KR100711486B1

KR100711486B1 - Apparatus for measuring magnetostriction of electrical steel according to effect of stress and temperature

Info

Publication number: KR100711486B1
Application number: KR1020010082165A
Authority: KR
Inventors: 차상윤; 츄다코프이반보르세비치; 김재관; 장삼규
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2007-04-24
Also published as: KR20030052309A

Abstract

본 발명은 변압기등 전기기기의 철심으로 사용되는 방향성 전기강판에 대해서, 응력 및 온도에 따른 자기변형을 측정하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 전기강판의 자기변형을 측정하는 장치에 있어서, 측정 대상인 재료에 물리적인 응력을 공급하는 응력 공급 조절수단; 상기 재료에 온도를 조절하는 온도 공급 조절수단; 상기 재료에 자기장을 부여하고, 자기적 성질을 검출하는 자기검출부(10); 상기 자기검출부(10)에 의해 부여된 자기장에 의한 재료의 자기변형의 길이를 검출하는 LVDT 검출부(20); 및 전기강판의 자기변형측정을 위해 응력 공급 및 온도 공급을 비롯한 각부의 동작을 제어하고, 상기 자기 검출부(10) 및 LVDT 검출부(20)에서 검출된 아날로그신호를 디지털 데이타로 변환하여, 이 디지털 데이타로 자기변형치를 분석하여 저장하며, 공급한 응력 및 온도와 상기 자기 변형치를 디지털로 디스플레이하는 제어부(30)를 구비하며, 이와 같은 본 발명에 의하면, 응력 또는 온도를 공급한 상태에서 방향성 전기강판이 교류에서 자화시 발생되는 재료의 길이변화율을 측정할 수 있다.The present invention relates to a device for measuring the magnetostriction according to stress and temperature for a grain-oriented electrical steel sheet used as an iron core of an electrical device such as a transformer, the present invention is a device for measuring the magnetostriction of electrical steel sheet, Stress supply adjusting means for supplying physical stress to the material; Temperature supply control means for controlling the temperature of the material; A magnetic detector (10) for imparting a magnetic field to the material and detecting magnetic properties; An LVDT detector (20) for detecting the length of the magnetostriction of the material due to the magnetic field imparted by the magnetic detector (10); And controlling the operation of each part including the stress supply and the temperature supply for measuring the magnetostriction of the electrical steel sheet, and converting the analog signals detected by the magnetic detector 10 and the LVDT detector 20 into digital data. And a control unit 30 which digitally displays the magnetostriction value and analyzes and stores the supplied stress and temperature and the magnetostriction value. According to the present invention, the grain-oriented electrical steel sheet is provided in a state where the stress or temperature is supplied. It is possible to measure the rate of change of the length of material generated during magnetization in alternating current.

전기강판, 응력, 온도, 자기변형, 측정, 재료, 자왜Electrical steel, stress, temperature, magnetostriction, measurement, material, magnetostriction

Description

응력 및 온도 영향에 따른 전기강판의 자기변형 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING MAGNETOSTRICTION OF ELECTRICAL STEEL ACCORDING TO EFFECT OF STRESS AND TEMPERATURE} Apparatus for measuring the magnetostriction of electrical steel sheet under stress and temperature effects {APPARATUS FOR MEASURING MAGNETOSTRICTION OF ELECTRICAL STEEL ACCORDING TO EFFECT OF STRESS AND TEMPERATURE}

도 1은 본 발명에 따른 전기강판의 자기변형측정장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a magnetostriction measuring apparatus of an electrical steel sheet according to the present invention.

도 2는 도 1의 응력 공급 조절수단의 구성도이다.2 is a configuration diagram of the stress supply control means of FIG.

도 3은 도 1의 온도 공급 조절수단의 구성도이다.3 is a configuration diagram of the temperature supply adjusting means of FIG.

도 4는 본 발명에 의한 방향성 전기강판의 응력에 따른 자기변형량 특성 그래프이다.Figure 4 is a graph of the magnetostriction characteristics according to the stress of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 전기강판의 온도에 따른 자기변형량 특성 그래프이다.5 is a graph of magnetostriction characteristics according to temperature of the electrical steel sheet according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 자기검출부 11 : N-A 조정기10: magnetic detector 11: N-A regulator

12 : 디지털 정현파발생기 13 : 파워앰프12 digital sine wave generator 13 power amplifier

14 : B코일 15 : H코일14: B coil 15: H coil

16 : 보상코일 17 : 선트저항16: compensation coil 17: shunt resistance

18 : H신호증폭기 19 : B신호적분기18: H signal amplifier 19: B signal integrator

20 : LVDT 검출부 21 : LVDT센서20: LVDT detector 21: LVDT sensor

22 : 시료 23 : LVDT발진기22 sample 23 LVDT oscillator

24 : LVDT위치조정기 25 : 위치조정LED24: LVDT position adjuster 25: Position adjust LED

26 : LVDT 신호증폭기 27 : 전환 스위치26: LVDT signal amplifier 27: changeover switch

28 : 오실로스코프 29 : 디지털 디스플레이28: oscilloscope 29: digital display

30 : 제어부 31 : 컴퓨터30 control unit 31 computer

32 : 주조정기 33 : 디지털 디스플레이32: main controller 33: digital display

34 : 요크 35 : 시편홀더34: yoke 35: specimen holder

36 : 스프링 37 : 실린더36: spring 37: cylinder

38 : 공기흡배기구 39 : 열선38: air intake and exhaust 39: hot wire

40 : 온도조절기40: temperature controller

본 발명은 변압기등 전기기기의 철심으로 사용되는 방향성 전기강판에 대해서, 응력 및 온도에 따른 자기변형을 측정하는 장치에 관한 것으로서, 특히 응력 또는 온도를 공급한 상태에서 방향성 전기강판이 교류에서 자화시 발생되는 재료의 길이변화율을 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the magnetostriction according to stress and temperature for a grain-oriented electrical steel sheet used as an iron core of an electrical apparatus such as a transformer, in particular, when the grain-oriented electrical steel sheet is magnetized in alternating current under stress or temperature The present invention relates to an apparatus for measuring the rate of change of the length of material generated.

일반적인 방향성 전기강판의 자왜(magnetostriction:자기변형, 자기 일그러짐)에 관하여 간단히 설명하면, 임의의 코일에 전류를 흘려 철심을 동작시키면, 철심내부에서 자속방향의 변화로 인해 철심의 길이변화가 일어나게 된다. 이때, 강판의 자기변형 크기는 “길이변화량(△L)÷원래시편길이(L)”로 표시되고, 일반 방향성 전기강판의 경우에, 대략 1.7Tesla에서 1.5x10-6정도 된다. 즉 원래길이에 비해 이 정도의 비율만큼 자속의 방향이 바뀔 때 마다 "늘어났다 줄었다"를 반복하는 것이다. 이러한 현상을 자기변형이라 한다. Briefly describing the magnetostriction (magnetic deformation, magnetic distortion) of a general oriented electrical steel sheet, if the iron core is operated by flowing a current through an arbitrary coil, the length of the iron core occurs due to the change in the magnetic flux direction inside the iron core. At this time, the magnetostriction size of the steel sheet is expressed as "length variation (ΔL) ÷ original specimen length (L)", and in the case of a general oriented electrical steel sheet, approximately 1.7xes to 1.5x10-6. In other words, when the direction of the magnetic flux changes by this ratio compared to the original length, it is repeated to "grow up and down". This phenomenon is called magnetostriction.

이러한 자기변형으로 인한 철심의 길이변화 진동수는 공급되는 전압 또는 전류의 주파수에 대하여 배수로 발생되는데, 이러한 재료의 길이변화는 철심의 끝단이 공기를 때리게 되어 소리(소음)로 들리게 되는 것이다. 최근 환경문제가 중요하게 부각되므로 인하여 각국에서는 변압기의 에너지 효율뿐 아니라 소음규제도 하고 있으므로 변압기소음의 원인이 되는 자왜를 줄이고자 하는 노력이 선진 제철소에서 이루어지고 있다. The frequency change frequency of the iron core due to the magnetostriction is generated in multiples with respect to the frequency of the supplied voltage or current. The change of the length of the material is caused by the end of the iron core hitting the air to be heard (sound). As environmental issues are becoming more important in recent years, many countries are making noise regulation as well as energy efficiency of transformers. Therefore, efforts are being made in advanced steel mills to reduce magnetostrictive causes of transformer noise.

이와 같은, 자기변형을 측정하는 종래 기술에는 여러가지가 있는데, 이중 대표적인 것으로, 첫 번째, 미국특허 제2312888호와 미국특허 제2596752호에서는 지렛대의 원리와 광학시스템을 이용하고 있고, 두 번째, 미국특허 제4310798호에서는 시료위에 캔틸레버(cantilever)식 거울을 부착하고 시료가 자장의 영향으로 진동할 때 레이저를 이용하여 변화되는 길이를 측정하였다. 세 번째, 미극특허 제4312535호에서는 가속도측정기(accelerometer)를 시료의 표면에 부착하여 시료의 진동시 자기변형되는 크기를 조사하는 장치를 제시하였다. 네 번째, 미국특허 제2850697호에서는 시료의 한쪽 끝을 고정하고 다른 한쪽 끝을 축전기의 한 극으로 사용하여 시료의 길이변화가 일어날 때 축전기 내부의 극판의 거리에 따라 용량이 변화되는 원리를 이용하여, 역으로 용량을 측정하여 시료의 자기변형량을 측정하는 것을 제시하였다. 그리고, 1996년에 Hisasi Mogi등이 IEEE Transaction on Magnetics, Vol.32, No.5, September에 발표한 "Harmonic Analysis of AC Magnetostriction Measurements under Non-Sinusoidal Excitation"에서는 시료의 한쪽 끝을 고정하고 다른 한쪽을 레이저로 조사하여 자기변형량을 측정하는 방법을 제시하였다. There are a number of conventional techniques for measuring magnetostriction. Among them, first of all, US Patent No. 2312888 and US Patent No. 2596752 utilize the principle of the lever and the optical system, and the second, US Patent In No. 4310798, a cantilever mirror was attached to a sample and the length changed by using a laser was measured when the sample vibrated under the influence of a magnetic field. Third, U. S. Patent No. 4312535 proposes an apparatus for attaching an accelerometer to a surface of a sample to investigate the size of self-strain during vibration of the sample. Fourth, U.S. Patent No. 2850697 uses the principle that the capacity is changed according to the distance of the pole plate inside the capacitor when the length of the sample occurs by fixing one end of the sample and using the other end as one pole of the capacitor. In contrast, it was suggested to measure the amount of magnetostriction of the sample by measuring the capacity. In 1996, Hisasi Mogi et al. Published in IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 32, No. 5, September, "Harmonic Analysis of AC Magnetostriction Measurements under Non-Sinusoidal Excitation". A method of measuring magnetostriction by irradiation with a laser has been proposed.

상기 제시된 종래 자기변형을 특정하는 방법들은 모두 장치의 얼라인먼트가 매우 어렵다는 문제점을 가지고 있으며, 기본적으로 전기강판의 자기변형을 측정하기 위하여는 기기의 측정정밀도가 10-7meter/meter정도가 되어야 하는데, 이는 방향성 전기강판의 경우에 1.7Tesla에서의 자기변형량이 약 1x10-6정도이기 때문이다. 그러므로 시료 한개를 측정하기 위하여 장비를 얼라인먼트하는데 대부분의 시간이 소요되며, 또한 측정치가 아날로그형태의 신호이므로 이를 분석하는 데에는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있는 것이다.All of the above-described methods for specifying the magnetostriction have a problem that the alignment of the device is very difficult. Basically, in order to measure the magnetostriction of the electrical steel sheet, the measurement accuracy of the device should be about 10-7 meters / meter. This is because the magnetostriction at 1.7 Tesla is about 1x10-6 for oriented electrical steel sheets. Therefore, most of the time is required to align the equipment to measure a single sample, and since the measurement is an analog signal, it takes a long time to analyze it.

참고로, 미국특허 제4041377호에는 A/D 컨버터를 사용하여 얻어진 자기변형 의 아날로그값을 디지탈값으로 변환시키는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 미국특허 제2850697호에서 제시한 축전기의 원리를 이용하는 방법에서는 시료의 한쪽끝과 축전기의 다른 극판과의 거리가 절대적으로 평행하여야 계산이 정확해지므로, 이를 위한 시료와 장치의 얼라인먼트는 매우 까다로울 뿐만 아니라, 실제로 시료의 한쪽끝과 다른 극판이 절대적으로 평행을 얻기가 불가능하므로, 대개는 상대적인 값의 경향밖에 알 수 없다는 문제점이 있는 것이다.For reference, U.S. Patent No. 4041377 discloses a method of converting an analog value of a magnetostriction obtained using an A / D converter into a digital value. However, in the method using the principle of the capacitor proposed in US Patent No. 2850697, the calculation is accurate only when the distance between one end of the sample and the other pole plate of the capacitor is accurate, so that the alignment of the sample and the device for this is very difficult. In addition, since one end of the sample and the other electrode plate cannot be absolutely parallel, there is a problem that usually only the tendency of the relative value is known.

따라서, 방향성 전기강판의 자기변형량을 측정하기 위해서는 장치의 측정분해능이 10-7meter/meter정도가 요구되므로, 장치의 진동 및 각 구성요소들의 얼라인먼트가 매우 중요하다. 이런 이유로 상기한 종래의 방법은 시료 한개를 측정하기 위하여 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었던 것이다. Therefore, in order to measure the magnetostriction of the grain-oriented electrical steel sheet, the measurement resolution of the apparatus is about 10-7 meters / meter, so the vibration of the apparatus and the alignment of each component are very important. For this reason, the conventional method described above has a problem that it takes a long time to measure one sample.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 대한민국특허 출원번호 2000-51452(출원일 : 2000.9.1)의 전기강판의 자기변형 측정장치를 제안한 바 있는데, 이에 따른 전기강판의 자기변형을 측정하는 장치는 재료에 자기장을 부여하고, 자기적 성질을 검출하는 자기검출부와, 상기 자기검출부에 의해 부여된 자기장에 의한 재료의 자기변형의 길이를 검출하는 LVDT 검출부와, 전기강판의 자기변형측정을 위해 각부의 동작을 제어하며, 상기 자기검출부 및 LVDT 검출부에서 검출된 아날로그신호를 디지털데이타로 변환하여, 이 디지털데이타를 분석하여 저장하며, 측정한 자기변형치를 디지털로 디스플레이하는 제어부를 포함하며, 이에 대한 더 자세한 구성 및 동작은 대한민국특허 출원번호 2000-51452에 기재되어 있다. 이러한 기 출원된 발명에 의해서, 기존의 문제점들을 해결할 수 있었다.In order to solve this problem, the Korean Patent Application No. 2000-51452 (application date: 2000.9.1) has proposed a magnetostriction measuring apparatus of electrical steel sheet, the device for measuring the magnetostriction of electrical steel sheet according to the magnetic field in the material And a magnetic detector for detecting magnetic properties, an LVDT detector for detecting the length of magnetostriction of the material due to the magnetic field imparted by the magnetic detector, and controlling the operation of each part for magnetic strain measurement of the electrical steel sheet. And a controller for converting the analog signal detected by the magnetic detector and the LVDT detector into digital data, analyzing and storing the digital data, and digitally displaying the measured magnetic strain value. It is described in Korean Patent Application No. 2000-51452. By this pre- filed invention, it was possible to solve the existing problems.

한편, 변압기 제조과정중에서 철심을 조립시 방향성 전기강판을 적층하고 스트립밴드로 조이게 되며, 이때 강판에는 응력이 걸리게 되는데 이 응력은 일반적으로 자왜를 크게 하는 요인이 되므로, 응력은 자왜에 미치는 매우 중요한 인자이다. On the other hand, when assembling the iron core during the manufacturing process of the transformer, the directional electrical steel sheets are laminated and tightened with strip bands. At this time, the steel sheet is stressed, and this stress is generally a factor that increases the magnetostriction. to be.

그러나, 대한민국특허 출원번호 2000-51452에는 재료에 응력을 가하면서 동시에 자왜를 측정할 수 없었다는 문제점이 있다.However, Korean Patent Application No. 2000-51452 has a problem that the magnetostriction could not be measured while stressing the material.

또한, 온도에 따른 자왜거동을 측정할 필요성에 대한 것은 매우 실제적이며, 전봇대 위에 있는 변압기는 동작중 열이 발생하는데, 이러한 열은 변압기 상자내부에 있는 냉각오일에 의해 냉각된다. 통상 변압기 동작중 열이 많이 발생할 때는 약 100C 이상까지도 상승하는데, 이때 온도에 따른 자왜거동을 아는 것이 매우 중요하다. 그러나 상기한 발명에서도 아직 열을 가하면서 자왜를 측정할 수 없었다는 문제점이 있었다.In addition, the need to measure magnetostrictive behavior with temperature is very practical and the transformer on the pole generates heat during operation, which is cooled by cooling oil inside the transformer box. In general, when a lot of heat during the operation of the transformer rises to about 100C or more, it is very important to know the magnetostrictive behavior according to the temperature. However, even in the above invention, there was a problem that the magnetostriction could not be measured while applying heat.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 재료의 응력변화, 또는 재료의 온도변화에 따른 시료의 길이변화에 해당하는 유도 기전력을 갖는 LVDT를 적용하여 장치의 얼라인먼트를 가장 손쉽게 할 수 있고, 짧은 시간에 많은 수의 시료의 측정할 수 있으며, 또한, 재료의 응력 및 온도영향을 따른 자기변형을 측정할 수 있는 전기강판의 자기변형측정장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and therefore, an object of the present invention is to apply an LVDT having an induced electromotive force corresponding to a change in stress of a material or a length of a sample according to a change in temperature of a material. An object of the present invention is to provide a magnetostriction measuring apparatus of an electrical steel sheet which can be easily aligned, can measure a large number of samples in a short time, and can measure magnetostriction according to stress and temperature influence of a material.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 전기강판의 자기변형을 측정하는 장치에 있어서, 측정 대상인 재료에 물리적인 응력을 공급하는 응력 공급 조절수단; 상기 재료에 온도를 조절하는 온도 공급 조절수단; 상기 재료에 자기장을 부여하고, 자기적 성질을 검출하는 자기검출부; 상기 자기검출부에 의해 부여된 자기장에 의한 재료의 자기변형의 길이를 검출하는 LVDT 검출부; 및 전기강판의 자기변형측정을 위해 응력 공급 및 온도 공급을 비롯한 각부의 동작을 제어하고, 상기 자기 검출부 및 LVDT 검출부에서 검출된 아날로그신호를 디지털데이타로 변환하여, 이 디지털데이타로 자기변형치를 분석하여 저장하며, 공급한 응력 및 온도와 상기 자기변형치를 디지털로 디스플레이하는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.As a technical means for achieving the above object of the present invention, the apparatus of the present invention, the apparatus for measuring the magnetic strain of the electrical steel sheet, the stress supply adjusting means for supplying a physical stress to the material to be measured; Temperature supply control means for controlling the temperature of the material; A magnetic detector for applying a magnetic field to the material and detecting magnetic properties; An LVDT detector for detecting the length of magnetostriction of the material due to the magnetic field imparted by the magnetic detector; And controlling the operation of each part including the stress supply and the temperature supply for measuring the magnetostriction of the electrical steel sheet, converting the analog signal detected by the magnetic detector and the LVDT detector into digital data, and analyzing the magnetostriction value using the digital data. And a controller for digitally displaying the supplied stress and temperature and the magnetostriction value.

이하, 본 발명에 따른 응력 및 온도 영향에 따른 전기강판의 자기변형 측정장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the magnetostriction measuring apparatus of the electrical steel sheet according to the stress and temperature effects according to the present invention will be described in detail the configuration and operation. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.

도 1은 본 발명에 따른 전기강판의 자기변형측정장치의 구성도로서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기강판의 자기변형을 측정하는 장치는 측정 대상인 재료에 물리적인 응력을 공급하는 응력 공급 조절수단과, 상기 재료에 온도를 조절하는 온도 공급 조절수단과, 상기 재료에 자기장을 부여하고, 자기적 성질을 검출하는 자기검출부(10)와, 상기 자기검출부(10)에 의해 부여된 자기장에 의한 재료의 자기변형의 길이를 검출하는 LVDT 검출부(20)와, 전기강판의 자기변형측정을 위해 응력 공급 및 온도 공급을 비롯한 각부의 동작을 제어하고, 상기 자기 검출부(10) 및 LVDT 검출부(20)에서 검출된 아날로그신호를 디지털데이타로 변환하여, 이 디지털데이타로 자기변형치를 분석하여 저장하며, 공급한 응력 및 온도와 상기 자기변형치를 디지털로 디스플레이하는 제어부(30)로 구성한다.1 is a configuration diagram of an apparatus for measuring magnetostriction of an electrical steel sheet according to the present invention. Referring to FIG. Supply control means, a temperature supply control means for regulating the temperature of the material, a magnetic detection unit 10 for imparting a magnetic field to the material and detecting magnetic properties, and a magnetic field applied by the magnetic detection unit 10 LVDT detection unit 20 for detecting the length of the magnetostriction of the material by the material, and controls the operation of each part including the supply of stress and temperature for the measurement of the magnetostriction of the electrical steel sheet, the magnetic detector 10 and the LVDT detector ( 20) converts the analog signal detected in (20) into digital data, analyzes and stores the magnetostriction value with this digital data, and displays the supplied stress and temperature and the magnetostriction value digitally. Constitute a control 30 for.

기 출원한 발명과 동일한 상기 자기검출부(10), LVDT검출부(20) 및 제어부(30)의 상세 설명은 생략한다.Detailed descriptions of the magnetic detector 10, the LVDT detector 20, and the controller 30, which are the same as those of the present invention, will be omitted.

상기 응력 공급 조절수단은 측정 대상인 재료에 물리적인 응력(stress)을 제공할 수 있는 장치로서, 본 발명에서는 특정한 장치에 한정하지 않지만, 도 2에서는 하나의 실시예에 대한 구성을 보이고 있다.The stress supply control means is a device that can provide a physical stress (stress) to the material to be measured, and is not limited to a specific device in the present invention, Figure 2 shows a configuration for one embodiment.

도 2는 도 1의 응력 공급 조절수단의 구성도로서, 도 2를 참조하면, 상기 응력 공급 조절수단은 코일(14,15)내에 넣은 재료의 일단부를 고정하는 요크(34)와, 상기 재료의 타단부에 고정하는 홀더(35)와, 상기 홀더(35)에 스프링(36)을 포함하는 연결부재를 통해 연결되고, 상기 제어부(30)의 제어에 따라 동작하여 상기 홀더(35)를 통해 재료에 응력을 공급하는 실린더(37)로 구성한다. 여기서 실린더(37)는 에어 실린더나, 유압 실린더등 어느 하나를 사용할 수 있다. 이와 관련하여 상기 제어부(30)는 실린더(37)을 통해서 응력조절을 제어하는데, 이때 응력조절은 응력을 점차적으로 증가시키면서 각 경우에 대한 자기변형량을 측정하도록 제어할 수 있다.FIG. 2 is a configuration diagram of the stress supply adjusting means of FIG. 1. Referring to FIG. 2, the stress supply adjusting means includes a yoke 34 for fixing one end of a material placed in the coils 14 and 15, and the material of the material. A holder 35 fixed to the other end and a connecting member including a spring 36 to the holder 35 and operated under the control of the control unit 30 to allow material through the holder 35. It consists of the cylinder 37 which supplies a stress to it. The cylinder 37 can use either an air cylinder or a hydraulic cylinder. In this regard, the control unit 30 controls the stress control through the cylinder 37, wherein the stress control may be controlled to measure the magnetostriction for each case while gradually increasing the stress.

또한, 상기 온도 공급 조절수단도 측정 대상인 재료에 열을 제공할 수 있는 장치로서, 본 발명에서는 특정한 장치에 한정하지 않지만, 도 3에서는 하나의 실시예에 대한 구성을 보이고 있다.In addition, the temperature supply control means is also a device that can provide heat to the material to be measured, in the present invention is not limited to a specific device, Figure 3 shows a configuration for one embodiment.

도 3은 도 1의 온도 공급 조절수단의 구성도로서, 상기 온도 공급 조절수단은 코일(14,15) 내부에 내장한 열선(39); 상기 열선에 직류전류를 공급하여 상기 열선(39)의 자체 저항으로 열이 발생하도록 하는 온도조절기(40)로 구성한다. 이와 관련하여 상기 제어부(30)는 온도조절기(40)를 통해 온도조절을 제어하는데, 이때 온도조절은 온도를 점차적으로 증가시키면서 각 경우에 대한 자기변형량을 측정하 도록 제어할 수 있다.3 is a configuration diagram of the temperature supply control means of FIG. 1, wherein the temperature supply control means includes a heating wire 39 embedded in the coils 14 and 15; By supplying a direct current to the heating wire is composed of a temperature controller 40 to generate heat by its own resistance of the heating wire (39). In this regard, the control unit 30 controls the temperature control through the temperature controller 40, wherein the temperature control can be controlled to measure the amount of magnetostriction for each case while gradually increasing the temperature.

상기 코일내의 열선(39)은 자기장을 고려하여 지그재그로 감아 상호 자기장을 상쇄시키는 방향으로 감는다. 그리고, 상기 온도 공급 조절수단은 사전에 설정한 직류전류보다 높은 직류전류공급을 제한하는 안정기를 더 포함한다.The heating wire 39 in the coil is wound in a zigzag manner in consideration of the magnetic field and wound in a direction to cancel the mutual magnetic field. The temperature supply adjusting means further includes a ballast for limiting a DC current supply higher than a preset DC current.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.Based on the accompanying drawings, the operation of the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail below.

본 발명은 시료의 길이변화에 따라 유도 기전력을 갖는 LVDT(linear variable differential transformer, 선형가변차동변압기)를 적용시켜, 장치의 얼라인먼트를 가장 손쉽게 할 수 있고, 짧은 시간에 많은 수의 시료의 측정이 가능토록 하며, 시료의 탈착이 용이하고 장치의 얼라인먼트가 매우 쉬우며, 또한 측정방법도 용이하도록 하는 전기강판의 자기변형측정장치를 개선한 것으로서, 개선 내용을 간단히 요약하면, 기존의 전기강판의 자기변형측정장치에서, 재료에 응력을 부여하는 응력 조절기 및 재료에 열을 가하는 온도 조절기를 추가적으로 구성한 것이다.According to the present invention, by applying a linear variable differential transformer (LVDT) having an induced electromotive force according to a change in length of a sample, alignment of the device is most easily performed, and a large number of samples can be measured in a short time. It is an improvement of the magnetostriction measuring apparatus of electrical steel sheet, which facilitates the removal of sample, the alignment of the device is very easy, and the measuring method. In the measuring device, a stress regulator for stressing the material and a temperature controller for applying heat to the material are additionally configured.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명을 설명하면, 먼저, 제어부(30)의 컴퓨터(31)가 사용자(또는 운전자)의 선택에 따라, 응력 조절기 또는/ 및 온도 공 급 조절수단의 동작을 지시하고, 이후 자기검출부(10)와 LVDT검출부(20)의 동작을 지시한다.1 to 5, first, the computer 31 of the controller 30 instructs the operation of the stress regulator and / or the temperature supply adjusting means according to the selection of the user (or driver). Subsequently, the operation of the magnetic detector 10 and the LVDT detector 20 is instructed.

도 2를 참조하여 상기 응력 조절기에 대한 구성 및 동작을 설명하면, 재료를 코일(14,15) 내에 넣고, 홀더(35)에 붙은 나사를 조여 재료와 홀더를 고정하고, LVDT(21)를 조정하여 LVDT 위치조정기(24)에 램프가 켜지는 중앙지점에 홀더가 놓이도록 조정을 한다. 그런 다음 홀더와 반대편인 재료의 한쪽끝을 고정하고 실린더(37)에 공기양을 조절하여 응력을 부여한다. Referring to FIG. 2, the configuration and operation of the stress regulator will be described. The material is placed in the coils 14 and 15, the screws attached to the holder 35 are fixed to fix the material and the holder, and the LVDT 21 is adjusted. The LVDT positioner 24 is adjusted so that the holder is placed at the center point where the lamp is turned on. Then, one end of the material opposite to the holder is fixed and the amount of air is adjusted to the cylinder 37 to give stress.

상기 실린더는 중앙의 판을 중심으로 두개의 방으로 나뉘어져 있는데, 재료에 압축응력을 가하고 싶다면 오른쪽 방에 공기를 넣어주면 되며, 반대로 재료에 인장응력을 가해주고 싶다면 왼쪽방에 공기를 넣어주면 된다. 이는 조절이 매우 쉬우며 정교하게 조절할 수 있도록 해 준다. 상기 실린더(37)와 홀더(35)사이에 스프링(36)이 있는데, 이 스프링(36)은 실린더(37) 중앙판이 가지고 있는 마찰력을 제거해주기 위하여 부착하였다. 이는 측정시 재현성에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 도 2에 나타낸 장치는 재료에 응력을 가하면서 자왜를 측정할 수 있게 하는 것을 가능하게 한다. The cylinder is divided into two chambers centered on a central plate, and if you want to apply compressive stress to the material, you can put air in the right room, and if you want to apply tensile stress to the material, you can put air in the left room. This is very easy to adjust and allows for fine control. There is a spring 36 between the cylinder 37 and the holder 35, which spring 36 is attached to remove the frictional force of the cylinder 37 center plate. This plays a very important role in the reproducibility in the measurement. The device shown in FIG. 2 makes it possible to measure magnetostriction while stressing the material.

도 3을 참조하여 상기 온도조절기에 대한 동작을 설명하면, 코일(14,15) 내부에 열선(39)을 만들어 넣은 것으로 재료의 온도변화에 따른 자왜를 측정하기 위 한 것이다. 열선에 온도조절기(40)를 이용하여 직류전류를 흘림으로 저항으로 인하여 열이 발생하도록 하였으며, 이때 자장의 영향을 없애주기 위하여 열선을 지그재그로 감아 서로의 자기장이 상쇄되도록 하여 열선으로 인한 자기장의 영향을 제거하였다. Referring to FIG. 3, the operation of the temperature controller will be described. The heating wire 39 is formed inside the coils 14 and 15 to measure the magnetostriction according to the temperature change of the material. Heat is generated due to resistance by flowing DC current to the heating wire by using the temperature controller 40. At this time, in order to eliminate the influence of the magnetic field, the magnetic wires are offset by winding the heating wires in a zigzag to cancel the influence of the magnetic fields. Was removed.

또한, 온도는 상온에서 무한정 높이 올라갈 수 있으나, 150℃ 이상에서는 코일(14,15)에 변형이 있을 것이므로 온도조절기(40)에 안전장치를 설치하여 150℃ 이상 올라가지 못하게 하였다. 이를 이용하여 재료의 온도에 따른 자왜를 측정할 수 있게 되었다.In addition, the temperature can rise indefinitely at room temperature, but since the coil (14, 15) will be deformed at 150 ° C or higher, a safety device is installed in the temperature controller 40 to prevent the temperature from rising above 150 ° C. Using this, the magnetostriction according to the temperature of the material can be measured.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 재료에 응력을 부여하거나 온도를 가한 상태에서, 재료에 대한 자기변형을 측정하게 되는데, 이하 자기변형 측정과정은 기존의 동작과 동일하며, 이에 대해서 설명한다.As described above, the magnetostriction of the material is measured under stress or temperature applied to the material according to the present invention. Hereinafter, the magnetostriction measuring process is the same as the conventional operation, and will be described.

먼저, 상기 자기검출부(10)에 대한 동작을 설명하면, 상기 자기검출부(10)의 N-A조정기(11)는 H코일(15) 및 B코일(14)의 턴(turn)수와 코일의 단면적을 곱한 값을 입력하는데, 이는 B값을 계산하는데 필요하다. 또한 여기서 코일(14,15)로 공급하는 전류의 크기 즉 B값을 조절 할 수 있다. 상기 자기검출부(10)의 디지털정현파발생기(12)는 상기 N-A조정기(11)의 정현파를 디지탈화하여 측정시 요구되는 정현파로 정확히 만들어 공급하고, 상기 디지털정현파발생기(12)로부터의 정현파를 실 제 측정시 요구되는 크기로 파워앰프(13)에서 증폭되어 코일(15,14)로 제공된다. 이때, H코일(15)은 상기 파워앰프(13)의 정현파에 따라 재료를 여자시키고, B코일(14)은 상기 H코일(15)에 의해 여자된 재료로 인한 자속의 변화를 감지하여 이를 유도 기전력으로 바꾸어 B신호적분기(19)로 제공한다. 그리고, 보상코일(16)은 시료(22)가 코일(14,15)내부에 없을시의 값 즉 대기중의 자성을 기준으로 하기위하여 코일만을 감아 놓은 것이고, 선트저항(17)은 상기 H코일(15)의 값을 측정하기 위하여 달아 놓은 것으로 저항의 크기는 1오옴(Ω)이다. First, the operation of the magnetic detector 10 will be described. The NA regulator 11 of the magnetic detector 10 determines the number of turns of the H coil 15 and the B coil 14 and the cross-sectional area of the coil. Enter the multiplied value, which is needed to calculate the B value. In addition, the magnitude of the current supplied to the coils 14 and 15, that is, the B value can be adjusted. The digital sinusoidal wave generator 12 of the magnetic detector 10 digitizes the sinusoidal wave of the NA regulator 11 to accurately make and supply the sinusoidal wave required for measurement, and actually measures the sinusoidal wave from the digital sinusoidal wave generator 12. The amplifier is amplified by the power amplifier 13 to the required size and provided to the coils 15 and 14. At this time, the H coil 15 to excite the material according to the sine wave of the power amplifier 13, the B coil 14 detects the change in the magnetic flux due to the material excited by the H coil 15 to induce this It is converted into electromotive force and provided to the B signal integrator 19. In addition, the compensation coil 16 is a coil wound on the basis of the value when the sample 22 is not present in the coils 14 and 15, that is, the magnetism in the air, and the shunt resistor 17 is the H coil. It is attached to measure the value of (15) and the resistance is 1 ohm.

한편, 코일(14,15)에 공급된 전류가 부족할시는 B코일(14)에서 B신호적분기(19)로 가는 선로상에서 다시 피드백되어 지며, 이에따라 피드백신호를 받았을시 파워앰프(13)가 코일(14,15)에 피드백의 신호에 따라 증폭의 정도를 조절한다. H신호 증폭기(18)는 선트저항(17)의 전단과 후단부의 전압을 증폭 및 측정하여 상기 H코일(15)에 흐르는 전류의 크기를 검출하여 주조정기(32)로 제공하고, B신호 적분기(19)는 상기 여자된 재료(22)의 특성에 따라 유기되는 자속의 변화량(dB/dt)을 적분하여 증폭하여 상기 주조정기(32)로 제공한다.On the other hand, when the current supplied to the coils 14 and 15 is insufficient, it is fed back on the line from the B coil 14 to the B signal integrator 19. Accordingly, when the feedback signal is received, the power amplifier 13 receives the coil. Adjust the degree of amplification according to the feedback signal at (14, 15). The H signal amplifier 18 amplifies and measures the voltages at the front and rear ends of the shunt resistor 17, detects the magnitude of the current flowing through the H coil 15, and provides it to the main regulator 32, and the B signal integrator ( 19) integrates and amplifies the change amount (dB / dt) of the induced magnetic flux according to the characteristics of the excited material 22 and provides it to the main regulator 32.

다음으로, 상기 LVDT검출부(20)의 동작에 대해서 설명하면, 상기 LVDT검출부(20)의 LVDT발진기(23)는 LVDT센서(21)가 시료(22)의 길이변화를 감지하기 위하여 동작하는데 필요한 발진주파수를 생성하여, LVDT센서(21)로 제공하며, 본 발명에 사용된 LVDT의 특성은 구동 주파수는 28KHz이고, 분해능은 0.5x10-7이다. 그리고, LVDT센서(21)는 시료가 교류 전류파형에서 자기변형, 즉 시료길이의 변화가 반복적으로 나타낼 경우에, 이 길이변화가 LVDT내부의 코아를 시료의 자기변형 양만큼 밀어주게 된다. 이때 LVDT내부에서는 코아가 움직인 거리에 정확히 비례하여 유도자장 및 유도 기전력의 변화가 생기게 된다. 또한, LVDT 위치조정기(24)는 시료(22)에 밀착시킨 LVDT센서(21) 내부 코아가 LVDT의 중심부에 위치해야 정밀한 측정값을 얻을 수 있기 때문에 LVDT(24)의 위치를 정밀하게 측정하기 위한 것이고, 위치조정LED(25)는 LVDT센서(21)의 위치를 조절할 때 정확히 영점의 위치에 놓기 위한 것으로, 발광 다이오드(LED)는 LVDT센서(21)가 좌측 또는 우측으로 편기될 때, 우측 또는 좌측의 다이오드에서 빛을 내도록 하여 LVDT센서(21)의 한쪽으로 치우침을 알 수 있도록 한 것이다.Next, the operation of the LVDT detection unit 20 will be described. The LVDT oscillator 23 of the LVDT detection unit 20 is an oscillation necessary for the LVDT sensor 21 to operate in order to detect a change in length of the sample 22. The frequency is generated and provided to the LVDT sensor 21. The characteristics of the LVDT used in the present invention is 28 KHz, and the resolution is 0.5x10-7. When the sample repeatedly exhibits magnetostriction, that is, a change in the sample length, in the AC current waveform, the LVDT sensor 21 pushes the core inside the LVDT by the amount of magnetostriction of the sample. At this time, inside the LVDT, the induced magnetic field and induced electromotive force change in proportion to the distance traveled by the core. In addition, since the LVDT position adjuster 24 has a core inside the LVDT sensor 21 in close contact with the sample 22 to be positioned at the center of the LVDT to obtain a precise measurement value, the LVDT position adjuster 24 is used to accurately measure the position of the LVDT 24. The position adjustment LED 25 is for accurately positioning the position of the LVDT when the position of the LVDT sensor 21 is adjusted. The light emitting diode LED is the right side or the right side when the LVDT sensor 21 is biased left or right. The left diode emits light so that the bias of the LVDT sensor 21 can be seen.

그 다음, LVDT신호증폭기(26)는 LVDT센서(21)에서 나오는 미약한 신호를 증폭하여 제공하며, 전환스위치(27)는 H신호증폭기(18), B신호적분기(19) 및 LVDT신호증폭기(26)에서 나오는 신호들을 2개씩 선별하여 오실로스코프(28)의 X축 또는 Y축으로 공급한다. 이때, 오실로스코프(28)는 전환스위치(27)를 통하여 들어오는 2가지의 신호를 X축 또는 Y축상에 나타내거나 또는 두개의 데이타를 합성하여 리샤쥬도형을 만드는 역할을 한다. 마지막으로, 상기 제어부(30)의 동작에 대해서 설명하면, 상기 주조정기(32)는 전술한 바와 같이, 시료와 측정조건에 관련된 변수들을 입력하는 곳이면서, 동시에 H신호증폭기(18)와 B신호적분기로 부터 들어오는 아날로그값을 디지탈값으로 변환시키는 역할을 한다.The LVDT signal amplifier 26 then amplifies and provides a weak signal from the LVDT sensor 21, and the changeover switch 27 provides the H signal amplifier 18, the B signal integrator 19 and the LVDT signal amplifier ( 26) two signals are separated from each other and supplied to the X or Y axis of the oscilloscope 28. At this time, the oscilloscope 28 represents two signals coming through the changeover switch 27 on the X-axis or the Y-axis, or combines two data to form a reshaping diagram. Finally, the operation of the controller 30 will be described. The main controller 32 is a place for inputting variables related to the sample and the measurement conditions as described above, and at the same time, the H signal amplifier 18 and the B signal. It converts analog value from integrator into digital value.

그리고, 디지탈 디스플레이(33)는 H신호증폭기(18)과 B신호적분기(19) 및 LVDT신호증폭기(26)에서 들어오는 아날로그형태의 H, B 및 자기변형량을 주조정기(32)를 거치면서 디지탈값으로 변화된 것을 화면으로 디스플레이한다. 최대자속밀도(Bmax), 최대자장세기(Hmax), 자기변형량의 총진폭(λpp) 및 B가 0(영)일때의 자기변형량(λi)을 나타내도록 하였다. In addition, the digital display 33 receives the digital values of the H, B, and magnetostrictions in analog form from the H signal amplifier 18, the B signal integrator 19, and the LVDT signal amplifier 26 through the main controller 32. Display the changed on the screen. The maximum magnetic flux density (Bmax), the maximum magnetic field strength (Hmax), the total amplitude of the magnetostriction (λpp), and the magnetostriction (λi) when B is 0 (zero) are shown.

그리고, 제어부(30)의 컴퓨터(31)는 주조정기(32)를 거쳐 나오는 데이타들의 평균을 취하거나, 퓨리에분석을 수행하여 얻은 자기변형량을 저장하고, 이 자기변형량 및 상기에서 공급을 제어한 응력 또는 온도를 디스플레이한다.The computer 31 of the control unit 30 takes the average of the data passing through the main regulator 32 or stores the magnetostriction obtained by performing Fourier analysis, and the magnetostriction and the stress which controlled the supply above. Or display the temperature.

전술한 바와 같은, 본 발명은 자기적 성질을 측정하는 전자기적 회로와 LVDT와 관련된 회로를 결합시켜 오실로스코프에서 x축에는 자속밀도와 y축에는 자기변형 및 x축에는 자장의 세기와 y축에는 자기 변형량에 대한 결과곡선을 얻었고, A/D 컨버터를 이용하여 오실로스코프에 나타난 아날로그데이타를 디지탈로 바꾸어 각각의 값들을 정밀하게 비교분석이 가능하게 하는 장치에서, 실질적으로 필요한 응력 또는/및 온도의 영향에 따른 재료의 자기변형량을 측정할 수 있게 되었다.As described above, the present invention combines an electromagnetic circuit for measuring magnetic properties with a circuit related to LVDT, so that in an oscilloscope, the magnetic flux density on the x-axis and the magnetostriction on the y-axis and the magnetic strength on the x-axis and the magnetic on the y-axis A result curve for the amount of deformation was obtained, and the A / D converter was used to convert the analog data displayed on the oscilloscope into digital, enabling precise comparison of each value. The magnetostriction of the material can be measured.

실시예1Example 1

도 4는 본 발명에 의한 방향성 전기강판의 응력에 따른 자기변형량 특성 그래프로서, 도 4를 참조하면, 2차 재결정이 끝난 두께 0.3mm의 방향성전기강판을 이용하여 자기변형을 측정하였다. 우선 시료(22)를 폭 30mm, 길이 300mm가 되게 자른뒤 잘린 부위에 생긴 버(burr)를 완전히 제거한 후 스트레스 제거 열처리를 실시하였다. 스트레스 제거 열처리조건은 800℃에서 3시간 열처리후 약 8시간에 걸쳐 상온까지 서서히 냉각하였으며, 노내의 분위기는 100% 질소로 하였다.4 is a graph of magnetostriction characteristics according to stress of the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention. Referring to FIG. 4, magnetostriction was measured by using a grain-oriented electrical steel sheet having a thickness of 0.3 mm after secondary recrystallization. First, the sample 22 was cut to a width of 30 mm and a length of 300 mm, and then burrs formed on the cut portions were completely removed, followed by a stress removing heat treatment. The stress relief heat treatment condition was gradually cooled to room temperature over 800 hours after heat treatment at 800 ° C. for 3 hours, and the atmosphere in the furnace was 100% nitrogen.

이후, 1000A/m에서 자속밀도가 1.89Tesla되는 시료(22)의 무게를 측정하여 컴퓨터에 입력하고, 코일(14,15)의 턴수와 단면적을 나타내는 N-A값을 N-A조정기(11)에 입력하였다. 시료(22)를 코일(14,15)내에 삽입하여 홀더(35)에 고정 시킨후 LVDT센서(21)를 밀착하고 LVDT 위치조정기(24)와 LVDT위치조정LED(25)를 이용하여 LVDT센서(21)를 정위치에 놓은 후 홀더와 반대편쪽의 시료(22)의 한쪽 끝을 클램프로 고정한다. 실린더(37)를 이용하여 시료(22)에 압축응력과 인장응력을 적당히 가한 상태에서 코일(14,15)에 전류를 서서히 흘린다.Subsequently, the weight of the sample 22 having a magnetic flux density of 1.89 Tesla at 1000 A / m was measured and input to the computer, and the N-A value indicating the number of turns and the cross-sectional area of the coils 14 and 15 was input to the N-A regulator 11. The sample 22 is inserted into the coils 14 and 15 to be fixed to the holder 35, and then the LVDT sensor 21 is brought into close contact with the LVDT position adjuster 24 and the LVDT position adjusting LED 25. 21) in position and clamp one end of the sample 22 opposite the holder. Using the cylinder 37, a current is gradually passed through the coils 14 and 15 in a state in which the compressive stress and the tensile stress are appropriately applied to the sample 22.

주조정기(32)에서 자장의 세기를 높이도록 명령을 하면 컴퓨터(31)과 N-A조정기(11)에서의 정보를 참고로 하여 디지탈 정현파발생기(12)가 파형을 만들게 된다. 이 파형은 파워앰프(13)에서 증폭이 되어 일차코일인 H코일(15)에 공급된다. H코일(15)에 발생되는 자장의 세기는 선트저항(17) 전후로 전압을 측정하여 계산되어진다. 한편 H코일(15)에 의한 자장과 시료(22)에 의하여 B코일(14)에는 자속의 변화가 생기게 된다. 이는 B신호적분기(19)에서 적분을 취하고 증폭하여 자속밀도값으로 읽을 수 있게 된다. When the main regulator 32 is commanded to increase the strength of the magnetic field, the digital sine wave generator 12 generates a waveform with reference to the information from the computer 31 and the N-A regulator 11. This waveform is amplified by the power amplifier 13 and supplied to the H coil 15 which is the primary coil. The strength of the magnetic field generated in the H coil 15 is calculated by measuring the voltage before and after the shunt resistor 17. On the other hand, the magnetic flux by the H coil 15 and the sample 22 cause the B coil 14 to change in magnetic flux. This can be integrated by the B signal integrator 19, amplified, and read as a magnetic flux density value.

LVDT센서(21)를 통한 시료의 자장에 따른 길이의 변화는 LVDT신호증폭기(26)을 거쳐 오실로스코프(28)에 나타나게 된다. 이때 B,H 및 λ값중 전환스위치(27)를 이용하여 2개를 선택하여 곡선을 볼 수 있다. 동시에 오실로스코프(28)상에 나타난 그림을 주조정기(32)을 통하여 디지탈신호로 변환되어 디지탈디스플레이(33)에 숫자로 크기가 나타난다. 매 측정시마다 얻어진 자료들은 컴퓨터(31)에 저장되어 원하는 형태의 그림으로 볼 수가 있으며, 또한 자기변형그래프를 퓨리에분석등의 작업도 할 수 있다. The change in length according to the magnetic field of the sample through the LVDT sensor 21 is displayed on the oscilloscope 28 via the LVDT signal amplifier 26. At this time, two of the B, H and λ value can be selected using the changeover switch 27 to see the curve. At the same time, the picture displayed on the oscilloscope 28 is converted into a digital signal through the main controller 32 so that the size is displayed numerically on the digital display 33. The data obtained at each measurement can be stored in the computer 31 to be viewed as a picture of a desired shape, and also the Fourier analysis of the magnetostrictive graph can be performed.

실시예2Example 2

도 5는 본 발명에 의한 전기강판의 온도에 따른 자기 변형량 특성 그래프로서, 도 5를 참조하면, 2차 재결정후 장력코팅을 도포하고 커링(curing)이 끝난 두께 0.3mm의 방향성전기강판의 최종제품을 이용하여 자기변형을 측정하였다. 우선 시료(22)를 폭 30mm, 길이 300mm가 되게 자른 뒤 잘린 부위에 생긴 버(burr)를 완전히 제거한 후 스트레스 제거 열처리를 실시하였다. 스트레스 제거 열처리조건은 800℃에서 3시간 열처리후 약 8시간에 걸쳐 상온까지 서서히 냉각하였으며, 노내의 분위기는 100% 질소로 하였다. FIG. 5 is a graph of magnetostriction characteristics according to temperature of an electrical steel sheet according to the present invention. Referring to FIG. 5, a final product of a grain-oriented electrical steel sheet having a thickness of 0.3 mm after coating with a tension coating after secondary recrystallization is finished. Magnetic strain was measured using. First, the sample 22 was cut to a width of 30 mm and a length of 300 mm, and then burrs formed on the cut portions were completely removed, followed by a stress removing heat treatment. The stress relief heat treatment condition was gradually cooled to room temperature over 800 hours after heat treatment at 800 ° C. for 3 hours, and the atmosphere in the furnace was 100% nitrogen.

이후 1000A/m에서 자속밀도가 1.89Tesla되는 시료(22)의 무게를 측정하여 컴퓨터에 입력하고, 코일(14,15)의 턴수와 단면적을 나타내는 N-A값을 N-A조정기(11)에 입력하였다. 시료(22)를 코일(14,15)내에 삽입하여 홀더(35)에 고정 시킨후 LVDT센서(21)를 밀착하고 LVDT 위치조정기(24)와 LVDT위치조정LED(25)를 이용하여 LVDT센서(21)를 정위치에 놓은후 홀더와 반대편쪽의 시료(22)의 한쪽 끝을 클램프로 고정한다. 이후에 열선(39)에 온도조절기(40)를 이용하여 직류전류를 흘려 온도를 증가시킨다. 온도가 150℃에 이르면 온도조절기를 끄고, 시료(22)가 자연 냉각중에 임의의 온도에 도달하면 자왜를 측정하게 된다. 자왜를 발생시키기 위하여 먼저 코일(14,15)에 전류를 서서히 흘린다. 자속밀도 1.7 Tesla에서 상기 실시예1에서 언급한 내용의 전기적인 원리대로 자왜를 측정하게 된다. 도 5에 재료의 온도에 따른 자기변형량을 나타내었다. Thereafter, the weight of the sample 22 having a magnetic flux density of 1.89 Tesla at 1000 A / m was measured and input to the computer, and the N-A value indicating the number of turns and the cross-sectional area of the coils 14 and 15 was input to the N-A regulator 11. The sample 22 is inserted into the coils 14 and 15 to be fixed to the holder 35, and then the LVDT sensor 21 is brought into close contact with the LVDT position adjuster 24 and the LVDT position adjusting LED 25. Place 21) in position and clamp one end of the sample (22) opposite the holder. Thereafter, a direct current is flowed into the heating wire 39 using the temperature controller 40 to increase the temperature. When the temperature reaches 150 ° C, the thermostat is turned off, and the magnetostriction is measured when the sample 22 reaches a certain temperature during natural cooling. In order to generate the magnetostriction, first, a current is slowly flowed through the coils 14 and 15. At 1.7 Tesla magnetic flux density, the magnetostriction is measured according to the electrical principle described in Example 1 above. 5 shows the magnetostriction according to the temperature of the material.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 재료의 응력변화, 또는 재료의 온도변화에 따른 시료의 길이변화에 해당하는 유도 기전력을 갖는 LVDT(linear variable differential transformer, 선형 가변차동변압기)를 적용하여 장치의 얼라인먼트를 가장 손쉽게 할 수 있고, 짧은 시간에 많은 수의 시료의 측정할 수 있으며, 또한, 재료의 응력 및 온도영향을 따른 자기변형을 측정할 수 있는 특별한 효과가 있다.According to the present invention as described above, the alignment of the device by applying a linear variable differential transformer (LVDT) having an induced electromotive force corresponding to the change of the stress of the material or the length of the sample according to the temperature change of the material It is the easiest to do, can measure a large number of samples in a short time, and also has the special effect of measuring the magnetostriction according to the stress and temperature effect of the material.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
The above description is only a description of specific embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these specific embodiments, and also, various changes and modifications of the configuration are possible from the above-described specific embodiments of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

Claims

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전기강판의 자기변형을 측정하는 전기강판의 자기변형측정장치에 있어서,In the magnetic strain measuring device of the electrical steel sheet for measuring the magnetic strain of the electrical steel sheet,

측정 대상인 재료에 물리적인 압축응력 또는 인장응력을 공급하는 응력 공급 조절수단;Stress supply adjusting means for supplying physical compressive stress or tensile stress to the material to be measured;

상기 재료에 온도를 조절하는 온도 공급 조절수단;Temperature supply control means for controlling the temperature of the material;

상기 재료에 자기장을 부여하고, 자기적 성질을 검출하는 자기검출부(10);A magnetic detector (10) for imparting a magnetic field to the material and detecting magnetic properties;

상기 자기검출부(10)에 의해 부여된 자기장에 의한 재료의 자기변형의 길이를 검출하는 LVDT 검출부(20); 및An LVDT detector (20) for detecting the length of the magnetostriction of the material due to the magnetic field imparted by the magnetic detector (10); And

전기강판의 자기변형측정을 위해 응력 공급 및 온도 공급을 비롯한 각부의 동작을 제어하고, 상기 자기 검출부(10) 및 LVDT 검출부(20)에서 검출된 아날로그신호를 디지털데이타로 변환하여, 이 디지털데이타로 자기변형치를 분석하여 저장하며, 공급한 응력 및 온도와 상기 자기변형치를 디지털로 디스플레이하는 제어부(30)를 구비하고,Control the operation of each part including stress supply and temperature supply to measure the magnetostriction of the electrical steel sheet, convert the analog signal detected by the magnetic detector 10 and LVDT detector 20 into digital data, And a controller 30 for analyzing and storing the magnetostriction values, and digitally displaying the supplied stress and temperature and the magnetostriction values.

상기 응력 공급 조절수단은 The stress supply adjusting means

코일(14,15)내에 넣은 재료의 일단부를 고정하는 요크(34);A yoke 34 for fixing one end of the material contained in the coils 14 and 15;

상기 재료의 타단부에 고정하는 홀더(35); 및A holder 35 fixed to the other end of the material; And

상기 홀더(35)에 스프링(36)을 포함하는 연결부재를 통해 연결되고, 상기 제어부(30)의 제어에 따라 동작하여 상기 홀더(35)를 통해 재료에 압축응력 또는 인장응력을 공급하는 실린더(37)로 구성하며A cylinder connected to the holder 35 through a connecting member including a spring 36 and operated under the control of the controller 30 to supply compressive or tensile stress to the material through the holder 35 ( 37)

상기 온도 공급 조절수단은 The temperature supply control means

코일(14,15) 내부에 내장한 열선(39);A heating wire 39 embedded in the coils 14 and 15;

상기 열선에 직류전류를 공급하여 상기 열선(39)의 자체 저항으로 열이 발생하도록 하는 온도조절기(40)로 구성하고By supplying a DC current to the heating wire is composed of a temperature controller 40 to generate heat by its own resistance of the heating wire 39

상기 코일내의 열선(39)은 The heating wire 39 in the coil

자기장을 고려하여 지그재그로 감아 상호 자기장을 상쇄시키는 방향으로 감는 것을 특징으로 하는 전기강판의 자기변형측정장치. Magnetic strain measuring device for electrical steel sheet, characterized in that the winding in a direction to cancel the mutual magnetic field by zigzag winding in consideration of the magnetic field.

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