明 細 書 Specification
組織材質測定装置及び組織材質測定方法 Tissue material measuring apparatus and tissue material measuring method
技術分野 Technical field
[0001] この発明は、材料内で発生した超音波振動を計測することによってその材料を評価 する組織材質測定装置及び組織材質測定方法に関するものであり、特に、超音波 振動計測による金属材料の組織材質測定に関するものである。 TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a tissue material measuring apparatus and a tissue material measuring method for evaluating a material by measuring ultrasonic vibration generated in the material, and in particular, a structure of a metal material by ultrasonic vibration measurement. It relates to material measurement.
背景技術 Background
[0002] 鉄鋼材料の組織材質には、機械的性質と呼ばれる強度や延性があり、これらの機 械的性質は、一般に引張り試験等の各種試験によって計測される。また、これら鉄鋼 材料の機械的性質は結晶粒径等の金属組織に関係があるため、結晶粒径等の金属 組織を把握することによつても上記機械的性質を算出することができる。しかし、従来 の上記各種試験や結晶粒径の計測では、試験片の切り出し、研磨、顕微鏡観察等 の多くの工程を必要とし、各工程において多くの手間と時間とが必要となっていた。こ のため、かねてより非破壊で結晶粒径を計測することが強く望まれており、最近では 非破壊で結晶粒径の計測を行う方法の 1つとして、超音波振動を用いた方法が提案 されている。 [0002] The structure material of a steel material has strength and ductility called mechanical properties, and these mechanical properties are generally measured by various tests such as a tensile test. Moreover, since the mechanical properties of these steel materials are related to the metal structure such as the crystal grain size, the mechanical properties can also be calculated by grasping the metal structure such as the crystal grain size. However, the conventional various tests and the measurement of crystal grain size require many steps such as specimen cutting, polishing, and microscopic observation, and each step requires a lot of labor and time. Therefore, non-destructive measurement of crystal grain size has been strongly desired for some time, and recently, a method using ultrasonic vibration has been proposed as one of non-destructive methods for measuring crystal grain size. Has been.
[0003] なお、結晶粒径の計測を非破壊で行う従来技術として、 Nd— YAGレーザ等の超 音波発振器力も被測定材のー側表面にパルスレーザ光を照射させて、被測定材の 他側表面を振動変位させるとともに、ホモダイン干渉計等の超音波検出器によって 上記被測定材の他側表面に生じた振動変位を検出するものが提案されて 、る (例え ば、特許文献 1参照)。なお、図 10は従来の組織材質測定装置を示す構成図であり 、上記従来技術を模式的に示したものである。 [0003] As a conventional technique for nondestructive measurement of crystal grain size, an ultrasonic oscillator force such as an Nd-YAG laser is also used to irradiate the negative surface of a measured material with a pulsed laser beam, so that It has been proposed to detect the vibration displacement generated on the other surface of the material to be measured by using an ultrasonic detector such as a homodyne interferometer while vibrating the side surface (see, for example, Patent Document 1). . FIG. 10 is a block diagram showing a conventional tissue material measuring apparatus, which schematically shows the above-described conventional technique.
[0004] 特許文献 1:日本特許第 3184368号公報 [0004] Patent Document 1: Japanese Patent No. 3184368
発明の開示 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0005] 特許文献 1記載のものは、様々な測定対象を想定したものではなぐ被測定材の状 態によっては、結晶粒径の解析に適さない場合があった。特に、超音波検出器に対
向する被測定材の他側表面に酸ィ匕皮膜が付いている場合には、超音波検出器への 戻り光量が少なぐ十分な結晶粒径の解析が実施できないといった問題があった。 [0005] The material described in Patent Document 1 may not be suitable for the analysis of the crystal grain size depending on the state of the material to be measured, which is not intended for various measurement objects. Especially for ultrasonic detectors When the other surface of the material to be measured has an oxide film, there was a problem that sufficient crystal grain size analysis could not be performed with a small amount of light returning to the ultrasonic detector.
[0006] この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、被 測定材の表面に付いた酸ィ匕皮膜を除去することにより、非破壊での結晶粒径の計測 を確実に実施することができる組織材質測定装置及び組織材質測定方法を提供す ることである。 [0006] The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to remove non-destructive crystal grains by removing the acid film on the surface of the material to be measured. It is to provide a tissue material measuring apparatus and a tissue material measuring method capable of reliably measuring the diameter.
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0007] この発明に係る組織材質測定装置は、圧延製品の一側表面にレーザ光を照射し て、圧延製品の他側表面に超音波振動を発生させる超音波発振器と、圧延製品の 他側表面にレーザ光を照射し、圧延製品の他側表面からの反射光を受光することに より、圧延製品の他側表面に発生した超音波振動を検出する超音波検出器と、超音 波検出器による検出結果に基づいて、圧延製品の結晶粒径を算出する粒径算出手 段と、超音波検出器から圧延製品の他側表面に照射されるレーザ光の照射位置に、 レーザ光を照射して、圧延製品の他側表面の酸化皮膜を除去する表面除去装置と を備えたものである。 [0007] The tissue material measuring apparatus according to the present invention includes an ultrasonic oscillator that irradiates one side surface of a rolled product with laser light to generate ultrasonic vibrations on the other side surface of the rolled product, and the other side of the rolled product. An ultrasonic detector that detects ultrasonic vibration generated on the other side surface of the rolled product by irradiating the surface with laser light and receiving reflected light from the other side surface of the rolled product, and ultrasonic detection Irradiate laser light to the particle size calculation means for calculating the crystal grain size of the rolled product based on the detection result by the detector and the irradiation position of the laser light irradiated to the other side surface of the rolled product from the ultrasonic detector. And a surface removing device for removing the oxide film on the other surface of the rolled product.
[0008] また、この発明に係る組織材質測定方法は、超音波検出器力 圧延製品の他側表 面に照射されるレーザ光の照射位置に、表面除去装置力もレーザ光を照射して、圧 延製品の他側表面の酸化皮膜を除去するステップと、圧延製品の他側表面の酸ィ匕 皮膜を除去した後、超音波発振器力 圧延製品の一側表面にレーザ光を照射して、 圧延製品の他側表面に超音波振動を発生させるステップと、超音波検出器から圧延 製品の他側表面にレーザ光を照射し、圧延製品の他側表面からの反射光を超音波 検出器によって受光することにより、圧延製品の他側表面に発生した超音波振動を 検出するステップと、超音波検出器による検出結果に基づいて、圧延製品の結晶粒 径を算出するステップとを備えたものである。 [0008] In addition, the tissue material measuring method according to the present invention is a method in which the surface removal device force is also irradiated with a laser beam at the irradiation position of the laser beam irradiated on the other side surface of the ultrasonic detector force rolled product. The step of removing the oxide film on the other side surface of the rolled product, and the removal of the oxide film on the other side surface of the rolled product, followed by ultrasonic oscillator force. Step of generating ultrasonic vibration on the other surface of the product, irradiating the other side surface of the rolled product with laser light from the ultrasonic detector, and receiving the reflected light from the other side surface of the rolled product by the ultrasonic detector And detecting the ultrasonic vibration generated on the other side surface of the rolled product, and calculating the crystal grain size of the rolled product based on the detection result by the ultrasonic detector. .
発明の効果 The invention's effect
[0009] この発明は、圧延製品の一側表面にレーザ光を照射して、圧延製品の他側表面に 超音波振動を発生させる超音波発振器と、圧延製品の他側表面にレーザ光を照射 し、圧延製品の他側表面力 の反射光を受光することにより、圧延製品の他側表面
に発生した超音波振動を検出する超音波検出器と、超音波検出器による検出結果 に基づいて、圧延製品の結晶粒径を算出する粒径算出手段と、超音波検出器から 圧延製品の他側表面に照射されるレーザ光の照射位置に、レーザ光を照射して、圧 延製品の他側表面の酸ィ匕皮膜を除去する表面除去装置とを備える構成としたことで 、被測定材の表面に付いた酸ィ匕皮膜を除去して、非破壊での結晶粒径の計測を確 実に実施することができる。 [0009] The present invention relates to an ultrasonic oscillator that irradiates one side surface of a rolled product with laser light and generates ultrasonic vibrations on the other side surface of the rolled product, and irradiates laser light to the other side surface of the rolled product. The other side surface of the rolled product is received by receiving the reflected light of the surface force on the other side of the rolled product. An ultrasonic detector for detecting the ultrasonic vibration generated in the apparatus, a particle size calculating means for calculating the crystal grain size of the rolled product based on the detection result by the ultrasonic detector, and other than the rolled product from the ultrasonic detector. The material to be measured is provided with a surface removal device that irradiates a laser beam to the irradiation position of the laser beam on the side surface and removes the acid film on the other side surface of the rolled product. It is possible to remove the acid film on the surface of the metal and measure the crystal grain size nondestructively.
[0010] 同様に、この発明は、超音波検出器力 圧延製品の他側表面に照射されるレーザ 光の照射位置に、表面除去装置からレーザ光を照射して、圧延製品の他側表面の 酸化皮膜を除去するステップと、圧延製品の他側表面の酸化皮膜を除去した後、超 音波発振器から圧延製品の一側表面にレーザ光を照射して、圧延製品の他側表面 に超音波振動を発生させるステップと、超音波検出器から圧延製品の他側表面にレ 一ザ光を照射し、圧延製品の他側表面力 の反射光を超音波検出器によって受光 することにより、圧延製品の他側表面に発生した超音波振動を検出するステップと、 超音波検出器による検出結果に基づいて、圧延製品の結晶粒径を算出するステツ プとを備える構成としたことで、被測定材の表面に付いた酸ィ匕皮膜を除去して、非破 壊での結晶粒径の計測を確実に実施することができる。 [0010] Similarly, in the present invention, the ultrasonic detector force is applied to the irradiation position of the laser beam irradiated to the other side surface of the rolled product by irradiating the laser beam from the surface removing device, After removing the oxide film and removing the oxide film on the other side surface of the rolled product, the ultrasonic oscillator irradiates one side surface of the rolled product from the ultrasonic oscillator and ultrasonically vibrates the other side surface of the rolled product. The laser beam is irradiated from the ultrasonic detector to the other surface of the rolled product, and the reflected light of the surface force on the other side of the rolled product is received by the ultrasonic detector. By comprising a step of detecting ultrasonic vibration generated on the other side surface and a step of calculating the crystal grain size of the rolled product based on the detection result by the ultrasonic detector, Remove the acid film on the surface, It can be reliably performed measurement of crystal grain diameter at the fracture.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0011] [図 1]この発明の実施の形態 1における組織材質測定装置を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a tissue material measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 2]この発明の実施の形態 1における組織材質測定装置を示す要部構成図である FIG. 2 is a main part configuration diagram showing a tissue material measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 3]この発明の実施の形態 1における組織材質測定装置の配置を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of a tissue material measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 4]この発明の実施の形態 1における組織材質測定装置を示す要部構成図である FIG. 4 is a main part configuration diagram showing a tissue material measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 5]この発明の実施の形態 2における組織材質測定装置を示す要部構成図である FIG. 5 is a main part configuration diagram showing a tissue material measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
[図 6]この発明の実施の形態 3における組織材質測定装置の配置を示した図である。 FIG. 6 is a diagram showing an arrangement of a tissue material measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
[図 7]この発明の実施の形態 4における圧延設備の要部を示す構成図である。 FIG. 7 is a configuration diagram showing a main part of a rolling facility in Embodiment 4 of the present invention.
[図 8]組織材質の予測モデルを示す構成図である。
[図 9]この発明の実施の形態 4における圧延設備の他の構成を示す図である。 FIG. 8 is a configuration diagram showing a prediction model of tissue material. FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the rolling equipment in the fourth embodiment of the present invention.
[図 10]従来の組織材質測定装置を示す構成図である。 FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional tissue material measuring apparatus.
符号の説明 Explanation of symbols
[0012] 1 被測定材、 2 超音波発振器、 3 超音波検出器、 4 信号処理手段、 [0012] 1 material to be measured, 2 ultrasonic oscillator, 3 ultrasonic detector, 4 signal processing means,
5 粒径算出手段、 6 表面除去装置、 7 CWレーザ、 8 ミラー、 5 Particle size calculation means, 6 Surface removal device, 7 CW laser, 8 Mirror,
9 ビームスプリッタ、 10 ビームスプリッタ、 11 フアブリペロー干渉計、 12 光検出器、 13a 反射ミラー、 13b 反射ミラー、 9 beam splitter, 10 beam splitter, 11 Fabry-Perot interferometer, 12 photodetector, 13a reflecting mirror, 13b reflecting mirror,
14 ァクチユエータ、 15 粗密波エコー抽出手段、 16 周波数分析手段、 17 周波数別減衰曲線同定手段、 18 多次関数フィッティング手段、 19 フォトリフラクティブ素子、 20 ガス噴出装置 21 圧延機、 14 Actuators, 15 Condensation wave echo extraction means, 16 Frequency analysis means, 17 Frequency-dependent attenuation curve identification means, 18 Multi-order function fitting means, 19 Photorefractive element, 20 Gas ejection device 21 Rolling mill,
22 ストリップ、 23 アウトランテーブル、 24 コイル、 22 strips, 23 outrun tables, 24 coils,
25 機械的性質実測手段、 26 組織材質情報実測手段、 25 Mechanical property measurement means, 26 Tissue material information measurement means,
27 組織材質測定装置、 28 組織材質情報収集手段、 27 tissue material measuring device, 28 tissue material information collecting means,
29 第 1,袓織材質情報比較手段、 30 温度計、 29 First, weaving material information comparison means, 30 thermometer,
31 プロセスデータ収集手段、 32 組織材質情報予測手段、 31 process data collection means, 32 tissue material information prediction means,
33 第 2組織材質情報比較手段、 34 機械的性質予測手段、 33 Second tissue material information comparison means, 34 Mechanical property prediction means,
35 機械的性質比較手段 35 Mechanical property comparison means
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0013] 先ず、本発明の具体的構成を説明する前に、金属材料の結晶粒径を非破壊で測 定する方法にっ 、て説明する。金属材料の結晶粒径の測定を非破壊で行う方法に は、レーリー散乱を利用する方法、超音波の伝播速度を利用する方法、及び、超音 波顕微鏡を用いる方法等が提案されている。なお、各測定方法は本発明においても 適宜採用されるものである力 ここでは、代表的な超音波の結晶粒子による散乱(レ 一リー散乱)によって生じる減衰を利用した方法について説明する。 [0013] First, before describing the specific configuration of the present invention, a method for non-destructively measuring the crystal grain size of a metal material will be described. Non-destructive methods for measuring the crystal grain size of metallic materials include a method using Rayleigh scattering, a method using ultrasonic propagation velocity, and a method using an ultrasonic microscope. In addition, each measuring method is also used as appropriate in the present invention. Here, a method using attenuation caused by scattering of typical ultrasonic crystal particles (Rayleigh scattering) will be described.
[0014] 超音波は、その振動形態の違いにより縦波や横波等に分類される。レーリー散乱を 利用した結晶粒径の測定方法では、このうち超音波の縦波 (バルタ波)を用いる。な お、ノ レク波の減衰は、次式で表されることが知られている。 [0014] Ultrasonic waves are classified into longitudinal waves, transverse waves, and the like depending on their vibration forms. Of these, the ultrasonic longitudinal wave (Balter wave) is used in the crystal grain size measurement method using Rayleigh scattering. It is known that the attenuation of the Nore wave is expressed by the following equation.
[0015] [数 1]
P = Po - ex})(-o - x) '.-(1) [0015] [Equation 1] P = Po-ex}) (-o-x) '.- (1)
ここで、 p及び pは音圧、 aは減衰定数、 Xは鋼板中の伝播距離である。 Here, p and p are sound pressures, a is an attenuation constant, and X is a propagation distance in the steel plate.
0 0
また、バルタ波の周波数が「レーリー領域」である場合、上記減衰定数 aは次式で表 される。 Further, when the frequency of the Balta wave is “Rayleigh region”, the attenuation constant a is expressed by the following equation.
[0016] [数 2] [0016] [Equation 2]
ί? = ί¾ -ブ + ΰ4 -尸 ---(2) ? ί = ί¾ - Breakfast + ΰ 4 - Shikabane --- (2)
ここで、 a及び aは係数、 fは超音波周波数であり、上記の通り減衰定数 aは超音波 Where a and a are coefficients, f is the ultrasonic frequency, and the attenuation constant a is the ultrasonic as described above.
1 4 14
周波数 fの 4次関数で近似される。また、(2)式の第 1項は内部摩擦による吸収減衰 項、第 2項はレーリー散乱項を示している。 It is approximated by a quartic function of frequency f. The first term in Eq. (2) is the absorption attenuation term due to internal friction, and the second term is the Rayleigh scattering term.
なお、上記レーリー領域とは、結晶粒径がバルタ波の波長に比べて十分に小さい 領域を意味し、例えば、次式を満たす範囲とされている。 The Rayleigh region means a region where the crystal grain size is sufficiently smaller than the wavelength of the Balta wave, and is, for example, a range that satisfies the following formula.
[0017] [数 3] [0017] [Equation 3]
0.03< / <0.3 ---(3) 0.03 </ <0.3 --- (3)
ここで、 dは結晶粒径、 λはバルタ波の波長を示している。 Here, d represents the crystal grain size, and λ represents the wavelength of the Balta wave.
また、(2)式の 4次の係数 aは、次式を満たすことが知られている。 In addition, it is known that the fourth-order coefficient a in the equation (2) satisfies the following equation.
4 Four
[0018] [数 4] [0018] [Equation 4]
a4 =S- '-'(4) a 4 = S- '-' (4)
ここで、 Sは散乱定数である。即ち、係数 aは結晶粒径 dの 3乗に比例する。 Where S is the scattering constant. That is, the coefficient a is proportional to the cube of the crystal grain size d.
4 Four
[0019] 超音波発振器で送信されるバルタ波は、その波形中に、ある分布の周波数成分を 含んでいるので、超音波検出器で受信した波形を周波数分析することにより、各周波 数成分の減衰率を得ることができる。さらに、送受信の時間差を検出することにより鋼 板内での伝播距離が判るので、各周波数成分の減衰率と伝播距離とに基づき、 (2) 式の各係数を導くことができる。そして、標準サンプル等で予め散乱定数 Sを決めて おくことにより、(4)式によって結晶粒径 dを得ることができる。 [0019] Since the Balta wave transmitted by the ultrasonic oscillator includes a frequency component with a certain distribution in the waveform, by analyzing the frequency of the waveform received by the ultrasonic detector, each frequency component is analyzed. An attenuation factor can be obtained. Furthermore, since the propagation distance in the steel plate can be determined by detecting the transmission / reception time difference, each coefficient in Eq. (2) can be derived based on the attenuation rate and propagation distance of each frequency component. Then, by determining the scattering constant S in advance with a standard sample or the like, the crystal grain size d can be obtained by the equation (4).
[0020] 次に、本発明に係る材質測定装置をより詳細に説明するため、添付の図面に従つ てこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付して おり、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
[0021] 実施の形態 1. [0020] Next, in order to describe the material measuring apparatus according to the present invention in more detail, it will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be simplified or omitted as appropriate. [0021] Embodiment 1.
図 1はこの発明の実施の形態 1における組織材質測定装置を示す構成図である。 なお、後述の組織材質測定装置は、圧延素材 (スラブ)から圧延製品 (スラブ力 製 品として完成する途中の状態も含む。以下同じ)が製造される圧延ラインに設けられ 、圧延ラインを流れる上記圧延製品の組織材質を測定する。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a tissue material measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, the structure material measuring apparatus described later is provided in a rolling line where a rolled product (including a state in the middle of being completed as a slab force product. The same applies hereinafter) is produced from a rolled material (slab), and the above-mentioned flowing through the rolling line. Measure the texture of the rolled product.
[0022] 図 1において、 1は上記圧延製品 (鋼板)からなる被測定材、 2は圧延ラインを流れ る圧延製品の下方に設けられ、圧延製品の一側表面にレーザ光を照射して、圧延製 品の他側表面に超音波振動を発生させる超音波発振器 (送信側レーザ)、 3は圧延 ラインを流れる圧延製品の上方に設けられ、圧延製品の他側表面にレーザ光を照射 するとともに、圧延製品の他側表面からの反射光を受光することにより、圧延製品の 他側表面に発生した超音波振動を検出する超音波検出器 (受信側レーザ)、 4は超 音波検出器 3に接続され、超音波検出器 3からの検出信号を受信して、圧延製品の 結晶粒径算出のために受信した検出信号を処理する信号処理手段、 5は信号処理 手段 4の処理結果に基づいて、圧延製品の結晶粒径を算出する粒径算出手段、 6は 圧延ラインを流れる圧延製品の上方に設けられ、超音波検出器 3から圧延製品の他 側表面に照射されるレーザ光の照射位置に、レーザ光を照射して、圧延製品の他側 表面の酸化皮膜を除去する表面除去装置 (追加レーザ)である。 In FIG. 1, 1 is a material to be measured made of the rolled product (steel plate), 2 is provided below the rolled product flowing in the rolling line, and laser light is irradiated to one side surface of the rolled product, An ultrasonic oscillator (transmission side laser) that generates ultrasonic vibrations on the other side surface of the rolled product, 3 is provided above the rolled product flowing through the rolling line, and irradiates the other side surface of the rolled product with laser light. , Receiving the reflected light from the other side surface of the rolled product to detect the ultrasonic vibration generated on the other side surface of the rolled product (receiver side laser), 4 to the ultrasonic detector 3 Signal processing means connected to receive the detection signal from the ultrasonic detector 3 and process the detection signal received for calculating the grain size of the rolled product, 5 is based on the processing result of the signal processing means 4 , Particle size calculation means for calculating the crystal grain size of the rolled product, 6 Oxidize the other side surface of the rolled product by irradiating the laser beam to the irradiation position of the laser beam that is provided above the rolled product flowing through the extension line and is irradiated from the ultrasonic detector 3 to the other side surface of the rolled product. This is a surface removal device (additional laser) that removes the film.
[0023] 上記超音波発振器 2は、被測定材 1 (圧延製品)の一側表面に強力なパルス状のレ 一ザ光を照射し、被測定材 1の一側表面に超音波パルスを発生させる。なお、超音 波発振器 2からパルスレーザ光を発するパルスレーザとしては、例えば、 Qスィッチ動 作が可能な YAGレーザ等が用いられる。超音波発振器 2から発せられたパルスレー ザ光は、レンズ(図示せず)等によって目的のビーム径に絞られ、被測定材 1の一側 表面に照射される。そして、超音波発振器 2から照射されたパルスレーザ光によって 被測定材 1の一側表面に発生した超音波パルスは、被測定材 1中を伝播して被測定 材 1の他側表面を振動させるとともに、被測定材 1中を往復して多重反射を繰り返す [0023] The ultrasonic oscillator 2 generates an ultrasonic pulse on one side surface of the material 1 to be measured by irradiating one side surface of the material 1 (rolled product) with a strong pulsed laser beam. Let For example, a YAG laser capable of Q-switch operation is used as the pulse laser that emits pulsed laser light from the ultrasonic oscillator 2. The pulse laser beam emitted from the ultrasonic oscillator 2 is focused to a target beam diameter by a lens (not shown) or the like, and is irradiated onto one side surface of the material 1 to be measured. Then, the ultrasonic pulse generated on one side surface of the material 1 to be measured by the pulsed laser light emitted from the ultrasonic oscillator 2 propagates through the material 1 to vibrate the other surface of the material 1 to be measured. At the same time, it repeats multiple reflections by reciprocating in the material to be measured 1.
[0024] また、上記超音波検出器 3では、 CW (連続波)レーザを用いることにより、上記超音 波パルスによって被測定材 1の他側表面に発生した超音波振動の変位を検出する。
被測定材 1の他側表面に発生した上記超音波振動の変位 (以下、単に「振動変位」 という)の検出には、例えば、フォトリフラクティブを用いた干渉計が採用される。なおIn addition, the ultrasonic detector 3 detects a displacement of ultrasonic vibration generated on the other surface of the material 1 to be measured by the ultrasonic pulse by using a CW (continuous wave) laser. For example, an interferometer using a photorefractive is employed to detect the displacement of the ultrasonic vibration generated on the other surface of the material 1 to be measured (hereinafter simply referred to as “vibration displacement”). In addition
、フォトリフラクティブを用いた干渉計の他にも、超音波検出器 3の設置環境が悪くな V、場合にはフアブリペロー干渉計が、被測定材 1の他側表面が粗面でな 、場合には マイケルソン干渉計等が適宜採用される。ここで、図 2はこの発明の実施の形態 1〖こ おける組織材質測定装置を示す要部構成図であり、フアブリペロー干渉計を用いた 場合の超音波検出器 3の構成を具体的に示したものである。以下に、フアブリペロー 方式の超音波検出器 3によって上記振動変位を検出する場合について詳説する。 In addition to the interferometer using photorefractive, the installation environment of the ultrasonic detector 3 is not good V. In this case, the Fabry-Perot interferometer is used, and the other surface of the workpiece 1 is not rough. A Michelson interferometer or the like is appropriately employed. Here, FIG. 2 is a main part configuration diagram showing the tissue material measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and specifically shows the configuration of the ultrasonic detector 3 when a Fabry-Perot interferometer is used. Is. The case where the vibration displacement is detected by the Fabry-Perot type ultrasonic detector 3 will be described in detail below.
[0025] 図 2において、 7は CWレーザ、 8はミラー、 9及び 10はビームスプリッタ、 11はファ プリペロー干渉計、 12は光検出器である。上記フアブリペロー干渉計 11は、一対の 反射ミラー 13a及び 13bと、反射ミラー 13a及び 13b間距離を調節するァクチユエ一 タ 14と、ァクチユエータ 14を制御する制御機構(図示せず)と力も構成される。なお、 上記ァクチユエータ 14は、例えばピエゾ素子力もなり、反射ミラー 13a及び 13b間距 離が所望の値に正確に保たれるように制御機構により逐次操作される。 In FIG. 2, 7 is a CW laser, 8 is a mirror, 9 and 10 are beam splitters, 11 is a Fabry-Perot interferometer, and 12 is a photodetector. The Fabry-Perot interferometer 11 is also configured with a pair of reflecting mirrors 13a and 13b, an actuator 14 for adjusting the distance between the reflecting mirrors 13a and 13b, a control mechanism (not shown) for controlling the actuator 14, and a force. The actuator 14 also has, for example, a piezoelectric element force, and is sequentially operated by a control mechanism so that the distance between the reflecting mirrors 13a and 13b is accurately maintained at a desired value.
[0026] 上記構成を有する超音波検出器 3では、 CWレーザ 7から出力されたレーザ光は、 ミラー 8に反射された後、ビームスプリッタ 9に入射されて、被測定材 1の他側表面に 照射されるレーザ光と、リファレンス光としてフアブリペロー干渉計 11に直接入射され るレーザ光とに分岐される。被測定材 1の他側表面に照射されたレーザ光は、超音 波振動する被測定材 1の他側表面で反射され、フアブリペロー干渉計 11に入射され る。フアブリペロー干渉計 11では、被測定材 1の他側表面で反射したレーザ光 (反射 光)とリファレンス光とを反射ミラー 13a及び 13bとにより共振させる。なお、反射ミラー 13a及び 13bの間隔は、反射光とリファレンス光とが共振するようにァクチユエータ 14 によって調整される。フアブリペロー干渉計 11で共振されたレーザ光は、干渉光とな つてビームスプリッタ 10を介して光検出器 12に入射される。そして、光検出器 12では 、入射された干渉光に基づいて、反射光とリファレンス光との光路差によって生じる干 渉波形、即ち、干渉光の強度変化を検出する。 In the ultrasonic detector 3 having the above-described configuration, the laser light output from the CW laser 7 is reflected by the mirror 8 and then enters the beam splitter 9 to be incident on the other surface of the measurement object 1. The laser beam is split into an irradiated laser beam and a laser beam directly incident on the Fabry-Perot interferometer 11 as a reference beam. The laser light applied to the other surface of the material to be measured 1 is reflected by the other surface of the material to be measured 1 that vibrates ultrasonically and enters the Fabry-Perot interferometer 11. In the Fabry-Perot interferometer 11, the laser light (reflected light) reflected from the other surface of the material 1 to be measured and the reference light are resonated by the reflecting mirrors 13a and 13b. The interval between the reflection mirrors 13a and 13b is adjusted by the actuator 14 so that the reflected light and the reference light resonate. The laser beam resonated by the Fabry-Perot interferometer 11 enters the photodetector 12 via the beam splitter 10 as interference light. Then, the photodetector 12 detects an interference waveform caused by the optical path difference between the reflected light and the reference light, that is, a change in the intensity of the interference light, based on the incident interference light.
[0027] 一方、上記表面除去装置 6は、アブレーシヨンを起こす程度の高いエネルギー密度 を持ったパルスレーザを備え、被測定材 1の表面にパルスレーザ光を照射することに
より、被測定材 1表面の酸ィ匕皮膜を除去する。なお、アブレーシヨンとは、高いエネル ギー密度を持ったレーザ光を照射する時に発生する、プラズマ発光と衝撃音とを伴 つた固体表面層の爆発的な剥離のことをいう。 On the other hand, the surface removal device 6 includes a pulse laser having an energy density high enough to cause abrasion, and irradiates the surface of the material 1 to be measured with a pulse laser beam. As a result, the acid film on the surface of the material to be measured 1 is removed. Ablation refers to explosive peeling of a solid surface layer accompanied by plasma emission and impact sound, which occurs when laser light having a high energy density is irradiated.
[0028] 次に、上記超音波発振器 2、超音波検出器 3、表面除去装置 6の設置位置につい て説明する。なお、図 3はこの発明の実施の形態 1における組織材質測定装置の配 置を示した図である。図 3において、超音波発振器 2は、被測定材 1の一側表面 (底 面)に所定の距離を有して設置される。そして、上記超音波発振器 2は、被測定材 1 の一側表面に照射されるパルスレーザ光の光路が、被測定材 1の一側表面に垂直 な直線に対して 0度以上 45度以下の傾斜を持つように配置される。なお、図 3では、 超音波発振器 2からのパルスレーザ光の光路力 被測定材 1の一側表面に対して垂 直となる場合にっ 、て示して 、る。 [0028] Next, installation positions of the ultrasonic oscillator 2, the ultrasonic detector 3, and the surface removing device 6 will be described. FIG. 3 shows the arrangement of the tissue material measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 3, the ultrasonic oscillator 2 is installed with a predetermined distance on one side surface (bottom surface) of the material 1 to be measured. In the ultrasonic oscillator 2, the optical path of the pulsed laser light applied to the one side surface of the material 1 to be measured is 0 ° to 45 ° with respect to a straight line perpendicular to the one surface of the material 1 to be measured. Arranged to have an inclination. In FIG. 3, the optical path force of the pulsed laser light from the ultrasonic oscillator 2 is shown perpendicular to the one side surface of the material 1 to be measured.
[0029] また、超音波検出器 3は、被測定材 1の一側表面の反対側となる他側表面 (上面) に所定の距離を有して設置される。そして、上記超音波検出器 3は、 CWレーザ 7か ら発射されるレーザ光の光路力 被測定材 1の他側表面に対して略垂直となるように 配置されるとともに、超音波発振器 2から照射されるパルスレーザ光の光路が被測定 材 1の一側表面と交わる点 (超音波振動の音源)、及び、上記超音波振動の音源に 対応する(実施例 1にお ヽては上記超音波振動の音源の直上部となる)被測定材 1 の他側表面上の点の少なくとも何れか一方を通るように配置される。さらに、超音波 検出器 3は、被測定材 1の他側表面力 の反射光を受光可能に配置される。なお、 超音波発振器 2からのノルスレーザ光が超音波検出器 3に直接入射されるのを防止 するため、超音波発振器 2から出力されるパルスレーザ光の光路の延長線上に、超 音波検出器 3の受光部(例えば、レンズ等)を配置しな 、ようにしても良 、。 In addition, the ultrasonic detector 3 is installed with a predetermined distance on the other surface (upper surface) opposite to the one surface of the material 1 to be measured. The ultrasonic detector 3 is arranged so as to be substantially perpendicular to the other surface of the measured material 1 of the optical path force of the laser light emitted from the CW laser 7, and from the ultrasonic oscillator 2. Corresponds to the point where the optical path of the irradiated pulsed laser beam intersects one side surface of the material to be measured 1 (sound source of ultrasonic vibration) and the sound source of ultrasonic vibration (for example 1, the above super It is arranged so as to pass through at least one of the points on the other surface of the material 1 to be measured (which is directly above the sound source of the sonic vibration). Furthermore, the ultrasonic detector 3 is arranged so as to be able to receive the reflected light of the other surface force of the material 1 to be measured. In order to prevent the Norse laser light from the ultrasonic oscillator 2 from directly entering the ultrasonic detector 3, the ultrasonic detector 3 is placed on the extension of the optical path of the pulsed laser light output from the ultrasonic oscillator 2. It is okay if no light receiving part (for example, a lens) is arranged.
[0030] 一方、上記表面除去装置 6は、超音波検出器 3が CWレーザ光を照射する方向と 同じ方向から被測定材 1の他側表面に対してパルスレーザ光を照射するように、被測 定材 1の他側表面に所定の距離を有して設置される。そして、表面除去装置 6は、被 測定材 1に対して照射するパルスレーザ光が超音波検出器 3に直接入射するのを防 止するため、上記パルスレーザ光の光路が、超音波検出器 3から出力される CWレー ザ光の光路に対して 0度以上 90度未満の所定の傾斜 Θを持つように配置される。
[0031] 上記構成を有する超音波発振器 2、超音波検出器 3、表面除去装置 6では、被測 定材 1の組織材質の測定に際し、先ず、超音波検出器 3から被測定材 1の他側表面 (圧延製品の上面)に照射される CWレーザ光の照射位置に、表面除去装置 6からパ ルスレーザ光が照射され、被測定材 1の他側表面に付いた酸ィ匕皮膜が除去される。 そして、被測定材 1の他側表面の酸化皮膜が除去された後、超音波発振器 2から被 測定材 1の一側表面 (圧延製品の底面)に対してパルスレーザ光を照射して、被測定 材 1の他側表面に超音波振動を発生させる。次に、超音波検出器 3から被測定材 1 の他側表面に CWレーザ光を照射するとともに、被測定材 1の他側表面で反射した C Wレーザ光の反射光を超音波検出器 3によって受光することにより、被測定材 1の他 側表面に発生した超音波振動を上記超音波検出器 3により検出する。また、超音波 検出器 3によって検出された検出信号は、デジタル波形記憶器 (例えば、デジタルォ シロスコープ)等によって取り込まれ、信号処理手段 4に対して出力される。 On the other hand, the surface removing device 6 is configured to irradiate the other surface of the measurement target material 1 with pulsed laser light from the same direction as the direction in which the ultrasonic detector 3 irradiates CW laser light. Installed on the other surface of the measuring material 1 with a predetermined distance. Then, the surface removing device 6 prevents the pulsed laser light applied to the material 1 to be measured from directly entering the ultrasonic detector 3, so that the optical path of the pulsed laser light is the ultrasonic detector 3. It is arranged so that it has a predetermined inclination Θ of 0 degrees or more and less than 90 degrees with respect to the optical path of the CW laser light output from In the ultrasonic oscillator 2, the ultrasonic detector 3, and the surface removal device 6 having the above-described configuration, when measuring the tissue material of the material to be measured 1, first, the ultrasonic detector 3 to the material to be measured 1 The pulse laser beam is irradiated from the surface removal device 6 to the irradiation position of the CW laser beam irradiated on the side surface (upper surface of the rolled product), and the oxide film on the other side surface of the workpiece 1 is removed. The After the oxide film on the other side surface of the material 1 to be measured is removed, the ultrasonic oscillator 2 irradiates one side surface of the material 1 to be measured (the bottom surface of the rolled product) with a pulse laser beam. Ultrasonic vibration is generated on the other surface of measurement material 1. Next, the ultrasonic detector 3 irradiates the other surface of the material 1 to be measured with CW laser light, and the reflected light of the CW laser light reflected on the other surface of the material 1 to be measured 1 is reflected by the ultrasonic detector 3. By receiving the light, the ultrasonic vibration generated on the other surface of the material to be measured 1 is detected by the ultrasonic detector 3. The detection signal detected by the ultrasonic detector 3 is captured by a digital waveform memory (for example, a digital oscilloscope) or the like and output to the signal processing means 4.
[0032] なお、上記過程において表面除去装置 6のレーザ出力は、対象となる酸化皮膜を 除去するために、所定値以上のパワーが要求される。このため、実際には表面除去 装置 6のレーザ出力の調整が必要となる。力かる調整においては、例えば、表面除 去装置 6からパルスレーザ光を被測定材 1の他側表面に照射した後、超音波検出器 3の出力を確認することにより、酸化皮膜の除去状態を判断する。酸化皮膜の除去が 十分でないと判断した場合、即ち、十分な超音波検出器 3の出力が得られていない 場合には、表面除去装置 6のレーザ出力を上げて被測定材 1の他側表面に再度パ ルスレーザ光を照射し、超音波検出器 3の出力確認を実施する。なお、再度の照射 によっても超音波検出器 3の出力が十分でないと認められる場合には、表面除去装 置 6のレーザ出力を徐々に上げて行きながら被測定材 1の他側表面にパルスレーザ 光を照射して、照射毎に超音波検出器 3の出力を確認する。そして、十分且つ適正 な超音波検出器 3の出力を得られたところで表面除去装置 6のレーザ出力の上昇を 停止させる。 [0032] Note that, in the above process, the laser output of the surface removing device 6 requires a power of a predetermined value or more in order to remove the target oxide film. Therefore, in practice, it is necessary to adjust the laser output of the surface removing device 6. In intensive adjustment, for example, after irradiating the other surface of the material 1 to be measured 1 with a pulse laser beam from the surface removal device 6, the output of the ultrasonic detector 3 is checked to determine the removal state of the oxide film. to decide. If it is determined that the removal of the oxide film is insufficient, that is, if the output of the ultrasonic detector 3 is not sufficient, the laser output of the surface removal device 6 is increased to increase the other surface of the workpiece 1 The pulse laser beam is again irradiated to the ultrasonic detector 3 and the output of the ultrasonic detector 3 is checked. If it is recognized that the output of the ultrasonic detector 3 is not sufficient even after re-irradiation, the laser output of the surface removal device 6 is gradually increased while a pulse laser is applied to the other surface of the material 1 to be measured. Irradiate light and check the output of the ultrasonic detector 3 for each irradiation. Then, when a sufficient and appropriate output of the ultrasonic detector 3 is obtained, the increase in the laser output of the surface removing device 6 is stopped.
[0033] 次に、超音波検出器 3からの検出信号を受信した信号処理手段 4の動作について 説明する。図 4はこの発明の実施の形態 1における組織材質測定装置を示す要部構 成図であり、特に信号処理手段 4と粒径算出手段 5との構成を示したものである。図 4
において、信号処理手段 4は、例えば、粗密波エコー抽出手段 15、周波数分析手段 16、周波数別減衰曲線同定手段 17、多次関数フィッティング手段 18から構成される Next, the operation of the signal processing means 4 that has received the detection signal from the ultrasonic detector 3 will be described. FIG. 4 is a main part configuration diagram showing the tissue material measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and particularly shows the configuration of the signal processing means 4 and the particle size calculating means 5. Fig 4 The signal processing means 4 comprises, for example, a coarse / fine wave echo extraction means 15, a frequency analysis means 16, a frequency-specific attenuation curve identification means 17, and a multi-order function fitting means 18.
[0034] 信号処理手段 4では、先ず、超音波検出器 3から入力された検出信号に基づいて 、粗密波エコー抽出手段 15により複数個の粗密波エコー信号を採取する。次に、周 波数分析手段 16により、採取した複数個の粗密波エコー信号の周波数分析を行い 、被測定材 1表面力 の多重エコー信号のスペクトル強度の差力 各周波数毎の減 衰量を算出する。次に、必要であれば、拡散減衰補正、透過損失補正を行い、減衰 定数の周波数特性を算出する。なお、減衰定数の周波数特性は、 4次曲線等の多 次関数に最小二乗法等でフィッティングさせることにより、多次関数の係数ベクトルを 求める。 In the signal processing means 4, first, a plurality of coarse / fine wave echo signals are collected by the coarse / fine wave echo extraction means 15 based on the detection signal input from the ultrasonic detector 3. Next, the frequency analysis means 16 performs frequency analysis of a plurality of collected dense and dense wave echo signals, and calculates the difference in spectral intensity of the multiple echo signals of the measured material 1 surface force attenuation for each frequency. To do. Next, if necessary, perform diffusion attenuation correction and transmission loss correction to calculate the frequency characteristics of the attenuation constant. For the frequency characteristics of the attenuation constant, the coefficient vector of the multi-order function is obtained by fitting a multi-order function such as a quartic curve using the least square method.
[0035] そして、上記の減衰定数に 4次曲線を最小二乗法等でフィッティングさせた際に得 られる多次関数の係数ベクトルと、校正のための被測定材 1から得られる散乱係数 S とから、各サブ組織の体積率による補正を行う前の結晶粒径の測定値 d [0035] Then, from the coefficient vector of the multi-order function obtained by fitting a quartic curve to the above attenuation constant by the least square method or the like, and the scattering coefficient S obtained from the measured material 1 for calibration , Measured value of crystal grain size before correction by volume ratio of each substructure
0を算出する Calculate 0
[0036] なお、以下に上記処理工程を具体的に説明する。 [0036] The processing steps will be specifically described below.
上記超音波検出器 3により第 1超音波パルス、第 2超音波パルス、 · · · ·、というよう な超音波ノ ルス列が測定される。この時、各超音波パルスに含まれているエネルギ 一は、反射の際の損失や被測定材 1中の伝播に伴う減衰によって徐々に小さくなつ ている。即ち、第 1超音波パルス及び第 2超音波パルスの部分だけを取り出して周波 数解析し、それぞれのエネルギー (パワースペクトラム)を求めると、第 2超音波パルス は第 1超音波パルスに比べ被測定材 1の板厚 tの 2倍分だけ伝播距離が長いため、 上記(1)式に従ったエネルギーの減衰が生じる。また、第 1超音波パルスのパワース ぺクトラムとの差として、両者間の減衰量を求めると、右上がりの曲線となる。この曲線 は、上記(2)式の減衰定数 aに伝播距離の差 2tを乗じたものに相当する。これより、 単位伝播距離での上記(2)式の各係数を最小二乗法等により求める。そして、予め 標準サンプルによって求めておいた散乱定数 Sと、上記の通り求めた係数の内の aと The ultrasonic detector 3 measures an ultrasonic pulse train such as a first ultrasonic pulse, a second ultrasonic pulse,. At this time, the energy 1 included in each ultrasonic pulse is gradually reduced due to loss during reflection and attenuation due to propagation in the material 1 to be measured. That is, when only the first ultrasonic pulse and the second ultrasonic pulse are taken out and frequency-analyzed, and the respective energy (power spectrum) is obtained, the second ultrasonic pulse is measured more than the first ultrasonic pulse. Since the propagation distance is long by twice the thickness t of material 1, energy attenuation occurs according to the above equation (1). In addition, as the difference from the power spectrum of the first ultrasonic pulse, the amount of attenuation between the two is obtained as a curve that rises to the right. This curve corresponds to multiplying the attenuation constant a in the above equation (2) by the propagation distance difference 2t. From this, each coefficient of the above equation (2) at the unit propagation distance is obtained by the least square method or the like. Then, the scattering constant S previously obtained from the standard sample and a of the coefficients obtained as described above
4 から、上記(3)式を逆算することにより、結晶粒径の測定値 dを求めることができる。
[0037] この発明の実施の形態 1によれば、表面除去装置 6を備えたことにより、被測定材 1 の他側表面についた酸ィ匕皮膜を除去することができる。即ち、上記構成の組織材質 測定装置では、表面除去装置 6から発生されるパルスレーザ光により被測定材 1の他 側表面の酸化皮膜を除去した後、超音波発振器 2から被測定材 1にパルスレーザ光 を照射して、超音波検出器 3により被測定材 1に発生した超音波振動が検出される。 このため、超音波検出器 3から CWレーザ光が被測定材 1に照射される際には被測 定材 1の他側表面の酸化皮膜が除去されており、超音波検出器 3への戻り光量を増 加させて、超音波検出器 3の分解能を大幅に向上させることができる。 4, the measured value d of the crystal grain size can be obtained by calculating back the above equation (3). [0037] According to the first embodiment of the present invention, the provision of the surface removing device 6 makes it possible to remove the acid film on the other surface of the material 1 to be measured. That is, in the tissue material measuring device having the above-described configuration, the oxide film on the other surface of the material to be measured 1 is removed by the pulse laser beam generated from the surface removing device 6, and then a pulse is applied from the ultrasonic oscillator 2 to the material to be measured 1. The ultrasonic vibration generated in the measurement object 1 is detected by the ultrasonic detector 3 by irradiating the laser beam. For this reason, when the CW laser beam is irradiated from the ultrasonic detector 3 onto the material 1 to be measured, the oxide film on the other surface of the material 1 to be measured has been removed, and the return to the ultrasonic detector 3 has occurred. The resolution of the ultrasonic detector 3 can be greatly improved by increasing the amount of light.
[0038] また、表面除去装置 6は、出力されるパルスレーザ光の光路が超音波検出器 3から 発射される CWレーザ光の光路に対して 0度以上 90度未満の傾斜 Θを持つように配 置されている。このため、表面除去装置 6から出力されたパルスレーザ光が被測定材 1に反射して直接超音波検出器 3に入射されることを防止できる。また、表面除去装 置 6が上記配置を有するため、超音波検出器 3を被測定材 1に対して略垂直に設置 することができ、超音波振動の検出を効率良く行うことが可能となる。なお、超音波検 出器 3が作動する前に表面除去装置 6を作動させて酸化皮膜を除去するため、表面 除去装置 6からのパルスレーザ光が超音波検出器 3の性能に板波発生等の悪影響 を及ぼすことはない。 [0038] Further, the surface removal device 6 has an optical path of the output pulsed laser light having an inclination Θ of 0 degrees or more and less than 90 degrees with respect to the optical path of the CW laser light emitted from the ultrasonic detector 3. It is in place. For this reason, it is possible to prevent the pulsed laser light output from the surface removing device 6 from being reflected by the material to be measured 1 and directly entering the ultrasonic detector 3. In addition, since the surface removing device 6 has the above-described arrangement, the ultrasonic detector 3 can be installed substantially perpendicular to the material 1 to be measured, and ultrasonic vibration can be detected efficiently. . Since the surface removal device 6 is activated before the ultrasonic detector 3 is activated to remove the oxide film, the pulse laser light from the surface removal device 6 generates a plate wave in the performance of the ultrasonic detector 3, etc. There will be no adverse effects.
[0039] また、上記材質測定装置を圧延ラインで使用する場合に、超音波検出器 3及び表 面除去装置 6を圧延製品の上方に、超音波発振器 2を圧延製品の下方に設置するこ とにより、圧延ライン力 発生する水蒸気やダスト等の落下物、圧延製品下面での滞 留を避けることができ、超音波振動検出の悪影響を最小限に抑えることができる。し たがって、圧延ラインにおいて圧延製品が動いている環境においても、超音波検出 器 3によって超音波振動の検出を効率良く且つ安全に行うことができ、結晶粒径の計 測を非破壊で確実に実施することが可能となる。 [0039] When the material measuring device is used in a rolling line, the ultrasonic detector 3 and the surface removal device 6 are installed above the rolled product, and the ultrasonic oscillator 2 is installed below the rolled product. As a result, it is possible to avoid falling objects such as water vapor and dust generated in the rolling line force and retention on the lower surface of the rolled product, and to minimize the adverse effects of ultrasonic vibration detection. Therefore, even in the environment where the rolling product is moving in the rolling line, the ultrasonic detector 3 can detect the ultrasonic vibration efficiently and safely, and the measurement of the crystal grain size is ensured in a non-destructive manner. It becomes possible to carry out.
[0040] なお、実施の形態 1においては、超音波発振器 2を圧延ラインを流れる圧延製品の 下方に、超音波検出器 3及び表面除去装置 6を圧延ラインを流れる圧延製品の上方 に設置する場合につ!、て説明したが、組織材質測定装置を設置する環境条件によ つて、その配置は任意に選択することが可能である。即ち、設置環境によっては、超
音波発振器 2を圧延製品の上方に設置して超音波発振器 2からのパルスレーザ光を 圧延製品の上面に照射するとともに、超音波検出器 3及び表面除去装置 6を圧延製 品の下方に設置して、超音波検出器 3からの CWレーザ光と表面除去装置 6からの パルスレーザ光とを圧延製品の底面に照射するように構成しても良 、。 [0040] In the first embodiment, the ultrasonic oscillator 2 is installed below the rolled product flowing through the rolling line, and the ultrasonic detector 3 and the surface removing device 6 are installed above the rolled product flowing through the rolling line. However, depending on the environmental conditions in which the tissue material measuring device is installed, the arrangement can be arbitrarily selected. That is, depending on the installation environment, Install the ultrasonic oscillator 2 above the rolled product and irradiate the upper surface of the rolled product with the pulsed laser light from the ultrasonic oscillator 2, and install the ultrasonic detector 3 and the surface removal device 6 below the rolled product. In addition, the bottom surface of the rolled product may be irradiated with the CW laser light from the ultrasonic detector 3 and the pulsed laser light from the surface removal device 6.
[0041] 実施の形態 2. [0041] Embodiment 2.
図 5はこの発明の実施の形態 2における組織材質測定装置を示す要部構成図であ り、特に超音波検出器 3の構成を具体的に示したものである。図 5において、超音波 検出器 3は、 CWレーザ 7、ミラー 8、ビームスプリッタ 9、フォトリフラクティブ素子 19、 光検出器 12から構成される。即ち、上記超音波検出器 3はフォトリフラクティブ素子 1 9を用いたフォトリフラクティブ方式の超音波検出器であり、その他は実施の形態 1と 同様の構成を有している。 FIG. 5 is a main part configuration diagram showing the tissue material measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and specifically shows the configuration of the ultrasonic detector 3 in particular. In FIG. 5, the ultrasonic detector 3 includes a CW laser 7, a mirror 8, a beam splitter 9, a photorefractive element 19, and a photodetector 12. That is, the ultrasonic detector 3 is a photorefractive ultrasonic detector using the photorefractive element 19, and the rest has the same configuration as that of the first embodiment.
[0042] 力かる構成を有する超音波検出器 3では、 CWレーザ 7から出力されたレーザ光は 、ミラー 8に反射された後、ビームスプリッタ 9に入射されて、被測定材 1の他側表面に 照射されるレーザ光と、リファレンス光としてフォトリフラクティブ素子 19に直接入射さ れるレーザ光とに分岐される。また、超音波振動する被測定材 1の他側表面で反射さ れた反射光は、ビームスプリッタ 9を通過してフォトリフラクティブ素子 19に入射される 。フォトリフラクティブ素子 19では、結晶内で反射光とリファレンス光とを干渉させ、そ の干渉光を検出器 12に対して直接入射する。 [0042] In the ultrasonic detector 3 having a powerful configuration, the laser light output from the CW laser 7 is reflected by the mirror 8 and then enters the beam splitter 9 to be measured on the other surface of the material 1 to be measured. Is split into a laser beam irradiated on the laser beam and a laser beam directly incident on the photorefractive element 19 as reference light. In addition, the reflected light reflected on the other surface of the measurement target material 1 that vibrates ultrasonically passes through the beam splitter 9 and enters the photorefractive element 19. In the photorefractive element 19, the reflected light and the reference light are caused to interfere within the crystal, and the interference light is directly incident on the detector 12.
[0043] なお、フォトリフラクティブ素子 19を干渉計に用いた場合、受信光の波長の 1Z8を 超える表面変位は検出できないという制約がある。この制約は、特に 2mm以下の薄 板の測定の際に問題となる。このため、振幅が上記制約値の範囲内に収まるように超 音波発振器 2のレーザ出力を下げるため、表面の変位が 66. 5nm (波長 532nm= 緑色)、又は、 133nm (波長 1064nm=赤外)を超える場合には、超音波発振器 2の レーザ出力を絞り、表面変位そのものを小さくする必要がある。或いは、超音波発振 器 2のレーザ出力を下げずに、スポット径を小さくすることにより、板波振動を抑制す る必要がある。なお、超音波発振器 2からのレーザ光は、被測定材 1に到達する前に 、空間中でアブレーシヨンを起こさない程度を下限として、スポット径を小さくするもの とする。
[0044] この発明の実施の形態 2によれば、フォトリフラクティブ方式の超音波検出器 3を採 用することにより、フアブリペロー方式の超音波検出器 3を採用した場合と比較して、 反射ミラー 13a及び 13bのような外部振動等の外乱により影響を受け易い部位や、ァ クチユエータ 14及び制御機構等の精密な機構部を少なくすることができる。このため 、振動等の外乱による影響を受け難ぐ且つ、環境の悪い圧延ラインにおいても長時 間に渡って安定した測定が実現できる。 [0043] When the photorefractive element 19 is used in an interferometer, there is a restriction that a surface displacement exceeding the wavelength 1Z8 of the received light cannot be detected. This restriction is particularly problematic when measuring thin plates of 2 mm or less. For this reason, the surface displacement is 66.5 nm (wavelength 532 nm = green) or 133 nm (wavelength 1064 nm = infrared) in order to reduce the laser output of the ultrasonic oscillator 2 so that the amplitude falls within the range of the above constraint value. In the case of exceeding, it is necessary to reduce the laser output of the ultrasonic oscillator 2 and reduce the surface displacement itself. Alternatively, it is necessary to suppress plate wave vibration by reducing the spot diameter without lowering the laser output of the ultrasonic oscillator 2. Note that the laser beam from the ultrasonic oscillator 2 has a spot diameter reduced to a lower limit before reaching the material 1 to be measured without causing abrasion in the space. [0044] According to the second embodiment of the present invention, by adopting the photorefractive ultrasonic detector 3, the reflection mirror 13a is compared with the case where the Fabry-Perot ultrasonic detector 3 is employed. In addition, it is possible to reduce the number of parts that are easily affected by external disturbances such as external vibration such as 13b and 13b, and precise mechanism parts such as the actuator 14 and the control mechanism. For this reason, it is possible to realize stable measurement over a long time even in a rolling line that is not easily affected by disturbances such as vibration and has a poor environment.
[0045] 特に、熱間圧延ラインでのオンライン計測を実施する場合、圧延機及び被圧延材 の通過等に起因する振動や、被圧延材の温度制御のために冷却ライン力 被圧延 材に対して冷却水を吹き付ける際に生じる水蒸気等が発生し、その計測環境は悪い 。また、熱間での被圧延材は約 500度力も約 900度にも達し、被圧延材近傍の温度 は非常に高い。したがって、フォトリフラクティブ方式の超音波検出器 3を採用するこ とにより、上記環境にも適した組織材質測定装置を提供することが可能となる。 [0045] In particular, when performing on-line measurement in a hot rolling line, vibration caused by passage of the rolling mill and the material to be rolled, etc., and cooling line force on the material to be rolled to control the temperature of the material to be rolled. Water vapor generated when spraying cooling water is generated, and the measurement environment is poor. In addition, the hot rolled material reaches about 500 degrees force and about 900 degrees, and the temperature near the rolled material is very high. Therefore, by employing the photorefractive ultrasonic detector 3, it is possible to provide a tissue material measuring apparatus suitable for the above environment.
[0046] また、超音波発振器 2からのパルスレーザ光の出力を下げずにスポット径を小さくす ることにより、低周波振動の振幅が減少し、代わりに結晶粒径の計測に必要な超音 波成分の振幅が増す。このため、測定精度低下の一因となる板波振動を回避でき、 組織材質の測定に有効な超音波振動を検出することが可能となる。 [0046] Further, by reducing the spot diameter without lowering the output of the pulse laser beam from the ultrasonic oscillator 2, the amplitude of the low frequency vibration is reduced, and instead the ultrasonic wave necessary for measuring the crystal grain size is reduced. The amplitude of the wave component increases. For this reason, it is possible to avoid plate wave vibration that causes a decrease in measurement accuracy, and to detect ultrasonic vibration that is effective in measuring tissue material.
[0047] 実施の形態 3. [0047] Embodiment 3.
図 6はこの発明の実施の形態 3における組織材質測定装置の配置を示した図であ る。図 6において、超音波発振器 2、超音波検出器 3、表面除去装置 6は実施の形態 1又は 2と同様の構成及び配置を有している。 20は圧延ラインを流れる圧延製品(被 測定材 1)の上方に設けられ、表面除去装置 6から被測定材 1の他側表面に照射され るパルスレーザ光の照射位置及びその照射位置近傍に、窒素ガス等の不活性ガス を吹き付けて、酸ィ匕皮膜が除去された被測定材 1の他側表面が新たに酸ィ匕すること を防止するガス噴出装置である。 FIG. 6 is a view showing the arrangement of the tissue material measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 6, the ultrasonic oscillator 2, the ultrasonic detector 3, and the surface removing device 6 have the same configuration and arrangement as in the first or second embodiment. 20 is provided above the rolled product (material to be measured 1) flowing in the rolling line, and in the vicinity of the irradiation position of the pulse laser beam irradiated to the other surface of the material to be measured 1 from the surface removing device 6 and in the vicinity of the irradiation position. This is a gas jetting device for preventing the other side surface of the material to be measured 1 from which the acid film has been removed from being newly oxidized by blowing an inert gas such as nitrogen gas.
[0048] かかる構成を有する組織材質測定装置では、表面除去装置 6から被測定材 1の他 側表面にパルスレーザ光が照射されて酸ィ匕皮膜が除去された後、酸ィ匕皮膜が除去 された部分に向けてガス噴出装置 20から不活性ガスが噴出される。その他の構成及 び動作は、実施の形態 1及び 2と同様である。
[0049] この発明の実施の形態 3によれば、被測定材 1の他側表面力 酸ィ匕皮膜が除去さ れた状態をある程度の時間持続することができるため、超音波検出器 3の感度を向 上させて、より確実な結晶粒径の測定が可能となる。 [0048] In the tissue material measuring apparatus having such a configuration, the surface of the material to be measured 1 is irradiated with pulsed laser light from the surface removing device 6 to remove the acid film, and then the acid film is removed. An inert gas is ejected from the gas ejection device 20 toward the part. Other configurations and operations are the same as those in the first and second embodiments. [0049] According to the third embodiment of the present invention, the state in which the other-side surface force of the material to be measured 1 is removed can be maintained for a certain period of time. The sensitivity can be improved and the crystal grain size can be measured more reliably.
[0050] 実施の形態 4. [0050] Embodiment 4.
この実施の形態に係る組織材質測定装置は、実施の形態 1又は 2において、表面 除去装置の測定点を、圧延製品の検査ラインにおける機械的性質或いは組織材質 情報の測定目標点と一致するように、トラッキング情報等を用いて決定するようにした ものである。図 7及び図 8を用いて、以下にその構成を説明する。 In the tissue material measuring apparatus according to this embodiment, the measurement point of the surface removal apparatus in Embodiment 1 or 2 is set to coincide with the measurement target point of the mechanical property or the tissue material information in the inspection line of the rolled product. This is determined using tracking information. The configuration will be described below with reference to FIGS.
[0051] 図 7はこの発明の実施の形態 4における圧延設備の要部を示す構成図、図 8は糸且 織材質の予測モデルを示す構成図である。図 7において、圧延機 21を出たストリップ 22は、アウトランテーブル 23で冷却された後、卷取機で巻き取られてコイル 24となる 。その後、コイル 24は、検査ラインに運搬され、その一部が切り取られて試験片に加 ェされる。なお、検査ラインでは、機械的性質実測手段 25により、上記試験片の引 張り強さや降伏応力等の機械的性質が実測される。また、顕微鏡観察等に基づく組 織材質情報実測手段 26により、フェライト粒径やフェライト ·パーライト ·ベイナイト等 の各相体積率と ヽつた、上記試験片の組織材質情報が実測される。 [0051] Fig. 7 is a block diagram showing the main part of the rolling equipment in Embodiment 4 of the present invention, and Fig. 8 is a block diagram showing a prediction model of the yarn and fabric material. In FIG. 7, the strip 22 exiting the rolling mill 21 is cooled by the out-run table 23, and then wound up by a scraper to form a coil 24. Thereafter, the coil 24 is transported to the inspection line, a part of which is cut and added to the test piece. In the inspection line, the mechanical property measuring means 25 measures the mechanical properties such as tensile strength and yield stress of the specimen. Further, the structure material information measuring means 26 based on microscopic observation or the like measures the structure material information of the above-mentioned test piece in combination with the ferrite particle diameter and the volume fraction of each phase such as ferrite, pearlite, and bainite.
[0052] 組織材質測定装置 27は、圧延機 21出側及び卷取機前に設置されており、組織材 質情報収集手段 28により、上記組織材質測定装置 27で測定された結晶粒径等の 組織材質情報が収集される。組織材質情報収集手段 28によって収集された組織材 質測定装置 27からの指示値と、組織材質情報実測手段 26による実測値とは、第 1 組織材質情報比較手段 29によって比較される。そして、第 1組織材質情報比較手段 29の比較結果が組織材質情報収集手段 28に反映され、組織材質測定装置 27の校 正や精度確認に用いられる。また、第 1組織材質情報比較手段 29の比較結果は、組 織材質測定装置 27が結晶粒径を算出する際の同定手法のチューニングパラメータ の精度向上にも用いられる。 [0052] The tissue material measuring device 27 is installed on the exit side of the rolling mill 21 and in front of the scraper, and the crystal grain size measured by the tissue material measuring device 27 is measured by the tissue material information collecting means 28. Tissue material information is collected. The indication value from the tissue material measuring device 27 collected by the tissue material information collecting unit 28 and the actual measured value by the tissue material information actual measuring unit 26 are compared by the first tissue material information comparing unit 29. Then, the comparison result of the first tissue material information comparison unit 29 is reflected in the tissue material information collection unit 28 and used for calibration and accuracy check of the tissue material measurement device 27. The comparison result of the first tissue material information comparison means 29 is also used to improve the accuracy of the tuning parameter of the identification method when the tissue material measuring device 27 calculates the crystal grain size.
[0053] 一方、圧延機 21から得られる荷重や速度データ、圧延機 21の前後に設置された 温度計 30から得られる温度データと ヽつたプロセスデータは、プロセスデータ収集手 段 31によって収集される。測定されたプロセスデータは、検査ラインにおける機械的
性質或いは組織材質情報の測定目標点、及び時刻と関連付けられ、データベースと して、例えば、図示しないデータ記憶手段に格納される。そして、圧延時刻等から、 データ記憶手段内の材質とプロセスデータとが検索され、表面除去装置の測定点と 、検査ラインにおける機械的性質或 、は組織材質情報の測定目標点とが一致するよ うに、組織材質測定装置 27が制御される。 [0053] On the other hand, the process data collection unit 31 collects the load and speed data obtained from the rolling mill 21 and the temperature data obtained from the thermometer 30 installed before and after the rolling mill 21. . The measured process data is mechanically It is associated with the measurement target point of the property or tissue material information and time, and is stored as a database in, for example, a data storage means (not shown). Then, the material and process data in the data storage means are retrieved from the rolling time, etc., and the measurement point of the surface removal device matches the mechanical property in the inspection line or the measurement target point of the tissue material information. Similarly, the tissue material measuring device 27 is controlled.
[0054] また、プロセスデータ収集手段 31から得られる歪み、歪み速度、温度等といったプ ロセスデータは、組織材質情報予測手段 32に送信され、組織材質情報予測手段 32 によって、組織材質情報が数式モデルによって算出される。以下に、図 8に基づき、 組織材質情報予測手段 32における算出方法を説明する。 [0054] In addition, process data such as strain, strain rate, and temperature obtained from the process data collection means 31 are transmitted to the tissue material information prediction means 32, and the tissue material information is converted into a mathematical model by the tissue material information prediction means 32. Is calculated by Hereinafter, a calculation method in the tissue material information prediction unit 32 will be described with reference to FIG.
[0055] 組織材質情報を算出するための組織材質モデルは、大別して熱間加工モデルと、 変態モデルとから構成される。熱間加工モデルは、圧延機 21のロールで圧下されて いる最中に発生する動的再結晶、動的再結晶に引き続いて発生する回復、静的再 結晶、粒成長等の現象を定式化することにより、圧延中及び圧延後の粒径 (単位面 積当りの粒界面積)や、残留転移密度等のオーステナイト状態を計算するために備 えられている。この熱間加工モデルは、 γ粒径と、温度や速度に基づく温度.パス間 時間情報と、圧下パターンに基づく相当歪み ·歪み速度情報とにより、圧延 γ粒径や 転移密度等の中間組織状態を演算する。なお、上記温度'パス間時間情報と相当歪 み'歪み速度情報とは、圧延条件 (入側板厚、出側板厚、加熱温度、パス間時間、口 一ル径、ロール回転数)に基づいて算出される。 [0055] The tissue material model for calculating the tissue material information is roughly divided into a hot working model and a transformation model. The hot working model formulates phenomena such as dynamic recrystallization that occurs during rolling by the rolls of the rolling mill 21, recovery that occurs following dynamic recrystallization, static recrystallization, and grain growth. Therefore, it is prepared to calculate the austenite state such as the grain size (grain interfacial area per unit area) during and after rolling and the residual dislocation density. This hot working model is based on γ grain size, temperature based on temperature and speed, time information between passes, and equivalent strain / strain rate information based on rolling pattern. Is calculated. The temperature 'pass-to-pass time information and equivalent strain' strain rate information is based on the rolling conditions (inlet side plate thickness, outlet side plate thickness, heating temperature, pass-to-pass time, nozzle diameter, roll speed). Calculated.
[0056] 変態モデルは、核生成と成長とを分離し、粒径や、パーライト及びべイナイトの分率 等と!/、つた変態後の組織状態を推定するために備えられて 、る。この変態モデルは 、ランアウトテーブル 23での冷却パターンに基づく温度情報によって、フェライト粒径 や各相の組織分率等を演算する。なお、上記温度情報は、冷却条件 (空冷及び水冷 区分、水量密度、冷却装置内通板速度、成分)と、変態モデルによる変態量とのそれ
、て演算される。 [0056] The transformation model is provided to separate nucleation and growth, and to estimate the grain size, the fraction of pearlite and bainite, and so on, and the post-transformation structural state. This transformation model calculates the ferrite grain size, the fraction of each phase, and the like based on the temperature information based on the cooling pattern in the run-out table 23. The above temperature information is based on the cooling conditions (air cooling and water cooling classification, water density, cooling plate passage speed, component) and the transformation amount based on the transformation model. Is calculated.
[0057] また、熱間加工モデル及び変態モデルの他、 Nb、 V、 Ti等の微量添加元素の影響 が考えられる場合は、析出粒子の影響を考慮するため、析出モデルを適宜用いても 良い。また、アルミニウムやステンレス等の一部の金属材料については、変態しない
ため、上記変態モデルを用いなくても良い。 [0057] In addition to the hot working model and transformation model, in the case where the influence of a trace amount of added elements such as Nb, V, Ti, etc. is considered, the precipitation model may be used as appropriate in order to consider the influence of the precipitated particles. . Also, some metal materials such as aluminum and stainless steel are not transformed. Therefore, the above transformation model may not be used.
[0058] 上記構成を有する組織材質情報予測手段 32によって算出された組織材質情報と 、組織材質情報実測手段 26による実測値とは、第 2組織材質情報比較手段 33によ つて比較される。そして、第 2組織材質情報比較手段 33の比較結果が組織材質情 報予測手段 32に反映されることにより、組織材質モデルのチューニングが行われ、 予測精度の向上が図られる。 The tissue material information calculated by the tissue material information prediction unit 32 having the above configuration and the actual measurement value by the tissue material information actual measurement unit 26 are compared by the second tissue material information comparison unit 33. Then, the comparison result of the second tissue material information comparison means 33 is reflected in the tissue material information prediction means 32, so that the tissue material model is tuned and the prediction accuracy is improved.
[0059] 更に、プロセスデータ収集手段 31から得られるプロセスデータと、組織材質情報予 測手段 32によって算出された組織材質情報とが、機械的性質予測手段 34に送信さ れ、この機械的性質予測手段 34において、所定の予測モデルに基づき機械的性質 が算出される。機械的性質予測手段 34によって算出された機械的性質と、機械的性 質実測手段 25による実測値とは、機械的性質比較手段 35によって比較される。そし て、機械的性質比較手段 35の比較結果が機械的性質予測手段 34に反映されること により、機械的性質の予測モデルのチューニングが行われ、予測精度の向上が図ら れる。 [0059] Further, the process data obtained from the process data collection means 31 and the tissue material information calculated by the tissue material information prediction means 32 are transmitted to the mechanical property prediction means 34, and this mechanical property prediction is performed. In means 34, mechanical properties are calculated based on a predetermined prediction model. The mechanical property calculated by the mechanical property predicting means 34 and the actually measured value by the mechanical property measuring means 25 are compared by the mechanical property comparing means 35. Then, the comparison result of the mechanical property comparison unit 35 is reflected in the mechanical property prediction unit 34, so that the prediction model of the mechanical property is tuned and the prediction accuracy is improved.
[0060] この発明の実施の形態 4によれば、環境の悪 、圧延ラインにぉ 、ても、組織材質測 定の目標点に対して、有効な超音波振動を検出する組織材質測定装置を提供する ことが可能となる。 [0060] According to Embodiment 4 of the present invention, there is provided a tissue material measuring apparatus that detects effective ultrasonic vibration with respect to a target point of tissue material measurement, even if the environment is bad and the rolling line is used. It can be provided.
[0061] なお、図 9はこの発明の実施の形態 4における圧延設備の他の構成を示す図であ る。実施の形態 4の構成は、図 9に示すように入力構成を変えても良い。即ち、第 2組 織材質情報比較手段 33への入力は、組織材質情報実測手段 26からの実測値に代 えて、組織材質情報収集手段 28によって収集された組織材質測定装置 27からの指 示値であっても良い。また、機械的性質予測手段 34への入力は、組織材質情報予 測手段 32によって算出された組織材質情報に代えて、組織材質情報収集手段 28 によって収集された組織材質測定装置 27からの指示値であっても良い。上記構成に よっても、上記と同様の効果を奏することが可能である。 FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the rolling equipment in the fourth embodiment of the present invention. In the configuration of the fourth embodiment, the input configuration may be changed as shown in FIG. That is, the input to the second tissue material information comparison unit 33 is an indication value from the tissue material measurement device 27 collected by the tissue material information collection unit 28 instead of the actual measurement value from the tissue material information measurement unit 26. It may be. Further, the input to the mechanical property prediction means 34 is an indication value from the tissue material measurement device 27 collected by the tissue material information collection means 28 instead of the tissue material information calculated by the tissue material information prediction means 32. It may be. According to the above configuration, the same effect as described above can be obtained.
[0062] なお、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなぐ実施段階にお いてはその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体ィ匕できる。また、上記 実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の
発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から、幾つかの構成 要素を削除しても良い。さらに、異なる実施の形態に渡る構成要素を適宜組み合わ せても良い。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit of the invention in the implementation stage. In addition, various combinations of a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments can be used to An invention can be formed. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, the constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
産業上の利用可能性 Industrial applicability
以上のように、この発明にかかる組織材質測定装置によれば、被測定材の酸化皮 膜が除去された状態でその他側表面に発生した超音波振動が検出されるため、超 音波振動を検出する超音波検出器への戻り光量を大幅に増加させて、被測定材の 結晶粒径の測定を確実に実施することが可能となる。 As described above, according to the tissue material measuring apparatus according to the present invention, since the ultrasonic vibration generated on the other side surface is detected in a state where the oxide film of the measured material is removed, the ultrasonic vibration is detected. The amount of light returned to the ultrasonic detector can be greatly increased, and the crystal grain size of the material to be measured can be reliably measured.
また、被測定材に付いた酸ィ匕皮膜を除去して、且つ、非破壊で結晶粒径の測定が 可能であるため、特に、熱間圧延ラインでのオンライン測定にも対応することが可能 である。
In addition, it is possible to remove the oxide film on the material to be measured and measure the crystal grain size non-destructively. It is.