TW201606270A - 渦流式模具準位測量裝置以及模具準位測量方法 - Google Patents

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Abstract

渦流式模具準位測量裝置包括：檢測部，包括對模具準位的變化所引起的阻抗值的變化進行檢測的線圈；放大部，將檢測部的輸出予以放大；澆鑄前校準部，在澆鑄前的環境下，規定放大部的正反饋率的基準值；以及模具振動信號校準部，求出正反饋率為基準值的情況下的、與模具振動的已知的振幅相對應的測量裝置的輸出信號的差分即基準的差分，根據模具振動時的測量裝置的輸出的最大值與最小值的差分、以及基準的差分求出測量的偏差，且以一邊將經修正的正反饋率限制於基準值的周圍的規定範圍內，一邊減小測量的偏差的方式對正反饋率進行修正。

Description

渦流式模具準位測量裝置以及模具準位測量方法
本發明是有關於一種連續鑄造設備中使用的渦流式模具準位測量裝置以及模具準位測量方法。
連續鑄造設備中，具有用以將熔融金屬連續地注入至模具中，使其冷卻凝固而製造規定形狀的鑄片的設備。連續鑄造設備中，對模具內的熔融金屬的表面的準位、即模具準位進行測量、控制的情況，對於提高所製造的鑄片的品質而言非常重要。
渦流式模具準位測量裝置利用如下來測量模具內的熔融金屬的表面的準位，即，因模具內的熔融金屬的表面產生的渦電流而由檢測線圈激發的電壓的強度會根據檢測線圈與熔融金屬的表面之間的距離而變化。渦流式模具準位測量裝置的響應性優異，適合於模具內的熔融金屬的表面的準位的高精度的控制，但容易受到周圍的溫度以及電磁的環境的影響。因此，在渦流式模具準位測量裝置中，校準（calibration）非常重要。作為現有的渦流式模具準位測量裝置的校準方法，開發出利用操作人員的目視的測量值等的方法（例如專利文獻1），利用熱電偶式的模具準位計的方法（例如專利文獻2），利用電極式準位計的方法（例如專利文獻3）等。然而，利用任一方法者的精度均不充分，而且，無法應對連續鑄造製程中的漏斗（tundish）的上升下降或板坯模具中的寬度變化（width change）等動態干擾因素。尤其在為方坯（Bloom and Billet）等小剖面模具的情況下，漏斗的上升下降對渦流式模具準位測量裝置的測量的影響顯著，不利於提高測量精度。
而且，亦提出利用由模具振動產生的信號來規定模具準位測量裝置的特性的方法（專利文獻4）。然而，專利文獻4的方法中存在以下的問題。模具準位測量裝置用於控制熔融金屬向模具的注入量，因而有測量值的誤差造成大事故之虞。因此，連續鑄造製程中的模具準位測量裝置的校準中，需要一邊確認校準的確實性及安全性一邊實施校準。然而，專利文獻4中並未對在連續鑄造製程中如何一邊確認校準的確實性及安全性一邊實施模具準位測量裝置的校準進行任何揭示。因此，專利文獻4的方法無法實際用於連續鑄造製程中的校準。 而且，專利文獻4的方法是藉由如圖4所示的補正電路12進行前饋（feed-forward）型補正，與本發明不同，並非對正反饋率進行修正。關於本發明將在後述進行詳細說明。
如此，根據現有的任一方法，均無法應對連續鑄造製程中的環境變化並確保充分的測量精度。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開昭61-239120號公報 [專利文獻2]日本專利特開平2-140621號公報 [專利文獻3]日本專利特開平8-233632號公報 [專利文獻4]日本專利特開昭60-216959號公報 [發明所欲解決之課題]
因此，連續鑄造製程中，有對如下的渦流式模具準位測量裝置以及測量方法的需求，即，一邊確認校準的確實性及安全性，一邊實施模具準位測量裝置的校準，從而可確保充分的測量精度。
[解決課題之手段]
本發明的第1態樣的渦流式模具準位測量裝置對模具內的熔融金屬的準位進行測量，所述渦流式模具準位測量裝置包括：檢測部，包括對模具準位的變化所引起的阻抗值的變化進行檢測的線圈；放大部，將該檢測部的輸出予以放大；澆鑄前校準部，在澆鑄前的環境下，規定該放大部的正反饋率的基準值；以及模具振動信號校準部，求出正反饋率為該基準值的情況下的、與模具振動的已知的振幅相對應的該測量裝置的輸出信號的差分，即，基準的差分，根據模具振動進行時的該測量裝置的輸出的最大值與最小值的差分、以及該基準的差分求出測量的偏差，以一邊將經修正的正反饋率限制於基準值的周圍的規定範圍內，一邊減小測量的偏差的方式對正反饋率進行修正。
本態樣的渦流式模具準位測量裝置因使用渦流式模具準位測量裝置的輸出的變化量以及模具振動的已知的振幅的值來進行校準，故達成高精度。而且，因使用渦流式模具準位測量裝置自身的輸出來進行校準，故校準中不需要熱電偶式模具準位計或電極式準位計等其他類型的準位計。
進而，因求出以藉由澆鑄前校準規定的正反饋率為基準值的測量的偏差，故在連續鑄造製程中，可一邊確認校準的確實性及安全性，一邊實施模具準位測量裝置的校準。
本發明的第1態樣的第1實施形態的渦流式模具準位測量裝置更包括顯示所述測量的偏差的顯示部。
根據本實施形態的渦流式模具準位測量裝置，在連續鑄造製程中，操作人員可藉由顯示部獲知測量裝置的測量的偏差。
本發明的第1態樣的第2實施形態的渦流式模具準位測量裝置構成為根據模具振動的週期來變更所述規定範圍。
根據本實施形態，例如，比起週期短的情況，在週期長的情況下，可藉由減小所述規定範圍而更安全地實施校準。
本發明的第1態樣的第3實施形態的渦流式模具準位測量裝置中，所述模具振動信號校準部構成為在對正反饋率進行修正後，在規定的期間內，在所述測量的偏差不處於規定範圍內的情況下將正反饋率設為基準值。
根據本實施形態的渦流式模具準位測量裝置，在校準的過程中測量裝置的偏差量相對增大的情況下，藉由在暫時將正反饋率設為基準值後進行校準而能夠加速進行偏差量的校準。
本發明的第1態樣的第4實施形態的渦流式模具準位測量裝置中，該模具振動信號校準部構成為在模具振動的期間內逐次求出該測量裝置的輸出的最大值與最小值之差、以及所述測量的偏差。
根據本實施形態的渦流式模具準位測量裝置，可於連續鑄造製程的整個拉抽期間內逐次地實施校準。因此，可充分應對鑄造中的漏斗的上升下降或板坯模具的寬度變化等動態干擾因素。
本發明的第1態樣的第5實施形態的渦流式模具準位測量裝置中，該模具振動信號校準部構成為自外部接收表示模具振動的週期動作的信號，根據表示該模具振動的週期動作的信號，規定進行模具振動的校準的期間。
本實施形態的渦流式模具準位測量裝置藉由參照自外部接收的表示模具振動的週期動作的信號，適當地判斷模具振動期間中的校準的開始以及結束時期。此處，表示模具振動的週期動作的信號包括與模具振動的週期動作成比例的信號、以及模具振動的逆相位的信號。
本發明的第1態樣的第6實施形態的渦流式模具準位測量裝置中，該模具振動信號校準部構成為基於來自外部的輸入規定模具振動的振幅的值。
本實施形態的渦流式模具準位測量裝置基於來自外部的輸入規定模具振動的振幅的值，使用該振幅的值進行校準，藉此可實現高精度。
本發明的第1態樣的第7實施形態的渦流式模具準位測量裝置更包括濾波器，所述濾波器設定為僅對模具振動的成分進行檢測，該模具振動信號校準部構成為在求出模具振動進行時的該測量裝置的輸出的最大值與最小值之差時，使用通過了該濾波器的信號。
本實施形態的渦流式模具準位測量裝置使用通過了濾波器的信號，所述濾波器設定為僅檢測模具振動的成分，藉此可去除模具振動以外的熔融金屬面的變動所致的干擾的影響。
本發明的第2態樣的模具準位測量方法藉由渦流式模具準位測量裝置對模具內的熔融金屬的準位進行測量，所述模具準位測量方法包括下述步驟：在澆鑄前的環境下，規定該測量裝置的放大部的正反饋率的基準值；藉由該測量裝置的線圈，對模具準位的變化所引起的阻抗值的變化進行檢測；藉由該放大部，將與該阻抗值的變化相對應的電壓予以放大；求出正反饋率為該基準值的情況下的、與模具振動的已知的振幅相對應的該測量裝置的輸出信號的差分，即，基準的差分，根據模具振動進行時的該測量裝置的輸出的最大值與最小值的差分、以及該基準的差分求出測量的偏差；以及以一邊將經修正的正反饋率限制於該基準值的周圍的規定範圍內，一邊減小所述測量的偏差的方式對正反饋率進行修正。
本態樣的模具準位測量方法因使用渦流式模具準位測量裝置的輸出的變化量、以及模具振動的已知的振幅的值來進行校準，故達成高精度。而且，因使用渦流式模具準位測量裝置自身的輸出來進行校準，故校準中不需要熱電偶式模具準位計或電極式準位計等其他類型的準位計。
進而，因求出以藉由澆鑄前校準求出的正反饋率為基準值的測量的偏差，故在連續鑄造製程中，可一邊確認校準的確實性及安全性，一邊實施模具準位測量裝置的校準。
本發明的第2態樣的第1實施形態的模具準位測量方法中，根據模具振動的週期來變更所述規定範圍。
根據本實施形態，例如，比起週期短的情況，在週期長的情況下，可藉由減小所述規定範圍而更安全地實施校準。
本發明的第2態樣的第2實施形態的模具準位測量方法中，在對正反饋率進行修正後，在規定的期間內，在所述測量的偏差不處於規定範圍內的情況下將正反饋率設為基準值。
根據本實施形態的模具準位測量方法，在校準的過程中測量裝置的偏差量相對增大的情況下，藉由在暫時將正反饋率設為基準值後進行校準而能夠加速進行偏差量的校準。
本發明的第2態樣的第3實施形態的模具準位測量方法中，在模具振動的期間內逐次求出該測量裝置的輸出的最大值與最小值之差、以及所述測量的偏差。
根據本實施形態的模具準位測量方法，可於整個拉抽期間內逐次地實施校準。因此，能夠充分應對鑄造中的漏斗的上升下降或板坯模具的寬度變化等動態干擾因素。
圖1是表示連續鑄造設備的構成的圖。
儲存在漏斗210內的溶鋼等熔融金屬經由浸漬噴嘴220而注入至模具310內，在模具310內冷卻而凝固，藉由夾送輥（pinch roll）330自模具310送出。而且，模具310中設置著產生模具振動的模具振動裝置320。關於模具振動將於後述進行說明。
當在固定時間內，向模具310注入的熔融金屬的量比從模具310送出的金屬的量多時，模具310內的熔融金屬的面的準位上升，當在固定時間內，從模具310送出的金屬的量比注入至模具310的熔融金屬的量多時，模具310內的熔融金屬的面400的準位下降。本發明的實施形態的渦流式模具準位測量裝置在此種狀況下，對模具內的熔融金屬的面400的準位進行測量。本實施形態的渦流式模具準位測量裝置包括檢測部105與信號處理部110。檢測部105與信號處理部110藉由纜線1055連接。檢測部105位於熔融金屬的附近，因而為了向檢測部105輸送冷卻用空氣，設置著接頭部1053以及空氣配管1051。
圖2是表示本發明的一實施形態的渦流式模具準位測量裝置100的構成的圖。如上所述，渦流式模具準位測量裝置100包括檢測部105與信號處理部110。檢測部105包括驅動線圈105C1、檢測線圈105C2、及參照線圈105C3。信號處理部110包括信號放大部120、輸出生成部130、模具振動信號校準部140、澆鑄前校準部150、顯示部160、及輸入部170。
檢測部105中，對驅動線圈105C1施加固定頻率的電流，驅動線圈105C1產生交流磁場。該交流磁場通過檢測線圈105C2以及參照線圈105C3。而且，該交流磁場若與距驅動線圈105C1規定距離範圍內的熔融金屬交叉，則熔融金屬中產生渦電流，作為其反作用，檢測線圈105C2的阻抗發生變化。該檢測線圈105C2的阻抗的變化根據檢測線圈105C2與熔融金屬面之間的距離而變化。因此，藉由對該檢測線圈105C2的阻抗的變化進行測量，可對檢測線圈105C2與熔融金屬面之間的距離進行測量。另外，可代替檢測線圈105C2的阻抗的變化，而使用檢測線圈105C2的阻抗與參照線圈105C3的阻抗之差的變化，藉此可減小溫度以及周圍的電磁的環境的影響。本實施形態中，信號放大部120使用檢測線圈105C2的阻抗與參照線圈105C3的阻抗之差。然而，本發明亦可適用於本實施形態的差動式以外的任一類型的渦流式模具準位測量裝置。
信號放大部120包括：生成固定頻率且固定振幅的交流電壓的基準振盪器1201，反饋放大器1203，可變的正反饋率K的反饋阻抗1205，輸入檢測線圈105C2的阻抗與參照線圈105C3的阻抗之差的差動放大器1207，以及對反饋放大器1203的輸出的交流電壓進行振幅調變的振幅調變器1209。在將基準振盪器1201的輸出電壓設為Vin ，反饋放大器1203的輸出電壓設為Vout ，反饋放大器1203的放大度設為G1，差動放大器1207的放大度設為G2，正反饋率設為K，熔融金屬的準位設為h時，以下的公式成立。此處，f為熔融金屬的準位h的函數。若熔融金屬的準位h上升，檢測線圈105C2與熔融金屬面之間的距離減小，則公式（1）中，f（h）增大。因此，若熔融金屬的準位h上升，則根據公式（1），反饋放大器1203的輸出電壓的絕對值｜Vout ｜減小。
接下來，對渦流式模具準位測量裝置的校準（calibration）進行說明。如上所述，渦流式模具準位測量裝置根據公式（1），對模具310內的熔融金屬面的準位h的變化所引起的檢測線圈105C2的阻抗的變化進行檢測。然而，檢測線圈105C2的阻抗不僅根據模具310內的熔融金屬面的準位而變化，亦根據溫度及周圍的電磁的環境而變化。因此，在由渦流式模具準位測量裝置進行測量時，需要進行渦流式模具準位測量裝置的校準。
圖3是用以說明渦流式模具準位測量裝置的校準方法的圖。渦流式模具準位測量裝置的校準包括利用校準板的校準及向模具澆鑄前的校準。
利用校準板的校準獨立於連續鑄造製程而實施。在利用校準板的校準中，一邊使檢測線圈105C2與金屬製的校準板的距離發生變化，一邊測量並記錄反饋放大器1203的輸出電壓。圖3的橫軸表示熔融金屬面或校準板的準位。準位由檢測線圈105C2與熔融金屬面或校準板的距離來表示。準位0是檢測線圈105C2與熔融金屬面或校準板的距離為0的狀態。圖3的縱軸表示反饋放大器1203的輸出電壓。圖3的實線R1表示由校準板進行的校準的結果。圖3中，渦流式模具準位測量裝置的測量範圍設為0到150毫米，對檢測線圈105C2與校準板的距離對應於該範圍的值的輸出電壓進行測量。進而，對去除了校準板的情況下，即，檢測線圈105C2與校準板的距離無限大的情況下的輸出電壓V01 進行測量。將該輸出電壓V01 稱作基準電壓。為了適當規定實線R1的形狀，視需要來調整正反饋率K。
向模具澆鑄前的校準是在連續鑄造製程中藉由澆鑄前校準部150實施。澆鑄前校準部150在向模具澆鑄前，記錄利用線性器（linearizer）1305處理反饋放大器1203的輸出電壓所得的值。澆鑄前的校準亦可藉由操作人員的指令而進行。澆鑄前的狀態對應於檢測線圈105C2與校準板的距離無限大的狀態。因此，向模具澆鑄前所測量到的反饋放大器1203的輸出電壓應與所述基準電壓V01 相等。然而，實際上，溫度及周圍的電磁的環境會因鑄造條件而異，故測量到的電壓有時不會與基準電壓V01 相等。圖3中，單點劃線A1表示澆鑄前測量到的輸出電壓V大於V01 的情況，雙點劃線B1表示澆鑄前測量到的輸出電壓V小於V01 的情況。此情況下，澆鑄前校準部150以反饋放大器1203的輸出電壓V與基準電壓V01 相等的方式調整公式（1）的正反饋率K。具體而言，在單點劃線A1的情況下，增大正反饋率K以減小準位計輸出的V而使其與V01 一致。在雙點劃線B1的情況下，減小正反饋率K以增大準位計輸出V而使其與V01 一致。向模具澆鑄前的校準在每次鑄造時進行。
如後述說明般，藉由澆鑄前校準部150規定的正反饋率被用作正反饋率的基準值。
圖4是表示模具準位與反饋放大器1203的輸出電壓的關係的圖。圖4的橫軸表示模具準位，圖4的縱軸表示反饋放大器1203的輸出電壓。此處，將檢測線圈105C2的位置設為模具準位0。
圖2所示的輸出生成部130包括模具振動濾波器（MOF）1301、類比數位轉換器1303及線性器1305，所述模具振動濾波器（MOF）1301去除將於後述說明的由模具振動引起的熔融金屬面的變動的影響。線性器1305以準位計輸出的變化量與模具準位的變化量之比為固定值的方式進行線性化。未通過模具振動濾波器1301的信號與已通過模具振動濾波器1301的信號這2種信號被輸入至類比數位轉換器1303，該2種信號的類比數位轉換器1303的輸出被輸入至線性器1305。該2種信號的線性器1305的輸出中的、與已通過模具振動濾波器1301的信號相對應的輸出為渦流式模具準位測量裝置的輸出。該2種信號的線性器1305的輸出中的、與未通過模具振動濾波器1301的信號相對應的輸出由模具振動信號校準部140所使用。 模具振動信號校準部140包括振幅抽出部1401、運算部1403、及正反饋率修正部1405。後述將對模具振動信號校準部140的功能進行說明。
圖5是表示模具準位與準位計輸出的關係的圖。準位計輸出是藉由線性器1305將反饋放大器1203的輸出線性化而成。圖5的橫軸表示模具準位，圖5的縱軸表示渦流式模具準位測量裝置的輸出。
圖6是用以說明連續鑄造製程的圖。連續鑄造製程包括：澆鑄階段，直至模具310內的熔融金屬面400上升至固定的準位為止，自漏斗210向模具310供給熔融金屬；以及拉抽階段，一邊自漏斗210向模具310供給熔融金屬，一邊自模具310進行已凝固的金屬的拉抽。在澆鑄階段內，在模具310內設置著形成底部的引錠桿（dummy bar），熔融金屬一邊凝固一邊蓄積於模具310及引錠桿所包圍的區域，熔融金屬的表面、即模具準位上升。模具準位在達到規定的水準時向拉抽階段過渡。拉抽是指將模具310內凝固的板狀、棒狀等形狀的金屬藉由模具310的下部的夾送輥330自模具向外送出。在拉抽開始前，防止熔融金屬的表面的氧化且作為凝固的金屬與模具之間的潤滑劑發揮功能的粉末散布於熔融金屬的表面。而且，為了藉由圖1的模具振動裝置320將凝固的金屬自模具310中拉抽，而開始進行使模具310沿鉛垂方向振動的模具振動（MO）。模具振動的振幅衝程為2毫米至6毫米，模具振動的週期為每分鐘30週期至450週期。在模具振動開始後開始拉抽，模具振動在進行拉抽的期間持續進行。
如圖6所示，在向模具310的澆鑄開始前，進行渦流式模具準位測量裝置100的所述澆鑄前的校準。澆鑄開始後模具310內的熔融金屬的準位上升。在熔融金屬的準位到達渦流式模具準位測量裝置100的測量範圍時，藉由渦流式模具準位測量裝置100進行模具準位測量。而且，在模具振動的期間內進行以下說明的模具振動信號校準（MOSC）。
輸出生成部130自圖1的模具振動裝置320的圖1中未圖示的控制裝置接收與模具振動的週期動作成比例的信號。輸出生成部130根據該信號的週期值（頻率）使模具振動濾波器1301的阻止區域變化。模具振動濾波器1301藉由自信號放大部120的輸出去除模具振動的成分，而去除準位計輸出中的模具振動所引起的熔融金屬面的變動的影響。另外，亦可代替模具振動濾波器1301，設置在信號放大部120的輸出中加上自所述控制裝置接收的模具振動的逆相位的信號的加算器，藉由在信號放大部120的輸出中加上模具振動的逆相位的信號而去除模具振動的成分，從而去除準位計輸出的模具振動所引起的熔融金屬面的變動的影響。如此，亦可代替與本實施形態中使用的模具振動的週期動作成比例的信號，而在其他實施形態中使用模具振動的逆相位的信號。
圖7是用以說明藉由渦流式模具準位測量裝置100的模具振動信號校準部140實施的模具振動信號校準功能的流程圖。
圖7的步驟S1010中，模具振動信號校準部140判斷是否開始MOSC。在開始的情況下，進入至步驟S1020。在未開始的情況下，待機。模具振動信號校準部140根據與所述模具振動的週期動作成比例的信號、或模具振動的逆相位的信號規定開始MOSC的時間點。穩定狀態下的熔融金屬面（熔融金屬的面）的變動週期為0.1赫茲至0.5赫茲。因此，模具振動信號校準部140中，設置具有與模具振動的週期相對應的通過區域的高通濾波器或帶通濾波器等濾波器，對模具振動的成分進行檢測，在其大小為規定值以上時亦可開始MOSC。而且，以下的步驟中，亦可使用所述濾波器的輸出。
圖7的步驟S1020中，模具振動信號校準部140的振幅抽出部1401獲取並更新模具準位測量裝置100的輸出的最大值以及最小值。作為一例，振幅抽出部1401亦可規定模具振動的週期以上的規定的期間，並求出比更新時間點先行該規定期間的時間點到該更新時間點為止的期間的最大值與最小值。如此，在最大值及最小值中的至少其中之一發生了變化的情況下，振幅抽出部1401可一邊掌握其變化，一邊逐次測量最大值及最小值。振幅抽出部1401將最大值與最小值之差作為振幅的測量值而求出。
圖7的步驟S1030中，模具振動信號校準部140的運算部1403使用所述振幅的測量值、與模具振動的已知的振幅衝程的值求出測量的偏差。模具振動的振幅衝程的值如上所述為2毫米至6毫米的範圍，且因鑄造的對象而異。因此，運算部1403亦可使用與所述模具振動的週期動作成比例的信號、或模具振動的逆相位的信號來規定振幅衝程的值。或者，亦可在每次鑄造時自控制裝置或操作人員等外部接收振幅衝程的值。作為一例，測量的偏差由如下來表示，即，與所述振幅的測量值相對應的測量裝置的輸出信號的差分和與模具振動的已知的振幅衝程相對應的正反饋值為基準值時的測量裝置的輸出信號的差分之比。若所述比為1，則無測量的偏差。即，可判斷為正反饋值為基準值的測量裝置適當發揮功能。所述比與1之差越大則測量的偏差越大。後述將對所述比與正反饋率的關係進行說明。
運算部1403亦可構成為將表示測量的偏差的所述比發送至顯示部160且向操作人員等顯示。
運算部1403進而規定使所述振幅的測量值與模具振動的已知的振幅衝程的值相等的信號放大部120的理論修正正反饋率。
圖8是用以說明在圖7的步驟S1030中規定理論修正正反饋率的方法的圖。將振幅衝程的已知的值設為S0 。關於圖8的實線R2，與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV等於ΔV0 。再者，圖8的實線R2的關係成立時的正反饋率為基準值。即，差分ΔV0 與正反饋率為基準值時相對應。將差分ΔV0 稱作基準的差分。關於圖8的單點劃線A2，與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV大於ΔV0 。關於圖8的雙點劃線B2，與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV小於ΔV0 。在單點劃線A2的情況下，理論修正正反饋率大於基準值以減小準位計輸出的差分ΔV而使其與ΔV0 一致。在雙點劃線B2的情況下，理論修正正反饋率小於基準值以增大準位計輸出的差分ΔV而使其與ΔV0 一致。
接下來，運算部1403求出所述理論修正正反饋率的相對於所述正反饋率的基準值之比。如在圖8中所說明，在與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV大於ΔV0 的情況下，相對於所述正反饋率的基準值之比大於1（100%），在與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV小於ΔV0 的情況下，相對於所述正反饋率的基準值之比小於1（100%）。
圖9是表示與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV的相對於ΔV0 之比、與理論修正正反饋率的相對於正反饋率的基準值之比的關係的圖。圖9的橫軸表示與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV的相對於ΔV0 之比，圖9的縱軸表示理論修正正反饋率的相對於正反饋率的基準值之比。
圖7的步驟S1040中，正反饋率修正部1405對反饋阻抗1205的正反饋率進行修正。正反饋率修正部1405包括將經修正的正反饋率限制於所述基準值的周圍的規定範圍內的限制器。圖9的LA1以及LB1表示限制器的上限的例，圖9的LA2以及LB2表示限制器的下限的例。正反饋率修正部1405亦可構成為在所述規定範圍內自動地修正正反饋率。或者，亦可構成為藉由顯示部160，已獲知測量的偏差的操作人員規定修正的必要性的有無以及修正量，並自輸入部170進行指示。
正反饋率修正部1405亦可構成為藉由模具振動的週期來變更限制器的上下限值，即，所述規定範圍。具體而言，比起週期短的情況，在週期長的情況下，減小所述規定範圍。圖9中，由LA1以及LA2表示週期長的情況下的正反饋率的上限值及下限值的一例，由LB1以及LB2表示週期短的情況下的正反饋率的上限值及下限值的一例。
比起週期短的情況，模具振動的週期長的情況下縮小限制器的範圍的理由為以下所示。比起週期短的情況（例如1分鐘內240週期的情況），週期長的情況下（例如1分鐘60週期的情況下）校準的頻度降低，校準的可靠度降低。因此，藉由減小限制器的範圍，可提高穩定性，並提高安全性。
而且，在正反饋率修正部1405對正反饋率進行了修正後，在規定的期間（例如校準的週期）內，與振幅衝程的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV的相對於ΔV0 之比不處於規定範圍內（例如±100%）的情況下，正反饋率修正部1405亦可構成為與模具振動的週期無關地，使正反饋率的值恢復為基準值。根據使用了本測量裝置的實驗，在校準的過程中對正反饋率進行了修正後，在測量的偏差量（所述差分ΔV的相對於ΔV0 之比）超過了±100%時，暫時將正反饋率設為基準值後進行校準的，比起保持正反饋率而繼續進行校準的情況，偏差量的校準加速。
圖7的步驟S1050中，模具振動信號校準部140判斷是否結束MOSC。模具振動信號校準部140藉由表示所述模具振動的週期動作的信號來規定結束MOSC的時間點。在結束的情況下，結束處理。在未結束的情況下，回到步驟S1020。
MOSC中，使用渦流式模具準位測量裝置的輸出的變化量、以及模具振動的已知的振幅衝程值來進行校準，因而達成高精度。而且，如圖6所示，根據MOSC，可於整個拉抽期間內逐次實施校準。因此，可充分應對鑄造中的漏斗的上升下降或板坯模具中的寬度變化等動態干擾因素。如此，藉由MOSC，可實現具有充分高的精度且能夠應對動態干擾因素的渦流式模具準位測量裝置。進而，使用渦流式模具準位測量裝置自身的輸出來進行校準，因而校準中不需要熱電偶式模具準位計或電極式準位計等其他類型的準位計。
進而，本發明的模具準位測量裝置以及測量方法中，因將經修正的正反饋率限制於所述基準值的周圍的規定範圍內，故防止因校準而操作變得不穩定，在連續鑄造製程中可確實地實施校準，維持高測量精度。
100‧‧‧渦流式模具準位測量裝置
105‧‧‧檢測部
105C1‧‧‧驅動線圈
105C2‧‧‧檢測線圈
105C3‧‧‧參照線圈
110‧‧‧信號處理部
120‧‧‧信號放大部
130‧‧‧輸出生成部
140‧‧‧模具振動信號校準部
150‧‧‧澆鑄前校準部
160‧‧‧顯示部
170‧‧‧輸入部
210‧‧‧漏斗
220‧‧‧浸漬噴嘴
310‧‧‧模具
320‧‧‧模具振動裝置
330‧‧‧夾送輥
400‧‧‧熔融金屬的面
1051‧‧‧空氣配管
1053‧‧‧接頭部
1055‧‧‧纜線
1201‧‧‧基準振盪器
1203‧‧‧反饋放大器
1205‧‧‧反饋阻抗
1207‧‧‧差動放大器
1209‧‧‧振幅調變器
1301‧‧‧模具振動濾波器
1303‧‧‧類比數位轉換器
1305‧‧‧線性器
1401‧‧‧振幅抽出部
1403‧‧‧運算部
1405‧‧‧正反饋率修正部
A1、A2‧‧‧單點劃線
B1、B2‧‧‧雙點劃線
G1、G2‧‧‧放大度
K‧‧‧正反饋率
LA1、LB1‧‧‧限制器的上限
LA2、LB2‧‧‧限制器的下限
MO‧‧‧模具振動
MOSC‧‧‧模具振動信號校準
R1、R2‧‧‧實線
S0‧‧‧振幅衝程的已知的值
S1010~S1050‧‧‧步驟
V‧‧‧輸出電壓（輸出）
V01‧‧‧輸出電壓（基準電壓）
ΔV、ΔV0‧‧‧差分
圖1是表示連續鑄造設備的構成的圖。 圖2是表示本發明的一實施形態的渦流式模具準位測量裝置的構成的圖。 圖3是用以說明渦流式模具準位測量裝置的校準方法的圖。 圖4是表示模具準位與反饋放大器的輸出電壓的關係的圖。 圖5是表示模具準位與準位計輸出的關係的圖。 圖6是用以說明連續鑄造製程的圖。 圖7是用以說明模具振動信號校準（MOSC）功能的流程圖。 圖8是用以說明圖7的步驟S1030中規定正反饋率K的方法的圖。 圖9是表示與振幅衝程（stroke）的已知的值S0 相對應的準位計輸出的差分ΔV的相對於ΔV0 之比、和理論修正正反饋率的相對於正反饋率的基準值之比的關係的圖。
100‧‧‧渦流式模具準位測量裝置
105‧‧‧檢測部
105C1‧‧‧驅動線圈
105C2‧‧‧檢測線圈
105C3‧‧‧參照線圈
110‧‧‧信號處理部
120‧‧‧信號放大部
130‧‧‧輸出生成部
140‧‧‧模具振動信號校準部
150‧‧‧澆鑄前校準部
160‧‧‧顯示部
170‧‧‧輸入部
1201‧‧‧基準振盪器
1203‧‧‧反饋放大器
1205‧‧‧反饋阻抗
1207‧‧‧差動放大器
1209‧‧‧振幅調變器
1301‧‧‧模具振動濾波器
1303‧‧‧類比數位轉換器
1305‧‧‧線性器
1401‧‧‧振幅抽出部
1403‧‧‧運算部
1405‧‧‧正反饋率修正部
G1、G2‧‧‧放大度
K‧‧‧正反饋率

Claims (12)

  1. 一種渦流式模具準位測量裝置，對模具內的熔融金屬的準位進行測量，所述渦流式模具準位測量裝置包括： 檢測部，包括對模具準位的變化所引起的阻抗值的變化進行檢測的線圈； 放大部，將所述檢測部的輸出予以放大； 澆鑄前校準部，在澆鑄前的環境下，規定所述放大部的正反饋率的基準值；以及 模具振動信號校準部，求出所述正反饋率為所述基準值的情況下的、與模具振動的已知的振幅相對應的所述測量裝置的輸出信號的差分，即，基準的差分，根據所述模具振動進行時的所述測量裝置的輸出的最大值與最小值的差分、以及所述基準的差分求出測量的偏差，以一邊將經修正的正反饋率限制於所述基準值的周圍的規定範圍內，一邊減小所述測量的偏差的方式對所述正反饋率進行修正。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的渦流式模具準位測量裝置，更包括顯示所述測量的偏差的顯示部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的渦流式模具準位測量裝置，其構成為根據所述模具振動的週期來變更所述規定範圍。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的渦流式模具準位測量裝置，其中所述模具振動信號校準部構成為在對所述正反饋率進行修正後，在規定的期間內，在所述測量的偏差不處於所述規定範圍內的情況下將所述正反饋率設為所述基準值。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的渦流式模具準位測量裝置，其中所述模具振動信號校準部構成為在所述模具振動的期間內逐次求出所述測量裝置的輸出的最大值與最小值之差、以及所述測量的偏差。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的渦流式模具準位測量裝置，其中所述模具振動信號校準部構成為自外部接收表示所述模具振動的週期動作的信號，根據表示所述模具振動的週期動作的信號，來規定進行所述模具振動的校準的期間。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的渦流式模具準位測量裝置，其中所述模具振動信號校準部構成為基於來自外部的輸入規定所述模具振動的振幅的值。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的渦流式模具準位測量裝置，更包括濾波器，所述濾波器設定為僅對所述模具振動的成分進行檢測， 所述模具振動信號校準部構成為在求出所述模具振動進行時的所述測量裝置的輸出的最大值與最小值之差時，使用通過了所述濾波器的信號。
  9. 一種模具準位測量方法，藉由渦流式模具準位測量裝置對模具內的熔融金屬的準位進行測量，所述模具準位測量方法包括下述步驟： 在澆鑄前的環境下，規定所述測量裝置的放大部的正反饋率的基準值； 藉由所述測量裝置的線圈，對模具準位的變化所引起的阻抗值的變化進行檢測； 藉由所述放大部，將與所述阻抗值的變化相對應的電壓予以放大； 求出所述正反饋率為所述基準值的情況下的、與模具振動的已知的振幅相對應的所述測量裝置的輸出信號的差分，即，基準的差分，根據所述模具振動進行時的所述測量裝置的輸出的最大值與最小值的差分、以及所述基準的差分求出測量的偏差；以及 以一邊將經修正的所述正反饋率限制於所述基準值的周圍的規定範圍內，一邊減小所述測量的偏差的方式對所述正反饋率進行修正。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的模具準位測量方法，其構成為根據所述模具振動的週期來變更所述規定範圍。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的模具準位測量方法，其構成為在對所述正反饋率進行修正後，在規定的期間內，在所述測量的偏差不處於所述規定範圍內的情況下將所述正反饋率設為所述基準值。
  12. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的模具準位測量方法，其於所述模具振動的期間內逐次求出所述測量裝置的輸出的最大值與最小值之差、以及所述測量的偏差。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI681856B (zh) * 2019-04-01 2020-01-11 達詳自動化股份有限公司 可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108613715B (zh) * 2016-12-12 2020-04-07 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 基于交流比例法的航空油量传感器采集系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129819A (en) * 1980-03-18 1981-10-12 Nippon Kokan Kk <Nkk> Eddy current type mold level meter with agc
JPS6057217A (ja) * 1983-09-09 1985-04-03 Nippon Kokan Kk <Nkk> 渦流式モ−ルド湯面計
JPS60216959A (ja) 1984-04-13 1985-10-30 Nippon Steel Corp 連続鋳造モ−ルドレベル検出法
JPS61239120A (ja) 1985-04-16 1986-10-24 Nippon Kokan Kk <Nkk> 鋳造モールド湯面計
JPS63111248U (zh) 1987-01-13 1988-07-16
JPH0652185B2 (ja) 1988-11-22 1994-07-06 新日本製鐵株式会社 渦流式モールドレベル計
JP3116299B2 (ja) 1995-02-28 2000-12-11 日本鋼管株式会社 渦流式レベル計
JP4752366B2 (ja) 2005-07-15 2011-08-17 Ｊｆｅスチール株式会社 多周波渦流式モールドパウダー溶融厚み計測方法
CN201229197Y (zh) * 2008-06-20 2009-04-29 宝山钢铁股份有限公司 涡流传感器检测系统的滤波装置
WO2012137255A1 (ja) * 2011-04-06 2012-10-11 株式会社ニレコ 溶融金属レベル測定装置
KR20140028023A (ko) * 2011-06-24 2014-03-07 가부시기가이샤니레꼬 용융 금속 레벨 측정 장치 및 용융 금속 레벨 측정 방법
CN103930753B (zh) * 2011-08-05 2017-03-22 费希尔控制国际公司 用于液位回路控制的方法和装置
CN202356603U (zh) * 2011-09-14 2012-08-01 上海氖思实业有限公司 结晶器内置电磁式钢水液位检测传感器
JP5762333B2 (ja) * 2012-02-15 2015-08-12 新日鐵住金株式会社 連続鋳造鋳型内の湯面レベル測定方法
US20140372062A1 (en) 2013-06-18 2014-12-18 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Calibration method and calibration tool for in-mold molten metal level meter
CN203508975U (zh) * 2013-10-29 2014-04-02 武汉中飞扬测控工程有限公司 方坯连铸结晶器液位检测仪

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI681856B (zh) * 2019-04-01 2020-01-11 達詳自動化股份有限公司 可檢測模具斷損的自動澆鑄檢測方法

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