KR101921077B1 - Apparatus and method for measuring temperature - Google Patents

Apparatus and method for measuring temperature Download PDF

Info

Publication number
KR101921077B1
KR101921077B1 KR1020160142042A KR20160142042A KR101921077B1 KR 101921077 B1 KR101921077 B1 KR 101921077B1 KR 1020160142042 A KR1020160142042 A KR 1020160142042A KR 20160142042 A KR20160142042 A KR 20160142042A KR 101921077 B1 KR101921077 B1 KR 101921077B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
processed
frequency
wave
calculating
Prior art date
Application number
KR1020160142042A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180046638A (en
Inventor
박현철
이상진
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020160142042A priority Critical patent/KR101921077B1/en
Publication of KR20180046638A publication Critical patent/KR20180046638A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101921077B1 publication Critical patent/KR101921077B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

본 발명은, 피처리물에 음파를 발생시키고, 피처리물에서 방출되는 방출 파동을 측정하며, 측정된 파동을 이용하여 피처리물의 온도를 산출하는 온도 측정 장치 및 온도 측정 방법을 제시한다. 본 발명은, 음파를 이용하여 고온의 피처리물의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. The present invention provides a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method for generating a sound wave on an object to be processed, measuring a discharge wave emitted from the object to be processed, and calculating the temperature of the object to be processed using the measured wave. According to the present invention, the temperature of a high-temperature object to be processed can be accurately measured by using a sound wave.

Description

온도 측정 장치 및 온도 측정 방법{Apparatus and method for measuring temperature}[0001] Apparatus and method for measuring temperature [0002]

본 발명은 온도 측정 장치 및 온도 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제철소에서 생산되는 슬라브의 내부온도를 비접촉 방식으로 측정하는 온도 측정 장치 및 온도 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method, and more particularly, to a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method for measuring the internal temperature of a slab produced in a steel mill in a non-contact manner.

제철소에서 강판을 제조하는 경우, 열연 가열로에서 슬라브(slab)를 고온으로 가열하고, 다음 공정에서 압연을 실시한다. 이때, 슬라브 내부의 평균온도가 중요한 공정 인자가 된다. 즉, 슬라브의 실제 온도가 계산 온도보다 높을 경우, 필요 이상 가열되어 스케일(scale) 발생이 증가하고, 연료 사용이 증가한다. 반대로 실제 온도가 계산 온도보다 낮을 경우, 통판 및 재질 문제가 발생한다. 따라서 계산 온도의 정확성이 요구되며, 실험 측정 온도를 계산 온도가 재현하도록 모델을 최적화해야 한다.When a steel plate is manufactured at a steel mill, the slab is heated at a high temperature in the hot-rolling furnace and rolled in the next process. At this time, the average temperature inside the slab is an important process factor. That is, when the actual temperature of the slab is higher than the calculated temperature, it is unnecessarily heated so that scale generation increases and fuel use increases. Conversely, when the actual temperature is lower than the calculated temperature, a problem of the shipping and material occurs. Therefore, the accuracy of the calculated temperature is required, and the model must be optimized to reproduce the measured temperature at the calculated temperature.

종래의 고온 물체의 표면온도 측정 방법은, 고온 물체에서 발생하는 복사에너지가 온도의 함수로 표현됨을 이용하는 파이로미터(pyrometer)를 이용한다. 즉, 고온의 물체에서 복사에너지의 세기를 측정하고, 이를 물체의 표면온도로 환산한다. 하지만 가열로의 경우 분위기 온도가 1200도 이상으로 온도 측정이 곤란하여, 가열로를 빠져나온 직후단에서 온도 측정이 가능하다. 그런데 가열로 직후단에서 기존의 파이로미터를 이용한 온도를 측정하는 방식은 표면온도만 측정이 가능하고 이조차 표면 스케일 등의 영향으로 측정의 정확도가 제한된다. A conventional method of measuring the surface temperature of a high temperature object uses a pyrometer which utilizes that the radiant energy generated from a high temperature object is expressed as a function of temperature. That is, the intensity of radiant energy is measured in a high temperature object and converted to the surface temperature of the object. However, in the case of a heating furnace, it is difficult to measure the temperature at an ambient temperature of 1200 ° C. or more, and temperature measurement can be performed immediately after leaving the heating furnace. However, in the method of measuring the temperature using the conventional pyrometer at the stage just after the heating, only the surface temperature can be measured, and the accuracy of the measurement is limited due to the influence of the surface scale and the like.

따라서 현재는 슬라브 내부온도를 측정하는 마땅한 수단이 존재하지 않으므로 가열로 내에서 슬라브 가열조건에 대한 피드백 제어가 불가능한 실정이다. 이를 보정하기 위해, 가열로에서 비주기적으로 문제가 발생할 때마다 TC(thermo-couple)가 삽입된 테스트 슬라브를 이용하여 가열조건에 따른 슬라브 온도변화를 측정하고 이를 바탕으로 계산조건을 수정한다. 하지만, 이 방법은 시간과 노력이 많이 소요되고 조업을 중단하고 실시해야 하며, 더욱이 실시간 보정이 불가능하다는 단점이 있다. 따라서 실시간으로 슬라브 내부온도 측정값을 이용하여 가열로의 가열온도를 최적화하는 일은 여전히 어려운 과제로 남아 있다.Therefore, at present, there is no proper means for measuring the internal temperature of the slab, and feedback control of the slab heating condition in the heating furnace is impossible. To compensate for this, whenever a problem occurs acyclic in the furnace, the test slab with TC (thermo-couple) inserted is used to measure the temperature change of the slab according to the heating condition, and the calculation condition is modified based on this. However, this method requires a lot of time and effort, has to be stopped and carried out, and has a disadvantage in that real-time correction is impossible. Therefore, it is still difficult to optimize the heating temperature of the furnace by using the slab internal temperature measurement in real time.

KRKR 10-069874010-0698740 B1B1 KRKR 10-2003-005537210-2003-0055372 AA

본 발명은 가열로 직후단의 슬라브의 내부온도를 비접촉식으로 측정할 수 있는 온도 측정 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a temperature measuring apparatus and method that can measure the internal temperature of a slab immediately after a heating furnace in a noncontact manner.

본 발명은 조업 공정 상에서 온라인으로 슬라브의 내부온도를 측정할 수 있는 온도 측정 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a temperature measurement apparatus and method that can measure the internal temperature of a slab on-line in a manufacturing process.

본 발명은 가열로의 가열조건을 실시간으로 제어할 수 있는 슬라브 온도 측정 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for measuring a slab temperature capable of controlling heating conditions of a heating furnace in real time.

본 발명의 실시 형태에 따른 온도 측정 장치는 피처리물에 음파를 발생시킬 수 있는 음향 발생기, 피처리물에서 방출되는 방출 파동을 측정할 수 있는 파동 측정기, 및 상기 파동 측정기로부터 측정된 파동을 이용하여 피처리물의 온도를 산출하는 온도 산출기를 포함한다.A temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes an acoustic generator capable of generating a sound wave on an object to be processed, a wave measuring device capable of measuring a discharge wave emitted from the object to be processed, and a wave measuring device And a temperature calculator for calculating the temperature of the object to be processed.

상기 음향 발생기는 가청 음파 및 초음파 중 적어도 하나를 상기 피처리물에 발생시킬 수 있으며, 상기 파동 측정기는 상기 방출 파동의 진동수를 측정할 수 있다. 상기 방출 파동은 상기 피처리물의 내부를 왕복하면서 형성된 정상파를 포함할 수 있으며, 방출 파동은 상기 피처리물 외부로 방출되는 종파를 포함할 수 있다. 상기 피처리물의 온도는 피처리물의 내부 온도를 포함할 수 있다. 상기 음향 발생기는 음파를 생성하여 상기 피처리물에 인가하거나, 상기 피처리물에 충격을 가하여 상기 피처리물에서 음파를 야기시킬 수 있다. The sound generator may generate at least one of an audible sound wave and an ultrasonic wave in the object to be processed, and the wave detector may measure a frequency of the emission wave. The emission wave may include a standing wave formed by reciprocating the inside of the object to be processed, and the emission wave may include a longitudinal wave emitted to the outside of the object to be processed. The temperature of the object to be treated may include the internal temperature of the object to be treated. The sound generator may generate a sound wave to be applied to the object to be processed, or may apply an impact to the object to cause a sound wave in the object to be processed.

또한, 온도 측정 장치는 피처리물의 두께를 측정하는 두께 측정기를 더 포함할 수 있다. 상기 온도 산출부는, 상기 파동 측정기로부터 진동수 데이터를 받거나, 상기 진동수 데이터 및 상기 두께 측정기로부터 두께 데이터를 받는 송수신부, 상기 피처리물의 음파 속도 및 두께와 관련되어 미리 정한 설정 데이터를 저장하는 저장부, 및 상기 진동수 데이터 및 상기 설정 데이터를 이용하여 상기 피처리물의 온도를 산출하는 산출부를 포함할 수 있다. The temperature measuring apparatus may further include a thickness measuring device for measuring the thickness of the object to be processed. The temperature calculation unit may include a transmission unit receiving the frequency data from the wave measuring device or receiving the frequency data and the thickness data from the thickness measuring device, a storage unit for storing predetermined data related to the speed and thickness of the sound wave of the subject, And a calculation unit for calculating the temperature of the object to be processed by using the frequency data and the setting data.

본 발명의 실시 형태에 따른 온도 측정 방법은, 피처리물에 음파를 발생시키는 과정, 상기 피처리물로부터 방출되는 방출 파동을 측정하는 과정, 및 상기 방출 파동을 이용하여 상기 피처리물의 온도를 산출하는 과정을 포함한다. A method for measuring a temperature according to an embodiment of the present invention is a method for measuring a temperature of a substance to be treated, comprising the steps of generating a sound wave on a substance to be treated, measuring a release wave emitted from the substance to be treated, .

상기 방출 파동을 측정하는 과정은 상기 방출 파동으로부터 진동수를 측정하는 과정을 포함할 수 있고, 상기 온도를 산출하는 과정은 상기 진동수를 이용하여 피처리물의 내부온도를 산출하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방출 파동은 상기 피처리물의 내부를 왕복하면서 형성된 정상파를 포함할 수 있고, 상기 온도를 산출하는 과정은 상기 피처리물의 진동수, 음파 속도 및 두께를 이용하여 온도를 산출하는 과정을 포함할 수 있다.The step of measuring the emission wave may include the step of measuring the frequency from the emission wave, and the step of calculating the temperature may include the step of calculating the internal temperature of the object using the frequency. The emission wave may include a standing wave formed by reciprocating the inside of the object to be processed, and the process of calculating the temperature may include a process of calculating the temperature using the frequency, sound wave speed, and thickness of the object to be processed .

온도 측정 방법은, 상기 피처리물의 두께를 측정하는 과정을 더 포함할 수 있다. 온도를 산출하는 과정 전에, 상기 피처리물의 음파 속도(V)와 온도(T)의 반비례 관계를 이용하여 속도 상관 계수(a1, b1)를 산출하고, 이를 제1 설정 데이터로 저장하는 과정을 포함할 수 있다. 온도를 산출하는 과정은, 상기 진동수(Fn) 데이터, 속도 상관 계수(a1, b1)의 제1 설정 데이터 및 측정된 피처리물의 두께(L) 데이터를 이용하여, 하기식에 의하여 온도(T)를 산출할 수 있다. 이때 n은 1, 2, 3...의 자연수이다.The temperature measuring method may further include a step of measuring the thickness of the object to be processed. Calculating the velocity correlation coefficients a1 and b1 by using the inverse relationship between the sound wave velocity V and the temperature T of the object to be processed and calculating the velocity correlation coefficients a1 and b1 before the process of calculating the temperature, can do. The temperature calculating step calculates the temperature T by using the following equation using the frequency (Fn) data, the first setting data of the speed correlation coefficients (a1, b1), and the thickness (L) Can be calculated. Where n is a natural number of 1, 2, 3 ....

Figure 112016105346325-pat00001
Figure 112016105346325-pat00001

n은 1, 2, 3...의 자연수n is a natural number of 1, 2, 3 ...

여기서, 진동수(Fn) 데이터로, n이 1일 때의 진동수를 선택하거나, 상기 방출 파동의 진동수들 중에서 신호가 가장 뚜렷한 진동수를 선택할 수 있다.Here, with the frequency Fn data, the frequency at which n is 1 can be selected, or the frequency at which the signal is most apparent among the frequencies of the emission wave can be selected.

또한, 온도를 산출하는 과정 전에, 상기 피처리물의 음파 속도(V)와 온도(T)의 반비례 관계를 이용하여 속도 상관 계수(a1, b1)를 산출하고, 이를 제1 설정 데이터로 저장하는 과정, 및 상기 피처리물의 두께(L)와 온도(T)의 비례 관계를 이용하여 두께 상관 계수(a2, b2)를 산출하고, 이를 제2 설정 데이터로 저장하는 과정을 포함할 수 있다. 온도를 산출하는 과정은, 상기 진동수(Fn) 데이터, 속도 상관 계수(a1, b1)의 제1 설정 데이터 및 두께 상관 계수(a2, b2)의 제2 설정 데이터를 이용하여, 하기식에 의하여 온도(T)를 산출할 수 있다. 이때 n은 1, 2, 3...의 자연수이다.Also, before calculating the temperature, the speed correlation coefficients (a1, b1) are calculated using the inverse relationship between the sound wave velocity (V) and the temperature (T) of the object to be processed, And calculating the thickness correlation coefficients a2 and b2 using the proportional relationship between the thickness L of the object to be processed and the temperature T and storing the thickness correlation coefficients a2 and b2 as the second setting data. The process of calculating the temperature is performed by using the frequency setting data of the frequency Fn, the first setting data of the speed correlation coefficients a1 and b1 and the second setting data of the thickness correlation coefficients a2 and b2, (T) can be calculated. Where n is a natural number of 1, 2, 3 ....

Figure 112016105346325-pat00002
Figure 112016105346325-pat00002

여기서, 진동수(Fn) 데이터로, n이 1일 때의 진동수를 선택하거나, 상기 방출 파동의 진동수들 중에서 신호가 가장 뚜렷한 진동수를 선택할 수 있다.Here, with the frequency Fn data, the frequency at which n is 1 can be selected, or the frequency at which the signal is most apparent among the frequencies of the emission wave can be selected.

한편, 온도를 산출하는 과정은, 각기 다른 n값 및 각 n값에 따른 각 진동수(Fn) 데이터를 이용하여 복수의 온도 값을 계산하는 과정 및 상기 복수의 온도 값에서 평균값을 계산하는 과정을 포함할 수 있다. 온도를 산출하는 과정은, n이 1일 때의 진동수를 기본 진동수로 선택하는 과정, n이 1을 초과할 때의 진동수를 n이 1일 때의 진동수로 변환하여 보조 진동수로 산출하는 과정, 기본 진동수와 보조 진동수의 평균값을 계산하여 평균 진동수 데이터를 얻는 과정, 및 상기 평균 진동수 데이터를 이용하여 피처리물의 온도를 계산하는 과정을 포함할 수도 있다.Meanwhile, the process of calculating the temperature includes a process of calculating a plurality of temperature values using angular frequency (Fn) data according to different n values and n values, and a process of calculating an average value from the plurality of temperature values can do. The process of calculating the temperature includes a process of selecting the frequency at which n is 1 as the fundamental frequency, a process of converting the frequency at the time when n exceeds 1 into the frequency at the time when n is 1, Calculating an average value of the frequency and the auxiliary frequency to obtain average frequency data, and calculating the temperature of the subject using the average frequency data.

온도 측정 대상인 피처리물은 열연 가열로에서 배출되는 슬라브를 포함할 수 있다. The object to be temperature-measured may include a slab discharged from the hot-rolling furnace.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 음파를 이용하여 고온의 피처리물의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 즉, 피처리물(슬라브)의 내부온도를 비접촉식으로 측정할 수 있다. 또한, 가열로에서 배출된 직후 조업 공정 상에서 온라인으로 슬라브의 내부온도를 실시간으로 정확히 측정할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the temperature of the object to be treated at a high temperature can be accurately measured using sound waves. That is, the internal temperature of the object (slab) can be measured in a non-contact manner. In addition, the internal temperature of the slab can be accurately measured in real time on-line in the operating process immediately after being discharged from the heating furnace.

또한, 측정된 슬라브의 온도를 이용하여, 가열로 내에서 슬라브의 가열조건을 실시간으로 피드백 제어할 수 있다. 즉, 가열로에서 슬라브의 온도상승을 실시간으로 측정하고 피드백 제어하여 최적의 가열조건을 구현할 수 있다. 이를 통해 슬라브의 표면품질을 확보하고 가열되는 열량의 낭비를 최소화할 수 있다. In addition, the heating conditions of the slab in the heating furnace can be feedback-controlled in real time using the measured temperature of the slab. That is, the temperature rise of the slab in the heating furnace can be measured in real time and feedback control can be performed to achieve the optimum heating condition. This makes it possible to secure the surface quality of the slab and to minimize the amount of heat that is heated.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해, 음파의 진행을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 음파 속도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 두께 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 파동 스펙트럼 그래프이다.
1 is a view schematically showing a structure of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram conceptually showing progress of a sound wave in order to explain an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating changes in sound wave velocity according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a thickness variation according to an embodiment of the present invention. FIG.
5 is a wave spectrum graph according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. In the meantime, the drawings may be exaggerated to illustrate embodiments of the present invention, wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

이하에서는 제철소의 슬라브를 기준으로 하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 각종 피처리물의 내부온도를 측정하는 데에도 적용될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to a slab of a steelworks. However, the present invention can also be applied to the measurement of the internal temperature of various objects to be processed.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정 장치를 설명한다.1 is a view schematically showing a structure of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. First, a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정 장치는 피처리물(S)에 음파를 발생시킬 수 있는 음향 발생기(10) 및 피처리물에서 방출되는 방출 파동을 측정할 수 있는 파동 측정기(20) 및 파동 측정기로부터 측정된 파동을 이용하여 피처리물의 온도를 산출하는 온도 산출기(30)를 포함한다. 또한, 온도 측정 장치는 피처리물의 두께를 측정하는 두께 측정기(미도시)를 더 포함할 수 있다.The temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention includes an acoustic generator 10 capable of generating a sound wave on an object S, a wave measuring device 20 capable of measuring a discharge wave emitted from the object to be processed, And a temperature calculator (30) for calculating the temperature of the object to be processed by using the measured wave from the measuring machine. Further, the temperature measuring apparatus may further include a thickness measuring device (not shown) for measuring the thickness of the object to be processed.

여기서 음파는 넓은 의미의 음파를 의미하여, 예컨대, 인간이 들을 수 있는 가 가청 대역의 음파 혹은 초음파를 포함하는 개념이다. 이런 음파를 피처리물에 야기시켜, 피처리물 내에서 음파가 진행되다가 방출되는 방출 파동을 외부에서 측정한다. 이렇게 측정된 방출 파동을 이용하여 피처리물 내부의 온도를 산출한다. 즉, 방출 파동의 스펙트럼을 수신하여, 이중 진동수를 측정하여 온도 산출에 이용한다. 또한, 방출 파동은 피처리물의 내부를 왕복하면서 형성된 정상파일 수 있고, 피처리물의 외부로 방출되는 종파를 포함할 수 있다. 진동수를 이용한 온도 산출의 구체적 과정은 후에 상세히 기술한다.Here, a sound wave means a sound wave in a broad sense, and includes, for example, a sound wave or an ultrasonic wave of a human audible range. This sound wave is caused to the object to be processed, and the emission wave emitted when the sound wave propagates in the object to be processed is externally measured. The temperature of the inside of the object to be treated is calculated using the measured discharge wave. That is, the spectrum of the emission wave is received, and the dual frequency is measured and used for the temperature calculation. In addition, the emission wave can include a normal wave that is formed while reciprocating the inside of the object to be processed, and a longitudinal wave that is emitted to the outside of the object to be processed. The specific process of temperature calculation using the frequency will be described in detail later.

피처리물은 고온에서 처리되는 고체의 물체를 포함한다. 즉, 제철소에서 제조되는 슬라브일 수 있다. 예를 들면, 피처리물은 제철소의 열연 가열로에서 처리되는 슬라브로, 이러한 슬라브가 가열로에서 배출되는 즉시 실시예의 온도 측정 장치를 이용하여 슬라브의 내부 온도는 산출할 수 있다. The object to be processed includes a solid object to be treated at a high temperature. That is, it may be a slab manufactured at a steel mill. For example, the material to be treated is a slab to be treated in a hot-rolling furnace of an ironworks. As soon as such slab is discharged from a heating furnace, the internal temperature of the slab can be calculated using the temperature measuring device of the embodiment.

음향 발생기(10)는 음파를 생성하여 피처리물에 인가하는 장치일 수 있고, 또는 피처리물에 충격을 가하여 피처리물에서 음파를 직접 야기시키는 장치 일 수도 있다. 예를 들면, 음향 발생기(10)는 레이저기로 피처리물에 레이저를 인가하여, 즉 레이저 충격을 가하여 음파를 발생시킬 수 있다. 또는 음향 발생기(10)는 피처리물에 물리적 충격을 가할 수 있는 햄머(hammer)를 포함할 수 있다. 즉, 햄버로 피처리물을 가격하여 피처리물에 음파를 발생시킬 수 있다. The sound generator 10 may be a device for generating a sound wave and applying the generated sound wave to the object to be processed, or may be a device for generating a sound wave directly from the object by applying an impact to the object to be processed. For example, the sound generator 10 can generate a sound wave by applying a laser to the article to be processed with a laser, that is, by applying a laser shock. Or the sound generator 10 may include a hammer that can apply a physical impact to the article to be treated. That is, the hammer can charge the object to be processed and generate sound waves in the object to be processed.

파동 측정기(20)은 피처리물(S)의 방출 파동을 측정하는 장치로, 예를 들면, 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer)를 사용할 수 있다. 즉, 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer)를 이용하여 방출 파동을 수신하고, 이로부터 진동수를 측정할 수 있다. 또한, 파동 측정기(20)은 방출 파동의 수신율이 높은 위치에 배치될 수 있으며, 피처리물(S)를 기준으로 음향 발생기와 동일한 측에 배치될 수도 있고, 반대측에 배치될 수도 있다. 파동 측정기(20)은 방출 파동의 수신율을 높이기 위해 피처리물(S)를 향하여 수직 방향으로 배치될 수 있고, 약간 경사지게 배치될 수도 있다. 예를 들면, 피처리물의 일면에 대하여 70 내지 90도 위치에 이격 배치될 수 있다.The wave measuring device 20 is an apparatus for measuring the emission wave of the object S, for example, a spectrum analyzer can be used. That is, a spectrum analyzer can be used to receive the emission wave and measure the frequency from it. Further, the wave measuring device 20 may be disposed at a position where the reception ratio of the emission wave is high, and may be disposed on the same side as the sound generator on the basis of the object to be processed S, or on the opposite side. The wave measuring device 20 may be disposed in the vertical direction toward the object S to increase the reception ratio of the emission wave, and may be disposed slightly inclined. For example, 70 to 90 degrees relative to one surface of the object to be processed.

두께 측정기는 피처리물의 두께를 측정하는 장치로, 일반적으로 알려진 여러 가지 방식을 사용할 수 있다. 이때, 피처리물의 온도를 산출하는 방식에 따라, 피처리물의 두께는 측정하지 않을 수 있다. The thickness measuring device is a device for measuring the thickness of a material to be treated, and various known methods can be used. At this time, depending on the method of calculating the temperature of the object to be processed, the thickness of the object to be processed may not be measured.

온도 산출부(30)는 파동 측정기로부터 진동수 데이터를 받는 송수신부, 피처리물의 음파 속도 및 두께와 관련되어 미리 정한 설정 데이터를 저장하는 저장부, 및 진동수 데이터 및 설정 데이터를 이용하여 피처리물의 온도를 산출하는 산출부를 포함한다. 이때, 송수신부는 진동수 데이터와 함께 상기 두께 측정기로부터 두께 데이터를 받을 수도 있다. 즉, 온도 산출부(30)는 온도 산출 방식에 따라, 두께 측정기로부터 측정된 두께 데이터를 사용하기도 하고, 사용하지 않을 수도 있다.The temperature calculating unit 30 includes a transceiver unit for receiving frequency data from the wave measuring device, a storage unit for storing predetermined data related to the speed and thickness of the sound wave of the object to be processed, And a calculation unit for calculating the calculation result. At this time, the transmitting / receiving unit may receive the thickness data from the thickness measuring device together with the frequency data. In other words, the temperature calculating unit 30 may or may not use the thickness data measured by the thickness measuring apparatus according to the temperature calculating method.

하기에서는, 고온의 피처리물의 내부 온도를 산출하는 원리 및 과정을 설명한다. 고온 피처리물의 내부 온도는 피처리물의 진동수, 음파 속도 및 두께를 이용하여 산출할 수 있다.In the following, the principle and process of calculating the internal temperature of a hot object to be treated will be described. The internal temperature of the hot object can be calculated using the frequency, sound velocity and thickness of the object to be processed.

도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해, 음파의 진행을 개념적으로 나타낸 도면이다. 즉, 고체 내부를 진행하는 음파를 나타내고 있다. 고체 내부를 진행하는 음파는 횡파와 종파가 있다. 이러한 음파가 고체와 공기의 경계면을 만나면 횡파는 공기 중으로 진행하지 못하는 반면 종파는 공기 중으로 투과하여 진행이 가능하다. 한편 양면에 경계면을 가지는 고체 내부를 진행하는 음파는 시간이 지남에 따라 경계면에서 반사를 반복하면서 진행파(travelling wave)가 아니라 정상파(standing wave)를 형성한다. 이러한 정상파의 진동수는 아래와 같은 식(제1식)으로 표현된다. 2 is a diagram conceptually showing progress of a sound wave in order to explain an embodiment of the present invention. That is, it represents a sound wave propagating inside the solid. There are transverse waves and denominators in the sound waves going through the solid interior. When such a sound wave meets the interface between solid and air, the transverse wave can not proceed into the air, but the longitudinal wave can propagate through the air. On the other hand, a sound wave traveling on the inside of a solid body having a boundary surface on both sides forms a standing wave instead of a traveling wave by repeating reflections at a boundary over time. The frequency of the standing wave is expressed by the following equation (the first equation).

Figure 112016105346325-pat00003
Figure 112016105346325-pat00003

여기서 n은 정상파의 차수를 나타내는 것으로 1,2,3,...의 자연수이다. V는 음파의 속도, L은 경계면 사이의 거리, 예를 들면 고체의 두께이다. B는 탄성계수, σ는 밀도이다. 위 식에서 정상파의 진동수는 음파의 속도에 비례하고 경계면 사이의 거리에 반비례함을 알 수 있다. Where n is the natural number of 1, 2, 3, ... indicating the order of the standing wave. V is the velocity of sound waves, and L is the distance between the interfaces, for example the thickness of the solid. B is the modulus of elasticity, and σ is the density. In this equation, the frequency of the standing wave is proportional to the speed of the sound wave and inversely proportional to the distance between the boundary surfaces.

한편, 음파의 속도와 경계면 사이의 거리는 온도의 함수로 나타낼 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 음파 속도의 변화를 나타낸 그래프이다. 예컨대, 도 3은 탄소 함량이 다른 강재 내부를 진행하는 초음파의 속도를 온도에 따라 나타낸 것이다. 여기서, X는 고탄소강을 나타낼 수 있고, Y는 중탄소강을 나타낼 수 있다. 그러나, 피처리물의 재질은 전혀 한정되지 않으며, 다양한 재질의 피처리물에 적용될 수 있다. 또한, 강재에서는 온도에 따라 유사한 음파 변화 경향을 보인다. On the other hand, the speed of sound waves and the distance between the interfaces can be expressed as a function of temperature. 3 is a graph illustrating changes in sound wave velocity according to an embodiment of the present invention. For example, FIG. 3 shows the speed of an ultrasonic wave traveling in a steel material having a different carbon content according to temperature. Here, X may represent a high carbon steel, and Y may represent a medium carbon steel. However, the material of the material to be treated is not limited at all, and can be applied to a material to be treated of various materials. Also, in steel, similar sound wave tendency changes according to temperature.

도 3에 나타내었듯이, 각 강재 내부를 진행하는 음파의 속도가 온도에 따라 변화함을 보여주고 있다. 예컨대 900도에서 500도로 온도가 400도 정도 변화하는 경우, 음파 속도는 8.8% 증가하고 있다. 슬라브를 포함한 강재는 고온에서 100% 오스테나이트(austenite) 상으로 존재하며 중간에 상변태가 일어나고, 저온에서는 100% 페라이트(ferrite) 상으로 존재한다. 상변태가 일어나는 온도 구간을 제외하면 대체적으로 선형적인 관계를 보여주고 있다. 즉, A로 표시되는 선은 2가지 강재의 온도-음파 속도 측정 곡선에서 오스테나이트 상의 온도-음파 속도 선형관계를 나타내며, B로 표시되는 선은 2가지 강재의 온도-음파 속도 측정 곡선에서 페라이트 상의 온도-음파 속도 선형관계를 나타낸다. As shown in FIG. 3, it is shown that the speed of a sound wave traveling in each steel material changes with temperature. For example, if the temperature changes from 900 degrees to 500 degrees, about 400 degrees, the sound wave velocity increases by 8.8 percent. Steel containing slabs is present in 100% austenite phase at high temperature, phase transformation occurs in the middle, and exists in 100% ferrite phase at low temperature. Except for the temperature range at which the phase transformation takes place. That is, the line A represents the temperature-sound wave velocity linear relationship of the austenite phase in the two temperature-sound wave velocity measurement curves of the two steels, and the line B represents the ferrite phase in the temperature-sound wave velocity curve of the two steels. Temperature-sound wave velocity linear relationship.

피처리물의 온도가 고온인 경우, 예를 들면, 온도가 높은 가열로 출측은 변태가 일어나기 전인 100% 오스테나이트 영역의 온도-음파 속도 선형관계를 따를 것이다. 이러한 음파 속도와 온도의 반비례 선형관계를 다음과 같은 1차 방정식의 함수(제2식)로 표현할 수 있다. When the temperature of the material to be treated is high, for example, the high temperature furnace outlet will follow the temperature-sound velocity linear relationship of the 100% austenite region before the transformation takes place. The inverse linear relationship between the sound velocity and the temperature can be expressed by a function of the following linear equation (the second equation).

Figure 112016105346325-pat00004
Figure 112016105346325-pat00004

여기서 a1 및 b1은 온도와 음파 속도의 함수의 상관 계수이며, 강종에 따라 차이가 날 수 있다. 따라서, 다양한 피처리물에서 온도 변화에 따른 음파 속도를 측정하여, 도 3과 같이 나타내는 경우, 상관 계수를 구할 수 있다. 예를 들면, 다양한 피처리물에서 음파 속도를 측정하고, 음파 속도(V)와 온도(T)의 반비례 선형관계를 이용하여, 속도 상관 계수(a1, b1)를 산출하고, 이를 제1 설정 데이터로 상술된 온도 산출기의 저장부에 미리 저장할 수 있다. Where a1 and b1 are the correlation coefficients of the function of temperature and sound velocity and may vary depending on the type of steel. Therefore, the correlation coefficient can be obtained when the sound wave velocity according to the temperature change is measured in various objects to be processed, as shown in FIG. For example, the speed of sound waves is measured in various objects to be processed and the speed correlation coefficients a1 and b1 are calculated using the inverse linear relationship of the sound wave speed V and the temperature T, Can be stored in advance in the storage unit of the temperature calculator described above.

한편, 피처리물(S)은 두께(L)가 온도에 따라 변화될 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 두께 변화를 나타낸 그래프이다. 예컨대, 도 4는 소정 강재의 온도를 증가시키면서, 두께/두께 팽창률을 측정하여 나타낸 것이다. On the other hand, the thickness L of the object to be processed S may vary with temperature. FIG. 4 is a graph showing a thickness variation according to an embodiment of the present invention. FIG. For example, FIG. 4 shows measured thickness / thickness expansion rates while increasing the temperature of a given steel.

도 4에 나타나듯이, 강재에 대해서 그것의 두께가 온도에 따라 변화된다. d예컨대, 온도가 400도 정도 감소하면 두께는 1% 정도 감소한다. 상기 음파 속도와 마찬가지로 변태구간을 제외하면 선형적인 관계를 나타낸다. 즉, A로 표시되는 선은 강재의 온도-두께 측정 곡선에서 오스테나이트 상의 온도-두께 선형관계를 나타내며, B로 표시되는 선은 강재의 온도-두께 측정 곡선에서 페라이트 상의 온도-두께 선형관계를 나타낸다. 이때, 두께는 두께 자체 혹은 두께의 팽창률을 사용할 수 있다. 피처리물의 온도가 고온인 경우, 예를 들면, 온도가 높은 가열로 출측은 오스테나이트 영역의 두께 팽창률-온도 선형관계를 따를 것이다. As shown in Fig. 4, the thickness of the steel material changes with temperature. d For example, if the temperature is reduced by about 400 degrees, the thickness decreases by about 1%. As with the sound wave speed, a linear relationship is shown except for the transformation period. That is, the line A represents the temperature-thickness linear relationship of the austenite phase in the temperature-thickness measurement curve of the steel and the line B represents the temperature-thickness linear relationship of the ferrite phase in the temperature-thickness measurement curve of the steel . At this time, the thickness may be the thickness itself or the expansion ratio of the thickness. If the temperature of the article to be treated is high, for example, the high temperature furnace outlet will follow the thickness expansion ratio-temperature linear relationship of the austenite region.

이러한 두께와 온도의 비례적 선형관계를 다음과 같은 1차 방정식의 함수(제3식)로 표현할 수 있다. The proportional linear relationship between thickness and temperature can be expressed as a function of the following first order equation (the third equation).

Figure 112016105346325-pat00005
Figure 112016105346325-pat00005

여기서 a2 및 b2는 온도와 두께 함수의 상관 계수이며, 강종에 따라 차이가 날 수 있다. 따라서, 다양한 피처리물에서 온도 변화에 따른 두께 혹은 두께 팽창률을 측정하여, 도 4과 같이 나타내는 경우, 상관 계수를 구할 수 있다. 예를 들면, 다양한 피처리물에서 두께를 측정하고, 두께(L)와 온도(T)의 비례 선형관계를 이용하여, 속도 상관 계수(a2, b2)를 산출하고, 이를 제2 설정 데이터로 상술된 온도 산출기의 저장부에 미리 저장할 수 있다. Where a2 and b2 are the correlation coefficients of the temperature and thickness functions, which can vary depending on the type of steel. Therefore, the correlation coefficient can be obtained when the thickness or the thickness expansion rate according to the temperature change is measured in various articles to be processed, as shown in FIG. For example, the thicknesses are measured in various articles to be processed, the velocity correlation coefficients a2 and b2 are calculated using the proportional linear relationship between the thickness L and the temperature T, Can be stored in advance in the storage unit of the temperature calculator.

온도가 감소하면, 음파 속도는 증가하고, 두께는 감소하므로, 종파 기존 진동수는 다소 상승할 수 있다. 예를 들어, 도 3, 4를 참조하면, 대략적인 기본진동수의 변화를 보면 400도의 온도가 변화할 경우 속도는 8.8% 증가하고, 길이는 1% 감소하여, 결과적으로 온도 1000도, 0.3m 두께 슬라브의 경우 온도가 900도로 떨어지면 종파 기본 진동수 약 8 kHz에서 8.15kHz로 상승한다. As the temperature decreases, the sonic velocity increases and the thickness decreases, so that the old frequency of the longitudinal wave can rise somewhat. For example, referring to FIGS. 3 and 4, when the temperature changes by 400 degrees, the speed increases by 8.8% and the length decreases by 1%, resulting in a temperature of 1000 degrees and a thickness of 0.3 m For slabs, the temperature rises to 8.15 kHz at a fundamental frequency of about 8 kHz when the temperature drops to 900 degrees.

상술된 음파 속도와 두께에 대한 측정 결과와 정상파의 진동수 공식을 응용하면 피처리물의 내부온도를 산출할 수 있다. 먼저 음향 발생기를 이용하여 피처리물에 정상파를 발생시킨다. 이때 피처리물의 주변에 음파 측정수단, 즉 파동 측정기를 비치하면 종파에 해당하는 정상파의 에너지 중 일부가 공기 중을 투과하여 측정된다. 이렇게 측정된 음파의 진동수는 상술된 제1식 내지 제3식을 이용하면, 아래와 같은 식으로 도출된다. 즉, 정상파의 진동수에 대한 온도의 함수식이 도출된다.The internal temperature of the object to be processed can be calculated by applying the above-described measurement results of the sound wave velocity and the thickness and the frequency formula of the standing wave. First, a standing wave is generated in the article to be processed by using a sound generator. At this time, if a sound wave measuring means, that is, a wave measuring instrument is provided around the object to be processed, some of the energy of the standing wave corresponding to the longitudinal wave is measured through the air. The frequency of the sound wave measured in this manner can be derived by the following equation using the above-described first to third expressions. That is, a function formula of the temperature with respect to the frequency of the standing wave is derived.

Figure 112016105346325-pat00006
Figure 112016105346325-pat00006

여기서, 상관 계수들(a1, b1, a2, b2)은 상술한 방식으로 구하여 제1 및 제2 설정 데이터로 저장할 수 있다. 따라서, 피처리물(S)에서 방출되는 정상파의 진동수를 측정하면, 이를 이용하여 상기 함수식에 의하여 온도를 산출할 수 있다. 도 5에는 저탄소강 강재에서 측정된 파동 스펙트럼을 표시하였다. 이러한 측정 결과로 부터 진동수를 선택하여 온도를 산출할 수 있다.Here, the correlation coefficients a1, b1, a2 and b2 can be obtained by the above-mentioned method and stored as the first and second setting data. Therefore, when the frequency of the standing wave emitted from the object to be processed S is measured, the temperature can be calculated by using the function formula. Fig. 5 shows the wave spectrum measured in the low carbon steel. The temperature can be calculated by selecting the frequency from these measurement results.

n이 1일 때를 진동수를 기본 진동수라 하면, 임의의 진동수는 기본 진동수의 배수로 표시된다. 진동수의 측정으로부터, 온도의 산출에 사용될 진동수는 기본 진동수(n=1)를 선택해도 되고, 그외 어떤 진동수를 선택해도 무방하다. 예를 들면, 주어진 환경에서 방출 파동의 진동수들 중에서 신호가 가장 뚜렷한 진동수를 사용하거나 아니면 여러 진동수의 평균값을 취하는 등의 다양한 방식이 있다. When n is 1, the frequency is referred to as a fundamental frequency, and an arbitrary frequency is represented by a multiple of the fundamental frequency. From the measurement of the frequency, it is possible to select the fundamental frequency (n = 1) or any other frequency to be used for calculating the temperature. For example, in a given environment, there are a variety of ways, such as using the frequencies at which the signal is most pronounced among the frequencies of the emission wave, or taking an average of several frequencies.

이처럼 진동수를 활용한 수식을 이용하여, 구해진 온도값은 정상파가 피처리물 내부를 왕복하면서 형성된 정상파의 진동수로부터 도출된 것이므로, 피처리물의 내부 온도 분포의 평균적인 결과로 이해할 수 있다. 즉, 피처리물의 내부 평균온도로 추정할 수 있다.The obtained temperature value is derived from the frequency of a standing wave formed by reciprocating the inside of the object to be processed using the formula using the frequency, and thus can be understood as an average result of the internal temperature distribution of the object to be processed. That is, it can be estimated as the internal average temperature of the object to be processed.

한편, 산출되는 온도의 정확도를 더욱 증가시키기 위해, 복수의 값들을 활용할 수 있다. 예를 들면, 복수개의 진동수를 사용하여 온도를 산출할 수 있다. 즉, 각기 다른 n값(n=1, 2, 3 ...) 및 각 n값에 따른 각 진동수(F1, F2, F3 ...) 데이터를 이용하여 복수의 온도 값을 계산하고, 복수의 온도 값에서 평균값을 산출한다. 즉, 복수개의 온도 값을 산술 평균하여 최종 온도 값으로 산출 할 수 있다. On the other hand, in order to further increase the accuracy of the calculated temperature, a plurality of values may be utilized. For example, the temperature can be calculated using a plurality of frequencies. That is, a plurality of temperature values are calculated using different frequency values (n = 1, 2, 3, ...) and angular frequencies (F1, F2, F3 ...) The average value is calculated from the temperature value. That is, a plurality of temperature values can be arithmetically averaged and calculated as a final temperature value.

또는, 진동수의 평균값을 이용하여, 온도를 산출할 수도 있다. 즉, n이 1일 때의 진동수를 기본 진동수로 선택한다. 더하여, n이 1을 초과할 때의 진동수(n=2, 3 등)를 선택하여 n이 1일 때의 진동수로 변환하여 보조 진동수로 산출한다. 예를 들면 n이 2일 때 진동수(F2)를 선택하여, 이 진동수 값을 2로 나누어 가상적으로 n이 1일 때의 진동수로 변환한다. 이러한 진동수 변환은 다양한 n 값에서 수행할 수 있고, 각각의 보고 진동수는 각 진동수의 n값으로 나누어 얻을 수 있다. 이후, 기본 진동수와 상기의 보조 진동수의 평균값을 계산하여 평균 진동수 데이터로 얻는다. 이어서, 상기 평균 진동수 데이터를 이용하여 피처리물의 온도를 계산한다. Alternatively, the temperature may be calculated using the average value of the frequencies. That is, the frequency at which n is 1 is selected as the fundamental frequency. In addition, the number of oscillations (n = 2, 3, etc.) when n exceeds 1 is selected and converted into a frequency at the time when n is 1, and is calculated as the auxiliary frequency. For example, when n is 2, the frequency F2 is selected, and the frequency value is divided by 2 to virtually convert the frequency to the frequency when n is 1. These frequency conversions can be performed at various values of n, and each reporting frequency can be obtained by dividing by n values of each frequency. Then, an average value of the fundamental frequency and the auxiliary frequency is calculated and obtained as average frequency data. Next, the temperature of the object to be processed is calculated using the average frequency data.

한편, 상기에서는 피처리물의 온도-두께 상관 계수를 이용하여 온도를 산출하였으나, 고온의 피처리물의 두께를 직접 측정하여 온도를 산출할 수도 있다. 즉, 상기에 설명된 제1식 및 제2식을 이용하면, 정상파의 진동수에 대한 온도의 함수식이 하기와 같이 도출된다.In the above description, the temperature is calculated using the temperature-thickness correlation coefficient of the object to be processed, but the temperature can also be calculated by directly measuring the thickness of the object to be processed at a high temperature. That is, using the first and second equations described above, the function formula of the temperature with respect to the frequency of the standing wave is derived as follows.

Figure 112016105346325-pat00007
Figure 112016105346325-pat00007

여기서, 상관 계수들(a1, b1)은 상술한 방식으로 구하여 제1 설정 데이터로 저장할 수 있고, 피처리물(S)의 두께(L)를 측정하여 사용할 수 있다. 따라서, 피처리물(S)에서 방출되는 정상파의 진동수를 측정하면, 이를 이용하여 상기 함수식에 의하여 온도를 산출할 수 있다. 이러한 식을 사용하는 경우에도 상기에서 설명된 n값, 진동수 선택, 다양한 온도 산출 방식이 모두 적용될 수 있다. Here, the correlation coefficients a1 and b1 can be obtained by the above-described method and stored as the first setting data, and the thickness L of the object to be processed S can be measured and used. Therefore, when the frequency of the standing wave emitted from the object to be processed S is measured, the temperature can be calculated by using the function formula. In the case of using this formula, all of the n value, frequency selection, and various temperature calculation methods described above can be applied.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 상기 실시 예에 제시된 구성 및 방식들은 서로 결합되거나 교차 적용되어 서로 다른 다양한 형태로 변형될 것이고, 이러한 변형 예들을 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 결국, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It should be noted that the above-described embodiments of the present invention are for the purpose of illustrating the present invention and not for the purpose of limitation of the present invention. In addition, it should be noted that the configurations and the methods disclosed in the above embodiments of the present invention may be combined with each other or applied cross-over to form a variety of different forms, and these variations may be regarded as the scope of the present invention. As a result, the present invention may be embodied in various other forms without departing from the scope of the appended claims and equivalents thereof, and various modifications may be made within the scope of the technical idea of the present invention. .

10: 음향 발생기
20: 파동 측정기
30: 온도 산출기
10: Sound generator
20: Wave Meter
30: Temperature calculator

Claims (20)

피처리물에 음파를 발생시킬 수 있는 음향 발생기;
피처리물에서 방출되는 방출 파동을 측정할 수 있고, 상기 방출 파동으로부터 피처리물의 진동수를 측정할 수 있는 파동 측정기; 및
상기 피처리물의 음파 속도와 온도의 반비례 관계를 이용하여 속도 상관 계수(a1, b1)를 산출하고, 피처리물의 두께와 상기 속도 상관 계수와 상기 피처리물의 음파 속도와 상기 파동 측정기로부터 측정된 진동수를 이용하여 피처리물의 온도를 산출하는 온도 산출기;를 포함하는 온도 측정 장치.
A sound generator capable of generating sound waves in the object to be processed;
A wave measuring device capable of measuring a discharge wave emitted from an object to be processed and measuring a frequency of an object to be processed from the discharge wave; And
Calculating a speed correlation coefficient (a1, b1) by using the inverse relationship between the sound wave speed and the temperature of the object to be processed; calculating a speed correlation coefficient (a1, b1) based on the thickness, the speed correlation coefficient, And a temperature calculator for calculating the temperature of the object to be processed by using the temperature sensor.
청구항 1에 있어서,
상기 음향 발생기는 가청 음파 및 초음파 중 적어도 하나를 상기 피처리물에 발생하는 온도 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sound generator generates at least one of an audible sound wave and an ultrasonic wave in the object to be processed.
청구항 2에 있어서,
상기 방출 파동은 상기 피처리물의 내부를 왕복하면서 형성된 정상파를 포함하는 온도 측정 장치.
The method of claim 2,
And the emission wave includes a standing wave formed while reciprocating inside the object to be processed.
청구항 1에 있어서,
상기 방출 파동은 상기 피처리물 외부로 방출되는 종파를 포함하고,
상기 피처리물의 온도는 피처리물의 내부 온도를 포함하는 온도 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the emission wave includes a longitudinal wave emitted to the outside of the object to be processed,
Wherein the temperature of the object to be processed includes an internal temperature of the object to be processed.
청구항 1에 있어서,
상기 음향 발생기는 음파를 생성하여 상기 피처리물에 인가하거나, 상기 피처리물에 충격을 가하여 상기 피처리물에서 음파를 야기시키는 온도 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sound generator generates sound waves and applies the sound waves to the object to be processed or applies an impact to the object to cause sound waves in the object to be processed.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피처리물의 두께를 측정하는 두께 측정기를 더 포함하는 온도 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 5,
And a thickness measuring device for measuring a thickness of the object to be processed.
청구항 6에 있어서,
상기 온도 산출기는,
상기 파동 측정기로부터 진동수 데이터를 받거나, 상기 진동수 데이터 및 상기 두께 측정기로부터 두께 데이터를 받는 송수신부;
상기 피처리물의 음파 속도 및 두께와 관련되어 미리 정한 설정 데이터를 저장하는 저장부; 및
상기 진동수 데이터 및 상기 설정 데이터를 이용하여 상기 피처리물의 온도를 산출하는 산출부;를 포함하고,
상기 설정 데이터는 상기 속도 상관 계수를 포함하는 온도 측정 장치.
The method of claim 6,
The temperature calculator includes:
A transceiver receiving the frequency data from the wave measuring device or receiving the frequency data and the thickness data from the thickness measuring device;
A storage unit for storing predetermined data related to a sound wave speed and a thickness of the object to be processed; And
And a calculation unit for calculating a temperature of the object to be processed by using the frequency data and the setting data,
And the setting data includes the velocity correlation coefficient.
피처리물에 음파를 발생시키는 과정;
상기 피처리물로부터 방출되는 방출 파동을 측정하고, 상기 방출 파동으로부터 피처리물의 진동수를 측정하는 과정;
상기 피처리물의 음파 속도와 온도의 반비례 관계를 이용하여, 속도 상관 계수(a1, b1)를 산출하고, 이를 제1 설정 데이터로 저장하는 과정; 및
피처리물의 두께, 상기 제1 설정 데이터, 피처리물의 음파 속도 및 진동수를 이용하여 상기 피처리물의 온도를 산출하는 과정:을 포함하는 온도 측정 방법.
Generating a sound wave on the object to be processed;
Measuring a discharge wave emitted from the object to be measured and measuring a frequency of the object to be processed from the discharge wave;
Calculating a velocity correlation coefficient (a1, b1) using the inverse relationship between the sound wave speed and temperature of the object to be processed and storing the same as first setting data; And
And calculating the temperature of the object to be processed by using the thickness of the object to be processed, the first setting data, the speed and frequency of the sound wave of the object to be processed.
청구항 8에 있어서,
상기 피처리물의 온도는 피처리물의 내부온도를 포함하는 온도 측정 방법.
The method of claim 8,
Wherein the temperature of the object to be treated includes an internal temperature of the object to be processed.
청구항 8에 있어서,
상기 방출 파동은 상기 피처리물의 내부를 왕복하면서 형성된 정상파를 포함하는 온도 측정 방법.
The method of claim 8,
And the emission wave includes a standing wave formed while reciprocating inside the object to be processed.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 8에 있어서,
상기 온도를 산출하는 과정 전에,
상기 피처리물의 두께와 온도의 비례 관계를 이용하여, 두께 상관 계수(a2, b2)를 산출하고, 이를 제2 설정 데이터로 저장하는 과정;을 포함하는 온도 측정 방법.
The method of claim 8,
Before the process of calculating the temperature,
Calculating a thickness correlation coefficient (a2, b2) by using a proportional relationship between the thickness and the temperature of the object to be processed, and storing the correlation coefficient as a second setting data.
청구항 8에 있어서,
상기 온도를 산출하는 과정은,
측정된 피처리물의 진동수(Fn) 데이터, 측정된 피처리물의 두께(L) 데이터 및 상기 속도 상관 계수(a1, b1)의 제1 설정 데이터를 이용하여, 하기식에 의하여 온도(T)를 산출하는 과정을 포함하는 온도 측정 방법.
Figure 112018050136154-pat00008

n은 1, 2, 3...의 자연수
The method of claim 8,
The step of calculating the temperature includes:
(T) is calculated by the following equation using the frequency (Fn) data of the measured object to be processed, the thickness (L) data of the measured object to be processed and the first setting data of the speed correlation coefficients (a1, b1) Wherein the temperature is measured by a temperature sensor.
Figure 112018050136154-pat00008

n is a natural number of 1, 2, 3 ...
청구항 14에 있어서,
상기 온도를 산출하는 과정은,
측정된 피처리물의 진동수(Fn) 데이터, 상기 속도 상관 계수(a1, b1)의 제1 설정 데이터 및 두께 상관 계수(a2, b2)의 제2 설정 데이터를 이용하여, 하기식에 의하여 온도(T)를 산출하는 과정을 포함하는 온도 측정 방법.
Figure 112018050136154-pat00009

n은 1, 2, 3...의 자연수
15. The method of claim 14,
The step of calculating the temperature includes:
(Tn) by using the following equation using the frequency setting data of the measured object to be processed (Fn), the first setting data of the speed correlation coefficients (a1, b1) and the second setting data of the thickness correlation coefficients ) ≪ / RTI >
Figure 112018050136154-pat00009

n is a natural number of 1, 2, 3 ...
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 진동수(Fn) 데이터로, n이 1일 때의 진동수를 선택하거나, 상기 방출 파동의 진동수들 중에서 신호가 가장 뚜렷한 진동수를 선택하는 온도 측정 방법.
The method according to claim 15 or 16,
Wherein a frequency at which n is 1 is selected as the frequency Fn data or a frequency at which the signal is most distinct among the frequencies of the emission wave is selected.
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 온도를 산출하는 과정은,
각기 다른 n값 및 각 n값에 따른 각 진동수(Fn) 데이터를 이용하여 복수의 온도 값을 계산하는 과정; 및
상기 복수의 온도 값에서 평균값을 계산하는 과정;을 포함하는 온도 측정 방법.
The method according to claim 15 or 16,
The step of calculating the temperature includes:
Calculating a plurality of temperature values using angular frequency (Fn) data according to different n values and n values; And
And calculating an average value from the plurality of temperature values.
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 온도를 산출하는 과정은,
n이 1일 때의 진동수를 기본 진동수로 선택하는 과정;
n이 1을 초과할 때의 진동수를 n이 1일 때의 진동수로 변환하여 보조 진동수로 산출하는 과정;
상기 기본 진동수와 보조 진동수의 평균값을 계산하여 평균 진동수 데이터를 얻는 과정; 및
상기 평균 진동수 데이터를 이용하여 피처리물의 온도를 계산하는 과정을 포함하는 온도 측정 방법.
The method according to claim 15 or 16,
The step of calculating the temperature includes:
selecting a frequency as a fundamental frequency when n is 1;
converting the frequency at which n exceeds 1 into a frequency at which n is 1 and calculating the frequency as an auxiliary frequency;
Calculating an average value of the basic frequency and the auxiliary frequency to obtain average frequency data; And
And calculating a temperature of the object to be processed using the average frequency data.
청구항 10에 있어서,
상기 피처리물은 열연 가열로에서 배출되는 슬라브를 포함하는 온도 측정 방법.
The method of claim 10,
Wherein the object to be treated includes a slab discharged from the hot-rolling furnace.
KR1020160142042A 2016-10-28 2016-10-28 Apparatus and method for measuring temperature KR101921077B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160142042A KR101921077B1 (en) 2016-10-28 2016-10-28 Apparatus and method for measuring temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160142042A KR101921077B1 (en) 2016-10-28 2016-10-28 Apparatus and method for measuring temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180046638A KR20180046638A (en) 2018-05-09
KR101921077B1 true KR101921077B1 (en) 2018-11-22

Family

ID=62200818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160142042A KR101921077B1 (en) 2016-10-28 2016-10-28 Apparatus and method for measuring temperature

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101921077B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042857A (en) 2001-08-03 2003-02-13 Toshiba Corp Ultrasonic temperature measuring apparatus
JP2009031180A (en) 2007-07-30 2009-02-12 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method and device for measuring internal temperature
JP5133108B2 (en) * 2007-05-09 2013-01-30 株式会社神戸製鋼所 Temperature measuring device and temperature measuring method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042857A (en) 2001-08-03 2003-02-13 Toshiba Corp Ultrasonic temperature measuring apparatus
JP5133108B2 (en) * 2007-05-09 2013-01-30 株式会社神戸製鋼所 Temperature measuring device and temperature measuring method
JP2009031180A (en) 2007-07-30 2009-02-12 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method and device for measuring internal temperature

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180046638A (en) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Experimental study of nonlinear Rayleigh wave propagation in shot-peened aluminum plates—Feasibility of measuring residual stress
JP4909899B2 (en) Process line control device and control method thereof
Sarkar et al. Evolution of austenite recrystallization and grain growth using laser ultrasonics
US20100169043A1 (en) Non-destructive thickness measurement systems and methods
CN100364695C (en) Method for detecting solidification completion position of continuous casting cast piece, detector, and method for producing continuous casting cast piece
TW200900692A (en) Apparatus and method for measuring material quality
Ruiz et al. Laser-ultrasonic surface wave dispersion measurements on surface-treated metals
Carretta et al. Ultrasonic roll bite measurements in cold rolling–Roll stress and deformation
KR101053415B1 (en) Laser Ultrasonic Measuring Device and Measuring Method
Duan et al. Estimating the axial load of in-service continuously welded rail under the influences of rail wear and temperature
KR101921077B1 (en) Apparatus and method for measuring temperature
JP4843790B2 (en) Temperature measurement method using ultrasonic waves
JP4685572B2 (en) Material measuring device for metal workpieces
KR102447346B1 (en) Method and arrangement for estimating material properties of objects with laser ultrasonic (LUS) measuring equipment
US7950283B2 (en) Ultrasound prediction of workpiece deformation
JP5528395B2 (en) Thin plate stress measuring method and measuring apparatus
JP5059344B2 (en) Plate thickness measuring apparatus and measuring method
JP2009068914A (en) Inner state measuring instrument, inner state measuring method, program and computer readable storage medium
JP2792286B2 (en) Method for measuring elastic constant of specimen
JP3770522B2 (en) Method and apparatus for measuring internal temperature of steel material
JP5058196B2 (en) Apparatus and method for measuring phase transformation rate of material
JP4411734B2 (en) Hot ultrasonic thickness gauge and thickness measurement method
Cousin et al. Online Grain Size Measurement by Laser Ultrasonics in a Hot Rolling Mill
KR20080100162A (en) Process line control apparatus and method for controlling process line
Zhang et al. Nondestructive Evaluation Method of Average Grain Size in TWIP Steel by Laser Ultrasonic

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right