JP2522732Y2 - 鉄損値測定装置 - Google Patents

鉄損値測定装置

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JP2522732Y2
JP2522732Y2 JP12588690U JP12588690U JP2522732Y2 JP 2522732 Y2 JP2522732 Y2 JP 2522732Y2 JP 12588690 U JP12588690 U JP 12588690U JP 12588690 U JP12588690 U JP 12588690U JP 2522732 Y2 JP2522732 Y2 JP 2522732Y2
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臣知 矢追
道章 石原
勝憲 寺園
伸介 三田
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、強磁性材料、特に磁気特性の良否が問題と
なる電磁鋼板の鉄損を製造中にオンライン測定する鉄損
値測定装置に関するものである。
(従来の技術) 鋼板等の強磁性材料、特に電磁鋼板においては、鉄損
等の磁気特性の良否が品質を左右するため、鉄損を測定
することは品質管理上、操業管理上、重要である。
鉄損をオンラインで分析し得る装置としては、特開昭
49-6961号に係る装置が提案されている。この装置は第
6図に示す両端にフランジを有する角筒状の鉄心コア31
の外側に、第7図に示す如く同一軸心となるように磁束
密度用コイル33を巻装し、その外側の側面に内側から順
に空隙補償用コイル35と磁界用コイル34とを設け、更に
外側に鉄心コア31と同一軸心となるように励磁コイル32
が巻装された構成の検出部30を有している。
しかしながら、この装置による場合は、励磁コイル32
が他のコイル33、34、35の存在により鋼板1より離れて
いるために、第7図に破線にて示すように励磁コイル32
から発生した磁力線の鋼板1表面に垂直方向成分が小さ
くなり、鋼板1に磁力線が侵入しにくい。このため検出
部30は第8図に示すように一定レベルの磁界の強さとな
る長さlを所要長さ得るために励磁コイル長さを長寸と
し、また励磁用電源の出力を増大させる必要があった。
そして、鉄損は単位重量当たりの電力損失値であり、
それを測定する場合には寸法測定の必要上、厚み、幅等
の測定を要する。例えば幅一定の鋼板では厚みのみを測
定すればよいが、その測定のための厚み計36(第7図参
照)は、検出部30の機構上それと同一箇所に配設でき
ず、このため鋼板厚みと電力損失との同一箇所での測定
が困難であった。これを解決するためには鋼板の同一箇
所を測定するように鋼板厚みの測定と電力損失の測定と
のタイミングを同期させればよいが、その場合は装置が
複雑になるという難点があった。
そこで、このような問題点を解決すべくなされたの
が、本願出願人が先に提案した実開昭61-206883号公報
に開示された鉄損測定装置である。これは、貫通型の励
磁コイルを2個用いてこれらによる夫々の磁界成分が1
つの閉磁路を構成するように離隔させて設け、その間に
検出コイルを配して更に、検出コイルの近傍に鋼板等の
断面積に関する寸法を測定する測定器を具備せしめるこ
とにより、励磁用電源の出力を低減させ得、また電力損
失と断面積に関する寸法との略同一箇所の測定が可能と
なって鉄損を正確に測定し得る鉄損測定装置を提供する
ことを目的とする。
そして、この鉄損測定装置は、長手方向に移動してい
る長尺の被測定材の移動域における移動方向の相異なる
位置に被測定材が貫通するように設けてある2個の励磁
コイルと、該励磁コイル間に配設され、被測定材の磁束
密度変化を検出する検出コイルと、該検出コイル近傍に
設けてあり、被測定材の断面積に関する寸法を非磁気的
に測定する測定器とを具備することを特徴とする。
(考案が解決しようとする課題) 上述した電磁鋼板は出荷時、エプスタイン試験により
鉄損を表示することが義務づけられており、このエプス
タイン試験は常温(約23℃)で実施するが、操業時に鉄
損を測定する場合、一般に電磁鋼板の温度は常温ではな
い。ところで、鉄損は、第4図に示すように、鋼板の温
度及びシリコン含有量に依存し、シリコン含有量が小さ
い程影響を受けやすい(A:シリコン含有量大、B:同中、
C:同小)。
したがって、同一の被測定材に対して、操業時に測定
した鉄損と、エプスタイン試験による鉄損とが異なると
いう問題がある。また、エプスタイン試験は、製品をカ
ットして実施するため、全長にわたって測定できず、か
つリアルタイムで測定できない等の理由で操業へ反映で
きないという問題点があった。
本考案は上記問題点に鑑み、操業時に温度に関してエ
プスタイン試験と同じ設定になるように、鉄損測定値を
補正することにより、被測定材出荷時の鉄損(すなほち
エプスタイン試験時の鉄損に相当する)を温度の影響を
受けることなく精度良く、かつ操業時においてリアルタ
イムで連続的に測定できる鉄損測定装置を提供すること
を目的としてなされたものである。
(課題を解決するための手段) 上記問題点を解決するために本考案の鉄損値測定装置
は、長手方向に移動している長尺の被測定材の移動域に
おける移動方向の異なる位置に被測定材が貫通するよう
に設けてある2個の励磁コイルと、該励磁コイル間に配
設されて被測定材の磁束密度変化を検出する検出コイル
と、該検出コイル近傍に設けてあって被測定材の断面積
に関する寸法を非磁気的に測定する測定器と、上記検出
コイル近傍に設けてあって被測定材の温度を測定する材
温計と、該材温計による測定温度及び被測定材のシリコ
ン含有量に応じた温度補正を行って鉄損を算出する鉄損
算出回路とを具備させているのである。
(作用) 本考案は上記した構成によって、検出コイルによる被
測定材の磁束密度と、測定器による被測定材の板厚及び
その幅と、材温計による温度とその温度時におけるシリ
コン含有量に応じた補正値とによって、当該被測定材の
鉄損値を、シリコン含有量及び温度に依存して精度良く
測定することとなる。
(実施例) 以下本考案の実施例を示す図面に基づき詳細に説明す
る。
第1図は本考案の実施例を示すブロック図であり、同
図において、1は製造ライン(図示せず)上をその長手
方向(白抜矢符方向)に移送されている電磁鋼板であ
る。
この電磁鋼板(以下単に「鋼板」という)1の移送域
の移送方向に適当な長さ離隔された2位置には、鋼板1
の幅方向断面寸法よりも内径が大きい励磁コイル2、3
が、鋼板1が貫通するように設けられており、その励磁
コイル2、3夫々の両端はJISにて鉄損測定の場合の周
波数として規定された50Hz又は60Hzの交流電源5に直列
に接続されている。なお励磁コイル2、3は並列に接続
してもよい。
そして、上記励磁コイル2、3間の離隔距離は、第2
図に示すように励磁コイル2、3夫々からの磁力線Hが
1つのループとなった閉磁路をなすように定める。これ
により鋼板1は励磁コイル2、3を通過する際、励磁コ
イル2、3により長手方向に交流磁化され、第3図に示
すように励磁コイル2、3の間には一定の磁束密度が所
要長以上ある安定磁束密度域Eが形成される。
また、励磁コイル2、3間の例えば中央位置には、鋼
板1を巻回して検出コイル4が設けられており、この検
出コイル4は交流電源5の周波数に基づいた50Hz又は60
Hzの基本波と、鋼板1の鉄損等による波形歪にて生じた
150Hz程度の高調波(n×基本波、n=2、3、4…)
と、鋼板磁化過程における鋼板1内磁壁の不連続移動現
象、つまり公知のバルクハウゼン効果にて生ずる高周波
(数KHz〜数100KHz)のバルクハウゼン雑音との3成分
が混在した信号を検出する。なお、検出コイル4には図
示しない磁路長補正コイルが設けられており、磁路長補
正コイルは例えば磁場分布が鋼板1の移送速度や材質等
により変化した場合、予め用意した磁路長補正コイルの
出力−実効磁路長間の険量線により実効磁路長を決定で
きるようになっている。
そして、上記検出コイル4の検出信号は、減衰器6及
び電流制御回路7へ与えられる。電流制御回路7はその
検出された入力信号に基づいて交流電源5の出力電圧を
調節し、励磁コイル2、3から発生する磁界の強度を調
整する。一方、減衰器6は出力側にローパスフィルタ8
が接続されており、検出コイル4からの入力信号レベル
がローパスフィルタ8の入力許容最大電圧を超えないよ
うに減衰率が定められている。
ローパスフィルタ8は第3高周波を除くように例え
ば、100Hzを遮断周波数としている。ローパスフィルタ
8の出力信号は増幅器9にて増幅され、電力計10の電圧
端子へ与えられる。電力計10には上記交流電源5から励
磁電流が給電されるようになっている。従って、上記検
出コイル4、ローパスフィルタ8、電力計10及び交流電
源5はエプスタイン試験装置と同様の構成となってお
り、電力計10は上記励磁電流信号と増幅器9からの電圧
信号とから電力損失を検出し、検出値を鉄損算出回路11
へ与える。
上記励磁コイル2と検出コイル4との間の検出コイル
4に近い位置及び励磁コイル3と検出コイル4との間の
検出コイルに近い位置には、夫々励磁コイル2、3から
の磁力線の影響を受けずに、また検出コイル4の検出信
号に影響を及ぼさずに検出が可能な例えばγ線を用いた
厚み計20及び幅計21が鋼板1に臨ませて設けられてお
り、更に励磁コイル3の近傍には鋼板1の温度を測定す
る材温計22を設けている。そして、厚み計20、幅計21及
び材温計22からの夫々の検出信号は、上記電力計10の出
力信号と共に、鉄損算出回路11に入力されるようになっ
ており、この鉄損算出回路11によって鉄損を演算する。
まず、鉄損算出回路11は、単位重量(1kg)当たりの
鉄損Wを算出すべく、電力損失の検出区間(実効磁路
長)に対応する鋼板1長さl部分の質量に対する電力損
失Pを求める下記式が設定されており、 W=P/ρ・t・w・l(W/kg) … 但し ρ :鋼板の密度 t :鋼板の厚み w :鋼板の幅 したがって、上記厚み計20、幅計21からのt、w、電
力計10からのPの入力によって、上記式に基づき鉄損
Wを算出する。
次に、当該鉄損算出回路11は、上記式に基づき算出
した鉄損Wについて、上記材温計22により測定した鋼板
1の検出温度に応じた温度補正を行なう。すなわち、温
度補正した鉄損をW′とし、検出温度をT(℃)とすれ
ば、 W′=W/{1−α(T−23)} … 但し α:温度の鉄損に与える影響係数 となり、この式により求められた鉄損W′(w/kg)を
記録器16に記録させるものである。ここで、係数αは、
上記第4図に基づいて説明したように、シリコンの含有
量に応じて異なるが、この第4図では例えばA特性は−
0.04%/℃(シリコン含有量大)、B特性は−0.07%/
℃(シリコン含有量中)、C特性は−0.13%/℃(シリ
コン含有量小)であり、鋼板1のシリコン含有量に応じ
て予め設定されているものである。
以上のように、鋼板1を製造ライン上を移送しながら
(すなわちオンラインで)、その鉄損値をリアルタイム
で連続的に測定し、その値を記録器16に記録することが
できるものである。しかも、その鉄損値は鋼板1の温度
に応じ、かつシリコン含有量に応じた温度補正を行って
精度良く測定されて記録されているため、この記録され
た鉄損値は出荷時のエプスタイン試験による鉄損値とし
ても利用できる。そのことを第5図に示す相関図により
説明すると、同図は温度補正した鉄損測定値をエプスタ
イン試験値と比較した結果を示し、各測定位置の鉄損測
定値がエプスタイン値と近似しており、精度良く測定さ
れたことを示している。
(考案の効果) 以上説明したように本考案の鉄損測定装置は、検出コ
イルによる被測定材の磁束密度と、測定器による被測定
材の板厚及びその幅と、材温計による温度とその温度時
におけるシリコン含有量に応じた補正値とによって、当
該被測定材の鉄損値を測定するものであり、製造ライン
におけるオンラインでシリコン含有量及び温度に依存し
て精度良く測定することができる。従って、電磁鋼板の
出荷時に必要な鉄損値を製造工程において精度良く測定
できるばかりでなく、その測定結果をリアルタイムで製
造条件に反映できるものであり、製品の歩留り率を向上
させることができ、非常に有効な鉄損値測定装置であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案鉄損値測定装置の実施例を示すブロック
図、第2図は同装置の励磁磁力線の経路説明図、第3図
は同励磁コイルによる鋼板の磁化状態を示す説明図、第
4図は温度による鉄損値への影響を示す特性図、第5図
は温度補正の効果を示す関係図、第6図は従来例におけ
る検出部の鉄心コアの斜視図、第7図は同コイルを巻装
した状態の断面図、第8図は同磁界状態の特性図であ
る。 1は電磁鋼板、2、3は励磁コイル、4は検出コイル、
11は鉄損算出回路、20は厚み計、21は幅計、22は材温
計。
フロントページの続き (72)考案者 三田 伸介 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属 工業株式会社和歌山製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭49−6961(JP,A) 実開 昭61−206883(JP,U)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】長手方向に移動している長尺の被測定材の
    移動域における移動方向の異なる位置に被測定材が貫通
    するように設けてある2個の励磁コイルと、該励磁コイ
    ル間に配設されて被測定材の磁束密度変化を検出する検
    出コイルと、該検出コイル近傍に設けてあって被測定材
    の断面積に関する寸法を非磁気的に測定する測定器と、
    上記検出コイル近傍に設けてあって被測定材の温度を測
    定する材温計と、該材温計による測定温度及び被測定材
    のシリコン含有量に応じた温度補正を行って鉄損を算出
    する鉄損算出回路とを具備することを特徴とする鉄損値
    測定装置。
JP12588690U 1990-11-27 1990-11-27 鉄損値測定装置 Expired - Lifetime JP2522732Y2 (ja)

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JPH0481081U JPH0481081U (ja) 1992-07-15
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025236B1 (ko) 2009-09-09 2011-03-29 서재철 철손 시험기용 시편 투입장치
KR101051019B1 (ko) 2009-09-09 2011-07-21 서재철 시편의 안정된 상승구조를 갖는 철손 시험기용 시편 투입장치
KR101095465B1 (ko) 2009-09-09 2011-12-16 서재철 간소화된 시편 상승구조를 갖는 철손 시험기용 시편 투입장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025236B1 (ko) 2009-09-09 2011-03-29 서재철 철손 시험기용 시편 투입장치
KR101051019B1 (ko) 2009-09-09 2011-07-21 서재철 시편의 안정된 상승구조를 갖는 철손 시험기용 시편 투입장치
KR101095465B1 (ko) 2009-09-09 2011-12-16 서재철 간소화된 시편 상승구조를 갖는 철손 시험기용 시편 투입장치

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