WO1985000058A1 - Method and apparatus for measuring transformation rate - Google Patents

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WO1985000058A1
WO1985000058A1 PCT/JP1984/000309 JP8400309W WO8500058A1 WO 1985000058 A1 WO1985000058 A1 WO 1985000058A1 JP 8400309 W JP8400309 W JP 8400309W WO 8500058 A1 WO8500058 A1 WO 8500058A1
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transformation
coil
transformation rate
signal
subject
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PCT/JP1984/000309
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English (en)
French (fr)
Inventor
Katsuhiro Kawashima
Masaaki Hatta
Hiroshi Yada
Original Assignee
Nippon Steel Corporation
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables

Definitions

  • This invention is based on the electromagnetic transformation that occurs during the crystalline transformation of steel, etc., and immediately from the Australian to the ferrite and vice versa.
  • the present invention relates to a transformation amount rate measuring method and an apparatus for measuring the transformation amount rate of a specimen by detecting a change in temperature.
  • a method of measuring the transformation rate a method using radiation, a DC magnetic field method using a DC magnetic field, and an electromagnetic change caused by the transformation process are used. There is a method of detecting it as a change in the luminescence speed.
  • the method of measuring the dose rate of the variable dose using radiation is that the X-ray diffraction angle changes depending on the change of the lattice constant from the change of the Australian to the change of the ferrite.
  • a DC magnetic field ⁇ 5 applies a DC magnetic field to the subject and measures the magnetic field with a hole element, but there is a significant non-linearity between the transformation rate and the measured value. At the same time, if the subject becomes a strong magnetic substance after the transformation begins, the DC magnetic field flows only in the front hull,
  • Fig. 1 is an is is used to measure the transformation amount of the test object and a sinusoidal current with an appropriate frequency is generated.
  • 3 which is placed close to the upper part of the subject 2 is a detection coil that serves as a sensor for detecting the change in the transformation amount of the subject 2, and 4 is a detection coil.
  • 3 is a plug-in circuit for detecting a change in the impedance of rule 3
  • 5 is a signal processing device that changes the detection signal of the bridge circuit into a form that is easy to use
  • 6 indicates the signal display
  • the conventional method of detecting electromagnetic changes with a coil as shown in Fig. 1 is to place a detection coil 3 in the vicinity of a plate-shaped material to be inspected 2 and to detect it with E E.
  • the generated continuous sine wave current is detected and applied to the “” file.
  • a strain current is generated on the surface of the object 1 3 ⁇ 4 2, and the apparent impedance of the ⁇ -yl affects the changing coil impedance.
  • the magnitude of the drop current depends on the material of the sample (permeability, conductivity, distance between sensor and sample, and others), but the sample is austenite-free.
  • the mouth which is constantly transformed into a line, has a large proportion of the ferrite in the subject, and thus the permeability changes greatly.
  • This invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the conventional methods as described above, and therefore, the coils are divided into the transmitting coil and the receiving coil, and the plate-shaped object is divided. By virtue of its relative position, the influence of the distance between the measuring object and the sensor can be neglected, and the plate of the object to be examined can be neglected.
  • the purpose of the present invention is to provide a method for measuring the amount of transformation, which enables measurement from the starting point to the ending point of transformation over a wide range of thickness. .. Disclosure of the invention
  • the present invention detects the transformation rate of the subject by using the alternating current or the pulse wave current by positioning the subject S between the transmission and reception coils facing each other.
  • the present invention uses an alternating current in the early stage of transformation of the test object and uses a pulse wave current from the stage when the transformation progresses to secure the accuracy of measuring the transformation rate, and at the same time, the alternating current The area that cannot be measured with is converted to pulse wave current.
  • the magnetic permeability, the conductivity, and the plate thickness of the subject are measured over the whole from the start point to the end point of the transformation of the subject in a specific relationship.
  • the present invention further comprises a transmission coil for receiving a signal current from the signal generator and a reception coil for transmitting an electric signal to the display unit via the signal processing device, and the transmission / reception is performed. Detect the transformation rate of the specimen between coils.
  • the transmission coil and the reception coil are arranged so as to face each other with the measurement target interposed therebetween, and thus the measurement target is the transmission coil. Since the received signal remains almost unchanged regardless of the position between the receiver and the receiver coil, it has an effect on the flutter of the subject between the sensors. ..
  • the continuous wave measurement method, the pulse wave measurement method, and the pulse wave-one continuous wave mixed measurement method were used to measure the transformation rate from the start of the transformation ratio. It is possible to continuously measure with high accuracy until the end.
  • Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional transformation rate measuring device
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the transformation rate measuring device according to the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the swirling phenomenon
  • Figure 4a is a photograph showing the progress of transformation in the subject
  • Fig. 4b is a graph showing the changes in the measured values corresponding to Fig. 4a.
  • Fig. 5 is a diagram of a good system of the present invention for preventing swallowing
  • Fig. 6 is its ⁇ example for preventing swallowing.
  • (b) is an example of preventing spillage only by the shielding cup
  • (c) is an example of preventing the twisting due to the cylindrical tube
  • Figure 7 shows the waveform of the transmitted pulse and the change of the received pulse as the transformation progresses.
  • (b) is the received waveform when the transformation rate is 0%
  • FIG. 8 is a diagram showing a transformation rate sensor according to the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the measured output value-transformation rate at each sensor position when the embodiment of Fig. 8 is used.
  • Fig. 2 (2 1 is a transmission coil, 2 2 is a reception coil, and a plate-shaped cover is shown. It is placed at a position opposite to 2 1 with sample 2 3 in between. 2 4 has a suitable shape (alternating current or pulse current) for measuring the amount of transformation of the subject in the transmitting coil.
  • a signal generator for supplying the signal 2 5 is a hoop for giving a frequency of 3 ⁇ 4 x 3 ⁇ 4 5 3 ⁇ 4 k-power
  • 2 6 is an amplifier for the voltage generated in the 3 ⁇ 4 signal coil.
  • An amplifier or a tune * amp for the signal processing, and a signal processing circuit 27 for processing the received signal The signal processing circuit changes the received frequency current or pulse current to a predetermined transformation rate.
  • 2 8 is a display section of the processed signal.
  • 2 9 is a pulse wave continuous wave switching device for selecting the pulse wave and continuous wave of 25.
  • V VQ exp (one in ⁇ ⁇ ) ... ⁇ ** (1)
  • f Frequency: Permeability and: Conductivity
  • d Plate thickness and here, as described above, the progress of transformation of the subject. As a result, the subject's austenitic tissue changed to a fine tissue, and the total magnetic permeability of the subject changed to (total — (stainless) + ferrous). It will increase according to the ratio of ferries to it.
  • equation (2) There is no term that represents the distance between the test object and the plate-shaped object, the induced voltage is independent of the distance between the sensor and the plate-shaped object, and the transformation rate derived from the induced voltage is The amount is not affected by the distance between the sensor and the plate-shaped subject.
  • the strip is displacing in the direction perpendicular to its plane (while fluttering). It is possible to measure the transformation rate with high accuracy even under the condition
  • the induced voltage is not a function only of the transformation rate K, but also depends on the plate thickness of the subject. Therefore, when the plate thickness d of the object is large and the transformation is progressing sufficiently, the induced voltage V generated by the transmitted signal 30 as shown in Fig. 3 is It is buried by the V s generated by the signal 3 1 that rotates.
  • equation (2) becomes equation (4) by considering the round term.
  • VVQ ex p (- ⁇ X 2 ⁇ 2 d) + V s (4) Therefore, the transformation rate is 100%, that is, K 1
  • a frequency f lower than 80% of f that is,
  • V 0 ex p (—V ⁇ ⁇ u ⁇ d) V ⁇
  • Figure 4a shows the results of the practical example in the batch state measured by the above methods.
  • the photograph in Fig. 4b shows the extent of transformation progress of the subject and corresponds to the number above the measured value.
  • the large white areas in this photo show the ferrite.
  • the measured value was applied to the equation (3), and the transformation rate K was converted to "! 5 by the sophisticated processing unit 2 7 and displayed on the display unit 28.
  • the present invention adjusts the frequency of oscillation of the oscillator according to the plate thickness to be measured, and provides the most sensitive measurement over a wide range from the transformation start point to the transformation end point. Can be done.
  • the receiving sensor is covered with a shielding hood 4 1 made of a material with a high magnetic permeability, whose surface is open only to the transmitting sensor, and a shielding cup 4 2.
  • Figure 6 shows the outline of the shielding and shielding force.
  • the information on the magnitude of the induced voltage generated in the received three files is used, but the same information is also provided on the phase component of the induced voltage. Use the phase information instead of the amplitude information of the induced voltage.
  • I I (t) (n T ⁇ t ng n pcs +)
  • V K t ( Propagation time ⁇ t
  • Shed / m, with d 3 layers, about 3 MZsec. Very small compared to the traveling speed 3 X 1 0 8 in / sec of electromagnetic waves.
  • the present invention makes use of this fact. That is, since the signal that passes through the subject is delayed by ⁇ t compared to the signal that passes through the subject, it is mixed with the signal that passes through the subject. It becomes possible to separate the signal to be used.
  • Figure 7 shows an example of the shape of the transmitted pulse and the shape of the received pulse as the transformation progresses.
  • the power pump immediately before the transmission coil and the chain amplifier at the latter stage of the reception coil — r “, 1-increase-in are It is not a necessary component of the present invention, and it may be possible to omit it in some cases. You can substitute it with a quill amp.
  • 4 3 is a hot roll lip mill finishing mill
  • S 5 shows a group of sensor coils. 4 7 is a matured plate to be measured, and 4 8 is a coiler.
  • Figure 9 shows the results of the above examples.
  • the rolled sheet passes through the runner stage at a speed of 500 m / ra i n with an S 5 0 (Japanese Industrial Standards) of approximately 4 points.
  • S 5 0 Japanese Industrial Standards
  • the alternating current is changed to a transformation rate of 0 to
  • Waveform is sine wave and frequency is
  • the distance between the transmission / reception coil and the reception coil is 300, and the koji plate, which is the subject, passes between them.
  • the intervals between the transmitting and receiving coils are equal, and in the case of this embodiment, the cleft between s and s 2 is 3 0 11.
  • the pulse current at this time was 1 msec / ⁇ °, and the pulse oscillation period was 10 m s e c due to the voltage application of peak to peak 10 V.

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Description

変態量率の 測定方法及び装置
技術分野
こ の発明 は、 鋼等の結晶変態 、 即 ち 、 オ ー ス テ ナ ィ 卜 か ら 、 フ ェ ラ イ 卜 へ の 、 あ る い は 、 そ の逆の過程 に お い て 生 じ る電磁気的な変化を検出 し て 、 被検体の変態量率 を 測定 す る た めに用 い る 変態量率測定方法及び そ の装置 に 関 す る も ので あ る 。
背景技術
従来 、 変態量率の測定方法 と し て 、 放射線 を利用 し た 方法や 、 直流磁界を利用 し た 直流磁界法 お よ び 、 変態過 程 に お い て生 じ る 電磁気的な変化 を コ ィ ルイ ン ピ ー ダ ン ス の 変化 と し て 検出 す る方法があ る 。 放射線利用 し た 変 態量率の 測定方法 は オ ー ス テ ナ イ 卜 か ら フ ェ ラ ィ 卜 の変 化 に お け る格子定数の変化 に よ り X 線回折角 が変化 す る 事を利用 し た 物で あ る が 、 ズ 被検体 に ^透 し に く い た め表層 ( 数 1 0 ^ ) の情報 し かえ ら れな い と か、 被検 体のバ タ ツ キ に 対 し て 弱 い と い う 欠点を有する 。 直流磁 界 <5 は被検体 に、直流磁界を与え 、 ホ一ル素子 で 磁界 を 測 定す る あ の で あ るが 、 変態量率 と 測定値 と の 間 に 著 し い 非線形性が あ る と と も に 、 変態が始 ま つ て 、 被検体が 強 磁性体 に な る と 、 直流磁界が表靨部の み に 流れる た め 、
O PI
WIPO 変態の 開始点近傍 し か測定 出来ない と い う欠点が あ る 。 次に 、 本発明 と同 じ よ う な変態過程に お ける電磁気的 な変化を コ イ ルで検知 す る変態量率の測定方法に つ い て 詳 し く 述 ベる 。 こ の種の変態量率の 測定方法 と し て 、 第 図 に示 す よ な ち の があ る 。 図 に おい て 、 1 は被検体 の変態量の測定 に たい し て 、 適切 な周波数の正弦波電流 を作る た め の発 is、 2 は変態量の測定の対象 と なる板 状の被検体で 、 この被検体 2 の上部に近接 し て 置かれて いる 3 は被快体 2 の変態量の変化 を検出 す る た め の セ ン サー の役目 を す 検出 コ イルで 、 4 は検出 コ ィル 3 の ィ ン ピ一 ダ ン ス の変化を検知 する た めの プ リ ッ ジ 回路で 、 5 はブ リ ッ ジ回路の検出信号を利用 し易 い形態に変化 さ せ る信号処理装置、 6 は信号の表示部を表す
次 に動作 に つ いて 説明 する 。
第 図 に示す従来の電磁気的変化を コ イ ル に よ っ て検 知す る方法は板状の被検材 2 の近傍に検出 コ ィル 3 を置 い て 、 発 E ¾ に よつ て発生 し た連続 し た 正弦波電流 を 検出 -」 ィ ルに 流す 。 こ の場合、 被 1¾ 2 の表面に は漉電 流が生 じ 、 □ ィ ルの みかけの ィ ン ピ ーダ ン ス は変化す る こ の コ ィ ルイ ン ビ ー ダ ン ス に 影響を与え 滴電流の大 ぎ さ は 、 被検体の材質 ( 透磁率、 伝導率、 セ ン サ一 と 被検 体の距離、 そ の他 ) に俊存する が 、 被検体がオー ステナ ィ 卜 か ら フ ェラ ィ 卜 に 変態 し つ つ あ る 口 、 被検体中 に は オ ーステナイ 卜 に対 し て フ エラ イ 卜 の 占め る比率が大 ぎ く なる た め 、 透磁率は大き く 変わ る 。 そ の 果 、 ¾ 体の表面を な が れて い る渦電流 は変化 し て 、 被検体の近 傍に 置かれて いる検出 コ イ ル 3 の イ ン ピ ー ダ ン ス は変化 す る 。 こ の コ イ ルの イ ン ピ ー ダ ン ス の変化 を コ イ ル に 続 く ブ リ ッ ジ回路 4 に よっ て検出 し て 、 5 の信号処理 お よ び 6 の 表示部 に よ っ て 、 被検体の変態.量 と 検出 コ イ ルの イ ン ピ ー ダ ンス の変化を関連ずけ た の が従来の コ イ ルを 使用 し た 変態量率の 測定方法で あ る 。
従来の コ イ ルを利用 した 変態量率の 測定方法 は以上の よ う に 構成さ れ て い る の で 、 板状の被検体 の 透磁率の 変 化を感知 する ばか り でな く 、 そ の他の 因子 、 特 に 被検体 と 検出 コ イ ル と の 間 隔 に 鋭敏 に 反応す る の で 、 被検体 と 検出 コ イ ル と の閩 隔を一定 に 保つ 事.が必要で 、 ま た 、 セ ンサー 出 力 と 変態率量の 間 に は著 し い 非線型性が存在 し て 、 変態の 開始点近傍の量を測定 す る こ と がで き た と し て も 、 変態の 開始点か ら 終了 点 ま で の広い 範囲 の変態量 率を測定する事がで きな いな ど の欠点が存在 し た 。
こ の発明 は上記の よ う な従来の方法 の欠点 を 除去す る た め に な さ れた も ので 、 送信 コ イ ル と 受信 コ イ ル に コ ィ ルを分轄 し 、 板状の被検体を挾んで 、 相対 し て 位置す る こ と に よ っ て 、 測定対象 と セ ンサー の 間 隔の影響を ほ と ん ど無視で き る よ う に す る と と も に 、 被検体の板厚の広 い範囲 に 対 し て 変態の開始点か ら終了点 ま でを全体 に わ た っ て 測定 が可能な変態量率の 測定方法 を提供す る こ と を 目 的 と し て い る 。 発明の 開示
即ち 、 本発明 は 、 相対向 する送受信コ イ ル間 に被検体 を位置さ S て 交番電流やパルス 波電流を用 い て 被検体の 変態量率を検出 する 。
又、 本発明 は 、 被検体の変態の初期 で は交番電流を用 い 、 変態が進行 し た段階か らパルス波電流を用 い て変態 量率の測定精度を確保す る と 共 に 交番電流で測定で きな い領域をパルス波電流 に する 。
又、 更に本発明 は、 被検体の透磁率、 伝導率、 板厚 に 対 し て特定な関係 に し て 被検体の変態の開始点 よ り 終了 点 ま で全体に わ たっ て 測定す る 。
そ し て更に 、 本発明 は 、 信号発生.器よ り 信号電流を受 ける送信 コ イ ル と 、 信号処理'裝置を介 し て 表示部に 電気 信号を送る受信コ イ ル と を設け 、 送受信コ イ ル間で被検 体の 変態量率を検出 する 。
以上の よ う に 、 本発明 に よ れば、 送信コ イ ル と受信コ ィ ルを 、 測定対象を挟んで 、 相対向 し て お く よ う に構成 し た た め 、 測定対象は送信コ イ ル と受信 コ イ ルの 間 の ど の位置 に あっ て も受信信号はほ と ん ど変 ら な い の で 、 ンサ一 間での被検体のバタ ツ キ に対 し て 効果が あ る 。 そ れ と と も に 、 連続波で の測定方法やパルス波で の 測定方 法な らびパルス波一連続波の ミ ッ ク ス し た測定方法に よ つ て 、 変態蠆率の 開始か ら 終了 ま で連続 し て 精度良 く 測 定する こ と がでぎる 。
O PI 図面の簡単な説明
第 1 図 は従来の変態率測定装置の構成を示 す ブ ロ ッ ク 図 、
第 2 図 は本発明 に係る変態率測定装置の構成を示す ブ ロ ッ ク 図 、
第 3 図 は ま わ り こ み現象 を示 す図 、
第 4 a 図 は被検体の変態の進行状況 を示す写真、
第 4 b 図 は第 4 a 図 に対応 し た 測定値の変化を示すグ ラ フ 、
第 5図 は ま わ り こ みを 防止する た め の本発明 の ¾良 シ ス テ ム 図 、 - 第 6 図 は まわ り こ み防止 のそ の ^ の実施例で 、
(a) が遮蔽板の みで ま わ り こ みを 防止す る 例 、
(b) が遮蔽 カ ップの みで ま わ り こ みを 防止 す る例 、
(c) が 円 筒管 に よ っ て ま わ り こ み を 防止す る例 、
(d) が送信セ ンサ ー と 受信セ ンサ ー を遮蔽 カ ップで覆
う 事で ま わ り こ みを 防止す る例 、
第 7 図 は送信パルス と 変態の進行 に 伴 う 受信パルス の 変化を示す 波形で 、
(a) が送信パルス波形 、
(b) が変態量率 0 % の 時の受信波形 、
(c) が変態量率 2 0 % の 時の受信波形 、
(d) が変態量率 4 0 % の 時の受信波形 、
(e) が変態量率 8 0 % の 時の受信波形 、
第 8 図 は本発明 に係る変態量率セ ンサ ー を示す 図 、 そ
OMPI し て - 第 9 図は第 8 図の実施例を用いた場合の各セ ンサ一の 位置での出力測定値—変態量率を示すグラ フである 。 発明を実施する ための最良の形態
本発明を図面の実施例 に従つ て詳細に ! ¾明すれば、 第 2 図にお( て、 2 1 は送信コ ィル、 2 2 は受信コ ィ ルで あ り 、 板状の被.検体 2 3 を挟んで、 2 1 に相対し た位置 に置かれている 。 2 4 は送信コ イ ルに被快体の変態量の 測定に適切な形 ( 交番電流又はパルス電流 ) の電 を流 すための信号発生器、 2 5 は 周 ¾x ¾ 5¾ k-パヮ一をあた えるた めのハ° ウ ー 7ンプ、 2 6 は ¾信コ ィ ルに生 じ た電 圧を増幅するための増幅器又はチュー ン ト *ア ンプ、 2 7 は受信信号を信号処理する ための信号処理回路である 。 信号処理回路は受信 し 周波電流また はパルス電流を 所定の変態量率におぎかえるための回路である。 2 8 は 信号処運された信号の表示部である 。 2 9 は 2 5 のパル ス波および連続波の選択する ためのパルス波一 続波切 り 換え装置である。
次に動作につ い て説明する 。
2 の送信コ イルに正弦波状連続電流を流 した場合、 周知のごと く 、 板状の被検体の表面に は渦電流が生 じる こ の渦電流は板中を下方に伝播 し ていき、 2 2 の周囲に
!¾周波の磁場を作る。 こ の磁場の変化に よっ て 2 2 の コ ィ ルの両端に電圧が される。
OMPI WIPO コ イ ル に 誘起さ れる電圧 は近似的 に 次式 で表 さ れ る事 は良 く 知 ら れ'て いる 。
V = V Q exp ( 一 in σ ό ) ···♦** (1) f : 周波数 : 透磁率 び : 伝導率 d : 板厚 と こ ろ で 、 前述の ご と く 、 被検体の 変態の進行に と も なっ て 、 被検体の オ ー ステ ナ イ 卜 が フ ェラ イ 卜 組織 に 変 わ り 、 被検体の透磁率 は全量 ( 才 — ス テ ナ イ 卜 + フ ェ ラ ィ 卜 ) に対す る フ ェ ラ イ 卜 の比率 に従っ て大き く なつ て いく 。
全量 に 対する フ ェ ラ イ 卜 の比率を K と し て 、 オ ー ス テ ナ イ 卜 と フ ェ ラ イ 卜の 透磁率 、 伝導率をそ れぞれ 、 U 2 、 σ 1 、 び 2 と す る と 受信 コ イ ル 2 2 の 両端の生 じ る誘起電圧 は
V=V0 exp (-^ΓπΤ^ σ1 (1-Κ) d-VTrf^ σ2 Kd) )…… オ ー ステ ナ ィ 卜 の透磁率 、 フ ェ ラ イ 卜 の 透磁率
σ 1 σ 2 オ ー ス テ ナ ィ 卜 の伝導率 、 フ ェ ラ イ 卜 の 伝導率
f 周波数
K : フ ェラ イ 卜 ( 才 ス テ ナ イ 卜 + フ ェ ラ イ 卜 ) と なる
で 、 K は変態量率 と対応 し て い て 、 K以外の値が 既知 の た め 、 誘起電圧を 測定 す る事で 目 的 の変態量率 K を求め る事がで き る 。 こ の よ う に 、 本発明 の 基本原理 は
(2)式 に 従っ て い る 。 と こ ろ で 、 (2)式 に お い て は 、 セ ン サ 一 と扳状の被検体の 間 隔を表す項は な く 、 誘起電圧 は セ ンサー と板状の被検体の間 隔 と は無関係であ り 、 誘起電 圧か ら ひ き ださ れる変態率量も セ ンサー と 板状の被検体 の 間 隔 に は影響 を受けな い 。
従つ て ホッ ト ス ト リ ップ ミ ルにお ける よ う に 、 ス 卜 リ ップがその面に垂直な方向 に 変位 し なが ら ( ばたつ きな が ら ) パス し て い る状態下で も 高精度 に変態量率を測定 でき る
ま た 、 (2)式の対数を と る と 、 オ ー ステナイ ト の透磁率 に 比ベ て 、 フ ェラ イ 卜 の透磁率が 十分に 大きい た め 、 (3) 式 の ご と く 誘起電圧の対数は変態量率 K に 線形と なる 。 i n 0 ) = ( -V 1 { 1 -K) d + ^2 σ? d )
> u 1 で あ る か ら 、
i n ( V V 0 ) = - V π X 2 ° 2 K d (3) と な る
こ の こ と か ら 、 広い変態量率 K の範囲 で 、 一様な測定 が可能 と な る 。
と こ ろ で 、 式(3)か ら わ かる よ う に 、 誘起電圧は変態量 率 K の みの 関数で な く て 、 被検体の板厚 に も依存する 。 従っ て 、 被検体板厚 d が大き く 、 変態が十分 に進行 し て いる 場合に は 、 第 3 図で示さ れる よ う な 、 透過信号 3 0 に依つ て生 じ る誘起電圧 V は板を まわ り こ んで く る信号 3 1 に よ っ て生 じ る V s に よ っ て埋も れ て し ま う 。
こ の よ う に 、 ま わ り こ み電圧が あ る場合 に は式(2) は ま わ り こ みの項を考慮 し て(4)式 に な る 。 V V Q ex p ( - π X 2 σ 2 d ) + V s (4) し た がっ て 、 変態量率 1 0 0 % 、 す な わ ち 、 K = 1 で 、 ま わ り こ みを防止する の に必要な条件を求め る た め 、
K d が大 き く て 次式 が ほ ぼ成立 す る場合を考え る 。
V 0 ex p ( - V π f u σ d ) V s
と な る 。 こ の 式 を 満 た す 周 波数 を f S と し て 、 の周 波
f の 8 割 よ り 低い周 波数 f 、 す なわ ち
f < 0 . 8 f s に 対 し て
V 0 ex p ( — V π τ u σ d ) > > V ε
な り 、 ΐ ≤ 0 . 8 f s に お い て は変態の 開始 ( K = 0 ) よ り 終了 ( K = 1 ) ま で近似 的 に (3)式 に 従 う の は 明 ら か で あ る 。 従っ て 、 '
K
< 0 . 8 f s
σ ό
で 0 . 8 ( n ( V . / V Λ ) )
K
π
Κ : 空間 的配置 に かかわ る 因子
を溝 た す範囲 に する と 、 変態の 開始点か ら終了点 ま で 、 広い 範囲 で 測定 が可 能 と なる 。
以上 に のべ た よ う な方法で測定 し たバッ チ状態で の実 施例結果 を第 4 a 図 に示 す 。 第 4 b 図の 写真 は被検体の 変態の進行の度合を示 し て い て 、 測定値.上の番号 に 対応 す る 。 こ の写真の 中 で 白 い 大き な領域 は フ ェ ラ イ 卜 を示
O PI
、 1PO _ し ていて 、 左 ( 変態量率 0 % ) から右 ( 変態量率 8 0 % ) になる につれて 、 フエライ 卜 の領域は大き く な り 、 変態 が進行し ている こ とが判る。 それに ともなっ て、 受信コ ィ ルから得られる測定値は璩少 し てい く 。
このよ o に得ら れた.測定値を式(3)にあて はめて 、 変態 量率 K に "! 5 巧処理装置 2 7 に よっ て変換 し 、 表示部 2 8 で表示する。
以上のごと く 、 本発明 は測定する板厚に応じて 、 発振 器の周浚数を調整 し て、 変態の開始点よ り 、 終了点まで の広い範囲 に対 して、 最も感度の良い測定を行える 。
なお、 上記の実施例では被検体の板厚があつ く なる場 合、 低い周波数を使用する事が必要であるが低い周波数 を使用 する場合に は、 受信信号の感度が小さ く なる とい う欠点が生 じる 。 この欠点を解決するため に 、 基本 とな るシステムを第 5 図のよ う に改良 し t 。
基本システムにおいて 、 被検体の厚みに対応 し た周波 数の制限をお こなわなければな ら ないが、 こ れはま わ り こみ磁界に よるあのなので、 受信セ ンサー に達する まわ り こみ磁界を小さ く するのがよい。 こ のために 、 受信セ ンサーを送信セ ンサー に対する面のみを開放に し た透磁 率の大きな材質でできた遮蔽扳 4 1 、 お よび遮蔽カ ップ 4 2 で覆っ た
遮蔽、 および遮蔽力 ップの外形を第 6 図に しめす。
この よ o に改良する事で、 (5)式における K Q の値をた かめる事がでさ、 周 じ板厚でも高い周波数を使用するこ
Ο ΡΙ と が で さ る 。
こ の実施例 に おい て 、 遮蔽板 と遮蔽 力 ップ と 両方を使 用 し た場合を述べ た が 、 第 6 図 に 示す よ う な派生 的な使 用 法で も良い 。 こ こで 、 ( a ) は遮蔽板の みの場合、 (b ) は遮蔽カ ップの みの場合、 ( c ) は遮蔽 力 ップの かわ り に 高い透磁率を持つ 円 筒管を利用 し た 場合、 ( d ) は送信 コ ィ ル、 受信 コ イ ルの両方を遮蔽 カ ップで覆っ た 場合を示 す 。
ま た 、 上記実施例で は 、 受信 3 ィ ル に 生 じ る誘起電圧 の大き さ の情報を使用 し た が 、 誘起電圧の位相成分 につ いて も同様の情報 をおつ て いる の で 、 位相情報 を 誘起電 圧の振幅情報の かわ り に 利用 し て お よ い
以上、 連 波 に よ る変態量測定の勤作 に つ い て説明 し た が 、 送信 コ イ ル に 流 す電流 はパルス電流で ち ょ い 。
そ こ で 、 パルス波の動作 に つ い て 説明 する 。
2 1 の送信 コ ィ ル に パルス波を流 し た 場合 、 周知 の ご と ぐ 、 板状の被検体の表 jg に は渦電流が生 じ る 。 こ の渦 電流 は板を下方 に 伝播 し て い ぎ 、 受信 コ ィ ル 2 2 の周 囲 に パルス状の磁場を作る 。 こ の磁場の変化 に よ っ て 2 2 の コ ィ ルの 両端 に電圧が誘起さ れる が 、 パルス 電流 I を 次式 と し た場合、
I = I ( t ) ( n T≤ t ぐ n 丁 + )
0 ( n T + t 0 t < { n + ) T ) た だ し 、 η = 0 , 1 , 2 , 3 , ·· ···
中心周波数を f と す る と
O PI 誘起電圧 V :
d
I o ( て 一厶 t〉 ) exp ( - V" π f σ d )
V = K t ( 伝播時間 Δ t
u σ
厶 t χ d 透磁率 周 波数
V 4 π 伝導率 d 被検体の板厚 透過速度 ひ :
σ
Ό 4 7Γ f
o
と 近似的 に なる 。
この 滴電流の透過速度 ひ は f = 1 Khz 、
= 1 5 0 X 4 π X 1 0 "7H / > σ - 8 x 1 0
ひ / m 、 d = 3層で 、 約 3 mZsec .で電磁波の進行速度 3 X 1 08 in/ sec に比較 し て非常 に小さい 。 本発明 は こ の事を利用 し て い る 。 すなわ ち 、 被検体を透過 し て く る は被検体を まわ り こ んで く る信号に比べて Δ tだ け遅れる た め 、 被検体を透過 し て く る信号 と ま わ り こ ん で く る信号を分離す る事が可能 と なる 。
第 7図 に送信パルス の形状 と 変態進行に伴う 受信パル スの形状の一例を示 し て いる 。 一方ま わ り こ み信号 は : V = V ε ( t ) ( n T≤ t < n T + t 0 )
0 ( n T + 0 ≤ t < ( n + 1 ) T ) と なる
し たがっ て 、 2 2 の受信コ イルで受信さ れた信号を
2 6 の増幅器に よ つ て増幅 し 2 7 の信号処理回 路 に お い て 、 π τ + t 0 ≤ t < { n + 1 ) T の みの信号 に 着 目 す る と 、 ま わ り こ み信号の効果を消去する事が可 能 と なる こ の よ う に 、 ま わ り こ み信号 と 透過信号が分離さ れ 、 こ の透過信号の大き さ に よ っ て 、 変態率量を計算 し 、 2 8 の表示部で表示す る 。
交番 流あ よびパルス電流の動作 に つ い て 、 説明 し た が 、 交番電流を使用 し た 場合 、 被検体の板厚 に 関連 し fc 測定 限界が存在 す る 。 し かる一方パルス電流 に よ る 測定 で は 、 連 π波 に よ る測定 に 比べ て 、 フ ー リ エ級数展開 と m o m味で の そ の信号を構成 し て いる多数の周 波数成分 に対 し て 遅延お よ び減衰 を受け る た め 、 被検体を透過 し た信号が複雑な波形 と な り 、 精度の面で は お と る と い う 欠点が存在 す る
そ こ 、 ¾ ι体の条件 に よつ て は ( た と え ば 、 厚い場 合 ) 、 変態初期 に お い て 測定 の感度 に 問題の な い周 波数 を用 い た交番電流を使用 し て 、 測定精度を確保 す る と と も に 、 交番電流で 測定で ぎ ない頜域で は連続電流 一 パル ス電流切換え装置 2 9 で 、 パルス電流 に 切 り 換え て 測定 する方法も採 り ^る 。 本 ·発明の構成要素に つ い て は 、 送 信コ ィ ルの直前 に あるパヮ ー ァ ンプ、 受信コ ィ ル後段 に あ る チユ ー ン ド ア ン— r "、一—増—in は本発明 の所用 構成要素 で は な く 、 場合 に よっ て は省 く こ と も可能で ¾あ り 、 そ れ ら に 準ず る も の 、 た と え ば 、 チュ ー ン ド ァ ンプ を ロ ッ ク イ ン ア ンプ等 に代替 し て あ よ い 。
次に ホ ッ 卜 ス 卜 リ ッ プ ミ ル仕上げ圧延後 の冷 ゾ ー ン
ΟΜΡΙ である ラ ン ァゥ 卜 テ ープルに述ベ た本発明の変態毚率セ ンサー の実施例 につ いて第 8 図で述べる。
こ こで、 4 3 はホッ 卜 ス 卜 リ ップミ ル仕上げ圧延機、
4 4 はラン ァ ゥ 卜 テ ープル、 4 5 は冷却水、 4 6 の S 1
5 2 , … … S 5 は一群のセ ンサーコ イ ルを示す。 4 7 は 測定対象 となる熟延板で 、 4 8 はコイ ラ一である。
第 9 図に上記実施例の結果を示す。 熟延板はおよそ 4 顧厚の S 5 0 《 日本ェ業規格 ) で 5 0 0 m / ra i n の速 度でラ ン ァゥ 卜 テー アルを通過する。 こ の際、 前記連続 法を使用 し 、 ラ ンァ ゥ 卜 テ ーブル上に並べ ら れた各セ ン サ一 の位置での出力測定値およ び変態 a率の一例を示 し ている
この実施例 において は、 交番電流を変態量率 0 〜
1 0 0 %の全範囲で用 いた 。 波形は正弦波で周波数は
5 0 0 H z である。 —
送受信コィル と受信コイルの間隔は 3 0 0 鲰でその間 を被検体である麹板が通過する 。
各送受信コ ィルの間隔は等間隔で本実施例の場合 s と s 2 の藺隔は 3 0 11である 。
本実施例の場合第 4 図に示す遮蔽板を用 いた 。
上記実施例で は、 ランア ウ ト テ一プル上に多数の セ ン サーを並べて測定 したが、 セ ンサーの数は本発明 に とつ て本質的な問題でない。
セ ンサーをラ ンァ ゥ 卜 テーブル上に一つ置き、 その情 報を利用 し て 、 熱延板の冷却等の — J ン 卜 ロ ールをおこな
ΟΜΡΙ 本実施例 の よ う に 被測定板厚が 4顧 の場合 に は 、 交番 電流で変態量率が 0〜 1 0 0 %の範囲で十分測定可能で あ る 。
被測定鋼帯厚が 5廳の時、 5 0〜 7 0 %の変態量率で 交番電流か らパル ス電流 に ^替え て 測定 し た 結果第 9 図 と周様の結果が得 ら れた 。
この 時のパルス電流 は 、 peak to peak 1 0 Vの電圧 印加 に よ り 、 ノ ルス巾 は 1 msec/\°ル ス発信周期 は 1 0 m s e cで あっ た 。
OMPI WIPO

Claims

請求の範囲
Figure imgf000018_0001
o n と し た 事を特徴 と する請求の範囲第 1 項か ら 第 3 項記載 の いずれか 1 項の変態量率の測定方法 。
5 . 被検体を ま わ り こ んで く る信号 を 防止す る た め に 、 送信セ ンサ ー に相対 する面の み開放 し た 遮薮板お よ ぴ遮蔽カ ップで受信 セ ン サ ー を覆 う こ と を特徴 と す る 請 求の範囲第 1 項か ら 第 4 項記載の いず れか 1 項の変態蠆 率の 測定方法。
6 . 信号発生器 よ り 信号電流を受ける送信 コ イ ル と 信号処理装置を介 し て 表示部 に 電気信号を送る受信 コ ィ ル と を備え 、 前記送信 コ イ ル と 受信 コ イ ル と を相対向 さ せ 、 そ の 間 に 被検体を位 置さ せ て 被検体の変態量率を検 出 する こ と を特徴 と する変態量率測定装置 σ
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