JPH0348448B2 - - Google Patents
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- JPH0348448B2 JPH0348448B2 JP57154960A JP15496082A JPH0348448B2 JP H0348448 B2 JPH0348448 B2 JP H0348448B2 JP 57154960 A JP57154960 A JP 57154960A JP 15496082 A JP15496082 A JP 15496082A JP H0348448 B2 JPH0348448 B2 JP H0348448B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
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- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電磁結合効果を利用した溶融金属湯面
の位置を検出する装置に関するものである。
の位置を検出する装置に関するものである。
従来溶融金属の湯面検出方法として、第１図に
１例を示すような電磁誘導を利用した方法が公知
である。すなわち第１図においてＭは被検出物
（溶融金属）、Ｓはパウダあるいはスラグ、Ｂは金
属容器（たとえば鋳型）、３１はあらかじめ定め
られた周波数の交流信号を発振する基準信号発振
器、４１は既知の値を有するZ1，Z2，Z3および変
数Z4の各インピーダンスで構成される交流ブリツ
ヂで、Z4はこの場合ここで示される検出コイル２
１のインピーダンス、５１は差動増幅器である。
１例を示すような電磁誘導を利用した方法が公知
である。すなわち第１図においてＭは被検出物
（溶融金属）、Ｓはパウダあるいはスラグ、Ｂは金
属容器（たとえば鋳型）、３１はあらかじめ定め
られた周波数の交流信号を発振する基準信号発振
器、４１は既知の値を有するZ1，Z2，Z3および変
数Z4の各インピーダンスで構成される交流ブリツ
ヂで、Z4はこの場合ここで示される検出コイル２
１のインピーダンス、５１は差動増幅器である。
この構成において、検出コイル２１と被検出物
Ｍとの距離Ｄを実質的に無現遠に設定したのち、
基準信号発振器３１から検出コイル２１を含む交
流ブリツヂ４１に交流信号を印加すると、交流ブ
リツジ４１は公知のようにZ1・Z3＝Z2・Z4の条件
が満足されたときに平衡する。従つてこの平衡状
態下では交流ブリツヂ４１の出力は零であり、差
動増幅器５１には出力が現われない。
Ｍとの距離Ｄを実質的に無現遠に設定したのち、
基準信号発振器３１から検出コイル２１を含む交
流ブリツヂ４１に交流信号を印加すると、交流ブ
リツジ４１は公知のようにZ1・Z3＝Z2・Z4の条件
が満足されたときに平衡する。従つてこの平衡状
態下では交流ブリツヂ４１の出力は零であり、差
動増幅器５１には出力が現われない。
この初期設定状態から検出コイル２１と被検出
物Ｍとの距離Ｄを近づけると、検出コイル２１の
インピーダンスZ4は被検出物Ｍとの電磁誘導によ
るインピーダンスの変化によつて、距離Ｄに相当
する交流ブリツヂ４１の出力変化を得る。而して
検出コイル２１から被検出物Ｍの位置を連続的に
計測することが可能となる。
物Ｍとの距離Ｄを近づけると、検出コイル２１の
インピーダンスZ4は被検出物Ｍとの電磁誘導によ
るインピーダンスの変化によつて、距離Ｄに相当
する交流ブリツヂ４１の出力変化を得る。而して
検出コイル２１から被検出物Ｍの位置を連続的に
計測することが可能となる。
しかしながら上記従来の検出方式では、
コイル直径寸法からほぼ１義的に計測スパン
の制限を受け、位置変動の大きい被検出物に対
しては必然的に検出コイルの大形化を要し、実
際上適用が困難な場合が多い、 出力変化量あるいは計測スパンの改善のため
に検出コイル２１の巻数を多くし、さらに強磁
性体材料のたとえばフエライトコア等に巻設し
ているが、かかる構成では周知のように、外界
の温度変化による検出コイルのインピーダンス
変化を生じ良好な精度が得られないのみでな
く、高温雰囲気中ではそれ自体での耐熱構造が
とり難く、なんらかの冷却装置を必要とし、こ
のことはコスト的に不利であるとともに、特に
冷却水漏洩等の事故を嫌うラインでは使用でき
ない、 取鍋、鋳型等の容器内の溶融金属のレベルあ
るいは位置を検出するとき、前記金属容器の作
用で検出コイルのインピーダンス変化を生じ、
さらに、容器の金属の種類とその経時変化によ
つても出力変化を生じるので、良好な精度を得
ることが困難である、 などの問題があつた。
の制限を受け、位置変動の大きい被検出物に対
しては必然的に検出コイルの大形化を要し、実
際上適用が困難な場合が多い、 出力変化量あるいは計測スパンの改善のため
に検出コイル２１の巻数を多くし、さらに強磁
性体材料のたとえばフエライトコア等に巻設し
ているが、かかる構成では周知のように、外界
の温度変化による検出コイルのインピーダンス
変化を生じ良好な精度が得られないのみでな
く、高温雰囲気中ではそれ自体での耐熱構造が
とり難く、なんらかの冷却装置を必要とし、こ
のことはコスト的に不利であるとともに、特に
冷却水漏洩等の事故を嫌うラインでは使用でき
ない、 取鍋、鋳型等の容器内の溶融金属のレベルあ
るいは位置を検出するとき、前記金属容器の作
用で検出コイルのインピーダンス変化を生じ、
さらに、容器の金属の種類とその経時変化によ
つても出力変化を生じるので、良好な精度を得
ることが困難である、 などの問題があつた。
本発明は前記従来法の問題点を解消し、高温雰
囲気において特に冷却装置を用いることなく容器
内の湯面レベルを非接触にて連続的に検出可能な
装置を提供するものであり、その要旨は、溶融金
属面上に近接して、非磁性質でかつ耐熱性を有す
る１対のコイルを１定の間隔をあけて溶融金属面
の垂線を軸とする対称な位置に並設した検出部
と、前記１対のコイルの一方のコイルに交流電圧
を印加し、これにより生成される電磁界内に設け
た他方のコイルの誘起電圧を直流電圧信号とする
検波平滑部と、前記溶融金属の容器の作用により
定まり前記検出部と溶融金属面間の距離に対応し
ない電圧値をあらかじめ記憶させておき、該記憶
させた電圧により前記検波平滑部出力電圧の補正
をおこなう補正機能部を備えたことを特徴とする
溶融金属湯面検出装置である。
囲気において特に冷却装置を用いることなく容器
内の湯面レベルを非接触にて連続的に検出可能な
装置を提供するものであり、その要旨は、溶融金
属面上に近接して、非磁性質でかつ耐熱性を有す
る１対のコイルを１定の間隔をあけて溶融金属面
の垂線を軸とする対称な位置に並設した検出部
と、前記１対のコイルの一方のコイルに交流電圧
を印加し、これにより生成される電磁界内に設け
た他方のコイルの誘起電圧を直流電圧信号とする
検波平滑部と、前記溶融金属の容器の作用により
定まり前記検出部と溶融金属面間の距離に対応し
ない電圧値をあらかじめ記憶させておき、該記憶
させた電圧により前記検波平滑部出力電圧の補正
をおこなう補正機能部を備えたことを特徴とする
溶融金属湯面検出装置である。
本発明装置は、耐熱，高絶縁特性を有するボビ
ンに耐熱素線を巻設した検出コイルを１対とし、
一方は送波コイル、他方は受波コイルとし、１定
の間隔と傾きをつけて並設し、溶融金属面に対峙
固定する。
ンに耐熱素線を巻設した検出コイルを１対とし、
一方は送波コイル、他方は受波コイルとし、１定
の間隔と傾きをつけて並設し、溶融金属面に対峙
固定する。
この構成で、前記送波コイルに高周波定電流を
通電し、これにより電磁界を生成する。この電磁
界内に並設した受波コイルには、公知のように電
磁誘導による誘起電圧が発生する。この誘起電圧
は送・受波コイルと被検出物との距離を実質的に
無限遠に設定したとき、主として送波コイルの励
振電流と送・受波コイルの配置構成で決まる一定
電圧となる。
通電し、これにより電磁界を生成する。この電磁
界内に並設した受波コイルには、公知のように電
磁誘導による誘起電圧が発生する。この誘起電圧
は送・受波コイルと被検出物との距離を実質的に
無限遠に設定したとき、主として送波コイルの励
振電流と送・受波コイルの配置構成で決まる一定
電圧となる。
この状態から被検出物が検出コイルに接近して
くると、電磁界は被検出物の作用でその分布状態
が変り、受波コイルの誘起電圧は検出コイルと被
検出物間の距離に対応した電圧変化が得られ、こ
の電圧変化から距離を測定することができる。さ
らに取鍋，鋳型等の容器の影響度をあらかじめ自
己学習する機能により外界の影響を補正し、常に
距離に対する出力特性を一定とするようにしてい
るので、信頼性の高い検出が可能である。
くると、電磁界は被検出物の作用でその分布状態
が変り、受波コイルの誘起電圧は検出コイルと被
検出物間の距離に対応した電圧変化が得られ、こ
の電圧変化から距離を測定することができる。さ
らに取鍋，鋳型等の容器の影響度をあらかじめ自
己学習する機能により外界の影響を補正し、常に
距離に対する出力特性を一定とするようにしてい
るので、信頼性の高い検出が可能である。
またこの構成によると、
被検出物の物性変化による影響はきわめて小
さくすることができる、 高絶縁特性を有する耐熱形検出コイルのため
高温雰囲気中に設置することができる、 励振電流の定電流化と、温度によるインピー
ダンス変動を受けにくい検出コイルと、該検出
コイルや増幅器を含む回路定数を適正化するこ
とにより温度補償のための補正情報とその回路
を要しない、 などの特徴を有し、かつ外界の影響を補正する自
己補正機能を付加することで信頼性の高い溶融金
属湯面検出を行うことができる。
さくすることができる、 高絶縁特性を有する耐熱形検出コイルのため
高温雰囲気中に設置することができる、 励振電流の定電流化と、温度によるインピー
ダンス変動を受けにくい検出コイルと、該検出
コイルや増幅器を含む回路定数を適正化するこ
とにより温度補償のための補正情報とその回路
を要しない、 などの特徴を有し、かつ外界の影響を補正する自
己補正機能を付加することで信頼性の高い溶融金
属湯面検出を行うことができる。
本発明を図示の実施例にもとづきさらに詳しく
説明する。
説明する。
第２図は本発明の実施例装置の全体構成を示す
ブロツク図である。図においてＢは鋳型、Ｍは溶
融金属、Ｓは溶融浮遊物（スラグあるいはパウダ
ー）でこの場合非検出物である。
ブロツク図である。図においてＢは鋳型、Ｍは溶
融金属、Ｓは溶融浮遊物（スラグあるいはパウダ
ー）でこの場合非検出物である。
２は１対の検出コイルで、２Ｔは送波コイル、
２Ｒは受波コイルである。この場合、送，受波コ
イル２Ｔ，２Ｒは同一構造のもので１対を検出コ
イル２として構成する。
２Ｒは受波コイルである。この場合、送，受波コ
イル２Ｔ，２Ｒは同一構造のもので１対を検出コ
イル２として構成する。
１はあらかじめ定められた高周波信号を発振す
る高周波電源で送波コイル２Ｔに定電流を通電す
るためのものである。
る高周波電源で送波コイル２Ｔに定電流を通電す
るためのものである。
３は受波コイル２Ｒからの誘起電圧を増幅する
ための増幅器、４は増幅器３からの高周波信号を
直流信号に変換するための検波平滑器、５−１は
直流バイヤス電圧設定器、５は加算増幅器で前記
検波平滑器４からの信号と電圧設定器５−１の電
圧を加算増幅する。６は演算処理器で、その作用
については後述する。PBはプツシユボタンスイ
ツチ、７は演算処理器６からの直流信号の線形化
処理をおこなうためのリニヤライザである。
ための増幅器、４は増幅器３からの高周波信号を
直流信号に変換するための検波平滑器、５−１は
直流バイヤス電圧設定器、５は加算増幅器で前記
検波平滑器４からの信号と電圧設定器５−１の電
圧を加算増幅する。６は演算処理器で、その作用
については後述する。PBはプツシユボタンスイ
ツチ、７は演算処理器６からの直流信号の線形化
処理をおこなうためのリニヤライザである。
第３図は第２図の演算処理器６の回路詳細を示
す図である。この回路は前述した自己補正機能に
関する回路である。第３図において６−１は差動
増幅器である。６−２はデジタルサーボモジユー
ル（以下DISMOという）であり、内部には比較
回路，可逆カウンタおよびＤ／Ａ・Ａ／Ｄ変換回
路等を含む複合回路で構成され、前記差動増幅器
６−１と閉ループを形成することにより、例え
ば、プツシユボタンPBが押されるとDISMO６−
２はトラツキング状態となり、a1点の入力電圧と
逆位相の同電圧を出力し、次にプツシユボタン
PBを開にするとホールド状態となり、前記の電
圧を記憶する。これにより、差動増幅器６−１の
出力はプツシユボタンPBを開閉することにより
自動零調整される。６−３は前記DISMO６−２
で記憶された電圧を非線形変換するための対数増
幅器で該対数増幅器６−３の出力は補正のための
基準電圧として流用する。VRは可変抵抗器、６
−４は乗算器、６−５は線形増幅器で前記乗算器
６−４の出力を所要の電圧レベルまで増幅するた
めのものである。この第３図の回路構成により、
前述した容器Ｂの影響度を自から検出し、その量
をもとにリアルタイム演算処理によつて容器Ｂの
影響を自己補正（補償）する。
す図である。この回路は前述した自己補正機能に
関する回路である。第３図において６−１は差動
増幅器である。６−２はデジタルサーボモジユー
ル（以下DISMOという）であり、内部には比較
回路，可逆カウンタおよびＤ／Ａ・Ａ／Ｄ変換回
路等を含む複合回路で構成され、前記差動増幅器
６−１と閉ループを形成することにより、例え
ば、プツシユボタンPBが押されるとDISMO６−
２はトラツキング状態となり、a1点の入力電圧と
逆位相の同電圧を出力し、次にプツシユボタン
PBを開にするとホールド状態となり、前記の電
圧を記憶する。これにより、差動増幅器６−１の
出力はプツシユボタンPBを開閉することにより
自動零調整される。６−３は前記DISMO６−２
で記憶された電圧を非線形変換するための対数増
幅器で該対数増幅器６−３の出力は補正のための
基準電圧として流用する。VRは可変抵抗器、６
−４は乗算器、６−５は線形増幅器で前記乗算器
６−４の出力を所要の電圧レベルまで増幅するた
めのものである。この第３図の回路構成により、
前述した容器Ｂの影響度を自から検出し、その量
をもとにリアルタイム演算処理によつて容器Ｂの
影響を自己補正（補償）する。
第４図は、外界の影響すなわち金属容器Ｂによ
る影響の１例を示す特性図である。ここではスラ
ブ用連続鋳造の鋳型の短辺の寸法（図中MSで表
示）パラメータとする出力特性の例を示す。鋳型
短辺の寸法が大きくなるに従つて、曲線ａ，ｂお
よびｃで示すように出力特性が変化する。曲線ｄ
は鋳型寸法を実質的に無限遠に設定したとき、つ
まり鋳型による影響のないときの出力特性であ
る。曲線ｂの尾端部にVMSOと記しているが、こ
れはMS＝140mmにおいて被検出物を実質的に無
限遠に設定したときの出力電圧である。同様に各
MSに対して異なる出力電圧が得られる。
る影響の１例を示す特性図である。ここではスラ
ブ用連続鋳造の鋳型の短辺の寸法（図中MSで表
示）パラメータとする出力特性の例を示す。鋳型
短辺の寸法が大きくなるに従つて、曲線ａ，ｂお
よびｃで示すように出力特性が変化する。曲線ｄ
は鋳型寸法を実質的に無限遠に設定したとき、つ
まり鋳型による影響のないときの出力特性であ
る。曲線ｂの尾端部にVMSOと記しているが、こ
れはMS＝140mmにおいて被検出物を実質的に無
限遠に設定したときの出力電圧である。同様に各
MSに対して異なる出力電圧が得られる。
第５図は前記の演算処理器６による鋳型の影響
に対する補正効果の１例を示す図である。ここで
は鋳型短辺寸法MS＝140mmの場合の例を示し、
横軸は第４図の曲線ｄ（MS＝∞）に対応する電
圧を示し、縦軸は第４図の曲線ｂ（MS＝140mm）
に対応する電圧を示す。図中の直線ｅは演算処理
器６の入力電圧すなわち補正前の電圧を示し、直
線ｆは演算処理器６の出力電圧すなわち補正後の
電圧を示す。図からわかるように、補正前の電圧
はバイアス分を含みかつ傾角が小さいが、補正後
の電圧は鋳型の影響が除かれたものとなつてい
る。
に対する補正効果の１例を示す図である。ここで
は鋳型短辺寸法MS＝140mmの場合の例を示し、
横軸は第４図の曲線ｄ（MS＝∞）に対応する電
圧を示し、縦軸は第４図の曲線ｂ（MS＝140mm）
に対応する電圧を示す。図中の直線ｅは演算処理
器６の入力電圧すなわち補正前の電圧を示し、直
線ｆは演算処理器６の出力電圧すなわち補正後の
電圧を示す。図からわかるように、補正前の電圧
はバイアス分を含みかつ傾角が小さいが、補正後
の電圧は鋳型の影響が除かれたものとなつてい
る。
第６ａ図および第６ｂ図は、この発明で用いる
検出コイルおよび保持具の構造例を示す正面図
（一部断面図）および平面図である。図において
２−１は耐熱、高絶縁性のセラミツク製のコイル
ボビンでその外周面には溝がついている。これは
高純度のアルミナなどの絶縁特性のよい材料を用
い、焼成形したものである。２−２はコイルボビ
ン２−１の外周面に例えば白金、あるいはクロメ
ル線等の非磁性耐熱素線を20〜30回巻設したコイ
ルで、コイルボビン２−１の外周面の溝内に素線
が納められ容易に相間短絡を生じないようになつ
ている。さらにボビン２−１はコイル収納容器本
体２−４の台座２−３に耐熱セメント等で接着固
定されている。
検出コイルおよび保持具の構造例を示す正面図
（一部断面図）および平面図である。図において
２−１は耐熱、高絶縁性のセラミツク製のコイル
ボビンでその外周面には溝がついている。これは
高純度のアルミナなどの絶縁特性のよい材料を用
い、焼成形したものである。２−２はコイルボビ
ン２−１の外周面に例えば白金、あるいはクロメ
ル線等の非磁性耐熱素線を20〜30回巻設したコイ
ルで、コイルボビン２−１の外周面の溝内に素線
が納められ容易に相間短絡を生じないようになつ
ている。さらにボビン２−１はコイル収納容器本
体２−４の台座２−３に耐熱セメント等で接着固
定されている。
コイル収納容器本体２−４の材質はコイルボビ
ンと同等のものを用いるが、特に台座２−３のみ
は非磁性金属のたとえば、ステンレス、銅等を適
用してもよい。台座２−３の容器本体との嵌合部
にはネジを切つてあり、互いに着脱可能な構造と
なつている。２−３ａ，２−３ｂは、コイル両端
のリード線を通すための穴、２−５ａ，２−５ｂ
はセラミツクチユーブで被覆したリード線でコイ
ル素線と同質のものである。２−６は耐熱セラミ
ツクあるいはステンレス製の支持棒である。
ンと同等のものを用いるが、特に台座２−３のみ
は非磁性金属のたとえば、ステンレス、銅等を適
用してもよい。台座２−３の容器本体との嵌合部
にはネジを切つてあり、互いに着脱可能な構造と
なつている。２−３ａ，２−３ｂは、コイル両端
のリード線を通すための穴、２−５ａ，２−５ｂ
はセラミツクチユーブで被覆したリード線でコイ
ル素線と同質のものである。２−６は耐熱セラミ
ツクあるいはステンレス製の支持棒である。
本発明装置の機能を実施例図面と共に詳述すれ
ば以下の通りである。
ば以下の通りである。
検出コイルは第２図に示すように、送波コイル
２Ｔと受波コイル２Ｒを一定間隔Laと傾きθを
もたせて構成される。
２Ｔと受波コイル２Ｒを一定間隔Laと傾きθを
もたせて構成される。
送波コイル２Ｔには高周波電源１から定電流化
した高周波信号を通電する。これにより送波コイ
ル２Ｔ周辺に高周波磁界が生成される。一方、受
波コイル２Ｒは前記送波コイル２Ｔに近接しかつ
湯面の垂線に対して対称に設けられているので、
受波コイル２Ｒには、電磁誘導作用により誘起電
圧が発生する。この誘起電圧を増幅器３で増幅し
次段の検波平滑器４で直流信号に変換する。
した高周波信号を通電する。これにより送波コイ
ル２Ｔ周辺に高周波磁界が生成される。一方、受
波コイル２Ｒは前記送波コイル２Ｔに近接しかつ
湯面の垂線に対して対称に設けられているので、
受波コイル２Ｒには、電磁誘導作用により誘起電
圧が発生する。この誘起電圧を増幅器３で増幅し
次段の検波平滑器４で直流信号に変換する。
該直流信号は、検出コイル２から溶融金属Ｍと
鋳型Ｂとの距離が実質的に無限遠に位置すると
き、主として送波コイル２Ｔの通電々流と送・受
波コイル間隔Laと傾角度θとによつて定まる最
小の直流信号が出力される。
鋳型Ｂとの距離が実質的に無限遠に位置すると
き、主として送波コイル２Ｔの通電々流と送・受
波コイル間隔Laと傾角度θとによつて定まる最
小の直流信号が出力される。
この直流信号は所定の増幅度を有する加算増幅
器５に入力されるが、このとき、次段演算処理器
６の初期設定条件を満すために、直流バイアス電
圧設定器５−１を操作して加算増幅器５の出力が
零となるように調整する。
器５に入力されるが、このとき、次段演算処理器
６の初期設定条件を満すために、直流バイアス電
圧設定器５−１を操作して加算増幅器５の出力が
零となるように調整する。
次に検出コイル２を鋳型Ｂの上方の所定の位置
に設置固定する。鋳型Ｂ内に溶融金属が存在しな
いときの加算増幅器５の出力を演算処理器６に入
力する。この加算増幅器５の出力は、例えば第４
図の曲線ｂの尾端部に記したVMSO相当の電圧、
すなわち鋳型の影響に相当する電圧である。プツ
シユボタンPBを閉にすると、DISMO６−２はト
ラツキング状態となり、その結果DISMO６−２
からVMSO相当の電圧が出力され同時に差動増幅
器６−１の一方の入力端に入力される。次にプツ
シユボタンPBを開にするとDISMO６−２はホー
ルド状態に移り、VMSO相当の電圧が記憶される
とともに、差動AMP６−１の出力は零となる。
またDISMO６−２に記憶された電圧は対数増幅
器６−３に入力され非線形変換され、その出力は
可変抵抗VRで分圧され乗算器６−４に入力され
る。すなわちこれが鋳型の影響を補正する電圧に
相当するものである。乗算器６−４の他の一方の
入力電圧は、差動増幅器６−１の出力、つまり零
電圧であるので乗算器６−４の出力は零である。
すなわち鋳型Ｂ内に溶融金属が存在しないときの
演算処理器６の出力は零である。以上で初期操作
を完了する。
に設置固定する。鋳型Ｂ内に溶融金属が存在しな
いときの加算増幅器５の出力を演算処理器６に入
力する。この加算増幅器５の出力は、例えば第４
図の曲線ｂの尾端部に記したVMSO相当の電圧、
すなわち鋳型の影響に相当する電圧である。プツ
シユボタンPBを閉にすると、DISMO６−２はト
ラツキング状態となり、その結果DISMO６−２
からVMSO相当の電圧が出力され同時に差動増幅
器６−１の一方の入力端に入力される。次にプツ
シユボタンPBを開にするとDISMO６−２はホー
ルド状態に移り、VMSO相当の電圧が記憶される
とともに、差動AMP６−１の出力は零となる。
またDISMO６−２に記憶された電圧は対数増幅
器６−３に入力され非線形変換され、その出力は
可変抵抗VRで分圧され乗算器６−４に入力され
る。すなわちこれが鋳型の影響を補正する電圧に
相当するものである。乗算器６−４の他の一方の
入力電圧は、差動増幅器６−１の出力、つまり零
電圧であるので乗算器６−４の出力は零である。
すなわち鋳型Ｂ内に溶融金属が存在しないときの
演算処理器６の出力は零である。以上で初期操作
を完了する。
つぎに実際の計測において、鋳型Ｂ内の溶融金
属Ｍの湯面の上昇に従つて例えば第４図の曲線ｂ
の特性が得られるが、前述の初期操作により曲線
ｂからバイアス成分つまりVMSOを差分した電圧
が乗算器６−４に入力され、該乗算器６−４の他
の一方の入力である鋳型影響補正用の電圧との積
が出力され、線形増幅器６−５で増幅され出力さ
れる。すなわち、可変抵抗VRの分圧比つまり補
正係数を適正に設定することで、第４図の曲線ｄ
と同等な出力が得られる。また本発明者等は曲線
ａ，ｃについても曲線ｄと同等な出力曲線が得ら
れることを確認している。上述の補正法を演算式
で示すと下式となる。
属Ｍの湯面の上昇に従つて例えば第４図の曲線ｂ
の特性が得られるが、前述の初期操作により曲線
ｂからバイアス成分つまりVMSOを差分した電圧
が乗算器６−４に入力され、該乗算器６−４の他
の一方の入力である鋳型影響補正用の電圧との積
が出力され、線形増幅器６−５で増幅され出力さ
れる。すなわち、可変抵抗VRの分圧比つまり補
正係数を適正に設定することで、第４図の曲線ｄ
と同等な出力が得られる。また本発明者等は曲線
ａ，ｃについても曲線ｄと同等な出力曲線が得ら
れることを確認している。上述の補正法を演算式
で示すと下式となる。
Vc＝（Vi−VMSO）・Ｋ（log ｋ VMSO） …(1)
但し
Vc ：補正後の検出出力
Vi ：湯面位置から得られる補正前の検出出
力 VMSO：湯面位置が実質的に無限遠にあるとき
の検出出力 Ｋ，ｋ：補正定数 なお上述の演算手段としてマイクロコンピユー
ターを用いることもできる。
力 VMSO：湯面位置が実質的に無限遠にあるとき
の検出出力 Ｋ，ｋ：補正定数 なお上述の演算手段としてマイクロコンピユー
ターを用いることもできる。
演算処理器６で処理された出力は、次段のリニ
ヤライザ７に入り、線形化出力とし湯面モニター
用あるいは湯面レベル制御用信号として用いられ
る。
ヤライザ７に入り、線形化出力とし湯面モニター
用あるいは湯面レベル制御用信号として用いられ
る。
従来の電磁的方法による湯面検出の場合は、外
界の影響の補償手段として、 夫々の容器に対する補正テープをあらかじめ
用意する、 温度ノイズに対しては検出コイルを強制冷却
する、 等がおこなわれていた。
界の影響の補償手段として、 夫々の容器に対する補正テープをあらかじめ
用意する、 温度ノイズに対しては検出コイルを強制冷却
する、 等がおこなわれていた。
しかし、外界の影響因子、例えば容器の経時変
化、検出コイルの設置再現精度の問題あるいは周
辺温度の変化などに対する速応性がなく、従つて
信頼性を高くするためには、頻繁にキヤリブレー
シヨンあるいは補正テーブルの改修をしなければ
ならないなどの欠点があつた。これに対し本発明
によれば、外界の状況変化に対し、その都度しか
も短時間でその影響度を検出器自身で検出して自
己補正を行うことによつて、信頼性の高い装置を
実現することができた。
化、検出コイルの設置再現精度の問題あるいは周
辺温度の変化などに対する速応性がなく、従つて
信頼性を高くするためには、頻繁にキヤリブレー
シヨンあるいは補正テーブルの改修をしなければ
ならないなどの欠点があつた。これに対し本発明
によれば、外界の状況変化に対し、その都度しか
も短時間でその影響度を検出器自身で検出して自
己補正を行うことによつて、信頼性の高い装置を
実現することができた。
さらに本発明の他の特徴として次の点を挙げる
ことができる。
ことができる。
(1) 検出コイルの巻数を数十ターンとし、かつ非
磁性材で構成しているので温度変動による検出
コイルのインピーダンス変化は極めて少なく、
検出信号の温度補償を必要としない。
磁性材で構成しているので温度変動による検出
コイルのインピーダンス変化は極めて少なく、
検出信号の温度補償を必要としない。
(2) 小型、軽量かつ耐熱・高絶縁特性を有する検
出コイルを実現した。
出コイルを実現した。
上記(1)については、送波コイルの励振電源は定
電流源を用いて送波コイルにより生成される周辺
の磁界強度を一定とし、さらに電源側からみたケ
ーブルを含む負荷回路の共振周波数に対して大巾
に異なる励振周波数を使用、あるいはその周調指
数Ｑ（＝ωL／Ｒ）を極力小さくする回路構成とする。
電流源を用いて送波コイルにより生成される周辺
の磁界強度を一定とし、さらに電源側からみたケ
ーブルを含む負荷回路の共振周波数に対して大巾
に異なる励振周波数を使用、あるいはその周調指
数Ｑ（＝ωL／Ｒ）を極力小さくする回路構成とする。
また、受波コイルもその同調指数Ｑを小さくする
など送波コイル側と同様の考慮をし、さらに、低
入力インピーダンス特性を有する高周波増幅器３
を用いることにより実現している。
など送波コイル側と同様の考慮をし、さらに、低
入力インピーダンス特性を有する高周波増幅器３
を用いることにより実現している。
上記(2)については、耐熱、高絶縁特性を有する
検出コイルにより1000℃程度の高温雰囲気におい
ても強制冷却不要で、かつ電気的、機械的に安定
した構造であるので、溶融金属湯面に近接して設
置可能である。また検出部が小型，軽量であるの
で小断面の鋳型内の湯面検出にも容易に適用でき
る。
検出コイルにより1000℃程度の高温雰囲気におい
ても強制冷却不要で、かつ電気的、機械的に安定
した構造であるので、溶融金属湯面に近接して設
置可能である。また検出部が小型，軽量であるの
で小断面の鋳型内の湯面検出にも容易に適用でき
る。
また本発明装置は可動部分がないので調整・保
守が容易である。本発明装置は取鍋や鋳型内の湯
面検出のほかに前述したように、高温雰囲気の悪
環境下に適用できるので、トピードカー・タンデ
シユなどの容器に対しても、適用できまた溶融金
属としては鉄のほか亜鉛・錫など非鉄金属類に対
しても広く適用できる有効な装置である。
守が容易である。本発明装置は取鍋や鋳型内の湯
面検出のほかに前述したように、高温雰囲気の悪
環境下に適用できるので、トピードカー・タンデ
シユなどの容器に対しても、適用できまた溶融金
属としては鉄のほか亜鉛・錫など非鉄金属類に対
しても広く適用できる有効な装置である。
第１図は従来の湯面検出装置の一例を示すブロ
ツク図である。第２図は本発明の実施例装置の構
成を示すブロツク図、第３図は第２図の演算処理
器の詳細を示すブロツク図、第４図は容器の影響
の一例を示す出力特性図、第５図は本発明の実施
例における検出出力の補正効果の一例を示す図、
第６ａ図および第６ｂ図は本発明の実施例におけ
る検出コイルの構成を示す正面図および平面図で
ある。 Ｍ…溶融金属、Ｂ…容器（鋳型）、１…高周波
定電流電源、２…検出コイル、２Ｔ…送波コイ
ル、２Ｒ…受波コイル、３…高周波増幅器、４…
検波平滑器、５…加算増幅器、６…演算処理器、
７…リニヤライザ。
ツク図である。第２図は本発明の実施例装置の構
成を示すブロツク図、第３図は第２図の演算処理
器の詳細を示すブロツク図、第４図は容器の影響
の一例を示す出力特性図、第５図は本発明の実施
例における検出出力の補正効果の一例を示す図、
第６ａ図および第６ｂ図は本発明の実施例におけ
る検出コイルの構成を示す正面図および平面図で
ある。 Ｍ…溶融金属、Ｂ…容器（鋳型）、１…高周波
定電流電源、２…検出コイル、２Ｔ…送波コイ
ル、２Ｒ…受波コイル、３…高周波増幅器、４…
検波平滑器、５…加算増幅器、６…演算処理器、
７…リニヤライザ。
Claims (1)
- １ 溶融金属面上に近接して、非磁性質でかつ耐
熱性を有する１対のコイルを１定の間隔をあけて
溶融金属面の垂線を軸とする対称な位置に並設し
た検出部と、前記１対のコイルの一方のコイルに
交流電圧を印加し、これにより生成される電磁界
内に設けた他方のコイルの誘起電圧を直流電圧信
号とする検波平滑部と、前記溶融金属の容器の作
用により定まり前記検出部と溶融金属間の距離に
対応しない電圧値をあらかじめ記憶する記憶手段
と、記憶電圧により前記検波平滑部出力電圧の補
正をおこなう補正機能部とを備えたことを特徴と
する溶融金属湯面検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15496082A JPS5943316A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 溶融金属湯面検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15496082A JPS5943316A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 溶融金属湯面検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5943316A JPS5943316A (ja) | 1984-03-10 |
| JPH0348448B2 true JPH0348448B2 (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=15595662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15496082A Granted JPS5943316A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 溶融金属湯面検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5943316A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021737A (en) * | 1989-03-02 | 1991-06-04 | Bently Nevada Corporation | Proximity sensor resistant to axial and torsional forces |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57142519A (en) * | 1981-02-28 | 1982-09-03 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Calibrating method for electromagnetic level gauge |
-
1982
- 1982-09-06 JP JP15496082A patent/JPS5943316A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5943316A (ja) | 1984-03-10 |
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