專利名稱：測定金屬材料相變率的在線測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及測量金屬材料上相變程度的在線測量系統(tǒng)，具體來說，涉及在 制鋼過程中測量金屬材料上相變程度的在線測量系統(tǒng)，其設(shè)計用來測量諸如輸出輥道(ROT)和加速冷卻室(ACC)的冷卻熱處理過程中發(fā)生的金屬材料上的相變 程度。
背景技術(shù)：
一般來說，當熱軋金屬材料快速冷卻時，會發(fā)生相變，從奧氏體的高溫穩(wěn)定相 變化到諸如鐵素體、貝氏體和馬氏體(下文中將統(tǒng)稱為"鐵素體")那樣的低溫穩(wěn) 定相。這有利地改進諸如拉伸強度的機械特性并且節(jié)約焊接勞力，因為高熱量輸入 賦能于焊接。因此， 一般在制鋼過程中，金屬材料在其上實施產(chǎn)品軋制之后，通過 ROT進行運送而生產(chǎn)金屬板，或通過ACC生產(chǎn)金屬板。通過這樣的處理，金屬材 料獲得理想的金屬特性。如圖1所示，制鋼過程中的熱軋工藝按如下方式進行在再加熱爐12中對厚 板ll進行再加熱，加熱到適于軋制的溫度，從再加熱爐12中拉出加熱的厚板11， 通過粗軋機13和精軋機14將厚板軋制成金屬材料帶15，在ROT16上用冷卻設(shè)備 17冷卻金屬帶15，通過空氣和/或水冷卻將金屬帶冷卻到合適的目標溫度以獲得目 標機械特性，以及在地下巻取機18上盤繞已冷卻的金屬帶15。如圖2所示，ROT16上的冷卻設(shè)備17包括多個冷床20和21，每個冷床具有 多個頭部，其中，冷床20布置在ROT16上方，而冷床21布置在ROT16下方。當 熱軋金屬帶15被引入到ROT16內(nèi)時，上和下冷床20和21噴淋冷卻水來冷卻金屬 帶15。如此的冷卻型式通常開始于前導(dǎo)的冷床并朝向地下巻取機18行進以冷卻金 屬帶15，其中，冷床20和21根據(jù)要求的盤巻溫度調(diào)整其打開比例。制鋼過程中 如此的冷卻熱處理同樣適用于制板過程的加速冷卻室(ACC)。圖3是顯示典型ACC內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。參照圖3，當探測到通過輥子31的 致動而被引入到ACC 30輸入側(cè)內(nèi)的軋制金屬帶33時，預(yù)定量的冷卻水34通過安裝在ACC 30上部和下部內(nèi)的冷卻水噴嘴32噴淋到金屬帶33頂表面和底表面上， 以將其冷卻。盡管圖3中未示出，但高壓壓縮空氣通過空氣壓縮機與水一起饋送到 ACC 30的冷卻單元。壓縮空氣和水如此結(jié)合在一起饋送在每個冷卻水噴嘴32的 一點上。然后，水在高速和高壓下噴淋，并通過高壓的壓縮空氣分散為細水粒，由 此形成水霧。如此的水霧在高速下噴射，因此以高速噴淋到金屬帶33的表面上， 快速地冷卻金屬帶33。通過如此的冷卻過程，熱處理的金屬帶33可在短時間內(nèi)充 分地冷卻，由此，產(chǎn)生理想金屬相的結(jié)構(gòu)。在制鋼過程中，通過如此冷卻熱處理(例如，ROT用于熱軋帶，而ACC用于 熱軋板)，熱軋帶或板經(jīng)受相變，最后達到理想的機械特性。S卩，ROT或ACC冷 卻熱的金屬材料，而以低的或中等溫度輸出，其中，金屬材料從順磁性奧氏體變化 到鐵磁性鐵素體。通過這樣的相變，確定了金屬材料的機械特性。為了在如此冷卻熱處理(例如，ROT或ACC)中在輸出側(cè)產(chǎn)生要求的鐵磁性 鐵素體結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是要控制好冷卻過程，尤其是，冷卻水量。這是因為在ROT或 ACC的冷卻過程中較大的冷卻水量會導(dǎo)致過度的相變，但較小的冷卻水量卻會導(dǎo) 致相變不足。在任一種情況下，在ACC輸出側(cè)都難于獲得理想的結(jié)果。S卩，在線 測量金屬材料的相變，以便根據(jù)相變來調(diào)整冷卻水量，如此的在線測量對于確保在 冷卻熱處理輸出側(cè)的理想的質(zhì)量是重要的。此外，為了確保材料質(zhì)量，基本上要測 量冷卻熱處理中的實際相變并由此控制冷卻。目前，制鋼過程中的冷卻熱處理在極其惡劣的環(huán)境中進行。S卩，內(nèi)部的冷卻單 元以層流的形式噴淋水，然后，水蒸發(fā)，高速(例如，在700mpm至1200mpm范 圍內(nèi))運輸?shù)臒彳埥饘賻Мa(chǎn)生振動。實際上，沒有操作任何的測量儀器，因此，難 于直接地測量ROT或ACC過程中的溫度和相變。傳統(tǒng)上，僅在金屬帶通過冷卻 熱處理且冷卻結(jié)束之后，金屬帶的相變才通過溫度測量進行估計。然而，冷卻熱處 理中運行的冷卻單元最終應(yīng)該控制相變程度而不是溫度，因此，在冷卻熱處理中， 不可避免地需要測量相變程度。傳統(tǒng)的測量相變的方法包括溫度測量方法、X射線衍射方法、渦流測量方法等。溫度測量方法只可間接地探測相變，因此獲得的是示意的信息。此外，它具有 如下的缺點響應(yīng)時間慢、精度差，在水冷卻環(huán)境中用輻射溫度計獲得的測量特性 差。在X射線衍射方法的情形中，從金屬帶中獲得的相變信息局限于僅表面以下 的50Mm的深度。該方法因此不合適，因為金屬帶的相變特性應(yīng)從200[im或以上的深度中獲得。此外，該方法不能使用在某種冷卻熱處理中，其涉及噴淋混合的水 和空氣冷卻材料的惡劣工作環(huán)境。用于該方法的系統(tǒng)既龐大又昂貴，且其維護很麻 煩。此外，必須有輻射防護和屏蔽單元來屏蔽強的X射線。渦流方法可在實驗室環(huán)境中提供精確的測量值。然而，該方法對于提離非常敏 感，即，待測量金屬材料和渦流傳感器之間的距離，因此，從具有各種振動的實際 工作環(huán)境中不能獲得可靠的結(jié)果。此外，韓國實用新型申請No.l995-20346揭示了一種測量相變程度的技術(shù)，其 探測通過激勵不同頻帶形成的磁通，輸出基于該磁通的電動勢信號，用不同帶通濾 波器過濾電動勢信號，并分析過濾后的信號。韓國專利申請No.l996-41353揭示了 一種測量相變程度的技術(shù)，其根據(jù)用來分析晶體結(jié)構(gòu)的X射線衍射分析法來確定 每一相變的分數(shù)。韓國專利申請No.l996-51639揭示了一種獲得磁導(dǎo)率的技術(shù)，其 使用一提離值，然后，根據(jù)磁導(dǎo)率計算相變程度。韓國專利申請No.l996-67984揭 示了一種測量相變程度的技術(shù)，其只是獲得諸如單位時間的電壓信號的最大測量 值。此外，日本專利申請公布No.Hei 05-126798揭示了一種測量相變程度的系統(tǒng)， 其強制地使金屬材料磁化，然后，探測磁化的金屬材料的磁性變化。然而，這些技 術(shù)需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，且?guī)缀醪贿m用于如ROT和ACC那樣的極其惡劣的環(huán)境， 尤其是，在高速運輸?shù)臒峤饘俨牧仙喜荒苡行У鼐_測量相變程度。因此，作為改進通過相變產(chǎn)生最終金屬產(chǎn)品質(zhì)量的措施，本技術(shù)面對需要一種 系統(tǒng)的強烈要求，該系統(tǒng)能夠在確定最終產(chǎn)品機械特性的高速通過冷卻熱處理過程 (例如，ROT禾卩ACC)的金屬材料上精確地測量相變程度。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的提出旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，因此，本發(fā)明某些實施例的目的 是提供一種在線測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于測量熱軋之后在冷卻金屬材料的冷卻熱處理 過程中發(fā)生的金屬材料上的相變程度。本發(fā)明某些實施例的另一目的是提供一種在金屬材料上在線測量相變程度的 測量系統(tǒng)，其具有簡單的結(jié)構(gòu)且在金屬材料高速(例如，在700mpm至1200mpm 范圍內(nèi))運輸?shù)那樾沃芯哂袃?yōu)秀的適用性。技術(shù)解決方案根據(jù)實現(xiàn)上述任何目的的本發(fā)明第一方面，提供一種在線測量系統(tǒng)，用于在冷卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金屬材料上在線測量相變程度，包括U形 軛構(gòu)件，該軛構(gòu)件具有朝向金屬材料延伸但與其間隔開的兩個端部以及形成在其表 面的開口；第一和第二磁性構(gòu)件，它們分別布置在軛構(gòu)件的兩端上；磁通傳感器， 用來探測在開口處從磁通中泄漏出來的泄漏磁通，所述磁通由第一和第二磁性構(gòu)件 形成并沿磁路流動，該磁路由第一磁性構(gòu)件、金屬材料、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu)件組 成；以及分析儀，該分析儀通過使用金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度之間預(yù) 設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量金屬材料的相變程度。較佳地，開口 從軛構(gòu)件的表面延伸到一定深度，該深度是軛構(gòu)件總深度的10%至30%。根據(jù)實現(xiàn)上述任何目的的本發(fā)明第二方面，提供一種在線測量系統(tǒng)，用于在冷 卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金屬材料上在線測量相變程度，包括U形 軛構(gòu)件，該軛構(gòu)件具有朝向金屬材料延伸但與其間隔開的兩個端部以及形成在其表 面預(yù)定深度的狹縫；第一和第二磁性構(gòu)件，它們分別布置在軛構(gòu)件的兩端上；至少 一個布置在狹縫內(nèi)的磁通傳感器，該傳感器探測橫貫狹縫從沿磁路流動的磁通中泄 漏出來的磁通的強度，該磁路由第一磁性構(gòu)件、金屬材料、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu)件 組成；以及分析儀，該分析儀通過使用金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度之間 預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量金屬材料的相變程度。在線測量系統(tǒng)還可包括第一和第二金屬構(gòu)件，它們各在第一和第二磁性構(gòu)件中 的每一個與金屬材料之間形成磁路，其中，磁通傳感器適于探測橫貫狹縫從沿磁路 流動的磁通中通過的磁通，該磁回路由第一磁性構(gòu)件、第一金屬構(gòu)件、金屬材料、 第二金屬構(gòu)件、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu)件組成。較佳地，第一和第二金屬構(gòu)件包括鋼絲刷。此外，第一和第二金屬構(gòu)件較佳地 附連到對應(yīng)于軛構(gòu)件兩端的外殼的外部。較佳地，狹縫深度是軛構(gòu)件總深度的20%至80%。在線測量系統(tǒng)還可包括具有布置在外殼內(nèi)的預(yù)定直徑的管子，而制冷劑流過該 管子以實施冷卻，其中，管子的布置最好纏繞包括狹縫在內(nèi)的軛構(gòu)件的至少一部分。根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的在線測量系統(tǒng)還可包括外殼，該外殼的內(nèi)部空間 含有制冷劑，其中，軛構(gòu)件、第一和第二磁性構(gòu)件和磁通傳感器布置在外殼的內(nèi)部 空間內(nèi)。較佳地，制冷劑包括選自冷卻油、冷卻水和冷卻氣體中的一種。此外，外 殼可具有用來從外面引入制冷劑的入口管以及將制冷劑排出到外面的出口管。根據(jù)實現(xiàn)上述任何目的的本發(fā)明第三方面，提供一種在線測量系統(tǒng)，用于在冷 卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金屬材料上在線測量相變程度，包括具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件，圓柱形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動且其外表面接觸金屬材料;U形軛構(gòu)件，該軛構(gòu)件具有朝向圓柱形構(gòu)件內(nèi)圓周延伸的兩個端部以及形成在其表面的開口 ；第一和第二磁性構(gòu)件，它們各具有附連到軛構(gòu)件的各個端部的一端、以及附連到圓柱形構(gòu)件的內(nèi)表面的另一端；磁通傳感器，該傳感器探測開口處從由第一和第二磁性 構(gòu)件形成并沿磁回路流動的磁通中泄漏出來的泄漏磁通，該磁回路由第一磁性構(gòu) 件、金屬材料、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu)件組成；以及分析儀，該分析儀通過使用金屬 材料上的相變程度和泄漏磁通強度之間預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來 測量金屬材料的相變程度。較佳地，開口從軛構(gòu)件表面延伸到一定深度，該深度是軛構(gòu)件總深度的10% 至30。丄根據(jù)本發(fā)明第三方面的在線測量系統(tǒng)還可包括多個在內(nèi)部空間內(nèi)沿金屬材料 寬度方向上布置的軛構(gòu)件，其中，多個第一和第二磁性構(gòu)件和多個磁通傳感器附連 到軛構(gòu)件，由此，分析儀適于根據(jù)由磁通傳感器探測到的磁通強度來計算金屬材料 上的相變程度。根據(jù)實現(xiàn)上述任何目的的本發(fā)明第四方面，提供一種在線測量系統(tǒng)，用于在冷 卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金屬材料上在線測量相變程度，包括具有 內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件，圓柱形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動且其外表面接觸金屬材料;U形軛構(gòu)件， 該軛構(gòu)件具有朝向圓柱形構(gòu)件內(nèi)圓周延伸的兩個端部以及形成在其表面預(yù)定深度 的狹縫；第一和第二磁性構(gòu)件，它們各具有附連到軛構(gòu)件的各個端部的一端、以及 附連到圓柱形構(gòu)件的內(nèi)表面的另一端；至少一個布置在狹縫內(nèi)的磁通傳感器，該傳 感器探測橫貫狹縫通過的從由第一和第二磁性構(gòu)件形成并沿磁回路流動的磁通中 泄漏出來的磁通強度，該磁回路由第一磁性構(gòu)件、金屬材料、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu) 件組成；以及分析儀，該分析儀通過使用金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度之 間預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量金屬材料的相變程度。根據(jù)本發(fā)明第四方面的在線測量系統(tǒng)還可包括第一和第二鐵磁性構(gòu)件，第一和 第二鐵磁性構(gòu)件各用來在第一和第二磁性構(gòu)件中的每一個與圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面之 間形成磁路，其中，磁通傳感器適于探測橫貫狹縫通過并從沿磁回路流動的磁通中 流出的磁通，該磁路由第一磁性構(gòu)件、第一鐵磁性構(gòu)件、金屬材料、第二鐵磁性構(gòu) 件、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu)件組成。較佳地，第一和第二鐵磁性構(gòu)件與軛構(gòu)件和第一 和第二磁性構(gòu)件一體形成。根據(jù)本發(fā)明第四方面的在線測量系統(tǒng)還可包括多個在內(nèi)部空間內(nèi)沿金屬材料寬度方向上布置的軛構(gòu)件，其中，多個第一和第二磁性構(gòu)件和多個磁通傳感器附連 到軛構(gòu)件，由此，分析儀適于根據(jù)由磁通傳感器探測到的磁通強度來計算金屬材料 上的相變程度。較佳地，狹縫深度是軛構(gòu)件總深度的20%至80%。根據(jù)實現(xiàn)上述任何目的的本發(fā)明第五方面，提供一種在線測量系統(tǒng)，用于在冷卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金屬材料上在線測量相變程度，包括具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件，圓柱形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動且其外表面接觸金屬材料;U形軛構(gòu)件， 該軛構(gòu)件具有各附連到圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面的兩端，軛構(gòu)件與金屬材料一起形成磁 路；第一和第二磁性構(gòu)件，第一和第二磁性構(gòu)件各插入軛構(gòu)件的一部分內(nèi)，各磁性 構(gòu)件產(chǎn)生磁通，以形成通過軛構(gòu)件的磁路；至少一個磁通傳感器，該傳感器插入到 軛構(gòu)件的不同部分內(nèi)，傳感器探測由第一和第二磁性構(gòu)件形成并沿磁回路流動的磁 通強度，該磁回路由第一磁性構(gòu)件、金屬材料、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu)件組成；以及 分析器，該分析器通過使用金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度之間預(yù)設(shè)的關(guān) 系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量金屬材料的相變程度。根據(jù)本發(fā)明的上述方面，圓柱形構(gòu)件較佳地包括非磁性材料。此外，較佳地是， 圓柱形構(gòu)件其中含有制冷劑。這里，制冷劑可包括選自冷卻油、冷卻水和冷卻氣體 中的一種。此外，根據(jù)本發(fā)明的上述方面，第一和第二磁性構(gòu)件較佳地包括Sm基或Nb 基的永久磁鐵，而磁通傳感器較佳地包括霍爾元件。 有益效果根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，能夠?qū)υ诶鋮s熱處理中冷卻的金屬材料的相變提供 精確的在線測量，即使在測量過程中金屬材料發(fā)生振動，也能確保在線測量。由于在線測量相變過程中可充分地確保提離，所以，金屬材料的振動不會阻礙 這樣的測量。此外，能不受在諸如ROT或ACC中的高溫和高濕度那樣不良環(huán)境 影響而精確地測量相變程度。


圖1是顯示普通熱軋系統(tǒng)的工藝過程圖；圖2是顯示熱軋系統(tǒng)中基本ROT的示意結(jié)構(gòu)圖；圖3是顯示熱軋系統(tǒng)中基本ACC的示意結(jié)構(gòu)圖；圖4是一曲線圖，示出根據(jù)本發(fā)明的冷卻熱處理過程中相變和磁性特性變化的曲線；圖5是一示意的結(jié)構(gòu)圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在線測量金屬材料上相變程度的測量系統(tǒng)；圖6是一示意的結(jié)構(gòu)圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的在線測量金屬材料上 相變程度的測量系統(tǒng)；圖7是一詳圖，示出圖6中所示在線測量系統(tǒng)的狹槽；圖8是一示意的結(jié)構(gòu)圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的在線測量金屬材料上 相變程度的測量系統(tǒng)；圖9是一示意的結(jié)構(gòu)圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的在線測量金屬材料上 相變程度的測量系統(tǒng)；圖IO是示出圖8和9所示圓柱形構(gòu)件的示范結(jié)構(gòu)；圖11 (a)至(d)是諸示圖，它們示出根據(jù)本發(fā)明的第一至第四實施例的在 線測量金屬材料上相變程度的測量系統(tǒng)的示范的軛構(gòu)件；圖12是一示意的結(jié)構(gòu)圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的在線測量金屬材料 上相變程度的測量系統(tǒng)；圖13是一立體圖，示出圖12所示在線測量系統(tǒng)的軛構(gòu)件的示范結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，現(xiàn)將參照附圖詳細地描述本發(fā)明的特征和 優(yōu)點以便認識上述的目的。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明在冷卻熱處理過程中相變和磁性特征變化的曲線圖。如 上所述，當諸如條帶的熱軋金屬材料進入冷卻熱處理過程(例如，ROT和ACC) 時，冷卻單元將預(yù)定量的冷卻水噴淋到金屬帶的頂表面和底部面上，由此，冷卻該 金屬帶。奧氏體金屬帶被熱軋后，高速運送到冷卻熱處理過程。在冷卻熱處理過程 中，奧氏體金屬帶被冷卻并以鐵素體輸出。參照圖4，剛好熱軋后的金屬帶具有約75(TC至80(rC的溫度(見(a)點)。在(a) 點，金屬帶是磁導(dǎo)率為1的奧氏體(相)。當金屬帶在冷卻熱處理過程中開始冷卻 時，其溫度逐漸地下降。當溫度下降到低于相變線A3時，奧氏體相逐漸地減小， 但鐵素體相逐漸地增加。這里，由于溫度不低于居里(Curie)溫度，所以，鐵素 體相是順磁性且磁導(dǎo)率為1。即，當金屬帶冷卻到不超過相變線A3的溫度范圍時， 它開始從奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變。在溫度高于居里溫度時，金屬帶的所有相都是順于居里溫度時，鐵素體相變?yōu)殍F磁性。隨著金屬帶15進 一步冷卻，當金屬帶15的溫度下降到不超過居里溫度的溫度時，從奧氏體相轉(zhuǎn)變過來的鐵素體相變?yōu)殍F磁性，其磁導(dǎo)率大于l，尤其是，在70的量級上。本發(fā)明的目標是根據(jù)金屬帶在如此的相變過程中磁特性有顯著變化(即，磁導(dǎo)率從1變化到70)的原理來測量金屬帶上的相變程度。如前所述，相變程度正比于冷卻程度而提高。這也表明金屬帶更容易從順磁性 的奧氏體轉(zhuǎn)變到鐵磁性的鐵素體。此外，晶格結(jié)構(gòu)從面心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變到體心立方 結(jié)構(gòu)，其后才有金屬相的變化。這里，可根據(jù)下面的等式1來計算轉(zhuǎn)變到鐵素體的 相變程度-[等式1]相變率(％)=(相變體積)/ (全部金屬體積)100圖5是一示意結(jié)構(gòu)圖，示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例測量金屬材料上相變程度的 在線測量系統(tǒng)。參照圖5，根據(jù)本發(fā)明第一實施例測量金屬材料上相變程度的在線 測量系統(tǒng)IOO包括具有內(nèi)部空間的外殼111、布置在外殼lll內(nèi)部空間內(nèi)的軛構(gòu)件 112、第一和第二磁性構(gòu)件115和116、泄漏磁通傳感器114以及分析儀117。外殼 111的內(nèi)部空間包含某種類型的制冷劑。軛構(gòu)件112的兩端朝向金屬帶延伸但與金 屬帶間隔開預(yù)定距離，開口 113形成在軛構(gòu)件112的表面上。第一和第二磁性構(gòu)件 115和116分別附連到軛構(gòu)件112的兩端。泄漏磁通傳感器114探測開口 113處從 沿著磁路流動的磁通118中泄漏出的泄漏磁通119，所述磁路由第一磁性構(gòu)件115、 金屬帶110、第二磁性構(gòu)件116以及軛構(gòu)件112組成。分析儀117分析在泄漏磁通 上探測到的信號以測量金屬帶上的相變程度。在外殼111內(nèi)設(shè)置用來從外面引入制 冷劑的入口管121，以及用來將制冷劑123排出到外面的出口管122。從外面通過 入口管121引入的制冷劑123冷卻軛構(gòu)件112、磁性構(gòu)件115和116以及泄漏磁通 傳感器114，然后，通過出口管122排出到外面。制冷劑123的實例可包括冷卻水、 冷卻氣體和冷卻油。磁性構(gòu)件115和116較佳地是典型的永久磁鐵，最好是能擁有高能積同時在高 溫下作為磁鐵能穩(wěn)定地工作的永久磁鐵。磁性構(gòu)件115和116可包括釤(Sm)基 或鈮(Nb)基的永久磁鐵，其具有高的居里溫度和大的最大能積。磁性構(gòu)件115 和116在金屬帶110和軛構(gòu)件112之間形成磁通路徑。如圖5所示，磁性構(gòu)件115 和116在外殼111內(nèi)與金屬帶110提離預(yù)定的間隔。這使得在線測量成為可能。盡 管根據(jù)本發(fā)明第一實施例磁性構(gòu)件115和116布置在外殼內(nèi)，但在本發(fā)明其它實施例中，磁性構(gòu)件115和116也可突出到外殼111之外。泄漏磁通傳感器114較佳地包括霍爾元件?；魻栐沁@樣一種裝置，其使用 沿垂直于磁場方向發(fā)生的電壓和基于霍爾效應(yīng)從磁場和電流相互作用產(chǎn)生的固體 中的電流。由于霍爾元件的輸出正比于磁場和電流之積，所以，霍爾元件可用于磁 場計、磁傳感器、各種電流計、磁頭、微波瓦特計等。較佳地，軛構(gòu)件112是大致U形的鐵素體構(gòu)件，以有效地幫助形成磁通路徑。 盡管圖5示出U形的軛構(gòu)件112作為優(yōu)選的實施例，但軛構(gòu)件112也可呈任何其 它可便于形成磁通路徑的結(jié)構(gòu)或狀態(tài)。開口 113在軛構(gòu)件112表面上形成預(yù)定的尺寸。開口 U3的形成目的在于將通 過軛構(gòu)件112形成的一部分磁通泄漏到外面。開口 113顯示為形成在軛構(gòu)件112的 頂部中心上。然而，這只是一種圖示，開口 113可以形成在軛構(gòu)件112表面的任何 部分上。開口 113的形狀沒有限制，但應(yīng)具有當磁路形成在軛構(gòu)件112內(nèi)時使磁通 泄漏到磁路外面所需要的構(gòu)造和尺寸(深度)。如果開口 U3形成得太小，則泄漏 磁通將會太小，因而，探測泄漏磁通的可靠性變得很差。相反，如果開口 113形成 得太大，則工作性會變得很差。因此，開口 113最好形成在軛構(gòu)件112表面上并向 內(nèi)延伸到一定深度，該深度是軛構(gòu)件112寬度的10%至30。％。參照圖5，現(xiàn)將更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于測量金屬材料上相 變程度的在線測量系統(tǒng)100。當金屬帶在冷卻熱處理過程中被冷卻時，金屬帶110 從順磁性奧氏體(相)轉(zhuǎn)變到鐵磁性鐵素體(相)。當金屬帶110逐漸地轉(zhuǎn)變到鐵 磁性時，磁路由磁性構(gòu)件115和116、金屬帶110和軛構(gòu)件U2組成，它又產(chǎn)生磁 通118。隨著金屬帶110逐漸地從順磁性奧氏體轉(zhuǎn)變到鐵磁性鐵素體，該磁通U8 逐漸地增加強度。這來源于這樣的事實當材料在磁路中變化時，磁通值響應(yīng)于磁 阻的變化而變化，且其原理基本上與電路中電阻的變化造成電流變化的原理相同。這里，形成在軛構(gòu)件112表面上的開口 113允許形成的一部分磁通118通過磁 性構(gòu)件U5和U6、金屬帶和軛構(gòu)件U2泄漏出去。即，磁通118流過軛構(gòu)件112 的內(nèi)部和其表面，但當開口 113如圖所示地形成時，磁通118部分地泄露出開口 113夕卜。然后，泄漏磁通傳感器114探測到開口 113處泄漏出來的如此的泄漏磁通。當金屬帶110從順磁性奧氏體(相)逐漸地相變到鐵磁性鐵素體(相)時，磁 通118增加其強度，其沿由第一磁性構(gòu)件115、金屬帶110、第二磁性構(gòu)件116和 軛構(gòu)件112組成的磁路流動，因此，從開口 113泄露出的泄漏磁通119也增加。因 此，當泄漏磁通傳感器114探測到泄漏磁通119就產(chǎn)生探測信號時，探測信號的強度正比于金屬帶110的相變而逐漸地增加。通過分析探測到的泄漏磁通的強度和相變程度之間的關(guān)系，分析儀117可確定 金屬帶上的相變的程度。這里，分析儀117可以被認為是微處理器或軟件，而本技 術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可能采納軟件來實現(xiàn)該分析儀。此外，分析儀117可通過有線 通信和無線通信從泄漏磁通傳感器114中接受探測信號。多個根據(jù)本發(fā)明的在金屬 材料上測量相變程度的在線測量系統(tǒng)可安裝在ROT或ACC的多個點上，以在各 個點上測量金屬上的相變程度。圖6是一結(jié)構(gòu)示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的在金屬材料上測量相變程 度的在線測量系統(tǒng)。參照圖6，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的在金屬材料上測量相變程 度的在線測量系統(tǒng)200包括具有內(nèi)部空間的外殼2U、布置在外殼2U內(nèi)部空間內(nèi) 的軛構(gòu)件212、第一和第二磁性構(gòu)件216和217、至少一個磁通傳感器215以及分 析儀224。外殼211的內(nèi)部空間包含某種類型的制冷劑。軛構(gòu)件212的兩端朝向金 屬帶210延伸但與金屬帶間隔開預(yù)定距離，以及狹縫213形成在軛構(gòu)件212的表面 上。第一和第二磁性構(gòu)件216和217分別附連到軛構(gòu)件212的兩端。磁通傳感器 215布置在狹縫213內(nèi)以探測橫貫狹縫213從磁路上的磁通220流出的磁通219， 所述磁路由第一磁性構(gòu)件216、第一金屬構(gòu)件218、金屬帶210、第二金屬構(gòu)件219、 第二磁性構(gòu)件217以及軛構(gòu)件212組成。分析儀270分析從磁通傳感器215上探測 到的磁通信號以測量金屬帶210上的相變程度。這里，如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的在金屬材料上測量相變程度的在線測量系統(tǒng) 200還包括第一和第二金屬構(gòu)件218和219，它們各布置在第一和第二磁性構(gòu)件216 和217中的每一個與金屬帶210之間。第一和第二金屬構(gòu)件218和219中的每一個 布置在第一和第二磁性構(gòu)件216和217中的每一個與金屬帶210之間，以有效地幫 助磁路形成在第一和第二磁性構(gòu)件216和217中的每一個與金屬帶210之間。在此 情形中，磁路通過第一磁性構(gòu)件216、第一金屬構(gòu)件218、金屬帶210、第二金屬 構(gòu)件219、第二磁性構(gòu)件217以及軛構(gòu)件212形成，而磁通在磁路上產(chǎn)生。第一和 第二金屬構(gòu)件218和219較佳地是具有多個連接在一起的鋼絲的刷子，或是具有圓 形橫截面的輥子(未示出)。然而，第一和第二金屬構(gòu)件218和219可采納任何其 它的結(jié)構(gòu)，其可有效地在第一和第二磁性構(gòu)件中的每一個與金屬帶210之間形成磁 路。較佳地，第一和第二鋼絲刷或輥子采納鐵磁性材料的鋼絲，并具有預(yù)定的剛度 和彈性值，其能夠支撐軛構(gòu)件112的重量。此外，第一刷子或輥子附連到第一磁性 構(gòu)件216，而第二刷子或輥子附連到第二磁性構(gòu)件217。第一和第二刷子或輥子構(gòu)造成接觸金屬帶210并吸收移動金屬帶210的任何彎曲，這種彎曲常由板變形造成。 在附圖中，狹縫213顯示為形成在軛構(gòu)件212的頂部中心內(nèi)。然而，這只是對本發(fā)明的一種說明，狹縫213也可形成在軛構(gòu)件212表面的任何部分。 圖7是一詳圖，示出圖6所示的在線測量系統(tǒng)的狹縫。參照圖7，在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的測量系統(tǒng)200中，狹縫213形成在軛構(gòu) 件212的深度D處。狹縫213的深度D最好在軛構(gòu)件212寬度的20至80%范圍 之內(nèi)。當深度D低于20X時，磁通橫貫狹縫213通過小的面積，因此，霍爾傳感 器探測磁通的可靠性降低。當深度D超過80。^時，軛構(gòu)件的制造較困難，剛度降 低且效率也降低。板214插入狹縫213內(nèi)，至少一個磁通傳感器215設(shè)置在板214 上。如上所述，磁通傳感器215最好實現(xiàn)為霍爾傳感器，其根據(jù)霍爾效應(yīng)探測磁通 強度。板214插入到狹縫213內(nèi)使其與狹縫213內(nèi)表面平行。盡管圖中未予示出， 但連接到至少一個磁通傳感器215的電路形成在板214上，并設(shè)定為將由磁通傳感 器215探測到的強度信號傳送到分析儀224。當金屬帶210被冷卻并從順磁性結(jié)構(gòu)相變到鐵磁性結(jié)構(gòu)時，通過第一磁性構(gòu)件 216、金屬帶210、第二磁性構(gòu)件217以及軛構(gòu)件212逐漸地形成磁路。磁通220 發(fā)生在磁路上，當實施冷卻時，S卩，相變從順磁性結(jié)構(gòu)前進到鐵磁性結(jié)構(gòu)時，磁通 強度逐漸地增加。這里，發(fā)生在磁路上的磁通220在軛構(gòu)件212內(nèi)流動，在形成如 圖所示深狹縫的情形中，磁通221橫貫狹縫213通過。從狹縫213泄漏出來并通過 狹縫的磁通221被至少一個磁通傳感器215探測到。然后，通過分析探測到的磁通 強度和相變程度之間關(guān)系，分析儀224確定出金屬帶210上的相變程度。在設(shè)置至 少兩個磁通傳感器215的情形中，分析儀224計算探測到的磁通強度的平均值，并 通過分析平均的磁通強度和相變程度之間關(guān)系，分析儀224確定出金屬帶210上的 相變程度。圖8是一結(jié)構(gòu)示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的在金屬材料上測量相變程 度的在線測量系統(tǒng)。參照圖8，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的在金屬材料上測量相變程 度的在線測量系統(tǒng)300包括具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件311、布置在圓柱形構(gòu)件311 內(nèi)部空間內(nèi)的軛構(gòu)件312、第一和第二磁性構(gòu)件315和316、泄漏磁通傳感器314 以及分析儀317。圓柱形構(gòu)件311轉(zhuǎn)動且其外圓周與正運送到冷卻熱處理中的金屬 帶310表面接觸。軛構(gòu)件312的兩端朝向圓柱形構(gòu)件311的內(nèi)表面延伸但與其間隔 開預(yù)定距離，以及開口313形成在軛構(gòu)件212的表面上。第一和第二磁性構(gòu)件315 和316分別附連到軛構(gòu)件312的兩端。泄漏磁通傳感器314探測泄漏的磁通319,磁通319在開口 313處從沿磁路流動的磁通318中流出，所述磁路由第一磁性構(gòu)件 315、金屬帶310、第二磁性構(gòu)件316和軛構(gòu)件312組成。分析儀317分析泄漏的 磁通上的信號來確定金屬帶310上的相變程度。圖9是一結(jié)構(gòu)示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的在金屬材料上測量相變程 度的在線測量系統(tǒng)。參照圖9，根據(jù)本發(fā)明第四實施例的在金屬材料上測量相變程 度的在線測量系統(tǒng)400包括具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件411、第一和第二磁性構(gòu)件 416和417、至少一個磁通傳感器415以及分析儀419。圓柱形構(gòu)件411適于轉(zhuǎn)動 且其外圓周與正運送到冷卻熱處理中的金屬帶410表面接觸。軛構(gòu)件412的兩端朝 向圓柱形構(gòu)件4U的內(nèi)表面延伸但與其間隔開預(yù)定距離，以及狹縫413形成在軛構(gòu) 件212表面的預(yù)定深度處。第一和第二磁性構(gòu)件416和417中的每一個的一端附連 到軛構(gòu)件412的一端，而另一端附連到圓柱形構(gòu)件411的內(nèi)表面。磁通傳感器415 探測磁通，該磁通橫貫狹縫413從沿磁路流動的磁通418中流出，所述磁路由第一 磁性構(gòu)件416、金屬帶410、第二磁性構(gòu)件417和軛構(gòu)件412組成。通過使用預(yù)設(shè) 的磁通強度和金屬帶上相變程度之間的關(guān)系，分析儀417根據(jù)以上探測到的磁通強 度確定金屬帶410上的相變程度。根據(jù)本發(fā)明的第三和第四實施例，測量金屬材料上相變程度的在線測量系統(tǒng) 300、 400接觸熱軋之后熱的金屬帶310、 410，以測量金屬帶310、 410相變程度， 因此可能最好需要用于測量系統(tǒng)的冷卻單元。為此目的，如圖8和9所示，本發(fā)明 的圓柱形構(gòu)件311和411可在內(nèi)部空間中包含制冷劑。制冷劑用于冷卻軛構(gòu)件312、 412、第一和第二磁性構(gòu)件315和316、 416和417，以及磁通傳感器314、 415等。 它們的實例可以包括冷卻水、冷卻氣體、冷卻油等。為了冷卻本發(fā)明的測量系統(tǒng)， 圓柱形構(gòu)件311、 411被密封，具有預(yù)定直徑的管子(未示出)安裝在圓柱形構(gòu)件 內(nèi)；而特殊類型的制冷劑(例如，冷卻水、冷卻氣體和冷卻油)通過管子流動以實 施冷卻。這里，冷卻管可具有任何形狀并插入到任何位置中。然而，管子最好纏繞 地布置在包括開口 313或狹縫413在內(nèi)的軛構(gòu)件312、 412的至少一部分上，對于 熱敏感的磁通傳感器314、 415位于該開口或狹縫處。本發(fā)明測量金屬材料的在線 測量系統(tǒng)在高溫環(huán)境中操作，在此情形中，可根據(jù)上述實施例提供冷卻單元。圖10是立體圖，示出根據(jù)本發(fā)明第三和第四實施例的相變測量系統(tǒng)的圓柱形 構(gòu)件的示范結(jié)構(gòu)。參照圖10，相變測量系統(tǒng)300、 400的圓柱形構(gòu)件311、 411接 觸金屬帶310、 410的表面，所述金屬帶在冷卻熱處理中被多個饋送輥子41至43 運輸，當金屬帶310、 410移動時，通過作用于金屬帶310、 410的摩擦力而轉(zhuǎn)動。如圖8和9所示，根據(jù)本發(fā)明測量金屬帶310、 410相變的這些部件布置在圓柱形 構(gòu)件311、 411的內(nèi)部空間中。較佳地，根據(jù)本發(fā)明測量金屬帶相變的若干組部件 可布置在圓柱形構(gòu)件311、 411內(nèi)。更佳地是，這些部件組可沿金屬帶310、 410 寬度方向布置。圓柱形構(gòu)件311、 411較佳地由非磁性材料制成，更佳地是，用奧氏體基不銹 鋼材料制成。這是因為不銹鋼材料對通過第一和第二磁性構(gòu)件形成的磁通和如圖4 所示的金屬帶不起磁性影響。此外，圓柱形構(gòu)件311、 411最好沿寬度方向布置以 便橫貫其寬度測量金屬帶310、 410的相變程度。此外，如圖8和9所示，合適的滑動環(huán)可安裝在圓柱形構(gòu)件311、 411 一端上， 以便引入致動磁通傳感器314、 415所需的電源線并從磁通傳感器314、 415中取出 信號。探測到的信號在初次放大和過濾(如果必要的話)之后通過鄰近于圓柱形構(gòu) 件311、 411安裝的終端盒發(fā)送到分析器317、 419。此外，分析器317、 419可實現(xiàn)為微處理器或軟件，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員 可使用某種程序來實現(xiàn)分析器317、 419。此外，分析器317、 419不僅可通過有線 通信也可通過無線通信的方式從磁通傳感器314、 415中接受探測的信號。根據(jù)本 發(fā)明測量金屬材料相變程度的多個在線測量系統(tǒng)可安裝在圓柱形構(gòu)件311、 411的 多點處，以便測量材料各點的相變程度。在圖8和9中，圓柱形構(gòu)件311、 411響應(yīng)于金屬帶310、 410的運動而轉(zhuǎn)動。 由于附連在圓柱形構(gòu)件311、 411內(nèi)表面上的軛構(gòu)件312、 412具有兩端朝向金屬帶 310、 410，所以，由第一和第二磁性構(gòu)件3I4和316、 416和417產(chǎn)生的磁通形成 了一磁路。測量開口 313處泄漏出的泄漏磁通的強度或橫貫狹縫413通過的磁通強 度，并根據(jù)探測到的磁通強度和相變程度之間的關(guān)系，在線地測量金屬帶310、410 上的相變程度。與此相同，圖8和9所示的本發(fā)明第三和第四實施例的測量相變程 度的過程，基本上與圖5至7所示的本發(fā)明第一和第二實施例的測量相變程度的過 程相同。因此，不再作詳細描述。圖ll(a)至(d)是多個視圖，示出根據(jù)本發(fā)明第一至第四實施例的測量金屬材料 上相變程度的在線測量系統(tǒng)的示范軛構(gòu)件。參照圖ll(a)至(d)，軛構(gòu)件312的兩端可以是矩形或扇形。然而，圖ll(a)至(d) 只是顯示了本發(fā)明軛構(gòu)件312的說明性實例，軛構(gòu)件312也可采納任何其它形狀， 其允許使用通過軛構(gòu)件312在磁路上形成的磁通來更加精確地測量金屬帶上相變 程度。在如圖所示的示范形狀中，第一和第二磁性構(gòu)件316和317附連到圓柱形構(gòu)件 311的內(nèi)表面。這里，第一和第二磁性構(gòu)件316和317合適地構(gòu)造成具有與圓柱形 構(gòu)件311內(nèi)表面相同的曲率半徑，因此，可以穩(wěn)定和有效地附連到圓柱形構(gòu)件311 內(nèi)表面。盡管圖中未予示出，但在第一和第二鐵磁性構(gòu)件布置在第一和第二磁性構(gòu) 件316和317以及圓柱形構(gòu)件3U內(nèi)表面之間的情形中，最好使第一和第二鐵磁性 構(gòu)件也合適地構(gòu)造成具有與圓柱形構(gòu)件311內(nèi)表面相同的曲率半徑。尤其是，在本 發(fā)明的一實施例中，軛構(gòu)件312和第一和第二磁性構(gòu)件316和317較佳地形成一體。 更佳地是，第一和第二磁性構(gòu)件316和317附連到軛構(gòu)件312而形成一體，其具有 扇形的側(cè)向部分。附連到圓柱形構(gòu)件311內(nèi)表面的扇形的弧形具有與圓柱形構(gòu)件 311內(nèi)表面相同的曲率半徑。在本發(fā)明的另一實施例中，軛構(gòu)件312、附連到軛構(gòu)件312的第一和第二磁性 構(gòu)件316和317，以及各附連到各個第一和第二磁性構(gòu)件316和317的第一和第二 鐵磁性構(gòu)件(未示出)設(shè)置為一體。更佳地是，包括軛構(gòu)件312、第一和第二磁性 構(gòu)件316和317以及第一和第二鐵磁性構(gòu)件(未示出)的整體具有扇形的側(cè)部。附 連到圓柱形構(gòu)件311內(nèi)表面的弧形具有與圓柱形構(gòu)件311內(nèi)表面相同的曲率半徑。此外，形成在軛構(gòu)件312表面內(nèi)的開口 313 (或狹縫)可示范為各種形狀，并 形成在軛構(gòu)件312表面的任何點上。圖12是一結(jié)構(gòu)示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明第五實施例的在金屬材料上測量相變 程度的在線測量系統(tǒng)。參照圖12，根據(jù)本發(fā)明第五實施例的在金屬材料上測量相 變程度的在線測量系統(tǒng)500包括具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件511 、 U形軛構(gòu)件512、 第一和第二磁性構(gòu)件516和517、至少一個磁通傳感器515以及分析儀519。圓柱 形構(gòu)件511轉(zhuǎn)動且其外表面與金屬帶510接觸。軛構(gòu)件512的兩端附連到圓柱形構(gòu) 件5U的內(nèi)表面，并與金屬帶510合作而形成磁路。第一和第二磁性構(gòu)件516和 517插入到軛構(gòu)件512的一部分內(nèi)，并用來產(chǎn)生磁通以便形成通過軛構(gòu)件512的磁 路。磁通傳感器515插入到軛構(gòu)件的另一部分內(nèi)，并用來探測沿磁回路流動的磁通 518的強度，所述磁回路由第一磁性構(gòu)件516、軛構(gòu)件512、第二磁性構(gòu)件517以 及金屬帶510組成。分析儀519根據(jù)探測到的磁通強度來分析金屬帶510上的相變 程度，其使用磁通強度和金屬帶上相變程度之間的預(yù)設(shè)關(guān)系進行分析。當如圖5所示的根據(jù)本發(fā)明第五實施例的在金屬材料上測量相變程度的在線 測量系統(tǒng)500與如圖8和9所示的在金屬材料上測量相變程度的在線測量系統(tǒng)300 和400相比較時，第五實施例的第一和第二磁性構(gòu)件315和316的結(jié)構(gòu)布置以及磁通傳感器315的結(jié)構(gòu)布置或多或少不同于第三和第四實施例的那些結(jié)構(gòu)布置，但金屬帶上的相變程度測量是根據(jù)相同的原理。因此，測量過程將不再作詳細描述。艮口，在圖12所示的相變程度的在線測量系統(tǒng)500中，第一和第二磁性構(gòu)件516和517 產(chǎn)生磁通518，該磁通沿著軛構(gòu)件512和金屬帶510形成磁路510。然后，磁通傳 感器515根據(jù)其探測到的結(jié)果來探測磁通強度，分析儀519根據(jù)磁通強度確定出金 屬帶510上的相變程度。如上所述，對于本發(fā)明各種實施例來說，最為重要的是布置好磁性構(gòu)件，使磁 路可以有效地產(chǎn)生在軛構(gòu)件和金屬帶之間，以便有效地探測沿磁路的磁通強度。本 發(fā)明的實施例可以實施為各種形式，以便有效地形成磁路和有效地探測磁通強度。圖13是一立體圖，其示出圖12所示在線測量系統(tǒng)的軛構(gòu)件的示范結(jié)構(gòu)。如圖13所示，在根據(jù)本發(fā)明第五實施例的在金屬材料上測量相變程度的在線 測量系統(tǒng)500的U形軛構(gòu)件512中，其兩端較佳地各具有扇形側(cè)部。附連到圓柱 形構(gòu)件5U內(nèi)表面的扇形的弧形具有與圓柱形構(gòu)件511內(nèi)表面相同的曲率半徑。這 樣，對于預(yù)定的時間段和更長時間，在圓柱形構(gòu)件5U轉(zhuǎn)動過程中，磁路可沿閉合 回路形成，并且可以可靠地附連到圓柱形構(gòu)件511的內(nèi)圓周上。工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，能夠?qū)υ诶鋮s熱處理中被冷卻的金屬材料提供精確 的相變在線測量，以及即使在測量過程中金屬材料發(fā)生振動也可確保在線測量。由于在線測量相變過程中可充分地確保提離，所以，金屬材料的振動不會阻礙 這樣的測量。此外，能不受在諸如ROT或ACC中的高溫和高濕度那樣不良環(huán)境 影響而精確地測量相變。盡管本發(fā)明已經(jīng)參照特定示出的實施例和附圖進行了描述，但本發(fā)明并不局限 于此，本發(fā)明將由附后的權(quán)利要求書予以限定?？梢哉J識到，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù) 人員可將各種實施例替換、改變或修改為各種形式，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。此前有關(guān)根據(jù)本發(fā)明測量金屬材料上相變程度的在線測量系統(tǒng)的技術(shù)原理，已 對詳細的描述和附圖進行了說明和顯示。然而，它們用來說明本發(fā)明的最佳實施例， 但并不意圖將本發(fā)明局限于所揭示的精確形式。尤其是，盡管永久磁鐵被描述為合 適形式的磁鐵，但諸如具有磁特性的電磁鐵那樣的其它形式也是適用的。同樣地， 開口可以修改為能夠部分地泄漏出磁通的任何其它形式，狹縫可以修改為能夠接納 霍爾傳感器的任何其它形式以使磁性流可橫貫霍爾傳感器通過。
權(quán)利要求
1. 一種在線測量系統(tǒng)，用于在冷卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金屬材料上在線測量相變程度，包括U形軛構(gòu)件，所述軛構(gòu)件具有朝向所述金屬材料延伸但與所述金屬材料間隔開的兩個端部以及形成在其表面上的開口；第一和第二磁性構(gòu)件，所述第一和第二磁性構(gòu)件分別布置在所述軛構(gòu)件的兩端上；磁通傳感器，所述磁通傳感器用來探測在所述開口處從磁通中泄漏出來的磁通，所述磁通由所述第一和第二磁性構(gòu)件形成并沿一磁回路流動，所述磁回路由所述第一磁性構(gòu)件、所述金屬材料、所述第二磁性構(gòu)件和所述軛構(gòu)件組成；以及分析儀，所述分析儀用于通過使用所述金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度之間預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量所述金屬材料的相變程度。
2. 如權(quán)利要求1所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述開口從所述軛構(gòu)件 的表面延伸到一定深度，所述深度是所述軛構(gòu)件總深度的10%至30。％。
3. —種在線測量系統(tǒng)，用于在冷卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金屬 材料上在線測量相變程度，包括U形軛構(gòu)件，所述軛構(gòu)件具有朝向所述金屬材料延伸但與所述金屬材料間隔開 的兩個端部以及形成在其表面預(yù)定深度的狹縫；第一和第二磁性構(gòu)件，所述第一和第二磁性構(gòu)件分別布置在所述軛構(gòu)件的兩端上；至少一個布置在所述狹縫內(nèi)的磁通傳感器，所述傳感器探測橫貫狹縫從沿磁回 路流動的磁通中泄漏出來的磁通的強度，所述磁回路由所述第一磁性構(gòu)件、所述金 屬材料、所述第二磁性構(gòu)件和所述軛構(gòu)件組成；以及分析儀，所述分析儀用于通過使用所述金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度 之間預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量所述金屬材料的相變程度。
4. 如權(quán)利要求3所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一和第二金屬 構(gòu)件，所述第一和第二金屬構(gòu)件各在所述第一和第二磁性構(gòu)件中的每一個與所述金 屬材料之間形成一磁路，其中，所述磁通傳感器適于探測橫貫所述狹縫從沿磁回路流動的磁通中通過的磁通，所述磁回路由所述第一磁性構(gòu)件、所述第一金屬構(gòu)件、所述金屬材料、所述 第二金屬構(gòu)件、所述第二磁性構(gòu)件和所述軛構(gòu)件組成。
5. 如權(quán)利要求4所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二金屬構(gòu) 件包括鋼絲刷。
6. 如權(quán)利要求4所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二金屬構(gòu) 件附連到對應(yīng)于所述軛構(gòu)件兩端的外殼的外部。
7. 如權(quán)利要求3所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述狹縫的深度是所述 軛構(gòu)件總深度的20。％至80%。
8. 如權(quán)利要求3所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括具有布置在外殼 內(nèi)的預(yù)定直徑的管子，而制冷劑流過所述管子以實施冷卻。
9. 如權(quán)利要求8所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述管子布置成纏繞包 括所述狹縫在內(nèi)的所述軛構(gòu)件的至少一部分。
10. 如權(quán)利要求1或3所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括外殼，所 述外殼的內(nèi)部空間含有制冷劑，其中，所述軛構(gòu)件、所述第一和第二磁性構(gòu)件和所述磁通傳感器布置在所述外 殼的內(nèi)部空間內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求10所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷劑包括選 自冷卻油、冷卻水和冷卻氣體中的一種。
12. 如權(quán)利要求IO所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述外殼具有用來 從外面引入所述制冷劑的入口管以及將所述制冷劑排出到外面的出口管。
13. —種在線測量系統(tǒng)，用于在冷卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金 屬材料上在線測量相變程度，包括-具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件，所述圓柱形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動且其外表面接觸所述金屬 材料；U形軛構(gòu)件，所述軛構(gòu)件具有朝向所述圓柱形構(gòu)件內(nèi)圓周延伸的兩個端部以及 形成在其表面的開口；第一和第二磁性構(gòu)件，所述第一和第二磁性構(gòu)件各具有附連到所述軛構(gòu)件的各個端部的一端、以及附連到所述圓柱形構(gòu)件的內(nèi)表面的另一端；磁通傳感器，所述傳感器用于探測所述開口處從由所述第一和第二磁性構(gòu)件形 成并沿磁回路流動的磁通中泄漏出來的泄漏磁通，所述磁回路由所述第一磁性構(gòu) 件、所述金屬材料、所述第二磁性構(gòu)件和所述軛構(gòu)件組成；以及分析儀，所述分析儀用于通過使用所述金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度 之間預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量所述金屬材料的相變程度。
14. 如權(quán)利要求13所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述開口從所述軛 構(gòu)件表面延伸到一定深度，所述深度是所述軛構(gòu)件總深度的10%至30%。
15. 如權(quán)利要求13所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，包括多個在所述內(nèi) 部空間內(nèi)沿所述金屬材料寬度方向上布置的所述軛構(gòu)件，其中，多個所述第一和第 二磁性構(gòu)件以及多個所述磁通傳感器附連到所述軛構(gòu)件，由此，所述分析儀適于根 據(jù)由所述磁通傳感器探測到的磁通強度來計算所述金屬材料上的相變程度。
16. —種在線測量系統(tǒng)，用于在冷卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金 屬材料上在線測量相變程度，包括具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件，所述圓柱形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動且其外表面接觸所述金屬 材料；U形軛構(gòu)件，所述軛構(gòu)件具有朝向所述圓柱形構(gòu)件內(nèi)圓周延伸的兩個端部以及 形成在其表面預(yù)定深度的狹縫；第一和第二磁性構(gòu)件，所述第一和第二磁性構(gòu)件各具有附連到所述軛構(gòu)件的各 個端部的一端、以及附連到所述圓柱形構(gòu)件的內(nèi)表面的另一端；至少一個布置在所述狹縫內(nèi)的磁通傳感器，所述傳感器探測橫貫所述狹縫通過 的從由所述第一和第二磁性構(gòu)件形成并沿磁回路流動的磁通中泄漏出來的磁通強 度，所述磁回路由所述第一磁性構(gòu)件、所述金屬材料、所述第二磁性構(gòu)件和所述軛 構(gòu)件組成；以及分析儀，所述分析儀用于通過使用所述金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度 之間預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量所述金屬材料的相變程度。
17. 如權(quán)利要求16所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一和第二 鐵磁性構(gòu)件，所述第一和第二鐵磁性構(gòu)件各用來在所述第一和第二磁性構(gòu)件中的每 一個與所述圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面之間形成磁路，其中，所述磁通傳感器適于探測橫貫 所述狹縫通過并從沿磁回路流動的磁通中流出的磁通，所述磁回路由所述第一磁性 構(gòu)件、所述第一鐵磁性構(gòu)件、所述金屬材料、所述第二鐵磁性構(gòu)件、所述第二磁性 構(gòu)件和所述軛構(gòu)件組成。
18. 如權(quán)利要求17所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二鐵 磁性構(gòu)件與所述軛構(gòu)件以及所述第一和第二磁性構(gòu)件一體形成。
19. 如權(quán)利要求16所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，包括多個在所述內(nèi)部空間內(nèi)沿所述金屬材料寬度方向上布置的所述軛構(gòu)件，其中，多個所述第一和第 二磁性構(gòu)件以及多個所述磁通傳感器附連到所述軛構(gòu)件，由此，所述分析儀適于根 據(jù)由所述磁通傳感器探測到的磁通強度來計算所述金屬材料上的相變程度。
20. 如權(quán)利要求16所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述狹縫的深度是 所述軛構(gòu)件總深度的20%至80。％。
21. 如權(quán)利要求13或16所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述軛構(gòu)件的分別附連有所述第一和第二磁性構(gòu)件的兩端具有扇形側(cè)向部分，其中，各個扇形側(cè) 向部分具有附連到所述圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面上的弧形，所述弧形具有的曲率半徑與所述圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面的曲率半徑相同。
22. —種在線測量系統(tǒng)，用于在冷卻金屬材料的冷卻熱處理中移動的熱的金 屬材料上在線測量相變程度，包括具有內(nèi)部空間的圓柱形構(gòu)件，所述圓柱形構(gòu)件可轉(zhuǎn)動且其外表面接觸所述金屬 材料；U形軛構(gòu)件，所述軛構(gòu)件具有各附連到所述圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面的兩端，所述軛 構(gòu)件與所述金屬材料一起形成磁路；第一和第二磁性構(gòu)件，所述第一和第二磁性構(gòu)件各插入所述軛構(gòu)件的一部分 內(nèi)，各磁性構(gòu)件產(chǎn)生磁通，以形成通過所述軛構(gòu)件的磁路；至少一個磁通傳感器，所述傳感器插入到軛構(gòu)件的不同部分內(nèi)，所述傳感器探 測由所述第一和第二磁性構(gòu)件形成并沿磁回路流動的磁通強度，所述磁回路由所述 第一磁性構(gòu)件、所述金屬材料、所述第二磁性構(gòu)件和所述軛構(gòu)件組成；以及分析儀，所述分析儀通過使用所述金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度之間 預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量所述金屬材料的相變程度。
23. 如權(quán)利要求13、 16和22中任何一項所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于， 所述圓柱形構(gòu)件包括非磁性材料。
24. 如權(quán)利要求13、 16和22中任何一項所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于， 所述圓柱形構(gòu)件包含制冷劑。
25. 如權(quán)利要求24所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷劑包括選 自冷卻油、冷卻水和冷卻氣體中的一種。
26. 如權(quán)利要求22所述的在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述軛構(gòu)件具有扇 形側(cè)向部分，其中，各個所述扇形側(cè)向部分具有附連到所述圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面上的 弧形，所述弧形具有的曲率半徑與圓柱形構(gòu)件內(nèi)表面的曲率半徑相同。
27. 如權(quán)利要求l、 3、 13、 16和22中任何一項所述的在線測量系統(tǒng)，其特 征在于，所述第一和第二磁性構(gòu)件包括Sm基或Nb基的永久磁鐵。
28. 如權(quán)利要求l、 3、 13、 16和22中任何一項所述的在線測量系統(tǒng)，其特 征在于，所述磁通傳感器包括霍爾元件。
全文摘要
一種用于測量相變程度的在線測量系統(tǒng)，包括U形軛構(gòu)件，該軛構(gòu)件具有朝向金屬材料表面延伸的兩端；第一和第二磁性構(gòu)件，分別布置在軛構(gòu)件兩端上；磁通傳感器，用于探測沿磁回路流動的泄漏磁通，該磁回路由第一磁性構(gòu)件、金屬材料、第二磁性構(gòu)件和軛構(gòu)件組成；以及分析儀，該分析儀通過使用金屬材料上的相變程度和泄漏磁通強度之間預(yù)設(shè)的關(guān)系、根據(jù)探測到的泄漏磁通強度來測量金屬材料的相變程度。即使在冷卻熱處理的諸如高溫那樣的不良環(huán)境中，也可精確地測量相變程度。
文檔編號G01N27/80GK101283271SQ200680037622
公開日2008年10月8日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者李載慶 申請人:Posco公司