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JPS6093316A - 渦流式湯面レベル測定法 - Google Patents

渦流式湯面レベル測定法

Info

Publication number
JPS6093316A
JPS6093316A JP19991983A JP19991983A JPS6093316A JP S6093316 A JPS6093316 A JP S6093316A JP 19991983 A JP19991983 A JP 19991983A JP 19991983 A JP19991983 A JP 19991983A JP S6093316 A JPS6093316 A JP S6093316A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
phase
feedback
amplifier
primary coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP19991983A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0242416B2 (ja
Inventor
Seigo Ando
安藤 静吾
Yoshihiro Kawase
川瀬 芳広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP19991983A priority Critical patent/JPS6093316A/ja
Publication of JPS6093316A publication Critical patent/JPS6093316A/ja
Publication of JPH0242416B2 publication Critical patent/JPH0242416B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating 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
    • G01F23/26Indicating 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

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】 この発明は、渦流式湯面レベル測定法に関するものであ
る。
例えば、鋼を連続鋳造する場合、鋳片の品質を向上させ
るためにモールド内の溶鋼面レベルを一定に維持する必
要があり、このためには前記溶鋼面レベルを正確に計測
する必要がある。
従来、モールド内の溶鋼向レベルを計測する方法として
、モールドの上下方向に複数本の熱電対を取り付け、熱
電対による測定結果に基づいて溶鋼面レベルを計測する
熱電対法があった。
また、別の方法としてRI線源をモールドの一方壁に取
9付け、モールドの他方壁にRI線の強度を測定するセ
ンサーを設置し、センサーによって測定されたFtI線
の強度変化からモールド内の溶鋼面レベルを計測するR
I法等があった。
しかし、上述した熱電対法は、モールド壁に熱電対を設
置するだめの加工を施こす必要があり。
しかも、モールド壁を介して溶鋼面レベルを言]測する
ので応答性が悪い。
一方、上述したRI法は、熱電対法と同様にモールド壁
を介して溶鋼面レベルを計測するので応答性が悪く、シ
かも、RI線が人体に悪影響を及式湯面レベル測定法を
先に提案した。
この渦流式湯面レベル測定法を第1図を参照しながら説
明する。第1図において、モールド1内にはタンデイツ
ンユ(図示せず)から溶鋼2が連続的に注入さiする。
溶鋼2面上に検出ヘッド3が垂直に固定されている。検
出ヘンド3は、1個の上次コイル4と、1次コイル4の
上下に設けられた1対の2次コイル5゜および5bを有
する。発振器6は一定周波数の父流電圧e=’tr帰還
増幅器7を介して1次コイル4に加える。差動増幅器8
は1対の2次コイル5aおよび5bに誘起される電圧の
差をとる。加算器9は帰還増幅器7の出力電圧e。と差
動増幅器8の出力電圧と葡加算する。この加算さ第1た
出力電圧、即ち、帰還電圧endは帰還増幅器7に帰還
される。
帰還増幅器8を弁して発振器6から一定周波数の交流電
圧eおが1次コイル4に加えられると、磁束が発生する
結果、1対の2次コイル5.および5b に誘起電圧が
生じる。一方、前記磁束はモールド1内の溶鋼2と交差
して、溶鋼表面に渦電流が発生する。この反作用として
1対の2次コイル5αおよび5bに生じる誘起電圧が変
化するが、1対の2次コイル5aおよび5bのうち溶鋼
2面に近い2次コイル5bの方が溶鋼2面から離れてい
る2次コイル54に比べて、より大きく変化する。1対
の2次コイル5.および5bに誘起される電圧の差(V
S =Va−Vb )は検出ヘッド3と浴@21川との
間の距離1の関数f CL>となる。
差動増幅器8は1対の2次コイル54および5bに誘起
された電圧の差Vsを演算する。加算器9は前記差電圧
Vsと帰還増幅器7の出力電圧eOト’を加算する。こ
の加算された出力電圧は、帰還増幅器7に帰還電圧ea
dとして帰還される。
帰還増幅器7の出力電圧e。は1次式で表わされる。
eo−−e、、A、 / (1−AH(K+A2 f(
f) l −41)但し、e、: 発振器6の出力電圧
A1: 帰還増幅器7の増幅度。
A2: 差動増幅器8の増幅度。
f(L): 検出ヘッド3と溶鋼2面との間の距離によ
る関数。
K : 定数。
(1)式から明らかなように、帰還増幅器7の出力電圧
e。は、浴獅呵2面のレベルに応じて変化するので、前
記出力部、圧e。を測定すればモールド1内のの方法よ
り優れているが1次のような問題点かあつ /こ 。
正帰還回路網内に位相偏移が生じると動作が不安定とな
つ/こり、自己発振誘起して正確な計測が白えない。帰
還回路網内に生じる位相偏移の原因としては1次のよう
なものがある。即ち、■ 帰還回路を構成する演算器自
体の位相遅れ。
■ 帰還回路用配線の分布容量による位相遅JL。
■ 検出ヘッド3と湯面計本体とを結線する同軸ケーブ
ルの分布容量による影響。
■ 検出ヘッド3とモールド側壁との距離が接近した場
合のモールド壁による影響。
第2図に帰還回路網内に位相偏移があるときとないとき
の帰還増幅器の出力電圧の特性を示す。
8t42図に示されるように、位相偏移が存在すると、
出力電圧e。に誤差が生じるとともに、出力電圧e。が
ある値以上になると自己発振を起して計測不能と々る。
この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
ものであって。
1次コイルと1対の2次コイルとから構成された検出ヘ
ッドの111記1次コイルに帰還増幅器から交流電圧を
加え、これによって前記1対の2次コイルに生じた誘起
電圧の各々の差を差動増幅器によって演算し、前記差電
圧と前記帰還増幅器の出力電圧と7加算器によって加算
し、前記加算電圧を前記帰還増幅器に帰還することから
なる渦流式湯面レベル測定法において。
前記帰還増幅器に帰還する帰還電圧の位相を。
移相器によって前記帰還増幅器の出力電圧の位相と一致
させることに特徴を有する。
この発明の一実施態様を図面を参照しながら説明する。
第3図IJ、この発明の一実施態様の概略構成図である
第3図において、発振器6は一定周波数の交流電圧を帰
還増幅器7を介して検出ヘッドの1次コイル(図示ぜず
)に加える。差動増幅器8は前記検出ヘッドに巻れた1
対の2次コイル(図示せず)からの誘起電圧の差を演算
する。加算器9は帰還増幅器7の出力電圧e。と差動増
幅滞日の出力電圧とを加算する。加算器9は抵抗R,−
抵抗R2および抵抗HN f不する。移相器10は加算
器9からの帰還電圧+3adの位相偏移を補償する。移
相器10は負帰還抵抗83.)(4,ηr=抵抗R3お
よびコンデンサCを不−rる。
加算器9の出力電圧、即ち、差動増幅器8の出力電圧と
帰還増幅器7からの出力電圧e。とを加算した帰還電圧
eadは1次式で表わされる。
但し、eo: 帰還増幅器7の出力電圧。
A2: 差動増幅器8の増幅度、 r(z): 検出ヘッド3と溶鋼2面との間の距離によ
る関数。
加算器9からの帰還電圧eodは移相器1oに加えられ
る。移相器10は前記帰還電圧eadの位相偏移を補償
して、帰還増幅器7の出力電圧e。の位相と一致した帰
還電圧eを帰還増幅器7に帰還する。
移相器10の動作を説明する。移相器1oからの前日r
2帰還電圧知は次式で表わされる。
zl + Z2 zl ” Z2 (3)式において一83=R4に設定すると。
但し Bp: 移相器10の帰還′電圧、ead: 加
算器9の出力電圧。
Z、: 可変抵抗R5のインピーダンス、Z2: コン
デンサCのインピーダンス。
(4)式から明らかなように、移相器lOからの帰還電
圧epの位相は一移相器10の増幅度(R4/R3)が
1でありので、可変抵抗R6の値を変化させることによ
って任意に1+1整することができる。これによって、
帰還増幅器9の出力電圧e。の位相と、加算器9からの
帰還′電圧eadとの位相全一致させることができる。
移相器10のijJ変抵抗抵抗R5を、帰還増幅器9の
出力電圧e。の位相と、加算器9からの帰還電圧end
との位相とか一致するように調整するには。
以下のようにする。例えば、帰還増幅器7が1発振器6
の出力箱、圧e。の位相と帰還増幅器7の出力電圧e。
の位相とが180度ずれているときに最も効率よく作動
するものであるときには、前記出力電圧e、およびe。
を各々1例えば位相計で測定し。
これらの間の位相差が180度となるように前記可変抵
抗R3の値を手動によって調整する。
次に、この発明の他の実施態様を図面を参照しながら説
明する。
この実施態様は1位相補償を自動的に行う点が前述した
実施態様と異なる。
第4図は、この発明の他の実施態様の概略構成図である
第4図において1位相検波器11は発振器6の出力電圧
e、と帰還増幅器7の出力電圧e。との位相差に対応し
た直流制御電圧Eci位相制御器12の一方の入力端子
Xに供給する。位相制御器12は掛算器13と、掛算器
13の他方の入力端子Yと出力端子2との間に接続した
コンデンサCとからなる。移相制御器12の入力端子Y
には移相器10の一方の入力電圧eが加えられ、入力端
子Xには位相検波器11からの制御電圧Ecが加えらi
する。
掛算器」。3の出力′「b、圧eMは。
リーに−e−EC・・・(5) 但し、に:掛算器]−3の定数 どなるから、制御電圧ECの値が変化すると、コンデン
サCの両端子間の電圧差(e−eu)が変化し。
このためにコンデンサCを流れる電流の値が変わる。
従って、制111111j圧Ec の変化に応じてコン
デンサCの客用は等測的に変化する。
例えQま、掛11器」3の定数KQl/10とすると。
制4.11 <圧ECに対するコンデンサCの等111
1i ?、F量C8t」2.第5図に示されるような特
性となる。
このように、コンデンサCの容量が制御電圧ECに応じ
て変化すれば、(4)式から明らかなように。
移相器10は加算器9の帰還電圧endの位相を自動的
に補償して、帰還増幅器7の出力電圧e。の位相と一致
した帰還電圧epi帰還増幅器7に帰還する。
イ]、6図に上述したこの発明に従って帰還回路網内の
位相偏移を補償したときの帰還増幅器の出力特性を示す
第6図から明らかなように、この発明によれは、帰還回
路網内に移相偏移が生じても位相口、11移かない場合
の出力特性と同様な出力特性を得ることができる。
以上説明したように、この発明によれば、帰還回路網内
で帰還電圧の位相偏移が生じても浴:JIil1面レベ
ル全レベル計測することができるといったきわめて有用
な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の渦九式湯面割の概略構成図。 第2図は、溶鋼面レベルと検出ヘッドとの間の距離りと
出力電圧e。との関係を示すグラフ、第3図は、この発
明の一実施態様の概略構成図、第4図は、この発明の他
の実施態様の概略構成図、第5図は、制御電圧ECとc
e/Cとの関係を示すグラフ。 第6図は、溶鋼面レベルと検出ヘッドとの間の距離りと
出力電圧e。との関係を示すグラフである。 図面において。 1・・・モールド 2・・・溶鋼 3・・・検出ヘッド 4・・・1次コイル5、.5b・
・ 2次コイル 6・・・発振器7・・・帰還増幅器 
計・・差動増幅器9・・・加算器 10・・・移相器 1工・・・位相検波器 12・・・位相制御器13・・
・掛算器 出願人 日本鋼管株式会社 代理人 潮 谷 奈津夫(他2名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ]次コイルと1対の2次コイルとから構成された検出ヘ
    ッドの前i己1次コイルに帰還増幅器から交流電圧を加
    え、これによって前記1対の2次コイルに生じた誘起電
    圧の各々の差を差動増幅器によって演算し、前記差電圧
    と前記帰還増幅器の出力電圧とを加算器によって加算し
    、前記加算電圧を前記帰還増幅器に帰還することからな
    る渦流式湯面レベル測定法において。 前記帰還増幅器に帰還する帰還電圧の位相を。 移相器によって前記帰還増幅器の出力′電圧の位相と一
    致させることを特徴とする渦流式湯面レベル測定法。
JP19991983A 1983-10-27 1983-10-27 渦流式湯面レベル測定法 Granted JPS6093316A (ja)

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JP19991983A JPS6093316A (ja) 1983-10-27 1983-10-27 渦流式湯面レベル測定法

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JPH0242416B2 JPH0242416B2 (ja) 1990-09-21

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012525262A (ja) * 2009-04-29 2012-10-22 アヴミ センサー及び溶融金属の湯面レベルの測定方法
WO2013114914A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 品川リフラクトリーズ株式会社 連続鋳造用モールド内湯面計およびそれを用いた湯面制御方法
WO2013114915A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 品川リフラクトリーズ株式会社 渦流式モールド湯面レベルセンサー

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JPH0242416B2 (ja) 1990-09-21

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