KR20110062395A - Apparatus for measuring magnetic permeability - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A magnetic permeability measurement apparatus is provided to measure magnetic permeability of targets continuously inputted in a steel-making process line in a high speed, by measuring magnetic permeability accurately as using magnetic field with constant intensity. CONSTITUTION: A magnetic field generation part(21) applies magnetic field with constant intensity to a magnetic permeability measurement target. A first magnetic sensor(22a) is located around the magnetic permeability measurement target. A second magnetic sensor(22b) is located between the magnetic permeability measurement target and the first magnetic sensor. The second magnetic sensor generates a differential output voltage together with the first magnetic sensor. A conversion part(24) converts the differential output voltage into magnetic permeability. A display part(25) displays the magnetic permeability.

Description

투자율 측정 장치{Apparatus for measuring magnetic permeability} Permeability measuring device {Apparatus for measuring magnetic permeability}

본 발명은, 투자율 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제철 또는 제강의 공정 라인에서 연속적으로 유입되는 대상들의 투자율을 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring permeability, and more particularly, to an apparatus for measuring permeability of objects continuously introduced in a process line of steelmaking or steelmaking.

제철 또는 제강의 공정에 있어서, 투자율 측정 장치는 제품의 조성, 품질 및 공정의 정확도를 평가하기 위하여 사용된다.In steelmaking or steelmaking, permeability measuring devices are used to evaluate the composition, quality and accuracy of the product.

도 1은 종래의 투자율 측정 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 자화 특성 그래프이다. 도 1에서 참조 부호 H는 투자율 측정 대상에 인가되는 자장의 세기를 가리킨다. 참조 부호 B는 자화된 투자율 측정 대상으로부터의 자속들의 밀도를 가리킨다. 참조 부호 C1과 C2는 자화 특성 곡선들로서, C2의 특성곡선을 가진 대상의 투자율이 C1의 것에 비하여 높다.1 is a magnetization characteristic graph for explaining the operating principle of the conventional permeability measuring device. In FIG. 1, the reference sign H indicates the strength of the magnetic field applied to the magnetic permeability measurement object. Reference numeral B denotes the density of the magnetic fluxes from the magnetized permeability measurement object. Reference numerals C1 and C2 are magnetization characteristic curves, and the permeability of the object having the characteristic curve of C2 is higher than that of C1.

도 1을 참조하면, 종래의 투자율 측정 장치들은 자기-포화 상태의 자속 밀도(B1,B2) 또는 보자력(保磁力, coercive force, H1,H2)을 검출하여 이에 비례한 투자율로 환산하였다.Referring to FIG. 1, conventional magnetic permeability measuring apparatuses detect magnetic flux densities B1 and B2 or coercive force H1 and H2 in a self-saturated state and convert them into magnetic permeability proportional thereto.

상기와 같은 종래의 투자율 측정 장치에 의하면, 자기-포화 상태의 자속 밀 도(B1,B2) 또는 보자력(H1,H2)을 검출하기 위하여 변하는 세기의 자기장 즉, 교류 자기장을 인가하여야만 한다. 이에 따라 다음과 같은 문제점들이 있다. According to the conventional magnetic permeability measuring device as described above, in order to detect the magnetic flux density (B1, B2) or coercive force (H1, H2) of the self-saturation state, a magnetic field of varying intensity, that is, an alternating magnetic field must be applied. Accordingly, there are the following problems.

첫째, 변하는 세기의 자기장을 어느 한 측정 대상에 인가하는 데에 상당한 시간이 소요됨에 따라, 제철 또는 제강의 공정 라인에서 연속적으로 유입되는 대상들의 투자율을 빠르게 측정할 수 없는 문제점이 있다.First, as it takes a considerable time to apply a magnetic field of varying intensity to any one measurement object, there is a problem that it is not possible to quickly measure the permeability of the objects continuously introduced in the process line of steelmaking or steelmaking.

물론, 보다 빠른 측정을 위하여 교류 자기장의 전원 주파수를 높일 경우, 측정의 정확도가 떨어진다.Of course, if the power frequency of the AC magnetic field is increased for faster measurement, the measurement accuracy is lowered.

둘째, 교류 자기장으로 인하여 발생되는 상호 인덕턴스의 영향을 배제하기가 어렵다. Second, it is difficult to exclude the influence of mutual inductance caused by alternating magnetic fields.

본 발명의 목적은, 제철 또는 제강의 공정 라인에서 연속적으로 유입되는 대상들의 투자율을 고속으로 측정할 수 있고, 교류 자기장으로 인하여 발생되는 상호 인덕턴스의 영향을 배제할 수 있는 투자율 측정 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a permeability measuring apparatus capable of measuring the permeability of objects continuously flowing in a steel or steel processing line at high speed, and eliminating the influence of mutual inductance caused by an alternating magnetic field. .

본 발명의 투자율 측정 장치는 자기장 발생부, 제1 자기 센서, 제2 자기 센서, 차동 증폭부, 환산부 및 표시부를 포함한다.The magnetic permeability measuring device of the present invention includes a magnetic field generating unit, a first magnetic sensor, a second magnetic sensor, a differential amplifier, a conversion unit, and a display unit.

상기 자기장 발생부는 투자율 측정 대상에 대하여 일정한 세기의 자기장을 인가한다.The magnetic field generating unit applies a magnetic field of a constant intensity to the measurement of permeability.

상기 제1 자기 센서는 상기 투자율 측정 대상의 주위에 위치한다.The first magnetic sensor is located around the permeability measurement object.

상기 제2 자기 센서는 상기 투자율 측정 대상과 상기 제1 자기 센서 사이에 위치하고 상기 제1 자기 센서와 함께 차동 출력 전압을 발생시킨다. The second magnetic sensor is positioned between the magnetic permeability measurement object and the first magnetic sensor and generates a differential output voltage together with the first magnetic sensor.

상기 환산부는 상기 제1 자기 센서와 제2 자기 센서로부터의 차동 출력 전압을 투자율로 환산한다.The conversion unit converts the differential output voltages from the first magnetic sensor and the second magnetic sensor into permeability.

상기 표시부는 상기 환산부로부터의 투자율을 표시한다.The display unit displays the permeability from the conversion unit.

본 발명의 상기 투자율 측정 장치에 의하면, 일정한 세기의 자기장이 인가되고, 상기 제1 자기 센서와 제2 자기 센서로부터의 차동 출력 전압에 따라 투자율이 구해진다.According to the magnetic permeability measuring device of the present invention, a magnetic field of a constant intensity is applied, and the magnetic permeability is determined according to the differential output voltages from the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.

여기에서, 일정한 세기의 자기장이 사용되므로, 측정의 정확도를 높이기 위하여 투자율 측정 대상이 자기-포화되지 않을 정도로 큰 세기의 자기장이 인가되어야 한다.Here, since a magnetic field of constant intensity is used, in order to increase the accuracy of the measurement, a magnetic field of an intensity large enough to not self-saturate the permeability measurement object should be applied.

그런데, 상기 자기 센서들은 개별적으로 포화 출력 전압을 가지게 되어 아무리 센 자속 밀도가 입력되더라도 일정한 포화 출력 전압을 출력하는 구간이 존재한다. However, the magnetic sensors have a saturation output voltage individually, so there is a section for outputting a constant saturation output voltage even if a strong magnetic flux density is input.

하지만, 본 발명의 경우, 차동 출력 전압을 발생시키기 위하여 상기 제1 자기 센서가 개재됨에 따라, 상기 제2 자기 센서의 기준 전위가 상기 제1 자기 센서의 출력 전위만큼 상승한다. 따라서, 상기 제2 자기 센서에 포화 출력 전압보다 높은 전압에 상응하는 자속들이 입력되더라도 상기 차동 출력 전압은 포화 출력 전압보다 낮아진다. However, in the present invention, as the first magnetic sensor is interposed to generate a differential output voltage, the reference potential of the second magnetic sensor rises by the output potential of the first magnetic sensor. Therefore, even when magnetic fluxes corresponding to a voltage higher than the saturation output voltage are input to the second magnetic sensor, the differential output voltage is lower than the saturation output voltage.

따라서, 일정하고 충분한 세기의 자기장을 인가하더라도 자기 센서의 포화 오류가 발생되지 않는다.Therefore, even if a magnetic field of constant and sufficient intensity is applied, no saturation error of the magnetic sensor occurs.

따라서, 본 발명의 상기 투자율 측정 장치에 의하면, 일정한 세기의 자기장을 사용하면서 정확하게 투자율을 측정할 수 있음에 따라, 제철 또는 제강의 공정 라인에서 연속적으로 유입되는 대상들의 투자율을 고속으로 측정할 수 있고, 교류 자기장으로 인하여 발생되는 상호 인덕턴스의 영향을 배제할 수 있다.Therefore, according to the magnetic permeability measuring apparatus of the present invention, the magnetic permeability can be accurately measured while using a magnetic field of a constant intensity, it is possible to measure the magnetic permeability of the objects continuously introduced in the process line of steel or steel at high speed Therefore, the effect of mutual inductance caused by alternating magnetic fields can be excluded.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 투자율 측정 장치를 보여준다.2 shows an apparatus for measuring permeability of an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 투자율 측정 장치는 자기장 발생부(21), 제1 자기 센서(22a), 제2 자기 센서(22b), 차동 증폭부(23), 환산부(24), 표시부(25) 및 거리 측정부(26)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the magnetic permeability measuring apparatus according to the present invention includes a magnetic field generator 21, a first magnetic sensor 22a, a second magnetic sensor 22b, a differential amplifier 23, a conversion unit 24, The display unit 25 and the distance measuring unit 26 are included.

자기장 발생부(21)는 투자율 측정 대상(20)에 대하여 일정한 세기의 자기장을 인가한다. 예를 들어, 자기장 발생부(21)에서 코일에 직류 전류가 흐름에 따라 상기 코일로부터 일정한 세기의 자기장이 발생된다. 또는, 자기장 발생부(21)는 영구 자석일 수도 있다. The magnetic field generating unit 21 applies a magnetic field of a constant intensity to the permeability measurement target 20. For example, as the DC current flows through the coil in the magnetic field generator 21, a magnetic field having a constant intensity is generated from the coil. Alternatively, the magnetic field generator 21 may be a permanent magnet.

제1 자기 센서(22a)는 투자율 측정 대상(20)의 주위에 위치한다. The first magnetic sensor 22a is located around the permeability measurement object 20.

제2 자기 센서(22b)는 투자율 측정 대상(20)과 제1 자기 센서(22a) 사이에 위치하고 제1 자기 센서(22a)와 함께 차동 출력 전압(Vb-Va)을 발생시킨다.The second magnetic sensor 22b is positioned between the magnetic permeability measurement object 20 and the first magnetic sensor 22a and generates a differential output voltage Vb-Va together with the first magnetic sensor 22a.

차동 증폭부(23)는 제1 자기 센서(22a)와 제2 자기 센서(22b)로부터의 차동 출력 전압(Vb-Va)을 증폭한다. The differential amplifier 23 amplifies the differential output voltages Vb-Va from the first magnetic sensor 22a and the second magnetic sensor 22b.

환산부(24)는 차동 증폭부(23)의 출력 전압을 투자율로 환산한다. 환산부(24)는 아날로그-디지털 변환부(ADC, Analog-to-Digital Converter, 241)와 연산부(242)를 포함한다.The conversion unit 24 converts the output voltage of the differential amplifier 23 into permeability. The conversion unit 24 includes an analog-to-digital converter (ADC) 241 and an operation unit 242.

아날로그-디지털 변환부(ADC, 241)는 차동 증폭부(23)의 출력 전압을 디지털 신호로 변환한다. 연산부(242)는 아날로그-디지털 변환부(ADC, 241)로부터의 디지털 신호를 입력받아, 차동 증폭부(23)의 출력 전압을 투자율로 환산한다. The analog-digital converter (ADC) 241 converts the output voltage of the differential amplifier 23 into a digital signal. The calculator 242 receives a digital signal from the analog-digital converter (ADC) 241 and converts the output voltage of the differential amplifier 23 into a permeability.

표시부(25)는 환산부(24)로부터의 투자율을 표시한다.The display unit 25 displays the magnetic permeability from the conversion unit 24.

거리 측정부(26) 예를 들어, 레이저를 사용한 거리 측정부(26)는, 자기장 발생부(21)와 투자율 측정 대상(20) 사이의 거리를 측정하여, 측정된 결과의 거리 데 이터를 연산부(242)에 제공한다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 자속 밀도는 상기 거리의 제곱에 반비례한다. 여기에서, 로울러(roller) 등이 사용되어 자기장 발생부(21)와 투자율 측정 대상(20) 사이의 거리가 항상 일정할 경우, 거리 측정부(26)는 불필요하다.Distance measuring unit 26 For example, the distance measuring unit 26 using a laser measures the distance between the magnetic field generating unit 21 and the permeability measurement target 20, and calculates the distance data of the measured result. Provided at 242. As is well known, the magnetic flux density is inversely proportional to the square of the distance. Here, when a roller or the like is used so that the distance between the magnetic field generating unit 21 and the permeability measurement object 20 is always constant, the distance measuring unit 26 is unnecessary.

거리 측정부(26)가 사용될 경우, 연산부(242)는 거리 측정부(26)로부터의 거리 데이터에 따라 차동 증폭부(23)의 출력 전압을 투자율로 환산한다.When the distance measurer 26 is used, the calculator 242 converts the output voltage of the differential amplifier 23 into permeability according to the distance data from the distance measurer 26.

도 3은 도 2의 제1 자기 센서(22a)와 제2 자기 센서(22b)의 출력 전위를 보여준다.FIG. 3 shows the output potentials of the first magnetic sensor 22a and the second magnetic sensor 22b of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 상자성체의 측정 대상(201)인 경우, 상자성체의 투자율이 1이므로, 제1 자기 센서(22a)의 출력 전위(Va1)와 제2 자기 센서(22b)의 출력 전위(Vb1)가 동일하다.Referring to FIG. 3, in the case of the measurement target 201 of the paramagnetic body, the magnetic permeability of the paramagnetic body is 1, and thus the output potential Va1 of the first magnetic sensor 22a and the output potential Vb1 of the second magnetic sensor 22b. Is the same.

또한, 투자율이 낮은 강자성체의 측정 대상(202)인 경우, 측정 대상(202)의 투자율이 1보다 높으므로, 보다 가까운 제2 자기 센서(22b)의 출력 전위(Vb2)가 높아지고 제1 자기 센서(22a)의 출력 전위(Va2)가 낮아진다. In addition, in the case of the measurement target 202 of the ferromagnetic material having a low permeability, the permeability of the measurement target 202 is higher than 1, so that the output potential Vb2 of the second magnetic sensor 22b that is closer is higher and the first magnetic sensor ( The output potential Va2 of 22a) is lowered.

그리고, 투자율이 높은 강자성체의 측정 대상(203)인 경우, 측정 대상(202)의 투자율이 매우 높으므로, 보다 가까운 제2 자기 센서(22b)의 출력 전위(Vb3)가 더욱 높아지고 제1 자기 센서(22a)의 출력 전위(Va3)가 더욱 낮아진다. In the case of the measurement target 203 of the ferromagnetic material having a high permeability, since the permeability of the measurement target 202 is very high, the output potential Vb3 of the second magnetic sensor 22b that is closer is further increased and the first magnetic sensor ( The output potential Va3 of 22a is further lowered.

도 4는 도 2의 투자율 측정 대상(20)의 초기 자화 특성을 보여주기 위한 그래프이다. 도 4에서 참조 부호 H는 투자율 측정 대상(20)에 인가되는 자장의 세기를 가리킨다. 참조 부호 B는 자화된 투자율 측정 대상(20)으로부터의 자속들의 밀 도를 가리킨다. 참조 부호 C41은 투자율이 높은 측정 대상의 초기 자화-특성 곡선을 가리킨다. 참조 부호 C42는 투자율이 낮은 측정 대상의 초기 자화-특성 곡선을 가리킨다.FIG. 4 is a graph showing initial magnetization characteristics of the permeability measurement target 20 of FIG. 2. In FIG. 4, the reference sign H indicates the strength of the magnetic field applied to the magnetic permeability measurement object 20. Reference numeral B denotes the density of the magnetic fluxes from the magnetized permeability measurement object 20. Reference numeral C41 denotes an initial magnetization-characteristic curve of the measurement target with high permeability. Reference numeral C42 denotes an initial magnetization-characteristic curve of the measurement target having a low permeability.

도 5는 도 4의 자속 밀도들(B22, B23)에 따라 도 2의 제1 자기 센서(22a)와 제2 자기 센서(22b) 각각의 출력 전위(V)를 보여주는 그래프이다. 도 5에서 참조 부호 La는 제1 자기 센서(22a)의 입출력 특성 라인을 가리킨다. 참조 부호 Lb는 제2 자기 센서(22b)의 입출력 특성 라인을 가리킨다. FIG. 5 is a graph showing an output potential V of each of the first magnetic sensor 22a and the second magnetic sensor 22b of FIG. 2 according to the magnetic flux densities B22 and B23 of FIG. 4. In Fig. 5, reference numeral La denotes an input / output characteristic line of the first magnetic sensor 22a. Reference numeral Lb denotes an input / output characteristic line of the second magnetic sensor 22b.

도 2, 4 및 5를 참조하면, 본 발명에 따른 투자율 측정 장치에 있어서, 일정한 세기의 자기장이 인가되고, 제2 자기 센서(22b)의 출력 전위(Vb2 또는 Vb3)에서 제1 자기 센서(22a)의 출력 전위(Va2 또는 Va3)가 감산되며, 감산된 결과의 차동 전압(Vb2-Va2, Vb3-Va3)에 따라 투자율이 구해진다.2, 4 and 5, in the magnetic permeability measuring apparatus according to the present invention, a magnetic field of a constant intensity is applied, and the first magnetic sensor 22a at the output potential Vb2 or Vb3 of the second magnetic sensor 22b. Output potential Va2 or Va3 is subtracted, and the permeability is determined according to the subtracted differential voltages Vb2-Va2 and Vb3-Va3.

여기에서, 일정한 세기(Hb)의 자기장이 인가되었을 때, 측정 대상(20)의 초기 투자율에 따라 자속밀도(B22, B33)가 변한다. Here, when a magnetic field of a constant intensity Hb is applied, the magnetic flux densities B22 and B33 change according to the initial permeability of the measurement target 20.

또한, 어느 한 자속 밀도(B22 또는 B33)에서, 자기 센서와 측정 대상(20) 사이의 거리가 가까운 경우(22b)와 먼 경우(22a)에 각각 서로 다른 출력 전위(V)를 나타낸다. Further, at either magnetic flux density B22 or B33, different output potentials V are shown in the case where the distance between the magnetic sensor and the measurement target 20 is close (22b) and far (22a), respectively.

그런데, 자기 센서들(22a, 22b)은 개별적으로 포화 출력 전압(Vs)을 가지게 되어 아무리 센 자속 밀도가 입력되더라도 일정한 값(Vs)을 출력하는 구간이 존재한다. However, the magnetic sensors 22a and 22b have saturation output voltages Vs separately, and there is a section for outputting a constant value Vs even if a strong magnetic flux density is input.

초기 투자율이 낮은 경우의 자속 밀도(B22)에 있어서, 측정 대상(20)과 가깝 게 위치한 제2 자기 센서(22b)의 출력 전위(Vb2)는 측정 대상(20)과 멀리 위치한 제1 자기 센서(22a)의 출력 전위(Va2)보다 높다. 따라서, 그 차동 출력 전압(Vb2-Va2)에 따라 투자율을 구할 수 있다. In the magnetic flux density B22 when the initial permeability is low, the output potential Vb2 of the second magnetic sensor 22b located close to the measurement target 20 is the first magnetic sensor located far from the measurement target 20 ( It is higher than the output potential Va2 of 22a). Therefore, the permeability can be obtained according to the differential output voltage Vb2-Va2.

초기 투자율이 높은 경우의 자속밀도(B33)에 있어서, 측정 대상(20)과 가깝게 위치한 제2 자기 센서(22b)의 출력 전위(Vb3)는 측정 대상(20)과 멀리 위치한 제1 자기 센서(22a)의 출력 전위(Va3)보다 높다. 따라서, 그 차동 출력 전압(Vb2-Va2)에 따라 투자율을 구할 수 있다. In the magnetic flux density B33 when the initial permeability is high, the output potential Vb3 of the second magnetic sensor 22b located close to the measurement object 20 is the first magnetic sensor 22a located far from the measurement object 20. Is higher than the output potential Va3 of. Therefore, the permeability can be obtained according to the differential output voltage Vb2-Va2.

초기 투자율이 높은 경우의 자속밀도(B33)에 있어서, 측정 대상(20)과 가깝게 위치한 제2 자기 센서(22b)만이 존재할 경우, 그 출력 전압(Vb3)이 포화 출력 전압(Vs)으로 강하되므로, 정확한 투자율을 계산할 수 없다. In the magnetic flux density B33 when the initial permeability is high, when only the second magnetic sensor 22b located close to the measurement object 20 exists, the output voltage Vb3 drops to the saturation output voltage Vs, The exact permeability cannot be calculated.

하지만, 차동 출력 전압(Vb3-Va3)을 발생시키기 위하여 제1 자기 센서(22a)가 개재됨에 따라, 제2 자기 센서(22b)의 기준 전위가 제1 자기 센서(22a)의 출력 전위(Va3)만큼 상승한다. 따라서, 제2 자기 센서(22b)에 포화 출력 전압(Vs)보다 높은 전압에 상응하는 자속들이 입력되더라도 차동 출력 전압(Vb3-Va3)은 포화 출력 전압(Vs)보다 낮아진다. However, as the first magnetic sensor 22a is interposed to generate the differential output voltage Vb3-Va3, the reference potential of the second magnetic sensor 22b becomes the output potential Va3 of the first magnetic sensor 22a. Rises. Therefore, even when magnetic fluxes corresponding to a voltage higher than the saturation output voltage Vs are input to the second magnetic sensor 22b, the differential output voltages Vb3-Va3 are lower than the saturation output voltage Vs.

따라서, 일정하고 충분한 세기의 자기장을 인가하더라도 자기 센서의 포화 오류가 발생되지 않는다.Therefore, even if a magnetic field of constant and sufficient intensity is applied, no saturation error of the magnetic sensor occurs.

따라서, 본 발명에 따른 도 1의 투자율 측정 장치에 의하면, 일정한 세기(Hb1)의 자기장을 사용하면서 정확하게 투자율을 측정할 수 있음에 따라, 제철 또는 제강의 공정 라인에서 연속적으로 유입되는 대상들의 투자율을 고속으로 측정 할 수 있고, 교류 자기장으로 인하여 발생되는 상호 인덕턴스의 영향을 배제할 수 있다.Therefore, according to the magnetic permeability measuring apparatus of FIG. 1 according to the present invention, the magnetic permeability can be accurately measured while using a magnetic field of a constant intensity (Hb1), the magnetic permeability of the objects continuously introduced in the process line of steel or steelmaking It can measure at high speed and eliminate the influence of mutual inductance caused by alternating magnetic field.

도 6은 도 2의 제1 자기 센서(22a)와 제2 자기 센서(22b)가 홀(Hall) 센서인 경우의 결선 상태를 보여준다.FIG. 6 illustrates a connection state when the first magnetic sensor 22a and the second magnetic sensor 22b of FIG. 2 are Hall sensors.

도 6을 참조하면, 제1 홀 센서(22a)와 제2 홀 센서(22b) 각각에 동일한 전원(VCC-GND)이 인가된다. 제1 홀 센서(22a)와 제2 홀 센서(22b) 각각의 한 출력 단자들은 서로 연결된다. 제1 홀 센서(22a)의 나머지 한 출력 단자로부터 제1 출력 전위(Va)가 발생되고, 제2 홀 센서(22b)의 나머지 한 출력 단자로부터 제2 출력 전위(Vb)가 발생된다.Referring to FIG. 6, the same power source VCC-GND is applied to each of the first hall sensor 22a and the second hall sensor 22b. One output terminal of each of the first hall sensor 22a and the second hall sensor 22b is connected to each other. The first output potential Va is generated from the other output terminal of the first hall sensor 22a, and the second output potential Vb is generated from the other output terminal of the second hall sensor 22b.

즉, 제1 홀 센서(22a)의 나머지 한 출력 단자와 제2 홀 센서(22b)의 나머지 한 출력 단자로부터 차동 출력 전압(Vb-Va)이 발생된다. That is, the differential output voltages Vb-Va are generated from the other output terminal of the first hall sensor 22a and the other output terminal of the second hall sensor 22b.

도 7은 도 2의 제1 자기 센서(22a)와 제2 자기 센서(22b)가 MR(Magneto- Resistance) 센서, GMR(GiantMagneto-Resistance) 센서 및 GMI(GiantMagneto- Impedance) 센서 중에서 어느 하나인 경우의 결선 상태를 보여준다.FIG. 7 illustrates a case in which the first magnetic sensor 22a and the second magnetic sensor 22b of FIG. 2 are any one of a magneto-resistance sensor, a magnetoresistance sensor, and a magneto-impedance sensor. Shows the wiring status.

도 7을 참조하면, 제1 자기 센서(22a)의 정극성 전원 단자와 제2 자기 센서(22b)의 부극성 전원 단자 사이에 동일한 전원(VCC-GND)이 인가된다. 제1 자기 센서(22a)의 어느 한 출력 단자와 제2 자기 센서(22b)의 어느 한 출력 단자는 서로 연결되어, 이 연결 지점에서 제2 자기 센서(22b)의 제2 출력 전위(Vb)가 발생된다. 제1 자기 센서(22a)의 나머지 한 출력 단자와 제2 자기 센서(22b)의 나머지 한 출력 단자는 서로 연결되어, 이 연결 지점에서 제1 자기 센서(22a)의 제1 출력 전 위(Va)가 발생된다. Referring to FIG. 7, the same power supply VCC-GND is applied between the positive power supply terminal of the first magnetic sensor 22a and the negative power supply terminal of the second magnetic sensor 22b. One output terminal of the first magnetic sensor 22a and one output terminal of the second magnetic sensor 22b are connected to each other so that the second output potential Vb of the second magnetic sensor 22b is connected at this connection point. Is generated. The other output terminal of the first magnetic sensor 22a and the other output terminal of the second magnetic sensor 22b are connected to each other, and the first output potential Va of the first magnetic sensor 22a is connected at this connection point. Is generated.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 투자율 측정 장치에 의하면, 일정한 세기의 자기장이 인가되고, 제1 자기 센서와 제2 자기 센서로부터의 차동 출력 전압에 따라 투자율이 구해진다.As described above, according to the magnetic permeability measuring device according to the present invention, a magnetic field of a constant intensity is applied, and the magnetic permeability is obtained according to the differential output voltages from the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.

여기에서, 일정한 세기의 자기장이 사용되므로, 측정의 정확도를 높이기 위하여 투자율 측정 대상이 자기-포화되지 않을 정도로 큰 세기의 자기장이 인가되어야 한다.Here, since a magnetic field of constant intensity is used, in order to increase the accuracy of the measurement, a magnetic field of an intensity large enough to not self-saturate the permeability measurement object should be applied.

그런데, 자기 센서들은 개별적으로 포화 출력 전압을 가지게 되어 아무리 센 자속 밀도가 입력되더라도 일정한 전압을 출력하는 구간이 존재한다. However, the magnetic sensors have a saturation output voltage individually, so there is a section for outputting a constant voltage even if a high magnetic flux density is input.

하지만, 본 발명의 경우, 차동 출력 전압을 발생시키기 위하여 제1 자기 센서가 개재됨에 따라, 제2 자기 센서의 기준 전위가 제1 자기 센서의 출력 전위만큼 상승한다. 따라서, 제2 자기 센서에 포화 출력 전압보다 높은 전압에 상응하는 자속들이 입력되더라도 차동 출력 전압은 포화 출력 전압보다 낮아진다.However, in the case of the present invention, as the first magnetic sensor is interposed to generate the differential output voltage, the reference potential of the second magnetic sensor rises by the output potential of the first magnetic sensor. Therefore, even when magnetic fluxes corresponding to a voltage higher than the saturation output voltage are input to the second magnetic sensor, the differential output voltage is lower than the saturation output voltage.

따라서, 일정하고 충분한 세기의 자기장을 인가하더라도 자기 센서의 포화 오류가 발생되지 않는다.Therefore, even if a magnetic field of constant and sufficient intensity is applied, no saturation error of the magnetic sensor occurs.

따라서, 본 발명에 따른 투자율 측정 장치에 의하면, 일정한 세기의 자기장을 사용하면서 정확하게 투자율을 측정할 수 있음에 따라, 제철 또는 제강의 공정 라인에서 연속적으로 유입되는 대상들의 투자율을 고속으로 측정할 수 있고, 교류 자기장으로 인하여 발생되는 상호 인덕턴스의 영향을 배제할 수 있다.Therefore, according to the magnetic permeability measuring device according to the present invention, the magnetic permeability can be accurately measured while using a magnetic field of a constant intensity, it is possible to measure the magnetic permeability of the objects continuously introduced in the process line of steel or steel at high speed Therefore, the effect of mutual inductance caused by alternating magnetic fields can be excluded.

본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 이용될 수 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be modified and used by those skilled in the art within the spirit and scope of the invention as defined in the claims.

히스테리시스 특성과 관련된 파라메터를 측정하는 데에 이용될 수 있다.It can be used to measure parameters related to hysteresis characteristics.

도 1은 종래의 투자율 측정 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 자화 특성 그래프이다.1 is a magnetization characteristic graph for explaining the operating principle of the conventional permeability measuring device.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 투자율 측정 장치를 보여주는 도면이다.2 is a view showing a permeability measuring device of an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 제1 자기 센서와 제2 자기 센서의 출력 전위를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating output potentials of a first magnetic sensor and a second magnetic sensor of FIG. 2.

도 4는 도 2의 투자율 측정 대상의 초기 자화 특성을 보여주기 위한 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing initial magnetization characteristics of the magnetic permeability measurement target of FIG. 2.

도 5는 도 4의 자속 밀도들에 따라 도 2의 제1 자기 센서와 제2 자기 센서 각각의 출력 전위를 보여주는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing output potentials of each of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor of FIG. 2 according to the magnetic flux densities of FIG. 4.

도 6은 도 2의 제1 자기 센서와 제2 자기 센서가 홀(Hall) 센서인 경우의 결선 상태를 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a connection state when the first magnetic sensor and the second magnetic sensor of FIG. 2 are Hall sensors.

도 7은 도 2의 제1 자기 센서와 제2 자기 센서가 MR(Magneto-Resistance) 센서, GMR(GiantMagneto-Resistance) 센서 및 GMI(GiantMagneto-Impedance) 센서 중에서 어느 하나인 경우의 결선 상태를 보여주는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a wiring state when the first magnetic sensor and the second magnetic sensor of FIG. 2 are any one of a magneto-resistance (MR) sensor, a giant magneto-resistance (GMR) sensor, and a giant magneto-impedance (GMI) sensor. to be.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20...측정 대상, 21...자기장 발생부,20 ... measurement object, 21 ... magnetic field generating part,

22a....제1 자기 센서, 22b...제2 자기 센서,22a ... first magnetic sensor, 22b ... second magnetic sensor,

23...차동 증폭부, 24...환산부,23, differential amplifier, 24 ...

25...표시부, 241...아날로그-디지털 변환부,25 display, 241 analog-to-digital converter,

242...연산부.242.Operating part.

Claims (5)

투자율 측정 대상에 대하여 일정한 세기의 자기장을 인가하는 자기장 발생부;Magnetic field generating unit for applying a magnetic field of a constant intensity to the measurement of permeability; 상기 투자율 측정 대상의 주위에 위치하는 제1 자기 센서;A first magnetic sensor positioned around the permeability measurement object; 상기 투자율 측정 대상과 상기 제1 자기 센서 사이에 위치하고, 상기 제1 자기 센서와 함께 차동 출력 전압을 발생시키는 제2 자기 센서; A second magnetic sensor positioned between the magnetic permeability measurement object and the first magnetic sensor and generating a differential output voltage together with the first magnetic sensor; 상기 제1 자기 센서와 제2 자기 센서로부터의 차동 출력 전압을 투자율로 환산하는 환산부; 및A conversion unit converting the differential output voltages from the first magnetic sensor and the second magnetic sensor into permeability; And 상기 환산부로부터의 투자율을 표시하는 표시부를 포함한 투자율 측정 장치.Permeability measurement device including a display unit for displaying the permeability from the conversion unit. 제1항에 있어서, 상기 자기장 발생부에서, The magnetic field generator of claim 1, 코일에 직류 전류가 흐름에 따라 상기 코일로부터 일정한 세기의 자기장이 발생되는 투자율 측정 장치.Permeability measuring device that generates a magnetic field of a constant intensity from the coil as a direct current flows in the coil. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 자기장 발생부가 영구 자석인 투자율 측정 장치.Permeability measuring device wherein the magnetic field generating unit is a permanent magnet. 제1항에 있어서, 상기 환산부가,According to claim 1, The conversion unit, 상기 차동 출력 전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 및An analog-digital converter configured to convert the differential output voltage into a digital signal; And 상기 아날로그-디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 입력받아, 상기 차동 출력 전압을 투자율로 환산하는 연산부를 포함한 투자율 측정 장치.Permeability measuring device including a calculator for receiving the digital signal from the analog-to-digital converter, converting the differential output voltage into a permeability. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 자기장 발생부와 상기 투자율 측정 대상 사이의 거리를 측정하여, 측정된 결과의 거리 데이터를 상기 연산부에 제공하는 거리 측정부를 더 포함하여,Further comprising a distance measuring unit for measuring the distance between the magnetic field generating unit and the magnetic permeability measurement object, and providing the distance data of the measured result to the operation unit, 상기 연산부가 상기 거리 측정부로부터의 거리 데이터에 따라 상기 차동 출력 전압을 투자율로 환산하는 투자율 측정 장치. Permeability measuring device for converting the differential output voltage to permeability according to the distance data from the distance measuring unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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