JPH05281063A - 鋼材の張力測定装置 - Google Patents
鋼材の張力測定装置Info
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- JPH05281063A JPH05281063A JP4080728A JP8072892A JPH05281063A JP H05281063 A JPH05281063 A JP H05281063A JP 4080728 A JP4080728 A JP 4080728A JP 8072892 A JP8072892 A JP 8072892A JP H05281063 A JPH05281063 A JP H05281063A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧延における棒鋼あるいは線材にかかる張力
を、悪環境下でも非接触で連続して測定する。 【構成】 同芯軸上に巻かれた励磁コイル５と励磁コイ
ル５の内側に巻かれた検出コイル４と、励磁コイル５の
外側周に設けた被検材Ｍを磁化するための磁化コイル６
からなる検出部Ｓと、検出コイル４からの信号を直流に
変換する全波整流部８と被検材Ｍの測温値から所定の補
正演算を行う演算部１１と、整流部８の直流信号と演算
部１１の補正信号との差分演算を行う差分演算部１２を
有する。 【効果】 被検材Ｍの温度変化の影響が実質上ない測定
信号が、悪環境下でも正確に得られる。
を、悪環境下でも非接触で連続して測定する。 【構成】 同芯軸上に巻かれた励磁コイル５と励磁コイ
ル５の内側に巻かれた検出コイル４と、励磁コイル５の
外側周に設けた被検材Ｍを磁化するための磁化コイル６
からなる検出部Ｓと、検出コイル４からの信号を直流に
変換する全波整流部８と被検材Ｍの測温値から所定の補
正演算を行う演算部１１と、整流部８の直流信号と演算
部１１の補正信号との差分演算を行う差分演算部１２を
有する。 【効果】 被検材Ｍの温度変化の影響が実質上ない測定
信号が、悪環境下でも正確に得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延中における棒鋼あ
るいは線材にかかる張力を、被検材と電気コイルの間の
電磁的特性を利用し非接触で連続して測定する装置に関
するものである。
るいは線材にかかる張力を、被検材と電気コイルの間の
電磁的特性を利用し非接触で連続して測定する装置に関
するものである。
【０００２】
【従来技術】一般に圧延機等における鋼材の寸法精度の
良否は、鋼材の歩留まり，品質を左右する要素であり、
それを決定するのは特に熱間圧延中における圧下制御の
他に被検材張力を常に把握し一定に制御する事が最良の
手段であることが認識され、圧延中の鋼材の張力を精度
良く検出する方式の開発が要望されている。
良否は、鋼材の歩留まり，品質を左右する要素であり、
それを決定するのは特に熱間圧延中における圧下制御の
他に被検材張力を常に把握し一定に制御する事が最良の
手段であることが認識され、圧延中の鋼材の張力を精度
良く検出する方式の開発が要望されている。
【０００３】たとえば特開昭５７−１９７４３４号公報
には、検出コイルと鋼材により磁気回路を構成してお
き、鋼材に掛かる張力により鋼材の透磁率が変化する性
質を利用した張力測定装置が提案されている。これは測
定対象鋼材すなわち被検材の張力あるいは圧縮力による
透磁率を検出し検出した透磁率より張力を算出するもの
であり、透磁率測定素子と測定対象鋼材との間隔をいか
に一定に維持するかが測定上の大きな問題であって、押
圧力センサで間隔を検出し該間隔を一定に維持する。
には、検出コイルと鋼材により磁気回路を構成してお
き、鋼材に掛かる張力により鋼材の透磁率が変化する性
質を利用した張力測定装置が提案されている。これは測
定対象鋼材すなわち被検材の張力あるいは圧縮力による
透磁率を検出し検出した透磁率より張力を算出するもの
であり、透磁率測定素子と測定対象鋼材との間隔をいか
に一定に維持するかが測定上の大きな問題であって、押
圧力センサで間隔を検出し該間隔を一定に維持する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
張力測定装置によれば透磁率測定素子と対象物との設置
精度すなわち間隔設定精度は重要な要素の一つである
が、移動する測定対象鋼材を連続測定する際に、一定の
間隙，押圧力の維持が困難であり、間隔が動揺して正確
な測定ができない。また透磁率を検出原理としているた
め非磁性体金属の測定は、不可能である。また、強磁性
体金属の透磁率は温度変化による影響が大きくしかも複
雑に変化するのでそれを補償する方法を適用するための
装置がなく、実用上信頼性の良い測定は困難であった。
張力測定装置によれば透磁率測定素子と対象物との設置
精度すなわち間隔設定精度は重要な要素の一つである
が、移動する測定対象鋼材を連続測定する際に、一定の
間隙，押圧力の維持が困難であり、間隔が動揺して正確
な測定ができない。また透磁率を検出原理としているた
め非磁性体金属の測定は、不可能である。また、強磁性
体金属の透磁率は温度変化による影響が大きくしかも複
雑に変化するのでそれを補償する方法を適用するための
装置がなく、実用上信頼性の良い測定は困難であった。
【０００５】本発明の目的は、被検材を磁化コイルによ
り磁気飽和させ実質的に比透磁率を一とし、温度による
導電率変動を補正し張力による被検材の導電率の変化成
分のみを抽出する事により鉄，非金属に関わらず測定可
能な張力測定装置を提供する事にある。
り磁気飽和させ実質的に比透磁率を一とし、温度による
導電率変動を補正し張力による被検材の導電率の変化成
分のみを抽出する事により鉄，非金属に関わらず測定可
能な張力測定装置を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の棒鋼あるいは線
材の張力測定装置は、同芯軸上に巻かれた励磁コイル
(5)と該励磁コイル(5)の内側に巻かれた検出コイル(4)
と、前記励磁コイル(5)の外側周に設けた被検材(M)を磁
化するための磁化コイル(6)からなる検出部(S)と、検出
コイル(4)からの信号を直流に変換する全波整流部(8)と
被検材(M)の測温値を基に補正演算を行う演算部(11)と
前記直流信号と補正演算信号との差分演算を行う差分演
算部(12)とから構成される事を特徴とする。なお、カッ
コ内の記号は、図面に示し後述する実施例の対応要素を
示す。
材の張力測定装置は、同芯軸上に巻かれた励磁コイル
(5)と該励磁コイル(5)の内側に巻かれた検出コイル(4)
と、前記励磁コイル(5)の外側周に設けた被検材(M)を磁
化するための磁化コイル(6)からなる検出部(S)と、検出
コイル(4)からの信号を直流に変換する全波整流部(8)と
被検材(M)の測温値を基に補正演算を行う演算部(11)と
前記直流信号と補正演算信号との差分演算を行う差分演
算部(12)とから構成される事を特徴とする。なお、カッ
コ内の記号は、図面に示し後述する実施例の対応要素を
示す。
【０００７】
【作用】検出部(S)に被検材(M)を貫通させた状態で磁化
コイル(6)が被検材(M)を磁気飽和させ被検材(M)の比透
磁率を実質的に一とする。励磁コイル(5)が被検材(M)を
磁化する。この磁化に対応して検出コイル(4)が電圧を
発生するが、この電圧は、被検材(M)の導電率に対応
し、該導電率は被検材(M)の張力の影響を受ける。すな
わち、検出コイル(4)が発生する電圧は被検材(M)の張力
に依存する。この電圧すなわち検出信号を、全波整流部
(8)が直流に変換する。この直流と被検材(M)の測温値か
ら、演算部(11)が導電率の温度補正演算を行し、差分演
算部(12)が、温度補正演算出力信号と全波整流部(8)の
直流出力信号との差分をとりその出力を張力信号とす
る。
コイル(6)が被検材(M)を磁気飽和させ被検材(M)の比透
磁率を実質的に一とする。励磁コイル(5)が被検材(M)を
磁化する。この磁化に対応して検出コイル(4)が電圧を
発生するが、この電圧は、被検材(M)の導電率に対応
し、該導電率は被検材(M)の張力の影響を受ける。すな
わち、検出コイル(4)が発生する電圧は被検材(M)の張力
に依存する。この電圧すなわち検出信号を、全波整流部
(8)が直流に変換する。この直流と被検材(M)の測温値か
ら、演算部(11)が導電率の温度補正演算を行し、差分演
算部(12)が、温度補正演算出力信号と全波整流部(8)の
直流出力信号との差分をとりその出力を張力信号とす
る。
【０００８】より具体的に説明すると、被検材(M)は、
中空円筒構造の検出部(S)の中心位置を貫通している。
交番電流を励磁コイル(5)に通電すると共に、磁化コイ
ル(6)に直流電流を通電し被検材(M)を完全に磁気飽和さ
せる。このとき励磁コイル(5)で生成された磁界が、被
検材(M)に作用し渦電流が流れそれによる二次磁界が生
成され合成された磁界が検出コイル(4)と鎖交し、検出
コイル(4)には、交番電圧が誘起される。この誘起電圧
は、被検材(M)の導電率，透磁率および励振周波数に比
例し、さらに充填率（被検材Mの半径ｂ／検出コイル4の
半径ａ）の二乗に反比例する電圧信号である。すなわち
被検材(M)を同心に含む場合、被検材(M)内の渦流損によ
って抵抗成分あるいはリアクタンス成分が変化するが、
その変化要因として独立なパラメータは、正規化周波数
Ｆと充填率の二つである。
中空円筒構造の検出部(S)の中心位置を貫通している。
交番電流を励磁コイル(5)に通電すると共に、磁化コイ
ル(6)に直流電流を通電し被検材(M)を完全に磁気飽和さ
せる。このとき励磁コイル(5)で生成された磁界が、被
検材(M)に作用し渦電流が流れそれによる二次磁界が生
成され合成された磁界が検出コイル(4)と鎖交し、検出
コイル(4)には、交番電圧が誘起される。この誘起電圧
は、被検材(M)の導電率，透磁率および励振周波数に比
例し、さらに充填率（被検材Mの半径ｂ／検出コイル4の
半径ａ）の二乗に反比例する電圧信号である。すなわち
被検材(M)を同心に含む場合、被検材(M)内の渦流損によ
って抵抗成分あるいはリアクタンス成分が変化するが、
その変化要因として独立なパラメータは、正規化周波数
Ｆと充填率の二つである。
【０００９】ここで、正規化周波数Ｆは Ｆ≡ωＬ2 ／Ｒ2 ≡２πｆμσａ2 ・・・(1) ただし ｆ：励振周波数 ［Ｈｚ］ ａ：検出
コイルの半径 ［ｍ］ μ：導体の透磁率 ［Ｈ／ｍ］ Ｒ2 :導体の抵抗成
分 ［Ω］ σ：導体の導電率 ［Ωｍ］ ωＬ2 :導体のリアク
タン ［Ω］ ここで、予め導体（被検材M）を磁気飽和したもとで正
規化周波数Ｆは、励振周波数ｆ,コイル半径ａおよび導
体（被検材M)の導電率σによって決まり、すなわち導体
に生ずるインダクタンスと抵抗成分の比で表記でき、ま
た充填率による成分は、導体の形状およびコイル仕様が
決まれば一定であって検出信号に寄与しないので後述す
る信号処理回路でキャンセルする。以上のように検出さ
れた誘起電圧信号は、定電流の一定周波数でしかも磁気
飽和させた時の信号であり、導体の導電率σに起因する
変化を検出することができる。すなわち金属導体は、外
部から張力をかけると導電率は内部応力にほぼ反比例し
変化する特性を有する。また温度上昇に反比例すること
も周知である。
コイルの半径 ［ｍ］ μ：導体の透磁率 ［Ｈ／ｍ］ Ｒ2 :導体の抵抗成
分 ［Ω］ σ：導体の導電率 ［Ωｍ］ ωＬ2 :導体のリアク
タン ［Ω］ ここで、予め導体（被検材M）を磁気飽和したもとで正
規化周波数Ｆは、励振周波数ｆ,コイル半径ａおよび導
体（被検材M)の導電率σによって決まり、すなわち導体
に生ずるインダクタンスと抵抗成分の比で表記でき、ま
た充填率による成分は、導体の形状およびコイル仕様が
決まれば一定であって検出信号に寄与しないので後述す
る信号処理回路でキャンセルする。以上のように検出さ
れた誘起電圧信号は、定電流の一定周波数でしかも磁気
飽和させた時の信号であり、導体の導電率σに起因する
変化を検出することができる。すなわち金属導体は、外
部から張力をかけると導電率は内部応力にほぼ反比例し
変化する特性を有する。また温度上昇に反比例すること
も周知である。
【００１０】従って被検材M(上記導体)に張力がかかる
と被検材(M)の渦電流は減少し、検出コイル(4)に誘起さ
れる電圧信号は、無張力時に比べ導電率の低下に相応し
て増加する。また、被検材固有の温度による導電率特性
を持っているので、この温度特性テーブルを準備してお
き、導体の温度に相当する導電率の増加率を求め、その
増加率と張力を掛けたときに得られる検出コイルの誘起
電圧信号との積を補正量とする。次いで誘起電圧信号と
前記した補正量との差分演算をする事によって高精度の
張力信号を得る。
と被検材(M)の渦電流は減少し、検出コイル(4)に誘起さ
れる電圧信号は、無張力時に比べ導電率の低下に相応し
て増加する。また、被検材固有の温度による導電率特性
を持っているので、この温度特性テーブルを準備してお
き、導体の温度に相当する導電率の増加率を求め、その
増加率と張力を掛けたときに得られる検出コイルの誘起
電圧信号との積を補正量とする。次いで誘起電圧信号と
前記した補正量との差分演算をする事によって高精度の
張力信号を得る。
【００１１】
【実施例】図１に、本発明の一実施例の概要を示す。図
１において、１は発振器、２は発振器１の出力を増幅し
かつ定電流機能を有する電力増幅器、３は直流電源、Ｍ
は被検材、Ｓは検出部、６は被検材Ｍを完全に磁気飽和
させるための磁化コイルである。
１において、１は発振器、２は発振器１の出力を増幅し
かつ定電流機能を有する電力増幅器、３は直流電源、Ｍ
は被検材、Ｓは検出部、６は被検材Ｍを完全に磁気飽和
させるための磁化コイルである。
【００１２】図２に、検出部Ｓの断面を示す。検出部Ｓ
は、同心軸上にコイル４〜６を巻回した貫通型コイルで
あり、その貫通穴を被検材Ｍが通過する。図２には図示
していないが、検出部Ｓの前後には圧延機があり被検材
Ｍに張力がかかるようになっている。検出部Ｓの構成
は、内周側より検出コイル４，励磁コイル５，さらにそ
の外周上に磁化コイル６が巻回されている。検出コイル
４の出力信号は、信号増幅器７により増幅されて両波整
流器８で交流信号から直流信号に変換される。直流増幅
器９は、前記両波整流器８の直流信号を増幅するととも
に、バイアス調整器１０から直流電圧信号が入力され差
分演算を行う。即ち被検材Ｍを無張力状態で検出部を通
過させるとその時の充填率および導電率によって決まる
直流信号が直流増幅器９から出力されるので、それと同
等の負の電圧をバイアス調整器１０に設定し、この負の
電圧を両波整流器８の直流信号に加算し、無張力時の直
流増幅器９の出力を零電圧とする。Ｔは温度センサで、
被検材Ｍの測温を行う。温度補正演算器１１に、温度セ
ンサＴの温度情報と直流増幅器９の信号が入力され、温
度補正演算器１１は、これらの信号に基づいて、被検材
Ｍの導電率σの温度変化対応の変化量を補正する。この
補正信号と直流増幅器９の信号が差分演算器１２に与え
られる。差分演算器１２は、直流増幅器９の信号より温
度補正演算器１１の補正信号を減算した差分値信号を出
力する。
は、同心軸上にコイル４〜６を巻回した貫通型コイルで
あり、その貫通穴を被検材Ｍが通過する。図２には図示
していないが、検出部Ｓの前後には圧延機があり被検材
Ｍに張力がかかるようになっている。検出部Ｓの構成
は、内周側より検出コイル４，励磁コイル５，さらにそ
の外周上に磁化コイル６が巻回されている。検出コイル
４の出力信号は、信号増幅器７により増幅されて両波整
流器８で交流信号から直流信号に変換される。直流増幅
器９は、前記両波整流器８の直流信号を増幅するととも
に、バイアス調整器１０から直流電圧信号が入力され差
分演算を行う。即ち被検材Ｍを無張力状態で検出部を通
過させるとその時の充填率および導電率によって決まる
直流信号が直流増幅器９から出力されるので、それと同
等の負の電圧をバイアス調整器１０に設定し、この負の
電圧を両波整流器８の直流信号に加算し、無張力時の直
流増幅器９の出力を零電圧とする。Ｔは温度センサで、
被検材Ｍの測温を行う。温度補正演算器１１に、温度セ
ンサＴの温度情報と直流増幅器９の信号が入力され、温
度補正演算器１１は、これらの信号に基づいて、被検材
Ｍの導電率σの温度変化対応の変化量を補正する。この
補正信号と直流増幅器９の信号が差分演算器１２に与え
られる。差分演算器１２は、直流増幅器９の信号より温
度補正演算器１１の補正信号を減算した差分値信号を出
力する。
【００１３】検出部Ｓの励磁コイル５の長さＬとその直
径Ｄの比Ｌ／Ｄは少なくとも３以上とすることが好まし
い。すなわち、Ｌ／Ｄが小さいと励振コイル５で生成さ
れる磁束密度分布が非線形となるため被検材Ｍの通過位
置がずれることにより検出コイル４の検出電圧が変化し
誤差の原因となる。また図示していないが、検出コイル
４は可能な限り励磁コイル５の長さＬに対して充分短い
方がよく、高精度を維持するためには、発明者等によれ
ば、検出コイル４の長さＬ’と励磁コイル５の長さＬの
比Ｌ’／Ｌは１／５０以下が好ましいという結果を得
た。
径Ｄの比Ｌ／Ｄは少なくとも３以上とすることが好まし
い。すなわち、Ｌ／Ｄが小さいと励振コイル５で生成さ
れる磁束密度分布が非線形となるため被検材Ｍの通過位
置がずれることにより検出コイル４の検出電圧が変化し
誤差の原因となる。また図示していないが、検出コイル
４は可能な限り励磁コイル５の長さＬに対して充分短い
方がよく、高精度を維持するためには、発明者等によれ
ば、検出コイル４の長さＬ’と励磁コイル５の長さＬの
比Ｌ’／Ｌは１／５０以下が好ましいという結果を得
た。
【００１４】図６に、比Ｌ／Ｄによる検出信号のレベル
シフトを示す。このグラフは、直径１０ｍｍの被検材
を、Ｌ／Ｄをパラメータとし励磁コイル５の横断面中心
点から左右に移動したときの検出コイル４の相対出力を
示し、充填率（ν）が同じでも中心点からの位置ずれが
大きくなるほど出力が低下しこれが誤差となる。被検材
Ｍの位置変動による測定誤差を軽減するためには、少な
くともＬ／Ｄが３以上必要である。ちなみにコイル仕様
を記述すると、 励磁コイル５：内側直径 ５０ｍｍ、長さ １５０ｍ
ｍ、 検出コイル４：外側直径 ５０ｍｍ、長さ ３ｍｍ、 である。
シフトを示す。このグラフは、直径１０ｍｍの被検材
を、Ｌ／Ｄをパラメータとし励磁コイル５の横断面中心
点から左右に移動したときの検出コイル４の相対出力を
示し、充填率（ν）が同じでも中心点からの位置ずれが
大きくなるほど出力が低下しこれが誤差となる。被検材
Ｍの位置変動による測定誤差を軽減するためには、少な
くともＬ／Ｄが３以上必要である。ちなみにコイル仕様
を記述すると、 励磁コイル５：内側直径 ５０ｍｍ、長さ １５０ｍ
ｍ、 検出コイル４：外側直径 ５０ｍｍ、長さ ３ｍｍ、 である。
【００１５】被検材Ｍに張力がかかると、直流増幅器９
により、温度および張力による導電率変化の重畳された
電圧信号が出力され、この電圧Ｖｅは、 Ｖｅ＝Ｋ｛ｆ（σ1 ΔＴ），ｆ（σ1’ΔＨ），ｆ（ν）｝ ・・・(2) となる。ただし、 ｋ：励振コイル電流および検出部構
造で決まる定数、 σ1 ΔＴ：温度変化による導電率変化、 σ1’ΔＨ：張力変化による導電率変化、 ν：充填率、 である。上記(2)式において、ｆ（ν）成分は張力に依
存しない直流成分であり、被検材Ｍが存在しかつ無張力
時の直流増幅器９の出力レベルに相当する。これは、バ
イアス調整器１０により直流増幅器９で差分演算により
キャンセルされる。また、ｆ（σ1 ΔＴ）成分は、補正
演算器１１で温度による導電率の変化量（σ1 ΔＴ）を
近以的に変換し、変換値と、直流増幅器９のｆ（ν）成
分を相殺した出力との積で得られる。この積を差分演算
器１２が、直流増幅器９のｆ（ν）成分を相殺した出力
から相殺する。かくして、差分増幅器１２の出力は、ｆ
（σ1’ΔＨ）成分となり、目的とする張力信号が得ら
れる。この信号を得るための鋼材の導伝率特性について
明らかにする。
により、温度および張力による導電率変化の重畳された
電圧信号が出力され、この電圧Ｖｅは、 Ｖｅ＝Ｋ｛ｆ（σ1 ΔＴ），ｆ（σ1’ΔＨ），ｆ（ν）｝ ・・・(2) となる。ただし、 ｋ：励振コイル電流および検出部構
造で決まる定数、 σ1 ΔＴ：温度変化による導電率変化、 σ1’ΔＨ：張力変化による導電率変化、 ν：充填率、 である。上記(2)式において、ｆ（ν）成分は張力に依
存しない直流成分であり、被検材Ｍが存在しかつ無張力
時の直流増幅器９の出力レベルに相当する。これは、バ
イアス調整器１０により直流増幅器９で差分演算により
キャンセルされる。また、ｆ（σ1 ΔＴ）成分は、補正
演算器１１で温度による導電率の変化量（σ1 ΔＴ）を
近以的に変換し、変換値と、直流増幅器９のｆ（ν）成
分を相殺した出力との積で得られる。この積を差分演算
器１２が、直流増幅器９のｆ（ν）成分を相殺した出力
から相殺する。かくして、差分増幅器１２の出力は、ｆ
（σ1’ΔＨ）成分となり、目的とする張力信号が得ら
れる。この信号を得るための鋼材の導伝率特性について
明らかにする。
【００１６】図４には、鋼材の温度による比抵抗率（１
／σ）を示す。図４から明らかなように約９００°Ｋま
ではほぼ温度に比例した比抵抗率の変化がみられ従って
温度情報をもとにその補正を実現できる。一方、鋼材の
加工度（張力）による抵抗率の増加率を図５に示す。
／σ）を示す。図４から明らかなように約９００°Ｋま
ではほぼ温度に比例した比抵抗率の変化がみられ従って
温度情報をもとにその補正を実現できる。一方、鋼材の
加工度（張力）による抵抗率の増加率を図５に示す。
【００１７】図５において、横軸は加工度を、弾性限界
を１００％として示し、縦軸は抵抗率の増加率を示す。
抵抗率の増加率は、弾性限界点１００％において約２０
％変化し飽和状態となる全体として非線形な変化をして
いるが、発明者等の対象とする張力（応力）範囲の加工
率は４０％以下であり、この範囲ではほぼ線形でありこ
のように鋼材の加工度による導電率特性により、差分増
幅器１２の出力を、張力にほぼ比例する信号として出力
することが可能である。
を１００％として示し、縦軸は抵抗率の増加率を示す。
抵抗率の増加率は、弾性限界点１００％において約２０
％変化し飽和状態となる全体として非線形な変化をして
いるが、発明者等の対象とする張力（応力）範囲の加工
率は４０％以下であり、この範囲ではほぼ線形でありこ
のように鋼材の加工度による導電率特性により、差分増
幅器１２の出力を、張力にほぼ比例する信号として出力
することが可能である。
【００１８】図３に、図１に示す装置による張力測定結
果を示す。図３の横軸は張力（応力）を示す。縦軸は直
流増幅器９および差分増幅器１２の出力レベルを示し、
張力（応力）５ｋｇｆ／ｍｍ2 のときの差分増幅器１２
の出力レベルを基準（１００％）とした相対値を示す。
図３中の曲線ａは、直流増幅器９で得られた、温度補正
前の信号であり、温度および張力による導電率変化分が
重畳された特性を示す。図３中の曲線ｂは、温度補正後
の、真の張力特性を示している。この測定例は、直径１
０ｍｍの鋼材を約５００℃昇温した状態で張力をかけて
得たものである。温度補正後のｂ特性に見られるよう
に、張力に良く対応した出力特性が得られている。しか
し低張力下の０．５ｋｇｆ／ｍｍ2では、非線形な特性
を示している。これは被検材Ｍの組成ばらつき、および
信号処理回路系のもつノイズが重畳されＳ／Ｎ比が低下
しているものである。実用領域はこの範囲を越える張力
であるため、この現象は実用上問題は無い。
果を示す。図３の横軸は張力（応力）を示す。縦軸は直
流増幅器９および差分増幅器１２の出力レベルを示し、
張力（応力）５ｋｇｆ／ｍｍ2 のときの差分増幅器１２
の出力レベルを基準（１００％）とした相対値を示す。
図３中の曲線ａは、直流増幅器９で得られた、温度補正
前の信号であり、温度および張力による導電率変化分が
重畳された特性を示す。図３中の曲線ｂは、温度補正後
の、真の張力特性を示している。この測定例は、直径１
０ｍｍの鋼材を約５００℃昇温した状態で張力をかけて
得たものである。温度補正後のｂ特性に見られるよう
に、張力に良く対応した出力特性が得られている。しか
し低張力下の０．５ｋｇｆ／ｍｍ2では、非線形な特性
を示している。これは被検材Ｍの組成ばらつき、および
信号処理回路系のもつノイズが重畳されＳ／Ｎ比が低下
しているものである。実用領域はこの範囲を越える張力
であるため、この現象は実用上問題は無い。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は被検材を非接触で磁気飽和をさせ、透磁率μの影響を
皆無とし、導電率の温度依存性を補正し外部応力による
導電率変化成分のみを分離抽出するので、精度の良い張
力測定が可能になり、特に非接触で、悪環境下でも連続
測定できることからオンラインへ容易に適用することが
できる。また従来圧延プロセスでは、張力のオンライン
測定が困難であったため圧延制御モデルの構造が複雑に
なり、かつ処理時間がかかるなど、応答性，精度等、満
足する制御性能を得ることが困難であったが、本発明を
供することによりシステムの簡素化をはじめ、操業の安
定化，寸法精度の向上，品質向上等に対し高い効果が得
られ、生産性を向上させることができるなどその効果大
である。
は被検材を非接触で磁気飽和をさせ、透磁率μの影響を
皆無とし、導電率の温度依存性を補正し外部応力による
導電率変化成分のみを分離抽出するので、精度の良い張
力測定が可能になり、特に非接触で、悪環境下でも連続
測定できることからオンラインへ容易に適用することが
できる。また従来圧延プロセスでは、張力のオンライン
測定が困難であったため圧延制御モデルの構造が複雑に
なり、かつ処理時間がかかるなど、応答性，精度等、満
足する制御性能を得ることが困難であったが、本発明を
供することによりシステムの簡素化をはじめ、操業の安
定化，寸法精度の向上，品質向上等に対し高い効果が得
られ、生産性を向上させることができるなどその効果大
である。
【図１】 本発明の一実施例の概要を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】 図１に示す検出部Ｓの断面図である。
【図３】 図１に示す直流増幅器９の出力ａと差分増幅
器１２の出力ｂを示すグラフである。
器１２の出力ｂを示すグラフである。
【図４】 鋼材の温度変化による抵抗率変化を示すグラ
フである。
フである。
【図５】 鋼材の加工度による抵抗率の増加率を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】 図２に示す励磁コイル５のＬ／Ｄおよび鋼材
の通過位置ずれによる図１に示す差分増幅器１２の出力
電圧の変動を示すグラフである。
の通過位置ずれによる図１に示す差分増幅器１２の出力
電圧の変動を示すグラフである。
Ｓ：検出部 Ｍ：被検材 １：発振器 ２：定電流電力増幅
器 ３：直流磁化電源 ４：検出コイル ５：励磁コイル ６：磁化コイル ７：信号増幅器 ８：両波整流器 ９：直流増幅器 １０：バイアス調整器 １１：温度補正演算器 １２：差分増幅器
器 ３：直流磁化電源 ４：検出コイル ５：励磁コイル ６：磁化コイル ７：信号増幅器 ８：両波整流器 ９：直流増幅器 １０：バイアス調整器 １１：温度補正演算器 １２：差分増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】棒鋼あるいは線材の張力を電気コイルを用
いて電磁気的に測定する装置において、同芯軸上に巻か
れた励磁コイルと該励磁コイルの内側に巻かれた検出コ
イルと、前記励磁コイルの外側周に設けた被検材を磁化
するための磁化コイルからなる検出部と、検出コイルか
らの信号を直流に変換する全波整流部と被検材の測温値
を基に補正演算を行う演算部と前記直流信号と補正演算
信号との差分演算を行う差分演算部とから構成される事
を特徴とする鋼材の張力測定装置。 - 【請求項２】検出部の励磁コイルの長さＬに対してその
直径Ｄの比Ｌ／Ｄが３以上、検出コイルの長さＬ’は、
励磁コイル長Ｌの１／５０以下である事を特徴とする請
求項１記載の鋼材の張力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4080728A JPH05281063A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 鋼材の張力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4080728A JPH05281063A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 鋼材の張力測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281063A true JPH05281063A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13726436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4080728A Withdrawn JPH05281063A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 鋼材の張力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281063A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100827713B1 (ko) * | 2007-01-12 | 2008-05-07 | (주)에이펙스 솔루션 | 케이블 장력센서에 적용되는 장력산출방법 및 이의도출방법 |
| CN102494829A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 中国矿业大学 | 一种纵向电感式钢丝绳张力检测方法和装置 |
| CN102494827A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 中国矿业大学 | 一种横向电感式钢丝绳张力检测装置及方法 |
| KR20170019046A (ko) * | 2015-08-11 | 2017-02-21 | 한국과학기술원 | 구조물 진단 시스템 및 구조물 진단 시스템의 동작 방법 |
| JP2017134013A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 株式会社オンガエンジニアリング | 複合共振法による非接触応力測定方法及びその測定装置 |
| WO2018101626A1 (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | 한국과학기술원 | 텐던 긴장력 모니터링용 센서와 이를 이용한 텐던의 긴장력 진단 시스템 |
| US10736621B2 (en) * | 2015-02-27 | 2020-08-11 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | System and method for monitoring of a mechanical force |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP4080728A patent/JPH05281063A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100827713B1 (ko) * | 2007-01-12 | 2008-05-07 | (주)에이펙스 솔루션 | 케이블 장력센서에 적용되는 장력산출방법 및 이의도출방법 |
| CN102494829A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 中国矿业大学 | 一种纵向电感式钢丝绳张力检测方法和装置 |
| CN102494827A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 中国矿业大学 | 一种横向电感式钢丝绳张力检测装置及方法 |
| US10736621B2 (en) * | 2015-02-27 | 2020-08-11 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | System and method for monitoring of a mechanical force |
| KR20170019046A (ko) * | 2015-08-11 | 2017-02-21 | 한국과학기술원 | 구조물 진단 시스템 및 구조물 진단 시스템의 동작 방법 |
| JP2017134013A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 株式会社オンガエンジニアリング | 複合共振法による非接触応力測定方法及びその測定装置 |
| WO2018101626A1 (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | 한국과학기술원 | 텐던 긴장력 모니터링용 센서와 이를 이용한 텐던의 긴장력 진단 시스템 |
| KR20180061869A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 한국과학기술원 | 텐던 긴장력 모니터링용 센서와 이를 이용한 텐던의 긴장력 진단 시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |