KR102245235B1 - 강판의 도유량 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 강판의 재질에 따른 도유량 검출값의 변화를 보정할 수 있는 강판의 도유량 측정 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치는 강판의 표면에 사전에 설정된 파장 대역의 제1 광을 조사하고, 상기 강판의 표면에서 반사되는 광량을 검출하여 상기 강판의 도유량을 측정하는 도유량 검출부, 상기 강판의 표면에 상기 제1 광과 다른 파장 대역의 제2 광을 조사하고, 상기 강판의 광 반사량을 측정하는 광 반사량 검출부, 상기 도유량 검출부로부터의 도유량 검출값과 상기 광 반사량 검출부로부터의 반사량 검출값에 따라 반사량 검량선을 보정하여 도유량을 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 강판의 도유량 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 제철소에서 냉간압연공정이나 표면처리공정에 의해 제조된 냉간압연 혹은 표면처리강판에는 녹의 발생을 방지하기 위하여 일반적으로 방청유가 연속적으로 도포된다. 이러한 방청유가 도포될 때 도포량이 부족하거나 도포가 불균일하면 방청효과가 떨어지고 반대로 방청유가 과잉으로 도포되면 방청비용이 많이 들고 가공공정에서 탈지가 불량하게 되거나 미도금부분이 발생하는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
이를 위해, 종래에는 강판의 도유량을 측정하였으나, 검량선 값 산출 작업을 위해서는 모든 품종 및 재질의 강판에 대한 샘플을 확보하여 수작업으로 해야만 했다. 이러한 작업 방법은 샘플 채취 및 검량선 산출 작업을 위한 시간 과다 소요, 신규 강종의 소재 투입 시 검량선 누락으로 인한 온라인 측정 편차 등의 문제점이 있어 도유량 측정장치 정합성 유지에 한계가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 강판의 재질에 따른 도유량 검출값의 변화를 보정할 수 있는 강판의 도유량 측정 장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치는 강판의 표면에 사전에 설정된 파장 대역의 제1 광을 조사하고, 상기 강판의 표면에서 반사되는 광량을 검출하여 상기 강판의 도유량을 측정하는 도유량 검출부, 상기 강판의 표면에 상기 제1 광과 다른 파장 대역의 제2 광을 조사하고, 상기 강판의 광 반사량을 측정하는 광 반사량 검출부, 상기 도유량 검출부로부터의 도유량 검출값과 상기 광 반사량 검출부로부터의 반사량 검출값에 따라 반사량 검량선을 보정하여 도유량을 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도유된 강판의 표면 상태와 상관없이 항상 일정한 도유 측정 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 도유량 검출부 및 광 반사량 검출부의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 도유량 검출부 및 광 반사량 검출부의 실물 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 반사량 검량선 보정계수 산출을 위한 회귀분석표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 반사량 검량선 보정계수 파라메터를 나타내는 표이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 도유량 검출부 및 광 반사량 검출부의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 도유량 검출부 및 광 반사량 검출부의 실물 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 반사량 검량선 보정계수 산출을 위한 회귀분석표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 반사량 검량선 보정계수 파라메터를 나타내는 표이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치(100)은 도유량 검출부(110), 광 반사량 검출부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
도유량 검출부(110)는 강판의 표면에 사전에 설정된 파장 대역을 갖는 제1 광을 조사하고, 상기 강판의 표면에서 반사되는 광량을 검출하여 상기 강판의 도유량을 검출할 수 있다. 상기 제1 광은 자외선 또는 적외선일 수 있다.
도유량 검출부(110)는 상기 강판의 표면에 자외선(또는 적외선)을 조사하는 광원(111)과 상기 강판의 표면에서 반사되는 광을 수광하는 센서(112)를 포함할 수 있다.
광 반사량 검출부(120)는 상기 강판의 표면에 상기 제1 광과 다른 파장 대역의 제2 광을 조사하고, 상기 강판의 광 반사량을 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 도유량 검출부 및 광 반사량 검출부의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 도유량 검출부 및 광 반사량 검출부의 실물 도면이다.
도 1과 함께, 도 2 및 도 3을 참조하면, 광 반사량 검출부(120)는 LED 광원(121), RGB 포토 센서(122) 및 신호 처리부(123)를 포함할 수 있다.
LED 광원(121)은 상기 강판의 표면에 백색광을 조사할 수 있고, RGB 포토 센서(122)는 상기 강판의 표면으로부터 반사되는 광을 수광할 수 있다.
신호 처리부(123)는 RGB 포토 센서(122)로부터의 검출값을 신호처리하여 상기 강판의 표면 상태에 따라 변화되는 RGB 반사광의 반사량을 검출할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도유량 검출부(110)와 광 반사량 검출부(120)는 하나의 검출기로 구성될 수 있으며, 신호 처리부(123)는 도유량 검출부(110)와 광 반사량 검출부(120)에 공유될 수 있다. 즉, 신호 처리부(123)는 상기 강판의 표면에서 반사되는 광량을 검출하여 도유량 검출값을 출력할 수 있고, 상기 강판의 표면 상태에 따라 변화되는 RGB 반사광의 반사량을 검출하여 반사량 검출값을 출력할 수 있다.
제어부(130)는 도유량 검출부(110)로부터의 도유량 검출값과 광 반사량 검출부(120)로부터의 반사량 검출값에 따라 반사량 검량선을 보정하여 도유량을 측정할 수 있다.
즉, 제어부(130)는 반사량을 이용한 검량선 보정 방법을 통해 현재 측정 대상인 강판의 반사량 검량선을 얻는다. 이러한 방식을 이용할 경우 유종 및 품종에 대해서만 검량선을 산출하면 되므로 예를 들어, 8개의 유종 및 4개의 품종일 경우 최대 검량선 수는 32개 이내로 줄어들게 된다.(8개유종 x 4개품종 = 32개)
제어부(130)는 도유량 검출부(110)의 센서(112)의 검출 게인과 반사량 데이터를 최소자승법으로 반사량 보정계수를 산출하여 사전에 보정 계수 파라메터로써 등록하고 온라인에서 실시간 측정되는 반사량 검출값과 연산하여 보정된 반사량 검량선(701) 값을 산출하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 반사량 검량선 보정계수 산출을 위한 회귀분석표이다.
도 1과 함께, 도 4를 참조하면, 사전에 제품 생산 공정에서 표면 광 반사량이 변화가 많은 다양한 재질의 샘플들은 다수 준비하고 각 샘플에 재질 기호를 표기한다(식별부호 a).
이후, 제품 생산 공정 오일러의 오일탱크에서 검량선 작업 대상 오일의 샘플을 채취하여, 종래의 도유량 측정장치 검량선 작업 방법에 따라 전자저울 및 기준 도유량 측정장치를 이용하여 각 샘플의 기준 재질별 검량선을 구하고 회귀분석의 X축 데이터로 사용하기 위해 엑셀 시트에 입력한다(식별부호 b).
다음으로, 샘플을 반사량 검출센서로 측정하여 각각 반사량 검출 신호 값을 얻어 그 결과 값을 샘플 별 기준 검량선에 대응하여 다중회귀분석의 Y축 데이터로 사용하기 위해 엑셀 표(식별부호 c)에 기입한다.
광 반사량 검출부(120)에서 얻을 수 있는 최소값과 최대값을 엑셀 표(식별부호 d)에 기입하고, 이 데이터를 이용하여 반사량 검출값을 정규화(식별부호 e)한다. 정규화 수식은 (Max - 반사량)/(Max - Min)이다
마지막으로, 광 반사량 검출부(120)의 반사량 검출값은 지수함수 형태로 나타남으로 정규화된 값을 로그값으로 변환한 후 최소자승법을 통한 다중회귀분석으로(식별부호 f) 회귀계수 X3, X2, X, 0 값(식별부호 g)을 구한다
위의 방법으로 얻어진 회귀분석 계수는 도 5와 같이 도유량 측정장치에 검량선 보정계수 파라메터로 입력되어지고 도유량 측정시 반사량 검출부(120)의 신호를 수신하여 반사량 검량선 연산에 사용된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 도유량 측정 장치의 반사량 검량선 보정계수 파라메터를 나타내는 표이다.
도 1과 함께, 도 5를 참조하면, 광 반사량 검출부(120)는 먼저, 강판에 도포된 도유량을 검출하기 위해 백색광을 강판의 표면에 조사하고 강판의 표면 상태에 따라 변화되는 RGB 반사광을 검출하여, 통신 라인을 통해 반사량 검출값을 제어부(120)로 전송하며, 이와 동시에 자외선(또는 적외선)을 강판의 표면에 조사하여 도포된 오일 및 강판의 표면 상태에 따라 발생되는 광 자외선(또는 적외선) 신호를 검출하여, 통신 라인을 통해 도유량 검출값을 제어부(130)에 전송한다
제어부(130)에서는 도 5에 도시된 파라메터 테이블로부터 반사량 최대(Max) 및 최소(Min)값(식별부호 h)을 불러와 이를 이용하여 수신된 반사량 검출값을 정규화한 후 및 로그값으로 변환시켜 R_Norm이란 이름의 변수로 메모리에 저장한다. 이후 반사량 보정계수(식별부호 i)를 불러와 하기의 수식 1과 같이 보정된 검량선 연산을 실시한다.
(수식 1)
반사량 검량선 = LN(R_Norm)3 x X3) + LN(R_Norm) 2 x X2 + LN(R_Norm) x X1 + 0
여기에서 LN(R_Norm)은 반사량 검출 신호를 정규화한 로그값이고 X3, X2, X1, 0은 최소자승법으로 얻은 보정계수이다.
제어부(130)는 보정된 검량선을 연산한 이후에 도유량 검출부(110)로부터 수신된 도유량 검출값과 보정된 반사량 검량선 값으로 하기의 수식 2와 같이 도유량을 연산한다.
(수식 2)
도유량 = 도유량 검출값 x 반사량 검량선 + 옵셋(Offset)
제철공정에서 한 코일의 재질은 동일하므로 반사량 검량선은 코일 진입 후 1회만 수행하여 해당 코일의 작업이 완료될 때까지 동일한 값을 적용하여 측정을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 제철공정에서 생산하는 모든 강종, 재질, 유종에 대한 각각의 검량선 식을 만들어야만 했던 작업방법 대신에 강판의 광 반사량을 측정하여 보정되는 반사량 검량선 방식을 적용함으로써 검량선 작업에 필요한 시간과 노력을 획기적으로 저감할 수 있으며, 제품 표면 변화에 따른 측정오차요인을 제거하고, 검량선이 등록되지 않은 새로운 재질의 신제품 소재가 투입되어도 검량선 누락 없이 측정하므로 온라인 도유량 측정장치의 정합성과 신뢰도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 강판의 도유량 측정 장치
110: 도유량 검출부
111: 광원
112: 센서
120: 광 반사량 검출부
121: LED 광원
122: RGB 포토 센서
123: 신호 처리부
130: 제어부
110: 도유량 검출부
111: 광원
112: 센서
120: 광 반사량 검출부
121: LED 광원
122: RGB 포토 센서
123: 신호 처리부
130: 제어부
Claims (6)
- 강판의 표면에 사전에 설정된 파장 대역의 제1 광을 조사하고, 상기 강판의 표면에서 반사되는 광량을 검출하여 상기 강판의 도유량을 검출하는 도유량 검출부;
상기 강판의 표면에 상기 제1 광과 다른 파장 대역의 제2 광을 조사하고, 상기 강판의 광 반사량을 검출하는 광 반사량 검출부; 및
상기 도유량 검출부로부터의 도유량 검출값과 상기 광 반사량 검출부로부터의 반사량 검출값에 따라 반사량 검량선을 보정하여 도유량을 측정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 광 반사량 검출부로부터의 반사량 검출값에 기초하여 최소 자승법을 통한 다중 회귀 분석으로 구한 회귀 분석 계수를 보정 계수 파라메터로 설정하고, 상기 광 반사량 검출부로부터의 반사량 검출 신호를 정규화한 로그값과 상기 보정 계수 파라메터에 따라 반사량 검량선을 보정하며, 상기 도유량 검출부로부터의 도유량 검출값과 상기 보정된 반사량 검량선에 따라 도유량을 연산하는 강판의 도유량 측정 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 광은 적외선 또는 자외선인 강판의 도유량 측정 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 광은 백색광인 강판의 도유량 측정 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 백색광을 상기 강판의 표면에 조사하는 LED 광원;
강판의 표면으로부터 반사된 RGB 반사광을 수광하는 RGB 포토 센서; 및
상기 RGB 포토 센서로부터의 검출값을 신호 처리하여 강판의 표면 상태에 따라 변화되는 검출값을 출력하는 신호 처리부
를 포함하는 강판의 도유량 측정 장치.
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