JPS60247155A - 結晶粒度測定方法及び装置 - Google Patents

結晶粒度測定方法及び装置

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JPS60247155A
JPS60247155A JP10404684A JP10404684A JPS60247155A JP S60247155 A JPS60247155 A JP S60247155A JP 10404684 A JP10404684 A JP 10404684A JP 10404684 A JP10404684 A JP 10404684A JP S60247155 A JPS60247155 A JP S60247155A
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JP
Japan
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coil
magnetization
magnetic
grain size
flux density
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JP10404684A
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English (en)
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Michiaki Ishihara
道章 石原
Takahide Sakamoto
隆秀 坂本
Tatsuo Hiroshima
龍夫 廣島
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • G01N27/725Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables by using magneto-acoustical effects or the Barkhausen effect

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバルクハウゼン雑音に基づいて磁性体の結晶粒
度を測定する方法及びその実施に使用する装置、特にオ
ンラインで測定可能な結晶粒度測定装置に関する。
〔従来技術〕
鋼板の安定供給2品質確認のために鋼板を全域にわたり
検査する必要性が高まっており、これには非破壊検査が
採用されている。
鋼板の品質のうち成形性、加工性等は結晶粒度と関係が
あり、結晶粒度はその評価をする上で重要な指標となる
この結晶粒度を非破壊的に測定する方法とじては、例え
ばThe Use of Barkhausen No
1se Analysisin Nondestruc
tive Testing (Submitted f
orpublication in June 197
8. )による方法がある。
この方法は、例えば鋼板を0.2 Hz程度以下の低い
周波数にて磁気飽和するまで励磁し、そのとき発生する
バルクハウゼン雑音を検出出来るように鋼板表面での磁
力線の方向が鋼板表面と平行となるように磁化し、検出
コイルにて所定期間検出し、検出されたバルクハウゼン
雑音の数に基づいて結晶粒度を測定する方法である。
このようにバルクハウゼン雑音を検出するのは、この雑
音が強磁性体の磁化過程において生ずる磁壁の不連続移
動に伴って発生するものであり、磁壁の不連続移動が結
晶粒界で生ずるため磁化の単位周期当たりの雑音数が結
晶粒度と相関をもっためである。
而してこの方法は製造工程内にてオンライン測定するの
に不適である。即ち、測定に使用する交流が0.2)1
重程度以下の低い周波数であり、バルクハウゼン雑音の
計数には少なくともその半周期を必要とするため測定に
2.5秒を要する。これに対して、例えば製造工程での
鋼板の移送速度は200m/分程度であり、このため2
.5秒間の測定では8.3mの長い測定区間の平均値と
なる。従ってこのような測定値では鋼板に部分的な材質
異常があってもこれを確認できずに見落とすことになる
という欠点があり、このため適用が見送られていた。
〔目 的〕
本発明は斯かる欠点を解消すべくなされたものであり、
その目的とするところは測定時間を短縮することにより
、移動する測定対象物をより短い区間にて、また各部の
結晶粒度を測定できるバルクハウゼン雑音による結晶粒
度測定方法及びその実施に使用する装置を提供するにあ
る。
〔発明の構成〕
本発明に係る結晶粒度測定方法は、磁性体の結晶粒度を
バルクハウゼン雑音に基づいて測定する方法において、
前記磁性体を磁気飽和したのち磁束密度を残留磁束密度
又はこれに近いレベルに低減し、この状態にて磁気飽和
させない範囲で交流磁化し、このとき発生するバルクハ
ウゼン雑音の数を計数し、その計数値より磁性体の結晶
粒度を測定することを特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第1図は本発明方法を実施するに好適な装置の模式図で
あり、図中Pは鋼管製造ライン上を白抜矢符方向へ移送
されている鋼管を示す。鋼管Pの上流側には鋼管Pが挿
通するように磁気飽和用コイル1が固設されており、コ
イル1には直流電源2から所定の直流が通電されている
コイル1の下流側にはコイル1の磁場が及ばない位置に
、同心状に2重に組合された内側の検出コイル3と外側
の交流磁化用コイル4が、検出コイル3に鋼管Pが挿通
するように設けられており、交流磁化用コイル4には発
振器6にて発生せしめられた所定の周波数の交流が増幅
器5にて増幅されて通電されている。
鋼管Pは磁気飽和用コイル1にて磁気飽和され、その部
分が通り抜けるとコイル1からの磁場の強さに応じて減
磁していき、コイル4の上流側にて残留磁束密度レベル
となり、そのレベルのままコイル4へ導かれる。
そしてこの残留磁束密度レベル部分がコイル4の磁場内
へ入ると、その部分は交流磁化用コイル4にて交流磁化
される。コイル4による磁化は磁気飽和させないレベル
となるように増幅器5の利得を設定しておく。
検出コイル3は鋼管Pからのバルクハウゼン雑音を検出
し、検出されたパルス信号は増幅器7へ送られて増幅さ
れ、次いでフィルタ8にてバルクハウゼン雑音以外の雑
音成分が゛除去されて計数器9へ出力される。
計数器9はフィルタ8からのパルス信号を予め設定され
た測定に必要な期間、例えば磁化半周期。
1周期にて計数し、計数値を記録計10にて記録する。
このように構成された装置による鋼管Pの磁化履歴は次
のようになる。移送される鋼管Pはまず磁気飽和用コイ
ル1にて第2図の実線にて示すように点0の未磁化状態
から磁気飽和する(Hs)まで直流磁化され、その個所
がコイル1を抜は出ると磁場の強さくH)が減少して磁
束密度(B)は所定のヒステリシス曲線に従って減少し
、コイル1による磁場の強さがゼロになっても磁束密度
はゼロに戻らず所定の磁束密度、つまり残留磁束密度(
Br)レベルを維持する。このような磁気飽和。
減磁又は消磁の原理により鋼管Pがコイル1に導かれる
前に磁化されていたとしてもその磁化状態に影響されず
一定の磁束密度となった状態でコイル3及びコイル4内
へ導入される。
そしてこの鋼管Pの残留磁束密度レベル部分は交流磁化
用コイル4内へ移送されてコイル4内付近にて磁気飽和
しないように交流磁化される。このときの磁場の強さと
磁束密度とは第2図に示すようにループ状にて描かれる
関係となる。また磁場の強さと磁束密度との変化は、第
3図に第2図の一部Aを拡大して示すように階段的に変
化し、このとき結晶内では磁壁の不連続移動が生し、こ
のため検出コイル3はこれをバルクハウゼン雑音と称さ
れるパルス信号として検出する。
検出信号は増幅器7にて増幅され、次いでフィルタ8に
てバルクハウゼン雑音以外の雑音成分が除去されて計数
器9にて1測定期間毎に計数される。
計数されたパルス個数と結晶粒度との間には次の関係が
ある。
第4図は横軸に粒度番号(N)をとり、縦軸にパルス個
数(XIO−2)をとって両者の関係を示したグラフで
あり、破線はバラツキ幅、実線はその中心値を示す。こ
の図より理解される如く本発明によるパルス計数値はJ
IS G 0552号に規定された鋼のフェライト結晶
粒度試験方法により測定した粒度番号(N)に対して±
0.6の誤差内にあり、精度よく結晶粒度を測定し得る
。そしてこの測定を鋼管P全長にわたり行うことにより
全長の結晶粒度分布がわかる。
なお本発明では交流磁化する際、磁気飽和させないのは
次の理由に依る。即ち、従来の方法のように磁気飽和す
るようにして測定した場合には第5図(図中右側の数字
は使用した交流周波数)に示すように周波数が高くなる
と結晶粒度の大小によらずパルス数が一定となり、粒度
測定が不可能である(これが0.2Hz等、低周波を用
いていた理由である)。これに対して本発明のように磁
気飽和させない場合は、第6図(図中右側の数字は使用
した交流周波数)に示すように5Hz程度にまで周波数
を高くしてもパルス数が変化して粒度番号を判定できる
。例えば5Hzの場合には、磁化半周期にて測定すると
測定時間は0.1秒で済む。このように測定時間を短縮
できれば1測定期間での測定範囲を狭くでき、測定対象
物の局部的結晶粒度を測定することができるのである; 次に磁気飽和したあと未飽和の状態で測定することの意
義について説明する。一般に製造ライン上にある強磁性
体の磁化状態は一定していない。
即ち電動機或いは着磁された搬送ロール等の磁界発生源
により僅かに磁化されていることが多く、第7図に示す
ように強磁性体内の残留磁束密度がわずかに変化してい
る場合でも未飽和交流磁化(励磁周波数5Hz)を行い
、磁化2周期当たりに発生するパルス個数を計数すると
・印にあるように同じ結晶粒度であってもパルス数が変
化し、結晶粒度を特定できない。
一方、本発明の方法、即ち強磁性体を磁気飽和した後、
未飽和交流磁化する方法を行った場合、磁化2周期当た
りに発生するパルス個数の計数値は、第7図(○印)に
示すように初期の強磁性体の磁化状態が変化しても略一
定であり、このため本発明は結晶粒度を正確に検出でき
る。
このことより本発明による場合は直流により磁気飽和す
るまで磁化しているので測定までに既に磁化された磁性
体の磁化状態に影響されることがないのでより正確な検
出ができる。従ってコイル3、コイル4を配する位置は
コイル1による磁場の強さがゼロの位置に限らずある程
度の強さとなっていてもよい。
なお上記説明では鋼管の場合での測定であるが、本発明
はこれに限らず他の管状磁性体或いは板状。
角状、棒状のものであっても測定できることば勿論であ
る。
板状のものについては、直流磁化、交流磁化ともその板
材表面での磁力線の方向が板材表面と平行となるように
する。
例えば、第8図2.示すように製造ライン上を白抜矢符
方向の移送さている鋼板pzに対して、上流側の片面側
に磁気飽和用コイル1をその軸心方向が移送方向に一致
するように配し、下流側に検出コイル3と交流磁化用コ
イル4とを、鋼板P/を挟んで対向するようにまた各軸
心方向が移送方向に一致するように配し、鋼板PRを通
る各コイル1.3.4の磁界の方向が移送方向となるよ
うにコ字状の鉄心1a、3a、4’aを各コイル1,3
.4に挿通させ、鉄心1a、3a、4aの両磁極面を鋼
板P/へ向けて設け、第1図の場合と同様にして測定す
る。なお図中において第1図と同一箇所には同一の番号
を符している。
〔効 果〕
以上詳述した如く本発明による場合には磁性体を磁気飽
和させた後未飽和状態で交流磁化するので比較的高い周
波数の交流を使用できると共に残留磁束密度の影響を受
けずにバルクハウゼン雑音を検出でき、このため比較的
高い周波数の使用により測定時間を短縮できると共に精
度の高い測定が可能となる等、本発明は優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するに好適な装置を示す模式
図、第2図、第3図は夫々磁化履歴、その一部を拡大し
て示すグラフ、第4図は本発明の測定例を示すグラフ、
第5図、第6図は本発明の測定時間の短縮化の説明図、
第7図は本発明の効果を示すグラフ、第8図は本発明の
他の実施例を示す模式図である。 P・・・鋼管 l・・・磁気飽和用コイル 2・・・直
流電源 3・・・検出コイル 4・・・交流磁化用コイ
ル9・・・計数器 PIl・・・鋼板 時 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
 河 野 登 夫 竹刀1唇号(t、l) 此夏香号cN)箒4図 第5図 g ’l 10 0 x 4 に 趙&)’! (N ) りI繊東宏度(G晦)纂G図 
第79

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁性体の結晶粒度をバルクハウゼン雑音に基づいて
    測定する方法において、前記磁性体を磁気飽和したのち
    磁束密度を残留磁束密度又はこれに近いレベルに低減し
    、この状態にて磁気飽和させない範囲で交流磁化し、こ
    のとき発生するバルクハウゼン雑音の数を計数し、その
    計数値より磁性体の結晶粒度を測定することを特徴とす
    る結晶粒度測定方法。 2、移動する磁性体の結晶粒度を測定すべくバルクハウ
    ゼン雑音の数を計数する装置において、 前記磁性体を磁気飽和するための直流磁化装置と、 該直流磁化装置よりも磁性体移動方向下流側に配してあ
    り、磁性体を磁気飽和させない範囲で交流磁化する交流
    磁化装置と、 該交流磁化装置による磁性体の交流磁化部分に臨ませて
    配したバルクハウゼン雑音を検出するコイルと、 該コイルにて検出したバルクハウゼン雑音の数を計数す
    る計数器と を具備することを特徴とする結晶粒度測定装置。
JP10404684A 1984-05-22 1984-05-22 結晶粒度測定方法及び装置 Pending JPS60247155A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01203965A (ja) * 1987-12-22 1989-08-16 Inst Dr F Foerster Pruefgeraet Gmbh 非強磁性金属製被検査材の検査装置
WO1998020335A1 (en) * 1996-11-07 1998-05-14 Case Technologies Ltd. Method and apparatus for the on-line measurement of the strength of metal cables

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01203965A (ja) * 1987-12-22 1989-08-16 Inst Dr F Foerster Pruefgeraet Gmbh 非強磁性金属製被検査材の検査装置
WO1998020335A1 (en) * 1996-11-07 1998-05-14 Case Technologies Ltd. Method and apparatus for the on-line measurement of the strength of metal cables

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