 내에 디스플레이되거나 또는 코팅 설비를 제어하기 위해 정보를 활용하는 공정을 수행하기 위한 컴퓨터에 전송될 수 있다. 이상들에 대한 해결책을 찾을 수 있는 가능성을 제공하는 코팅 공정에서의 실시간으로 상기 이상들을 검출하기 위한 이들 측정을 이용하는 것이 보다 더 효과적이다. 그 이유는 측정이 코팅 탱크에 가능한 근접하여 수행되기 때문이다.
앞서 지적한 바와 같이, 교정 값들은 대응하는 테이블 내에서 또한 찾을 수 있다. 이러한 방식으로 진행함으로써, 이는 X 형과 프로브들에 의해 수행된 측정들 및 교정 갑들이 알려진 와전류 센서들에 의해 수행된 측정들을 비교함으로써, X 형광 프로브들의 적절한 작동을 모니터링할 수 있게 하는 이점들을 갖는다. 실질적으로, 그러한 프로브들이 작동 문제들을 갖는 것이 빈번하고, X 형과 프로브들에 의한 측정들과 와전류 센서들에 의한 측정들을 매칭시킴으로써, 보다 빠르게 그러한 이상들을 검출하는 것이 가능하다.
상기 대응 테이블은 상이한 특성들, 상당한 강철 강도, 스트립의 두께, 및 코팅의 하중의의 스트립 릴들 상에서 수행되는 측정들을 이용함으로써 풍부하게 구성할 수 있다.
이러한 스트립들 각각에 대해, 다수의 연속적인 횡단 프로파일들을 확립하는 다수의 X 형광 측정들뿐만 아니라, 와전류에 의한 완성된 맵핑이 기록되며, 그 위치는 스트립의 길이를 따라 결정된다. 예컨대, 이와 같이, 10 내지 30 개의 횡단 프로파일들이 저장되는 것이 가능하다.
이러한 프로파일들로부터, 소위 여러 연속적인 프로파일들의 안정 영역이 선택되며, 여기서 두 개의 연속 프로파일들의 대응 점들 사이의 편차들의 합은 앞서 설정된 문턱 값보다 작다. 예컨대, 이러한 영역은 6 또는 8 개의 연속된 프로파일들을 포함한다. 물론, 당업자는 기록되는 횡단 프로파일들의 수와 특정 환경에 의존하는 《안정》　영역의 횡단 프로파일들의 수를 조절할 수 있다.
《안정》　영역 내에서의 X 형광에 의해 측정된 횡단 프로파일들로부터, 《X 형광》　횡단 프로파일이 그 영역 내에서 결정된다.
와전류에 의한 측정들로부터, 평균 《와전류》　프로파일이 상기 평균 《X 형광》　횡단 프로파일을 위해 정의된 《안정》　영역 내에서 결정된다.
이어, 예컨대, 최소 제곱법 방법을 이용함으로써, 교정 라인의 계수들 E 및 G가 결정되며, 이들은 적용되는 스트립의 형태의 식별 파라미터 (특정 강철 강도, 선택적인 스트립 두께)와 관련시켜 대응 테이블 내에 기록된다.
이러한 교정 계수의 결정은 오프-라인으로 완성된다. 또한, 결정은 동일한 강철로 구성되는 그러나 다른 중량(또는 두께)을 갖는 여러 스트립들 상에 수행되는 측정들을 이용하여 수행될 수 있다.
특정 스트립의 맵핑을 생성하자마자, 소위 《실시간》 교정을 수행하는 것이 또한 가능하다. 이를 위해, 와전류에 의한 측정들이 점진적으로 기록됨에 따라, 코팅의 두께들(또는 중량들)은 대응 테이블 내에 기록된 적절한 교정 계수들을 사용함으로써 연산된다.
《X 형광》 프로파일들은 보다 앞서 또한 기록된다. 유효한 연속적인 프로파일들은 문턱 값 미만의 두 개의 연속적인 프로파일들 사이의 편차들의 합에 대응하여 검출된다. 그러한 프로파일들이 검출되자마자, 평균 《X 형광》 중량이 연산되고 위에서 지적한 바와 같이, 얻게 된 값들로부터 연산된 대응하는 평균 《와전류》 부하와 비교된다.
이어, 두 가지 평균 중량들이 비교되며, 계수 Eo (《제로》)가 조절되어, 평균 와류 부하는 평균 《X 형광》 중량과 같아진다.
이러한 《실시간》 교정은 모든 모니터링되고 있는 스트립들에서 수행될 수 있다.
주행 스트립 상의 코팅 층 두께를 측정하기 위한 방법이 강판 상의 아연 또는 아연 합금을 가지고 코팅 층의 두께 측정에 대해 설명하였다. 바람직하게는 5 m/분 및 200 m/분 사이의 속도로 코팅 설비 내에서 진행하는 스트립들 상에서 코팅 층들을 측정하는데에 특히 적합하다. 그러나 그 용용에 대한 방법 및 장치는 다른 형태의 코팅 및 예컨대, 강판 상의 알루미늄 합금 코팅, 또는 강판 또는 보다 일반적으로는 코팅된 스트립 상의 주석 코팅, 와전류 센서들과 마주보고 반응할 수 있는 코팅 층 및 기판에 사용할 수 있다. 당업자는 그러한 형태의 설비들을 위해 적용 가능한 분야들이 무엇인지 판단할 수 있을 것이다.
최종적으로, 상술한 설명에 있어서, 코팅 라인은 스트립의 단일 면 상에서 코팅 층의 두께를 측정하는 측정 장치만을 포함하였으나, 어려움 없이 두 개의 측정 장치들(스트립 각 면에 대해서)을 이식하는 것이 가능하다.
최종적으로, 장치의 이식은 코팅 라인 상에서 설명하였으나, 다른 이식을 고려할 수 있다.

Claims (21)

  1. 와전류를 갖는 센서를 이용하여, 스트립의 적어도 일 영역에 대해, 코팅 층의 두께를 나타내는 양을 측정하고, 상기 영역에 대해 상기 코팅 층의 두께를 상기 측정된 양 및 적어도 하나의 교정 값으로부터 판단하여 주행 스트립의 금속 코팅 층의 두께를 측정하기 위한 방법으로서,
    와전류 센서를 이용하여 수행되는 상기 측정 방법은,
    낮은 여기 주파수 및 높은 여기 주파수에 대해 상기 주행 스트립과 마주보는 코일의 복소수 (complex) 임피던스를 측정하는 단계; 및
    상기 복소수 임피던스 측정치들로부터 상기 코팅 층의 상기 두께를 나타내는 양을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복소수 임피던스 측정치들로부터 상기 코팅 층의 상기 두께를 나타내는 양을 생성하는 단계는 높은 여기 주파수 및 낮은 여기 주파수에서 측정된 복소수 임피던스로부터 보상된 복소수 임피던스의 계수 M 을 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 와전류 센서는, 주행 스트립에 마주보게 위치된 제 1 코일(51), 상기 제 1 코일(51)과 동일하고 그리고 상기 제 1 코일(51)의 반대표에 위치된 제 2 코일(52)을 포함하는 측정 헤드(50)를 포함하며, 상기 코일들 둘 다는 열-전도성 수지로 구성되는 블록(54) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 낮은 여기 주파수는 40 kHz 내지 150 kHz 사이의 주파수를 포함하며, 상기 높은 여기 주파수는 400 kHz 내지 1000 kHz 사이의 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 교정 값은 와전류 센서에 의한 측정이 수행되는 상기 영역의 적어도 하나의 점에서의 상기 층의 두께 측정을 수행함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 두께 측정은 X 형광 두께 게이지에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 와전류 센서에 의한 측정 방법은 낮은 여기 주파수 및 높은 여기 주파수에 대해, 기준 샘플에 마주보는 코일의 상기 복소수 임피던스를 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 코팅 층의 두께를 나타내는 양은 상기 스트립과 마주보는 상기 코일 및 상기 기준 샘플과 마주보는 상기 코일의 복소수 임피던스들 사이의 차로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트립은 금속 스트립인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속 스트립은 강철이며, 상기 금속 코팅은 아연 또는 아연 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 와전류 센서에 의한 측정을 수행하기 이전에, 상기 스트립에서 자기를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 와전류 센서들에 의한 측정들을 수행하기 위해, 상기 스트립의 표면에 실질적으로 평행하고, 상기 스트립의 진행 방향에 대해 가로질러 연장되는 적어도 일 라인을 따라 배열되는 다수의 와전류 센서들을 사용하며, 상기 센서들은 상기 스트립의 폭에 걸쳐 분포되는 일련의 측정들을 얻기 위해 순차적으로 여기되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스트립의 폭에 걸쳐 분포되는 다수의 상기 일련의 측정들은, 상기 스트립의 길이방향의 변위 신호에 근거하여 상기 일련의 측정들 각각의 개시 시기를 설정하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 와전류 센서들의 상기 적어도 일 라인에 대한 상기 스트립의 측면 위치를 검출하며, 각 측정 영역의 상대적인 위치는, 상기 와전류 센서들의 상기 적어도 일 라인에 대한 상기 스트립의 측면 위치에 의한 스트립의 폭 및 프로브들의 라인 내의 각 센서의 위치에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스트립의 길이에 대해 상대적으로 상기 측정 영역들의 위치를 판단하기 위해, 두 개의 연속된 스트립들 사이의 용접과 같은 스트립의 시작점을 검출하며, 그 후 상기 스트립의 변위를 연속적으로 검출하고, 각 측정시 마다 측정점 및 상기 스트립의 시작점을 분리하는 상기 스트립 길이를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스트립의 길이 및 폭에 대한 상기 측정 영역들의 상대적인 위치를 상기 스트립에 대한 코팅 두께의 맵핑을 생성하기 위해 기록하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스트립은 용융 아연 도금 설비와 같은, 연속 코팅 설비 내에서 진행되며, 상기 맵핑의 적어도 일 부분은 뷰잉 수단으로 상기 코팅 설비의 제어 케빈 내에 실시간으로 디스플레이되며 및/또는 상기 맵핑의 적어도 일부분은 상기 코팅 설비의 자동 제어 장치에 실시간으로 전송되어, 상기 제어 장치는 상기 코팅 설비를 위한 설정 조절 값을 생성하며 및/또는 상기 맵핑은 품질 제어용 컴퓨터 수단에 기록되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항에 따른 방법을 수행함으로써, 주행 스트립(1) 상의 코팅 층의 두께를 연속적으로 측정하기 위한 장치(9)에 있어서,
    지지 빔(150) 상에 적어도 일 라인으로 배열되는 다수의 와전류 센서들(15A);
    상기 스트립(1)의 진행 방향을 추종하는 적어도 하나의 수단에 연결된 상기 와전류 센서들(15A)을 제어하기 위한 장치;
    상기 다수의 와전류 센서들 및 X 형광 두께 게이지(11)에 대한 상기 스트립(1)의 상대적인 측면 위치를 검출하기 위한 수단(17)에 견고하게 연결된 자동 제어 수단(101); 및
    상기 센서들을 제어하기 위한 장치 및 상기 자동 제어 수단에 연결되어 상기 측정들을 제어 및 관리하기 위한 컴퓨터 수단(100)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 와전류 센서들(15A)은 차동식 2-주파수 형태인 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 와전류 센서들을 위한 상기 지지 빔(150)은 서비스 위치(160) 및 복귀 위치(161) 사이에 이동가능하게 장착되며, 상기 장치는 상기 스트립의 기하학적 결점을 검출하기 위한 수단(13)에 연결된 상기 자동 제어 수단(101)에 의해 상기 빔을 상기 서비스 위치 및 상기 복귀 위치 사이에서 이동시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 자동 제어 수단(101) 및 상기 빔을 이동시키기 위한 수단은 상기 스트립의 기하학적 결점이 검출되는 경우 상기 와전류 센서들(15A)을 상기 복귀 위치(161)로 빠르게 이동시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 코팅 장치 및 코팅 후 스트립을 배출 및 처리하기 위한 라인을 포함하며, 주행 스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 설비로서,
    상기 설비는, 상기 스트립의 배출 및 처리 라인 내에 배열되는 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 장치(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 설비는 연속적인 용융 아연 도금 설비와 같이, 금속 또는 금속 합금으로 금속 스트립을 용융 코팅하기 위한 설비인 것을 특징으로 하는 설비.
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