KR101484695B1 - Connecting apparatus between obtical fiber and spectrometer, and system for measuring purity of hot slab - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광파이버와 분광장치를 연결하는 연결장치 및 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a connection device for connecting an optical fiber and a spectroscope, and a cleanliness measurement system for a hot slab.
연주 공정(Continuous Casting Process)의 특성 상 불가피하게 비금속 산화물성 개재물(inclusion) 및 석출물(precipitates)이 열간 슬래브(slab)의 내부에 발생하게 된다. 이러한 개재물 및 석출물은 슬래브의 품질을 저하하는 원인으로 작용하며, 슬래브의 품질 관리를 위해 개재물 및 석출물의 종류와 양을 측정할 필요가 있다. Inevitably, due to the characteristics of the continuous casting process, non-metallic oxide inclusions and precipitates are generated inside the hot slab. These inclusions and precipitates act as a cause of deteriorating the quality of the slab, and it is necessary to measure the type and amount of inclusions and precipitates for quality control of the slab.
기존에는 슬래브 시료를 채취하여 오프라인(offline)에서 개재물 및 석출물을 측정하는 방식으로 슬래브 내부의 개재물 및 석출물을 측정하였다. 그러나 이러한 방식은 시료채취 및 분석에 많은 시간이 소요되기 때문에, 시간이나 비용 측면에서 효율적이지 못한 단점이 있다. In the past, slab samples were taken and inclusions and precipitates inside the slabs were measured by measuring inclusions and precipitates in off-line. However, this method is time-consuming and cost-effective because it takes a long time to collect and analyze samples.
한편, 온라인(online) 상태에서 열간 슬래브의 내부는 200℃ 내지 800℃의 고온 상태를 유지한다. 따라서, 온라인 상태에서 열간 슬래브 내부에 발생하는 비금속 산화물성 개재물 및 석출물을 측정하는 것은 어려운 문제이다. On the other hand, the inside of the hot slab in an online state maintains a high temperature state of 200 to 800 캜. Therefore, it is difficult to measure inclusions and precipitates of non-metallic oxidative physical properties generated in the hot slab in an on-line state.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광파이버를 통해 원거리를 이동하여 분광장치로 입사하는 광신호의 손실을 최소화하도록 광파이버와 분광장치를 연결하는 연결장치와, 시간 및 비용 측면에서 효율적으로 열간 슬래브 내부의 개재물 및 석출물을 측정하는 것이 가능한 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a connection device for connecting an optical fiber and a spectroscope to each other so as to minimize the loss of an optical signal incident on the spectroscopic device by moving the optical fiber at a long distance through the optical fiber, And to provide a cleanliness measurement system of a hot slab capable of measuring inclusions and precipitates.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 광파이버와 분광장치를 연결하는 연결장치는, 상기 광파이버를 통과하여 출광되는 광신호를 굴절시켜 집광하는 제1렌즈, 상기 제1렌즈를 통과하여 입사되는 광신호를 굴절시켜 상기 분광장치의 입사슬릿으로 조사하는 제2렌즈, 그리고 상기 제1 및 제2렌즈를 수용하는 관통홀을 포함하며, 제1단이 상기 광파이버와 결합하고 제2단이 상기 분광장치와 결합하는 하우징을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a coupling device for coupling an optical fiber and a spectroscope includes a first lens for refracting and condensing an optical signal output through the optical fiber, a second lens for condensing an optical signal incident through the first lens, A second lens for irradiating the light to an incident slit of the spectroscopic device, and a through hole for receiving the first and second lenses, wherein the first end is coupled to the optical fiber and the second end is coupled to the spectroscopic device And a housing.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템은, 상기 열간 슬래브에 플라즈마 광신호를 발생시키기 위하여 레이저를 조사하는 레이저발생장치, 상기 플라즈마 광신호를 수신하여 전달하는 광파이버, 상기 광파이버를 통해 전달된 상기 플라즈마 광신호를 각 파장 별로 분광하여 상기 플라즈마 광신호의 파장 별 강도 정보를 획득하는 분광장치, 상기 광파이버와 상기 분광장치를 연결하는 연결장치, 그리고 상기 파장 별 강도 정보를 토대로 상기 열간 슬래브의 개재물 및 석출물의 양을 측정하는 연산장치를 포함하되, 상기 연결장치는, 상기 광파이버를 통과하여 출광되는 광신호를 굴절시켜 집광하는 제1렌즈, 상기 제1렌즈를 통과하여 입사되는 광신호를 굴절시켜 상기 분광장치의 입사슬릿으로 조사하는 제2렌즈, 그리고 상기 제1 및 제2렌즈를 수용하는 관통홀을 포함하며, 제1단이 상기 광파이버와 결합하고 제2단이 상기 분광장치와 결합하는 하우징을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a system for measuring the cleanliness of a hot slab includes a laser generator for irradiating a laser beam to generate a plasma optical signal on the hot slab, an optical fiber for receiving and transmitting the plasma optical signal, A spectroscope for spectroscopically measuring the plasma optical signal transmitted through the spectroscopic unit and for acquiring intensity information for each wavelength of the plasma optical signal by a spectroscopic method for each wavelength, a connecting device for connecting the optical fiber and the spectroscopic device, And a calculation device for measuring the inclusions and the amount of precipitates in the slab, wherein the connecting device comprises: a first lens for refracting and condensing the optical signal output through the optical fiber; A second lens for refracting the incident light to refract the incident slit of the spectroscopic device, 1 and includes a through hole for receiving a second lens, the first stage is coupled to the optical fiber comprises a housing second end is coupled to the spectroscope.
본 문서에 개시된 광파이버와 분광장치를 연결하는 연결장치 및 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템은, 광파이버의 출력단에 별도의 집광렌즈를 포함함으로써, 광파이버를 통해 원거리를 이동한 광신호가 발산각을 가지고 퍼져나가 손실되는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 광파이버의 이동이 가능하도록 연결장치를 설계하고, 연결장치를 조작하여 광파이버에서 출광되는 광신호의 발산각에 따라 광파이버와 집광렌즈 사이의 거리를 조절함으로써 광파이버를 통과하여 분광장치로 입사되는 플라즈마 광신호의 손실을 최소화하는 효과가 있다. The connection device for connecting the optical fiber to the spectroscope and the cleanliness measurement system of the hot slab disclosed in this document includes a separate condenser lens at the output end of the optical fiber so that the optical signal traveling at a long distance through the optical fiber spreads with a divergence angle There is an effect of preventing loss. The coupling device is designed so that the optical fiber can be moved. By controlling the distance between the optical fiber and the condenser lens according to the divergence angle of the optical signal emitted from the optical fiber by operating the coupling device, The loss of the optical signal is minimized.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템을 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광장치를 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광파이버와 분광장치를 연결하기 위한 연결장치를 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결장치를 통해 광파이버를 통과한 플라즈마 광신호가 분광장치로 입사하는 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청정도 측정 시스템의 열간 슬래브의 청정도 측정 방법을 도시한 흐름도이다. 1 is a schematic view illustrating a system for measuring the degree of cleanliness of a hot slab according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a spectroscopic device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view illustrating a connection device for connecting an optical fiber and a spectroscope according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates an example in which a plasma optical signal passing through an optical fiber through a coupling device according to an embodiment of the present invention is incident on a spectroscope.
5 is a flowchart illustrating a method for measuring cleanliness of a hot slab of a cleanliness measuring system according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffix "module" and " part "for constituent elements used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다." 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "includes" Or "having" are intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, unless the context clearly dictates otherwise. Elements, parts, or combinations thereof without departing from the spirit and scope of the invention.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템을 개략적으로 도시한 구조도이다. 1 is a schematic view illustrating a system for measuring the degree of cleanliness of a hot slab according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템은 레이저발생장치(10), 수광장치(20), 광파이버(obtical fiber)(30), 분광장치(Spectrometer)(40), 연산장치(50) 등을 포함할 수 있다. 1, a system for measuring the degree of cleanliness of a hot slab according to an embodiment of the present invention includes a
레이저발생장치(10)는 레이저를 발생시키고, 이를 열간 슬래브(1)에 조사하기 위한 장치이다. The
레이저발생장치(10)는 레이저발생기(11), 집광렌즈(12) 등을 포함할 수 있다. The
레이저발생기(11)는 전기신호가 입력되면, 이를 광신호인 레이저로 변환하여 출력한다. The
집광렌즈(12)는 레이저발생기(11)로부터 출력되는 레이저가 열간 슬래브(1)의 특정 영역에 집중되도록 레이저를 집광하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 집광렌즈(12)는 열간 슬래브(1)의 단면에서 대략 0.5mm의 직경을 가지는 영역에 레이저를 집광하는 기능을 수행한다. The
레이저발생장치(10)로부터 조사된 레이저가 연주 공정을 거친 열간 슬래브(1)의 단면으로 조사되면, 열간 슬래브(1)에는 순간적으로 플라즈마 광신호가 발생한다. When the laser irradiated from the
수광장치(20)는 레이저의 조사로 열간 슬래브(1)에서 발생하는 플라즈마 광신호를 수광하여 광파이버(30)로 전달하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 수광장치(20)는 열간 슬래브(1)에서 발생하는 플라즈마 광신호의 경로 상에 위치하는 적어도 하나의 수광렌즈(21)를 포함한다. The
광파이버(30)는 수광장치(20)를 통해 수광한 플라즈마 광신호를 분광장치(40)로 전달하는 기능을 수행한다. The
분광장치(40)는 광파이버(30)를 통해 전달된 플라즈마 광신호를 수신하고, 이를 파장 별로 분광하는 기능을 수행한다. The
열간 슬래브(1)로 레이저가 조사되면, 열간 슬래브(1) 내부의 개재물 및 석출물을 구성하는 각 원소는 서로 다른 파장의 플라즈마 광신호를 발생시키게 된다. 예를 들어, 열간 슬래브(1) 내의 알루미늄 원소는 파장이 대략 425nm인 플라즈마 광신호를 발생시킬 수 있다. When the laser is irradiated by the
따라서, 분광장치(40)는 입력되는 플라즈마 광신호를 각 파장 별로 분광한다. 또한, 분광된 각 파장 별 광신호를 전기적 신호로 변환하고, 이로부터 플라즈마 광신호의 스펙트럼 정보를 획득한다. 여기서, 스펙트럼 정보는 각 파장 별 광신호의 강도(intensity) 정보를 포함할 수 있다. Accordingly, the
연산장치(50)는 분광장치(40)를 통해 획득한 각 파장 별 플라즈마 광신호의 강도(intensity)를 토대로, 각 파장에 대응하는 개재물 및 석축물의 양을 분석하고, 이를 토대로 열간 슬래브(1) 내부의 청정도를 판단한다. The
연산장치(50)는 각 파장 별로 분광된 플라즈마 광신호의 강도로부터 각 원소의 개수를 산출하고, 이를 토대로 각 원소로 이루어진 개재물의 양을 산출할 수 있다. The
이를 위해서, 연산장치(50)는 아래의 수학식 1에 도시된 각 파장 별 플라즈마 광신호의 강도와 각 원소의 전자 개수와의 관계식을 이용할 수 있다. For this purpose, the
여기서, I는 각 파장 별 플라즈마 광신호의 강도이고, S는 원소의 감도(sensitivity) 상수, E는 여기된 전자의 에너지, k는 플랑크 상수, T는 절대온도, n은 전자의 개수를 나타낸다. Where I is the intensity of the plasma optical signal for each wavelength, S is the sensitivity constant of the element, E is the excited energy of the electrons, k is the Planck's constant, T is the absolute temperature and n is the number of electrons.
위 수학식 1을 참조하면, 연산장치(50)는 각 파장 별 플라즈마 광신호의 강도를 산출하면, 이로부터 전자의 개수인 n을 산출할 수 있다. 전자의 개수가 산출되면, 연산장치(50)는 이를 각 원소 하나가 가지는 원자의 개수로 나누어 각 원소의 개수를 산출할 수 있다. 또한, 산출된 각 원소의 개수를 토대로, 각 원소로 이루어지는 개재물 및 석출물의 양을 산출할 수 있다. Referring to Equation (1), when the
한편, 청정도 측정 시스템은 레이저 조사 위치를 변경해가며 개재물 및 석출물의 양을 측정함으로써, 열간 슬래브(1)의 각 위치에 따른 개재물 및 석출물의 종류 및 양을 데이터베이스화할 수 있다. On the other hand, the cleanliness measurement system can database the types and amounts of inclusions and precipitates depending on each position of the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광장치(40)를 개략적으로 도시한 구조도이다. 2 is a schematic view showing a
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광장치(40)는 입사슬릿(41), 격자(grating)(42), 이미지 센서모듈(43), 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, AD converter)(44), 신호처리부(45) 등을 포함할 수 있다. 2, a
입사슬릿(41)은 광파이버(30)로부터 플라즈마 광신호를 수광한다. The
격자(42)는 입사슬릿(41)을 통과하여 입사되는 플라즈마 광신호를 각 파장 별로 분광시키는 기능을 수행한다. The grating 42 functions to spectrally split the plasma optical signal passing through the
이미지 센서 모듈(43)은 파장 별로 분광된 플라즈마 광신호를 각각 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 이미지 센서 모듈(43)은 광자증배관(Photo-Multiplier Tube, PMT), 전하결합소자(Charge-Coupled Device, CCD) 등을 포함할 수 있다. The
AD 컨버터(44)는 이미지 센서 모듈(43)을 통해 변환된 아날로그 전기 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. The
신호처리부(45)는 AD 컨버터(44)를 통해 출력되는 디지털 신호를 토대로 플라즈마 광신호의 스펙트럼 정보를 획득한다. The
한편, 연주 공정을 지난 직후의 열간 슬래브(1)의 청정도를 온라인으로 측정하기 위해서는, 열간 슬래브(1)에서 발생한 플라즈마 광신호를 광파이버(30)를 이용하여 원거리에 걸쳐 분광장치(40)로 전달하게 된다. On the other hand, in order to measure the cleanliness of the
이 경우, 광원이 분광장치(40)의 입사슬릿(41)과 근거리에 위치한 경우와는 달리 광신호가 발산각을 가지고 퍼져서 입사하게 되고, 이로 인해 광파이버(30)를 통해 전달되는 광신호가 입사슬릿(41)에 정확하게 맺히지 못하는 문제점이 발생한다. In this case, unlike the case where the light source is located close to the incident slit 41 of the
따라서, 본 발명의 일 실시 예에서는 광파이버(30)를 통과한 광신호가 분광장치(40)의 입사슬릿(41)에 정확하게 맺히도록 광파이버(30)와 분광장치(40)를 연결하는 연결장치(후술하는 도 3의 도면부호 100 참조)를 제공한다. Therefore, in an embodiment of the present invention, a coupling device for connecting the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광파이버와 분광장치를 연결하기 위한 연결장치를 개략적으로 도시한 구조도이고, 도 4는 광파이버를 통과한 플라즈마 광신호가 분광장치로 입사되는 일 예를 도시한 것이다. FIG. 3 is a schematic view of a coupling device for connecting an optical fiber and a spectroscope according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 illustrates an example in which a plasma optical signal passing through an optical fiber is incident on a spectroscope .
도 3 및 도 4를 참조하면, 연결장치(100)는 하우징(110), 하우징(110) 내에 수용되는 제1 렌즈(120) 및 제2렌즈(130) 등을 포함할 수 있다. 3 and 4, the
하우징(110)은 내부에 광파이버(30)로부터 전달된 플라즈마 광신호가 통과하는 광경로에 해당하는 관통홀을 포함한다. 또한, 관통홀 상에 제1렌즈(120) 및 제2렌즈(130)를 수용할 수 있다. The
하우징(110)은 이로 한정되는 것은 아니나, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1렌즈(120)를 수용하는 수용부(111)와 제2렌즈(130)를 수용하는 수용부(112)가 별도로 마련된 후 일체형으로 결합될 수 있다. 3, the
하우징(110)에 형성된 관통홀의 일단에는 광파이버(30)가 끼움 결합하며, 타단에는 분광장치(40)가 결합될 수 있다. 이에 따라, 광파이버(30)를 통해 전달된 플라즈마 광신호는 하우징(110) 내에 마련된 제1렌즈(120) 및 제2렌즈(130)를 통해 분광장치(40)의 입사슬릿(41)으로 전달될 수 있다. The
제1렌즈(120)는 광파이버(30)를 통해 전달되어 발산각을 가지고 확산하여 입사되는 플라즈마 광신호가 제2렌즈(130)로 입사하도록 집광하는 기능을 수행한다. 즉, 제1렌즈(120)는 제2렌즈(130)에 최대한 많은 광신호가 입사되도록 광파이버(30)로부터 출광되는 플라즈마 광신호를 굴절시키는 기능을 수행한다. The
제2렌즈(130)는 제1렌즈(120)를 통과하여 입사되는 플라즈마 광신호를 집광하여 분광장치(40)의 입사슬릿(41)으로 입사시키는 기능을 수행한다. 즉, 제2렌즈(130)는 제2렌즈(130)로 입사하는 플라즈마 광신호가 최대한 많이 입사슬릿(41)에 맺히도록 플라즈마 광신호를 굴절시키는 기능을 수행한다. The
한편, 연결장치(100)는 광파이버(30)를 통과한 플라즈마 광신호가 제1렌즈(120) 및 제2렌즈(130)를 통과하여 분광장치(40)의 입사슬릿(41)으로 최대한 많이 전달될 수 있도록, 광파이버(30)의 출력단과 제1렌즈(120) 간의 거리를 조정하는 조절장치(140)를 더 포함할 수 있다. The connecting
여기서, 광파이버(30)와 제1렌즈(120) 간의 거리는 플라즈마 광신호의 발산각에 따라 달라지며, 플라즈마 광신호의 발산각은 플라즈마 광신호의 이동 거리에 따라 달라질 수 있다. Here, the distance between the
조절장치(140)는 다양한 방식으로 하우징(110)과 결합될 수 있다. The
조절장치(140)는 조작입력이 입력되면 이를 광파이버(30)로 전달하여 광파이버(30)의 위치를 이동시킴으로써, 광파이버(30)의 출력단과 제1렌즈(120) 간의 거리를 조절하는 기능을 수행한다. The
조절장치(140)는 다양한 방식으로 조작입력을 광파이버(30)에 전달할 수 있다. The
예를 들어, 조절장치(140)는 랙(rack) 피니언(pinion) 구조로 마련될 수 있다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 랙(141) 상에 형성된 관통홀에 광파이버(30)가 결합하고, 피니언(pinion)(142)의 회전운동으로 랙(141)을 직선운동시킴으로써 광파이버(30)를 이동시킬 수 있다. For example, the regulating
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청정도 측정 시스템의 열간 슬래브의 청정도 측정 방법을 도시한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method for measuring cleanliness of a hot slab of a cleanliness measuring system according to an embodiment of the present invention.
우선, 열간 슬래브의 청정도를 온라인으로 측정하기 위해서는 연주 공정을 지나온 직후의 열간 슬래브에 대해 청정도 측정이 가능하도록 청정도 측정 시스템을 설치할 필요가 있다. 또한, 설치 과정에서, 광파이버(30)를 통과한 플라즈마 광신호의 발산각에 따라 분광장치(40)와 광파이버(30)를 연결하는 연결장치(100)를 조작함으로써, 분광장치(40)의 입사슬릿(41)으로 최대한 많은 플라즈마 광신호가 입사되도록 광파이버(30)의 위치를 조절하여 최적의 측정 환경을 마련한다. First, in order to measure the cleanliness of the hot slab on-line, it is necessary to install a cleanliness measurement system so that the cleanliness of the hot slab immediately after the performance process can be measured. The
도 5를 참조하면, 시스템이 설치된 후 연주 공정을 거친 직후의 열간 슬래브가 측정 위치로 이동되면, 시스템은 레이저발생장치(10)를 제어하여 열간 슬래브의 단면에 레이저를 조사한다(S101). 이에 따라, 레이저가 조사된 열간 슬래브의 단면에서 플라즈마 광신호가 발생한다.Referring to FIG. 5, when the hot slab immediately after the completion of the performance process after the system is installed is moved to the measurement position, the system controls the
열간 슬래브의 단면에 플라즈마 광신호가 발생하면, 시스템은 수광장치(20)를 통해 이를 집광한다(S102). When a plasma optical signal is generated on the cross section of the hot slab, the system converges the light through the light receiving device 20 (S102).
또한, 광파이버(30)를 이용하여 수광장치(20)를 통해 수광한 플라즈마 광신호를 분광장치(40)로 전달한다(S103). In addition, the
이를 수신한 분광장치(40)는 입사되는 플라즈마 광신호를 각 파장 별로 분광하고(S104), 각 파장 별로 분광된 광신호의 강도 정보를 획득한다(S105). The
연산장치(50)는 분광장치(40)를 통해 플라즈마 광신호의 각 파장 별 강도 정보를 획득하면, 이를 토대로 열간 슬래브 내부의 개재물 및 석출물의 양을 획득한다(S106). The
그리고 획득한 열간 슬래브 내부의 개재물 및 석출물의 양을 토대로 열간 슬래브 내부의 청정도를 판단한다(S107).
Then, the degree of cleanliness in the hot slab is determined based on the amount of inclusions and precipitates in the obtained hot slab (S107).
전술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 광파이버의 출력단에 별도의 집광렌즈를 포함함으로써, 광파이버를 통해 원거리를 이동한 광신호가 발산각을 가지고 퍼져나가 손실되는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 광파이버의 이동이 가능하도록 연결장치를 설계하고, 연결장치를 조작하여 광파이버에서 출광되는 광신호의 발산각에 따라 광파이버와 집광렌즈 사이의 거리를 조절함으로써 광파이버를 통과하여 분광장치로 입사되는 플라즈마 광신호의 손실을 최소화하는 효과가 있다.
According to the embodiment of the present invention described above, by including a separate condensing lens at the output end of the optical fiber, there is an effect of preventing the optical signal, which has traveled over a long distance through the optical fiber, from spreading with a divergence angle and being lost. The coupling device is designed so that the optical fiber can be moved. By controlling the distance between the optical fiber and the condenser lens according to the divergence angle of the optical signal emitted from the optical fiber by operating the coupling device, The loss of the optical signal is minimized.
본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 기록 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.As used in this embodiment, the term " portion " refers to a hardware component such as software or an FPGA (field-programmable gate array) or ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable recording medium and may be configured to play back one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
Claims (8)
상기 광파이버를 통과하여 출광되는 광신호를 굴절시켜 집광하는 제1렌즈,
상기 제1렌즈를 통과하여 입사되는 광신호를 굴절시켜 상기 분광장치의 입사슬릿으로 조사하는 제2렌즈,
상기 제1 및 제2렌즈를 수용하는 관통홀을 포함하며, 제1단이 상기 광파이버와 결합하고 제2단이 상기 분광장치와 결합하는 하우징을 포함하고,
조작입력을 상기 광파이버로 전달하여 상기 광파이버의 위치를 이동시킴으로써 상기 광파이버의 출력단과 상기 제1렌즈 간의 거리를 조절하는 조절장치를 포함하고,
상기 하우징은,
상기 제1렌즈를 수용하는 수용부와 상기 제2렌즈를 수용하는 수용부가 별도로 마련된 후 일체형으로 결합되는 연결장치.A connection device for connecting an optical fiber and a spectroscope,
A first lens for refracting and condensing an optical signal emitted through the optical fiber,
A second lens for refracting an optical signal transmitted through the first lens and for irradiating an incident slit of the spectroscope,
A housing having a first end coupled to the optical fiber and a second end coupled to the spectroscope, the housing including a through hole for receiving the first and second lenses,
And an adjusting device for adjusting a distance between an output end of the optical fiber and the first lens by transmitting an operation input to the optical fiber and moving the position of the optical fiber,
The housing includes:
Wherein the accommodating portion for accommodating the first lens and the accommodating portion for accommodating the second lens are provided separately and then integrally combined.
상기 광파이버는 이동 가능하도록 상기 관통홀에 끼움 결합하는 연결장치. The method according to claim 1,
And the optical fiber is fitted into the through hole so as to be movable.
상기 광파이버의 상기 관통홀 상에서의 위치는 상기 광파이버로부터 출광되는 광신호의 발산각에 따라 조절되는 연결장치. The method according to claim 1,
Wherein a position of the optical fiber on the through hole is adjusted according to a divergence angle of an optical signal emitted from the optical fiber.
상기 조절장치는,
회전 운동하는 피니언(pinion), 그리고
상기 광파이버의 출력단이 결합되며, 상기 피니언의 회전 운동에 대응하여 직선 운동함으로써 상기 광파이버의 상기 관통홀 상에서의 위치를 이동시키는 랙(rack)을 포함하는 연결장치. The method according to claim 1,
The adjusting device comprises:
A rotating pinion, and
And a rack coupled to an output end of the optical fiber and moving the position of the optical fiber on the through hole by rectilinear motion corresponding to the rotational movement of the pinion.
상기 열간 슬래브에 플라즈마 광신호를 발생시키기 위하여 레이저를 조사하는 레이저발생장치,
상기 플라즈마 광신호를 수신하여 전달하는 광파이버,
상기 광파이버를 통해 전달된 상기 플라즈마 광신호를 각 파장 별로 분광하여 상기 플라즈마 광신호의 파장 별 강도 정보를 획득하는 분광장치,
상기 광파이버와 상기 분광장치를 연결하는 연결장치,
상기 파장 별 강도 정보를 토대로 상기 열간 슬래브의 개재물 및 석출물의 양을 측정하는 연산장치를 포함하되,
상기 연결장치는,
상기 광파이버를 통과하여 출광되는 광신호를 굴절시켜 집광하는 제1렌즈,
상기 제1렌즈를 통과하여 입사되는 광신호를 굴절시켜 상기 분광장치의 입사슬릿으로 조사하는 제2렌즈, 그리고
상기 제1 및 제2렌즈를 수용하는 관통홀을 포함하며, 제1단이 상기 광파이버와 결합하고 제2단이 상기 분광장치와 결합하는 하우징, 그리고
조작입력을 상기 광파이버로 전달하여 상기 광파이버의 위치를 이동시킴으로써 상기 광파이버의 출력단과 상기 제1렌즈 간의 거리를 조절하는 조절장치를 포함하고,
상기 하우징은,
상기 제1렌즈를 수용하는 수용부와 상기 제2렌즈를 수용하는 수용부가 별도로 마련된 후 일체형으로 결합되는 시스템.
In a cleanliness measurement system of a hot slab,
A laser generator for irradiating a laser beam to generate a plasma optical signal on the hot slab,
An optical fiber for receiving and transmitting the plasma optical signal,
A spectroscope for spectroscopically analyzing the plasma optical signal transmitted through the optical fiber by each wavelength to acquire intensity information for each wavelength of the plasma optical signal,
A connecting device for connecting the optical fiber and the spectroscope,
And an arithmetic unit for measuring an amount of inclusions and precipitates of the hot slab based on the intensity information for each wavelength,
The connecting device comprises:
A first lens for refracting and condensing an optical signal emitted through the optical fiber,
A second lens for refracting an optical signal transmitted through the first lens and irradiating the optical signal to an incident slit of the spectroscope,
A housing having a first end coupled to the optical fiber and a second end coupled to the spectroscope, and a through hole for receiving the first and second lenses,
And an adjusting device for adjusting a distance between an output end of the optical fiber and the first lens by transmitting an operation input to the optical fiber and moving the position of the optical fiber,
The housing includes:
Wherein the housing for receiving the first lens and the housing for housing the second lens are separately provided and then integrally combined.
상기 광파이버는 이동 가능하도록 상기 관통홀에 끼움 결합하는 시스템. The method according to claim 6,
And the optical fiber is fitted into the through hole so as to be movable.
상기 조절장치는,
회전 운동하는 피니언(pinion), 그리고
상기 광파이버의 출력단이 결합되며, 상기 피니언의 회전 운동에 대응하여 직선 운동함으로써 상기 광파이버의 상기 관통홀 상에서의 위치를 이동시키는 랙(rack)을 포함하는 시스템. The method according to claim 6,
The adjusting device comprises:
A rotating pinion, and
A rack coupled to an output end of the optical fiber and moving a position of the optical fiber on the through hole by linear motion corresponding to a rotational motion of the pinion.
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