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発明の名称 複数連続鋳造モールド用渦流式溶鋼湯面レベル測定装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−1121(P2001−1121A)
公開日 平成13年1月9日(2001.1.9)
出願番号 特願平11−168603
出願日 平成11年6月15日(1999.6.15)
代理人 【識別番号】100077517
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬 (外3名)
【テーマコード(参考)】
2F014
4E004
【Fターム(参考)】
2F014 AC06 EB01 EB07 
4E004 MB17 MC26 PA04
発明者 松田 秀樹
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 交流電流で磁界を発生する一次コイルと磁界を検出する二次コイルからなる測定子を有し、連続鋳造モールド内の溶鋼湯面レベルを測定する渦流式溶鋼湯面レベル測定装置において、互いに近接する複数の連続鋳造モールドのそれぞれに対する測定子を設けるとともに、該各測定子の一次コイルに、同一周波数でかつ位相差が実質的に一定の励磁交流電流を流す励磁回路を設け、互いに近接する複数の連続鋳造モールドの溶鋼湯面レベルを同時に測定することを特徴とする複数連続鋳造モールド用渦流式溶鋼湯面レベル測定装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造モールド内の溶鋼湯面レベルを、溶鋼に発生する渦電流を利用して計測する渦流式溶鋼湯面レベル測定装置に係るもので、特に、連続鋳造モールドが複数機近接して設置されているときに、それぞれの連続鋳造モールド内の溶鋼湯面レベルを、同時に測定する複数連続鋳造モールド用渦流式溶鋼湯面レベル測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一次コイルと二次コイルを溶鋼湯面上方に設置して、一次コイルに励磁交流電流を流して交流磁界を発生させ、該交流磁界により二次コイルに電磁誘導されて生じる電圧を検出して溶鋼湯面レベルを測定するのが、渦流式溶鋼湯面レベル測定装置である。該測定装置には、一つの一次コイルと一つの二次コイルからなる測定子を用いる方式のものと、一つの一次コイルと二つの二次コイルからなる測定子を用いる差動方式のものとがある。
【0003】図1を用いて、差動型渦流溶鋼湯面レベル計の基本構成と測定原理を説明する。一次コイル1を中心にして、上下に、一対の二次コイル2と3が同軸に設けられている。信号発生器8で50kHz程度以上の周波数の交流信号を発生させ、励磁回路7で一次コイル1に定振幅の交流電流を流して交流磁界を発生させると、溶鋼5に渦電流が生じて、さらに磁界が発生する。上記二つの磁界によって、上下の二次コイル2,3のそれぞれに生じる誘導電圧V1 ,V2 の誘導差電圧Vd を差動増幅器9で検出する。溶鋼5の湯面と測定子4の距離が変化すると、上下の二次コイル2,3のそれぞれを鎖交する磁界の大きさが変化して、誘導差電圧Vd の振幅が変化する。この誘導差電圧をバンドパス・フィルター10でノイズ低減した後、検波器11で検波して距離信号電圧Voutを得る。通常は、距離信号電圧Voutをアナログ電子回路またはデジタル回路により線形化して、直読できる湯面レベル測定値を得る。
【0004】ところで、二機もしくはそれ以上の機数の連続鋳造モールドが近接して設置されているときは、通常、それぞれの溶鋼湯面レベルを、別個の溶鋼湯面レベル測定装置で同時に測定するが、このとき、互いに測定子間で干渉し、溶鋼湯面レベル測定値に誤差が生じることがある。図2でその原因を説明する。図2に示す2連続鋳造モールド用渦流式溶鋼湯面レベル測定装置において、信号発生器8,8’で周波数f1 ,f2 の信号を発生させ、励磁回路7,7’で数百mAの電流をそれぞれの測定子の一次コイルに流して交流磁界を発生させるが、このとき測定子4,4’や測定子4,4’と信号処理盤とをつなぐケーブルから発生する交流磁界によって、たとえば、1m程度に近接する他の測定子やケーブルに誘導電圧が生じる。そのため、それぞれの電磁誘導差電圧Vd1、Vd2に周波数|f1 −f2 |の“うなり”が現れ、これが原因で、湯面レベル測定値に誤差が生じる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、互いに数m以内に近接する二機またはそれ以上の機数の連続鋳造モールドにおいて、同時に連続鋳造を行う際、該各連続鋳造モールドの渦流式溶鋼湯面レベル測定装置で検出した検出電圧には、各励磁電流の周波数の差に相当する“うなり”が現れて、溶鋼湯面レベル測定値に誤差が生じる。
【0006】そこで、本発明においては、この“うなり”の影響を低減して、安定してかつ再現性良く溶鋼湯面レベルを測定することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】渦流式溶鋼湯面レベル測定装置は、各連続鋳造モールドに係る測定子が励起する磁界によって測定を行うものであるから、測定子相互の干渉自体を無くすることはむずかしい。磁気シールドによって干渉をある程度低減することは可能であるが、磁気シールドは、連続鋳造モールド周辺での作業の障害となったりして好ましくない。それ故、溶鋼湯面レベルの測定に際して、何んらかの他の方法により、この測定子間の相互干渉が大きく測定結果に影響しないようにすることが要請される。
【0008】上述のように、励磁電流に周波数差があると、各測定子間の相互干渉のために、該各測定子による検出電圧に“うなり”が生じ、その周波数や振幅が時間変化してレベル測定における誤差となる。そこで本発明においては、このような不安定な“うなり”が発生しないようにするため、各測定子の一次コイルに流す励磁電流の周波数を同一にし、さらに、相互の位相差が時間変化しないようにするという手段を採用する。
【0009】
【発明の実施の形態】各測定子の一次コイルに流す励磁電流の周波数を同一にし、さらに、相互の位相差を一定にするには、具体的には、単一の信号発生器を基準信号源として、各測定子のそれぞれへ定振幅電流を流す各励磁回路に、同一の信号を供給する。なお、各測定子に別個の信号発生器を用いて励磁電流を流すときには、フェーズ・ロック・ループなどの電子回路で、それぞれの励磁電流の周波数を同一にし、かつ、位相差を実質的に一定にする。
【0010】
【実施例】二台の測定子で連続鋳造モールド二機の溶鋼湯面レベルを同時に測定するために、基準信号源一つと、基準信号を元にして各測定子用に励磁電流を供給する二つの定振幅電流用増幅器で構成される励磁回路部と、各測定子の検出電圧を差動増幅した後に溶鋼湯面レベル測定値とする二組の信号処理部で構成される2連続鋳造モールド用渦流式溶鋼湯面レベル測定装置を製作した。測定子はコイル内径22mmの差動型とし、基準信号の周波数は100kHzとした。
【0011】内法180mmカク、肉厚5mm、高さ350mmの銅製模擬モールド二台を1500mm離して平行に並べ、厚さ5mmの非磁性ステンレス板を模擬湯面として、模擬湯面レベルを測定した。二台の測定子の間隔は1520mm、励磁電流の振幅は300mAとして、模擬湯面を測定子の下端から20〜150mmの範囲で測定した。
【0012】まず、それぞれの測定子を、全く別個の信号発生器と励磁回路で100kHz程度の周波数で励磁して測定した。単独では、150mmまで±2mmの精度で測定が可能であったものが、上述した“うなり”が発生したために、80mm以下となった。本発明を用いたときは以下のようになった。模擬湯面レベルの測定に先立ち、各測定子の校正を行った。両方の測定子に励磁電流を流した状態で、片方の模擬湯面を固定して、もう一方の銅製模擬モールドに対して模擬湯面レベルを動かして校正を行い、その後、もう一方についても同じく校正を行った。
【0013】次に、二つの模擬湯面を独立に動かして、模擬湯面レベル測定を行った。それぞれの測定子によるレベル検出電圧に“うなり”は全く現れず、単独使用時の模擬湯面レベル測定範囲と同じ範囲では、一方の模擬湯面の測定値は、もう一方の模擬湯面の位置により実質的に全く影響を受けなかった。
【0014】
【発明の効果】本発明によって、互いに近接する二機またはそれ以上の機数の連続鋳造モールドで同時に連続鋳造を行う際、該各連続鋳造モールドの渦流式溶鋼湯面レベル測定装置で検出した検出電圧には、各測定子間相互の干渉により生じる“うなり”は現れず、安定してかつ再現性良く溶鋼湯面レベルを測定することが可能になった。




 

 


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