(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部から、液相部、固液共存相部および固相部を順次備えた被測定物の測定を行う測定装置であって、
前記液相部および前記固液共存相部と電磁超音波センサとの相対位置を変化させながら、前記被測定物の厚み方向に、前記液相部、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第１の表面領域から、前記被測定物の厚み方向に、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第２の表面領域に亘る各地点において、前記電磁超音波センサを介して前記被測定物の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を送受信する横波超音波送受信手段と、
前記横波超音波送受信手段で前記各地点において受信した前記複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記各地点での前記被測定物の厚み方向における複数の共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段で検出した前記各地点での複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置を特定する液相部端部位置特定手段と、
前記液相部端部位置特定手段で特定した前記液相部の端部位置に係る複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出する固液共存相部厚み算出手段と
を有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記液相部および前記固液共存相部と前記電磁超音波センサとの相対位置を変化させるとは、前記電磁超音波センサの位置を固定し、前記被測定物の鋳造速度を変化させてなされることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記液相部および前記固液共存相部と前記電磁超音波センサとの相対位置を変化させるとは、前記被測定物に対して前記電磁超音波センサを移動させてなされることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記共振周波数検出手段で検出した前記各地点での複数の共振周波数に基づいて、当該複数の共振周波数の周波数間隔である共振周波数間隔を前記各地点ごとに算出する共振周波数間隔算出手段を更に有し、
前記液相部端部位置特定手段は、前記共振周波数間隔算出手段で前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔に基づいて、前記液相部の端部位置を特定し、
前記固液共存相部厚み算出手段は、前記液相部端部位置特定手段で特定した前記液相部の端部位置に係る前記共振周波数間隔に基づいて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
共振周波数間隔と液相部の端部位置における固液共存相部の厚みとの相関関係を示すデータである相関関係データを記憶する相関関係データ記憶手段を更に有し、
前記固液共存相部厚み算出手段は、前記相関関係データを参照して、前記液相部端部位置特定手段で特定した前記液相部の端部位置に係る前記共振周波数間隔に対応する、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出することを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記液相部端部位置特定手段は、前記共振周波数間隔算出手段で前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔のうちの最小値の共振周波数間隔における地点を、前記液相部の端部位置として特定することを特徴とする請求項４または５に記載の測定装置。
【請求項７】
内部から、液相部、固液共存相部および固相部を順次備えた被測定物の測定を行う測定装置による測定方法であって、
前記液相部および前記固液共存相部と電磁超音波センサとの相対位置を変化させながら、前記被測定物の厚み方向に、前記液相部、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第１の表面領域から、前記被測定物の厚み方向に、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第２の表面領域に亘る各地点において、前記電磁超音波センサを介して前記被測定物の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を送受信する横波超音波送受信ステップと、
前記横波超音波送受信ステップで前記各地点において受信した前記複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記各地点での前記被測定物の厚み方向における複数の共振周波数を検出する共振周波数検出ステップと、
前記共振周波数検出ステップで検出した前記各地点での複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置を特定する液相部端部位置特定ステップと、
前記液相部端部位置特定ステップで特定した前記液相部の端部位置に係る複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出する固液共存相部厚み算出ステップと
を有することを特徴とする測定方法。
【請求項８】
前記液相部および前記固液共存相部と前記電磁超音波センサとの相対位置を変化させるとは、前記電磁超音波センサの位置を固定し、前記被測定物の鋳造速度を変化させてなされることを特徴とするとする請求項７に記載の測定方法。
【請求項９】
前記液相部および前記固液共存相部と前記電磁超音波センサとの相対位置を変化させるとは、前記被測定物に対して前記電磁超音波センサを移動させてなされることを特徴とする請求項７に記載の測定方法。
【請求項１０】
前記共振周波数検出ステップで検出した前記各地点での複数の共振周波数に基づいて、当該複数の共振周波数の周波数間隔である共振周波数間隔を前記各地点ごとに算出する共振周波数間隔算出ステップを更に有し、
前記液相部端部位置特定ステップでは、前記共振周波数間隔算出ステップで前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔に基づいて、前記液相部の端部位置を特定し、
前記固液共存相部厚み算出ステップでは、前記液相部端部位置特定ステップで特定した前記液相部の端部位置に係る前記共振周波数間隔に基づいて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項１１】
前記測定装置は、共振周波数間隔と液相部の端部位置における固液共存相部の厚みとの相関関係を示すデータである相関関係データを記憶する相関関係データ記憶手段を備えており、
前記固液共存相部厚み算出ステップでは、前記相関関係データを参照して、前記液相部端部位置特定ステップで特定した前記液相部の端部位置に係る前記共振周波数間隔に対応する、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出することを特徴とする請求項１０に記載の測定方法。
【請求項１２】
前記液相部端部位置特定ステップでは、前記共振周波数間隔算出ステップで前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔のうちの最小値の共振周波数間隔における地点を、前記液相部の端部位置として特定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の測定方法。
【請求項１３】
内部から、液相部、固液共存相部および固相部を順次備えた被測定物の測定を行う測定装置による測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記液相部および前記固液共存相部と電磁超音波センサとの相対位置を変化させながら、前記被測定物の厚み方向に、前記液相部、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第１の表面領域から、前記被測定物の厚み方向に、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第２の表面領域に亘る各地点において、前記電磁超音波センサを介して前記被測定物の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を送受信する横波超音波送受信ステップと、
前記横波超音波送受信ステップで前記各地点において受信した前記複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記各地点での前記被測定物の厚み方向における複数の共振周波数を検出する共振周波数検出ステップと、
前記共振周波数検出ステップで検出した前記各地点での複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置を特定する液相部端部位置特定ステップと、
前記液相部端部位置特定ステップで特定した前記液相部の端部位置に係る複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出する固液共存相部厚み算出ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の内部状態を測定する測定装置及び測定方法、当該測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、当該プログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物である連続鋳造鋳片の内部に液相部（溶鋼部）が存在するか否かを測定する技術としては、例えば、下記の非特許文献１、特許文献１及び特許文献２の技術が挙げられる。
【０００３】
まず、非特許文献１の技術について説明する。
図１４は、従来例を示し、被測定物の内部に液相部が存在するか否かを測定する測定方法の一例を示す概略模式図である。
非特許文献１の技術では、被測定物の表面に１個の送信用電磁超音波センサを配置し、被測定物の裏面に１個の受信用電磁超音波センサを配置して、縦波を送受信する。そして、非特許文献１の技術では、固相部と液相部とで縦波の超音波速度が異なることを利用して、送信用電磁超音波センサから縦波の超音波を送信した後から受信用電磁超音波センサで受信するまでの伝播時間を計測することにより、被測定物の内部に液相部が存在するか否かを測定するようにしている。
【０００４】
次に、特許文献１及び特許文献２の技術について説明する。
特許文献１及び特許文献２では、被測定物の表面に１個の送信用電磁超音波センサを配置し、被測定物の裏面に１個の受信用電磁超音波センサを配置して、横波を送受信する。そして、特許文献１及び特許文献２では、横波の透過率を計測することにより、被測定物の内部に液相部が存在するか否かを測定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４０８３号公報
【特許文献２】特開２００６−２０８３９３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】非破壊検査 Vol.34, No.11, p.796-803 電磁超音波の基礎と応用, 川島
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した非特許文献１の技術では、被測定物の厚み変動や被測定物内部の温度分布変動の影響を受けて、内部に液相部が存在するか否かの測定に係る測定精度が悪いという問題があった。また、電磁超音波センサを被測定物の表面とは別に裏面にも配置するため、裏面に配置された電磁超音波センサ上に、いわゆるスケール（鉄の酸化物（サビ））が堆積し、性能を維持するのが困難で設備のメンテナンス性が悪く問題であった。
【０００８】
また、上述した特許文献１及び特許文献２の技術の場合も、被測定物の厚み変動等の影響を受けて、内部に液相部が存在するか否かの測定に係る測定精度が悪いという問題や、電磁超音波センサを被測定物の表面とは別に裏面にも配置するため、設備のメンテナンス性が悪いという問題があった。
【０００９】
特に、連続鋳造鋳片の製造プロセスでは、液相部の端部位置をある程度の確度をもって測定できれば、製造プロセスの最適化を図ることができ、安定操業の実現につながる。しかしながら、上述した非特許文献１、特許文献１及び特許文献２の技術では、内部に液相部が存在するか否かの測定に係る測定精度が悪いため、液相部の端部位置をある程度の確度をもって測定することは困難であるという問題があった。
【００１０】
また、連続鋳造鋳片における固相部と液相部との界面は、鋼種によっては明確な界面になっておらず、固相部と液相部との間に固液共存相部が存在する場合がある。このような連続鋳造鋳片の場合、固液共存相部の厚みを測定することは、重要な意味を持っている。一般に、固液共存相部の厚みは、鋼種によってある程度予想できるが、実際の製造中には不純物が含まれるため、その不純物の量によって固液共存相部の厚みは変動することが知られている。したがって、連続鋳造鋳片の製造プロセスにおいて固液共存相部の厚みをある程度の確度をもって測定できれば、当該連続鋳造鋳片に含まれる不純物の量を把握することができ、製造条件の最適化の検討や含まれる不純物の量に基づく品質格付けなどを行う際の有益な情報となる。この点、上述した非特許文献１、特許文献１及び特許文献２の技術では、固液共存相部の厚みを測定することは困難である。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、設備のメンテナンス性を良好にするとともに、被測定物の内部に存在する液相部の端部位置や固液共存相部の厚みをある程度の確度をもって測定できる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００１３】
本発明の測定装置は、内部から、液相部、固液共存相部および固相部を順次備えた被測定物の測定を行う測定装置であって、前記液相部および前記固液共存相部と電磁超音波センサとの相対位置を変化させながら、前記被測定物の厚み方向に、前記液相部、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第１の表面領域から、前記被測定物の厚み方向に、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第２の表面領域に亘る各地点において、前記電磁超音波センサを介して前記被測定物の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を送受信する横波超音波送受信手段と、前記横波超音波送受信手段で前記各地点において受信した前記複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記各地点での前記被測定物の厚み方向における複数の共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、前記共振周波数検出手段で検出した前記各地点での複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置を特定する液相部端部位置特定手段と、前記液相部端部位置特定手段で特定した前記液相部の端部位置に係る複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出する固液共存相部厚み算出手段とを有する。
【００１４】
本発明の測定方法は、内部から、液相部、固液共存相部および固相部を順次備えた被測定物の測定を行う測定装置による測定方法であって、前記液相部および前記固液共存相部と電磁超音波センサとの相対位置を変化させながら、前記被測定物の厚み方向に、前記液相部、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第１の表面領域から、前記被測定物の厚み方向に、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第２の表面領域に亘る各地点において、前記電磁超音波センサを介して前記被測定物の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を送受信する横波超音波送受信ステップと、前記横波超音波送受信ステップで前記各地点において受信した前記複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記各地点での前記被測定物の厚み方向における複数の共振周波数を検出する共振周波数検出ステップと、前記共振周波数検出ステップで検出した前記各地点での複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置を特定する液相部端部位置特定ステップと、前記液相部端部位置特定ステップで特定した前記液相部の端部位置に係る複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出する固液共存相部厚み算出ステップとを有する。
【００１５】
本発明のプログラムは、内部から、液相部、固液共存相部および固相部を順次備えた被測定物の測定を行う測定装置による測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記液相部および前記固液共存相部と電磁超音波センサとの相対位置を変化させながら、前記被測定物の厚み方向に、前記液相部、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第１の表面領域から、前記被測定物の厚み方向に、前記固液共存相部および前記固相部が存在する前記被測定物の表面領域である第２の表面領域に亘る各地点において、前記電磁超音波センサを介して前記被測定物の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を送受信する横波超音波送受信ステップと、前記横波超音波送受信ステップで前記各地点において受信した前記複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記各地点での前記被測定物の厚み方向における複数の共振周波数を検出する共振周波数検出ステップと、前記共振周波数検出ステップで検出した前記各地点での複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置を特定する液相部端部位置特定ステップと、前記液相部端部位置特定ステップで特定した前記液相部の端部位置に係る複数の共振周波数を用いて、前記液相部の端部位置における前記固液共存相部の厚みを算出する固液共存相部厚み算出ステップとをコンピュータに実行させるためのものである。
【００１６】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、前記プログラムを記憶したものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、設備のメンテナンス性を良好にするとともに、被測定物の内部に存在する液相部の端部位置や固液共存相部の厚みをある程度の確度をもって測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る測定装置で測定する測定対象の被測定物の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る測定装置の概略構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示し、被測定物の一例を示す断面図である。
【図４】図３に示すＩ断面及びII断面における深さ位置Ｚでの横波超音波の反射率Ａの一例を示す特性図である。
【図５】図３に示すＩ断面における深さ位置Ｚでの横波超音波の音速（横波音速）の一例を示す特性図である。
【図６】図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚにおける反射率Ａ及び横波超音波の音速（横波音速）をまとめて記載した模式図である。
【図７】図３に示すＩ断面〜IV断面における深さ位置Ｚでの横波超音波の音速（横波音速）の一例を示す特性図である。
【図８】図３に示すＩ断面〜IV断面の横波超音波における共振周波数とその共振周波数間隔（Δｆ）の一例を示す特性図である。
【図９】図８に示す共振周波数間隔Δｆの特性図である。
【図１０】本発明の実施形態を示し、被測定物の内部に存在する液相部の端部位置及びその位置に係る固液共存相部の厚みの測定方法の一例を示す模式図である。
【図１１】固相部のみからなる被測定物の温度と横波音速との関係の一例を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施形態を示し、共振周波数間隔（Δｆ）と液相部の端部位置における固液共存相部の厚みとの相関関係を示すΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データにおいて、被測定物の内部の温度分布の影響を考慮した特性図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る測定装置による測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】従来例を示し、被測定物の内部に液相部が存在するか否かを測定する測定方法の一例を示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、以下の実施形態においては、被測定物として、連続鋳造工程における鋳片（連続鋳造鋳片）を想定した説明を行う。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る測定装置で測定する測定対象の被測定物２００の一例を示す断面図である。
被測定物２００は、図１に示すように、内部から、液相部２０１、固液共存相部２０２及び固相部２０３を順次備えているものとする。ここで、被測定物２００の厚みはＤとする。また、被測定物２００の表面には、電磁超音波センサが配置されるが、その表面領域を以下に示す第１の表面領域２１０〜第３の表面領域２３０に分けて定義する。
【００２１】
第１の表面領域２１０は、被測定物２００の厚み方向に、液相部２０１、固液共存相部２０２及び固相部２０３が存在する表面領域である。第２の表面領域２２０は、被測定物２００の厚み方向に、固液共存相部２０２及び固相部２０３が存在する表面領域である。第３の表面領域２３０は、被測定物２００の厚み方向に、固相部２０３のみが存在する表面領域である。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態に係る測定装置１００の概略構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る測定装置１００は、図２に示すように、電磁超音波センサ１１０と、横波超音波送受信装置１２０と、操作入力装置１３０と、制御装置１４０と、表示装置１５０を有して構成されている。ここで、図２に示す例では、電磁超音波センサ１１０は位置が固定されており、ロールの回転によって被測定物２００が紙面左側から紙面右側に移動するものとする。
【００２３】
電磁超音波センサ１１０は、例えば、被測定物２００に対して磁束を発生させる永久磁石等からなる磁束発生部（不図示）と、当該磁束発生部から発生させた磁束と交差する位置に配置され、通電されるコイル（不図示）とを具備して構成されている。
【００２４】
横波超音波送受信装置１２０は、制御装置１４０の制御に基づいて、例えば、電磁超音波センサ１１０のコイルに対して、複数の異なる周波数からなる所定の周波数領域における各周波数の交流電流を順次送信する。これにより、被測定物２００の内部の表面近傍には、電磁超音波センサ１１０のコイルに流れる交流電流と逆向きの渦電流が発生し、当該渦電流と被測定物２００内に発生した磁束により力が発生し、これが横波の超音波振動となって被測定物２００の内部を厚み方向に伝播する。また、横波超音波送受信装置１２０は、送信した交流電流の各周波数ごとに、被測定物２００の内部を厚み方向（板厚方向）に伝播した横波超音波を、例えば、電磁超音波センサ１１０のコイル内に発生した誘導起電力として受信する。
即ち、横波超音波送受信装置１２０は、被測定物２００の表面に配置された１つの電磁超音波センサ１１０を介して、それぞれ、横波超音波の送信及び受信を行う。
【００２５】
具体的に、本実施形態に係る測定装置１００では、電磁超音波センサ１１０の位置を固定して被測定物２００を紙面左側から紙面右側に移動させることによって、被測定物２００内の液相部２０１及び固液共存相部２０２と電磁超音波センサ１１０との相対位置を変化させながら、横波超音波送受信装置１２０において、少なくとも図１に示す第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点について、電磁超音波センサ１１０を介して被測定物２００の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を送受信する。
ここで、被測定物２００内の液相部２０１及び固液共存相部２０２と電磁超音波センサ１１０との相対位置を変化させることについて、本実施形態の例を詳細に説明する。本実施形態では、電磁超音波センサ１１０の位置を固定し、被測定物（連続鋳造鋳片）２００の鋳造速度を変化させることで、被測定物２００内の液相部２０１及び固液共存相部２０２と電磁超音波センサ１１０との相対位置を変化させるようにしている。被測定物２００である連続鋳造鋳片の製造プロセスにおいて、その鋳造速度が通常の一定速度であれば、液相部２０１及び固液共存相部２０２の各先端部は、被測定物２００の長手方向のある箇所に安定して存在する。しかしながら、鋳造速度をその通常の速度よりも速くすれば、液相部２０１及び固液共存相部２０２の各先端部は、通常の箇所よりも連続鋳造鋳片の先頭部に近い側に移動する。逆に、鋳造速度をその通常の速度よりも遅くすれば、液相部２０１及び固液共存相部２０２の各先端部は、通常の箇所よりも連続鋳造鋳片の先頭部から遠い側に移動する。そして、電磁超音波センサ１１０の位置を固定した場合、このように被測定物（連続鋳造鋳片）２００の鋳造速度を変化させることにより、液相部２０１及び固液共存相部２０２の各先端部が、電磁超音波センサ１１０の直下を通るようにすることが可能である。即ち、少なくとも図１に示す第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点について、電磁超音波センサ１１０を介した測定が可能である。
【００２６】
操作入力装置１３０は、測定者が操作可能に構成させており、測定者による操作入力指示を制御装置１４０に入力する。
【００２７】
制御装置１４０は、操作入力装置１３０から入力された操作入力指示等に基づいて、測定装置１００における動作を統括的に制御する。例えば、制御装置１４０は、操作入力装置１３０から被測定物２００の測定を行う指示が入力されると、横波超音波送受信装置１２０における横波超音波の送信動作及び受信動作を制御するとともに、横波超音波送受信装置１２０で受信した横波超音波に基づいて液相部２０１の端部位置の特定処理や固液共存相部２０２の厚みの算出処理等を行う。また、制御装置１４０は、必要に応じて、測定装置１００における動作状態や、求めた液相部２０１の端部位置及び固液共存相部２０２の厚み等の情報を、表示装置１５０に表示する制御を行う。
【００２８】
また、制御装置１４０は、図２に示すように、共振周波数検出手段１４１と、共振周波数間隔（Δｆ）算出手段１４２と、液相部端部位置特定手段１４３と、Δｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段１４４と、固液共存相部厚み算出手段１４５を含み構成されている。
【００２９】
共振周波数検出手段１４１は、横波超音波送受信装置１２０で各地点（少なくとも図１に示す第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点）において受信した複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記各地点での被測定物２００の厚み方向における複数の共振周波数を検出する。
【００３０】
共振周波数間隔算出手段１４２は、共振周波数検出手段１４１で検出した各地点（少なくとも図１に示す第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点）での複数の共振周波数に基づいて、当該複数の共振周波数の周波数間隔である共振周波数間隔（Δｆ）を前記各地点ごとに算出する。
【００３１】
液相部端部位置特定手段１４３は、共振周波数検出手段１４１で検出した各地点（少なくとも図１に示す第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点）での複数の共振周波数を用いて、液相部２０１の端部位置を特定する。具体的に、液相部端部位置特定手段１４３は、共振周波数間隔算出手段１４２で前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔（Δｆ）に基づいて、液相部２０１の端部位置を特定する。より詳細に、本実施形態では、液相部端部位置特定手段１４３は、共振周波数間隔算出手段１４２で前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔のうちの最小値の共振周波数間隔における地点を、液相部２０１の端部位置として特定する。
【００３２】
Δｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段１４４は、共振周波数間隔（Δｆ）と液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みとの相関関係を示すデータであるΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データを記憶する。このΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段１４４に記憶されているΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データは、被測定物２００である連続鋳造鋳片の鋼種ごと且つその厚みごとに、予めシミュレーション解析等によって算出されて記憶されているものである。
【００３３】
固液共存相部厚み算出手段１４５は、液相部端部位置特定手段１４３で特定した液相部２０１の端部位置に係る複数の共振周波数（より詳細には、液相部端部位置特定手段１４３で特定した液相部２０１の端部位置に係る共振周波数間隔（Δｆ））を用いて、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みを算出する。
具体的に、まず、固液共存相部厚み算出手段１４５は、被測定物２００の測定を行う際に、操作入力装置１３０から入力された被測定物２００の鋼種及びその厚みの情報に基づいて、Δｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段１４４に記憶されているΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データの中から、該当するΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データを取得する。次いで、固液共存相部厚み算出手段１４５は、取得したΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データを参照して、液相部端部位置特定手段１４３で特定した液相部２０１の端部位置に係る共振周波数間隔（Δｆ）に対応する、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みを算出する。
【００３４】
表示装置１５０は、制御装置１４０の制御に基づいて、測定装置１００における動作状態や、求めた液相部２０１の端部位置及び固液共存相部２０２の厚み等の情報を表示する。その他、表示装置１５０は、測定者に必要な情報等を表示する。
【００３５】
次に、本実施形態で採用する、いわゆる共振法の原理について説明する。
一般に、厚みの２倍が超音波波長の整数倍の時、共振状態となる。
ここで、超音波が伝搬する厚みをｄ、整数をｎ、超音波の波長をλ、超音波の音速をＶ、共振周波数をｆnとすると、以下の（１）式が成り立つ。
２ｄ＝ｎλ＝ｎＶ／ｆn  ・・・  （１）
【００３６】
（１）式を共振周波数ｆnについて整理すると、以下の（２）式のようになる。
ｆn＝ｎＶ／（２ｄ）  ・・・  （２）
【００３７】
また、ｎ＋１番目の共振周波数ｆn+1とｎ番目の共振周波数ｆnとの周波数間隔である共振周波数間隔Δｆは、以下の（３）式のようになる。
Δｆ＝ｆn+1−ｆn
＝（ｎ＋１）Ｖ／（２ｄ）−ｎＶ／（２ｄ）＝Ｖ／（２ｄ）  ・・・  （３）
【００３８】
ここで、液相部２０１及び固相部２０３のみからなる被測定物について考える。
この被測定物の場合、横波超音波は、液相部２０１には侵入できず固相部２０３のみで共振するため、固相部２０３の厚みｄが変化すると、共振周波数ｆnも変化する（（２）式参照）。したがって、共振周波数ｆnを検出することで、液相部２０１の有無の検知が可能である。
【００３９】
次に、内部中央から、液相部２０１、固液共存相部２０２及び固相部２０３を順次備えた、本実施形態で用いる被測定物２００について考える。
固液共存相部２０２は、固相率が１００％未満の値（液相率が０％よりも大きい値）から固相率が０％よりも大きい値（液相率が１００％未満の値）まで連続的に変化する領域である。例えば、固相率が５０％の状態とは、固体部が５０％の領域を占め、残りの５０％の領域に液体部が充填されている状態である。上述したように、横波超音波は、液相部２０１には侵入できないため、固相率が５０％の領域では、横波超音波は、５０％が透過し、５０％が反射する状況になると考えられる。ここで、図３に示す被測定物２００のモデルについて考える。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態を示し、被測定物２００の一例を示す断面図である。図３において、図１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
図３に示す被測定物２００のモデルでは、被測定物２００の厚み（Ｄ）の半分の厚みの位置（即ち、被測定物２００の厚みの中央部）をＺ＝０とし、Ｚ＝０から被測定物２００の表面に向かう方向を＋Ｚ方向、Ｚ＝０から被測定物２００の裏面に向かう方向を−Ｚ方向とする。また、図３に示す被測定物２００のモデルでは、被測定物２００の厚みの中央部であるＺ＝０を中心として、上下対称に、液相部２０１、固液共存相部２０２及び固相部２０３が形成されているものとする。即ち、固液共存相部２０２の先端部（更には、液相部２０１の先端部）は、Ｚ＝０の位置にあるものとする。また、図３に示す被測定物２００のモデルでは、Ｉ断面、II断面、III断面及びIV断面を設定している。具体的に、Ｉ断面は、液相部２０１の端部位置の断面（厳密に言えば液相部２０１は含まない断面）であり、II断面及びIII断面は、固液共存相部２０２及び固相部２０３の断面であり、IV断面は、固相部２０３のみの断面である。固液共存相部２０２の厚みに着目すると、Ｉ断面、II断面、III断面の順に厚く、IV断面では０である。また、Ｉ断面の位置をｔ＝０とし、固液共存相部２０２の端部位置をｔ＝１とするパラメータｔを定義する。
【００４１】
ここで、固液共存相部２０２の厚みをＺ0として、深さ位置Ｚでの横波超音波の反射率Ａは、以下の（４）式のようになる。但し、Ａ＞０である。
Ａ＝１−ｔ−Ｚ／Ｚ0  ・・・  （４）
【００４２】
図４は、図３に示すＩ断面及びII断面における深さ位置Ｚでの横波超音波の反射率Ａの一例を示す特性図である。
図４において、図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚ＝０における反射率Ａは、ほぼ１．０になっている。これは、Ｉ断面の深さ位置Ｚ＝０の固液共存相部２０２では、液相率が１００％に近い値となっており、横波超音波がほぼ反射されるためであると考えられる。また、図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0における反射率Ａは、０となっている。これは、Ｉ断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0は、固液共存相部２０２と固相部２０３との境界であり、固相率が１００％になっており、横波超音波が透過するためであると考えられる。
同様に、図４において、図３に示すII断面の深さ位置Ｚ＝０における反射率Ａは、深さ位置Ｚ＝０の固液共存相部２０２における液相率に基づく値となっている。また、図３に示すII断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0′における反射率Ａは、０となっている。これは、II断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0′は、固液共存相部２０２と固相部２０３との境界であり、固相率が１００％になっており、横波超音波が透過するためであると考えられる。
【００４３】
ここで、深さ位置Ｚに仮想的な界面を考えて、その上層面の音響インピーダンスをＣ１（＝ρ・ＶS1）、下層面の音響インピーダンスをＣ２（＝ρ・ＶS2）とし、これらの比をα（＝Ｃ２／Ｃ１）とすると、αと反射率Ａとは、以下の（５）式のようになることが知られている。但し、ρは密度、ＶS1は上層面の横波音速、ＶS2は下層面の横波音速である。
（α−１）／（α＋１）＝−Ａ  ・・・  （５）
【００４４】
したがって、（４）式及び（５）式を用いてαについて整理すると、以下の（６）式のようになる。
α＝ＶS2／ＶS1＝（１−Ａ）／（１＋Ａ）
＝（ｔ＋（Ｚ／Ｚ0））／（２−ｔ−（Ｚ／Ｚ0））  ・・・  （６）
【００４５】
したがって、各界面での横波音速比αが深さ位置Ｚの関数となり、図５に示す深さ位置Ｚと横波音速との関係を算出することができる。
【００４６】
図５は、図３に示すＩ断面における深さ位置Ｚでの横波超音波の音速（横波音速）の一例を示す特性図である。
図５において、図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚ＝０における横波音速は、ほぼ０になっている。これは、Ｉ断面の深さ位置Ｚ＝０の固液共存相部２０２では、液相率が１００％に近い値となっており、横波超音波がほぼ反射されるためであると考えられる。また、図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0以降の横波音速は、最大値で一定となっている。これは、Ｉ断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0以降は、固相部２０３であり、横波超音波が反射されることなく透過するためであると考えられる。
同様に、図３のII断面などの場合も、深さ位置Ｚでの横波超音波の音速（横波音速）を算出することができる。
【００４７】
図６は、図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚにおける反射率Ａ及び横波超音波の音速（横波音速）をまとめて記載した模式図である。
図６（ａ）は、図３に示す被測定物２００の深さ位置Ｚを水平方向にとった模式図である。図６（ｂ）は、図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚにおける反射率Ａ（図４と同様）を示したものであり、図６（ｃ）は、図３に示すＩ断面の深さ位置Ｚにおける横波音速（図５と同様）を示したものである。
【００４８】
図７は、図３に示すＩ断面〜IV断面における深さ位置Ｚでの横波超音波の音速（横波音速）の一例を示す特性図である。
具体的に、図７（ａ）は、図３に示すＩ断面における深さ位置Ｚ（＋Ｚ〜−Ｚまで）での横波音速を示したものであり、図７（ｂ）は、図３に示すII断面における深さ位置Ｚ（＋Ｚ〜−Ｚまで）での横波音速を示したものであり、図７（ｃ）は、図３に示すIII断面における深さ位置Ｚ（＋Ｚ〜−Ｚまで）での横波音速を示したものであり、図７（ｄ）は、図３に示すIV断面における深さ位置Ｚ（＋Ｚ〜−Ｚまで）での横波音速を示したものである。ここで、図７においては、図７（ａ）に示すＩ断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0、図７（ｂ）に示すII断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0′、図７（ｃ）に示すIII断面の深さ位置Ｚ＝Ｚ0″が、固液共存相部２０２と固相部２０３との境界である。
【００４９】
図８は、図３に示すＩ断面〜IV断面の横波超音波における共振周波数とその共振周波数間隔（Δｆ）の一例を示す特性図である。即ち、図８は、固液共存相部２０２の厚みが異なる場合の共振スペクトルが示されている。また、図８の特性は、被測定物２００の表面及び裏面の温度が９００℃、固液共存相部２０２の温度が１５３０℃、その間は直線的に温度変化した場合の解析結果である。なお、図８を算出する解析では、固相部２０３、液相部２０１、固液共存相部２０２ともに密度（ρ（ｋｇ／ｍｍ3)）は７．８×１０-6で一定としており、以後の解析でも同様に、固相部２０３、液相部２０１、固液共存相部２０２ともに本密度値を用いている。
【００５０】
図８（ａ）〜図８（ｄ）において、横軸は、それぞれ、図３に示すＩ断面〜IV断面を伝搬した横波超音波の各周波数であり、縦軸は、それぞれ、図３に示すＩ断面〜IV断面を伝搬した横波超音波の振幅である。
【００５１】
図８（ａ）には、図３に示すＩ断面の横波超音波における共振周波数とその共振周波数間隔Δｆが示されており、この場合の共振周波数間隔Δｆは、２２．１ｋＨｚとなっている。図８（ｂ）には、図３に示すII断面の横波超音波における共振周波数とその共振周波数間隔Δｆが示されており、この場合の共振周波数間隔Δｆは、２７．３ｋＨｚとなっている。図８（ｃ）には、図３に示すIII断面の横波超音波における共振周波数とその共振周波数間隔Δｆが示されており、この場合の共振周波数間隔Δｆは、３０．１ｋＨｚとなっている。図８（ｄ）には、図３に示すIV断面の横波超音波における共振周波数とその共振周波数間隔Δｆが示されており、この場合の共振周波数間隔Δｆは、３１．３ｋＨｚとなっている。
【００５２】
共振周波数間隔Δｆに着目すると、固液共存相部２０２の厚みが厚い程、共振周波数間隔Δｆの値は小さくなっていくことが分かる。また、図７に示すように、固液共存相部２０２の厚みが厚い程、当該固液共存相部２０２を伝搬する横波超音波の音速が小さくなっている。このことは、（３）式に示すΔｆ＝Ｖ／（２ｄ）において、横波超音波の音速Ｖが全体的に小さくなったことに影響して共振周波数間隔Δｆの値が小さくなっていくため、妥当な結果である。即ち、共振周波数間隔Δｆと、固液共存相部２０２の厚みとは相関があることが分かる。
【００５３】
図９は、図８に示す共振周波数間隔Δｆの特性図である。
図９の横軸は、図３に示すＩ断面から紙面右側への距離であり、図９の縦軸は、共振周
波数間隔Δｆの値である。図９に示す例では、図３に示すＩ断面から紙面右側に１００ｍ
ｍの位置にII断面があり、図３に示すＩ断面から紙面右側に２００ｍｍの位置にIII断面
があり、図３に示すＩ断面から紙面右側に３００ｍｍの位置にIV断面がある場合を示して
いる。即ち、図９には、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す、Ｉ断面〜IV断面における共振周
波数間隔Δｆの値が示されている。
【００５４】
図１０は、本発明の実施形態を示し、被測定物２００の内部に存在する液相部２０１の端部位置及びその位置に係る固液共存相部２０２の厚みの測定方法の一例を示す模式図である。
【００５５】
図１０（ａ）には、図３等に示す被測定物２００が示されている。
図１０（ｂ）は、その横軸が図１０（ａ）に示す被測定物２００の長手方向に対応しており、被測定物２００の各地点における共振周波数間隔Δｆの特性が示されている。具体的に、共振周波数間隔Δｆ１は、図３（更には図１０（ａ））に示すＩ断面における共振
周波数間隔の値を示しており、その値は、例えば、図８（ａ）及び図９に示すように、２２．１ｋＨｚとなっている。また、共振周波数間隔Δｆ２は、図３に示すII断面における共振周波数間隔の値を示しており、その値は、例えば、図８（ｂ）及び図９に示すように、２７．３ｋＨｚとなっている。また、共振周波数間隔Δｆ３は、図３に示すIII断面における共振周波数間隔の値を示しており、その値は、例えば、図８（ｃ）及び図９に示すように、３０．１ｋＨｚとなっている。また、共振周波数間隔Δｆ４は、図３に示すIV断面及びそれよりも紙面右側の地点（即ち、固相部２０３のみの領域）における共振周波数間隔の値を示しており、その値は、例えば、図８（ｄ）及び図９に示すように、３１．３ｋＨｚとなっている。また、共振周波数間隔Δｆ５は、図３（更には図１０（ａ））に示すＩ断面よりも紙面左側の地点（即ち、液相部２０１が存在する領域）における共振周波
数間隔の値を示しており、その値は、例えば、約６２．６ｋＨｚ程度となっている。ここで、液相部２０１が存在する領域の共振周波数間隔の値（Δｆ５）が、固相部２０３のみの領域の共振周波数間隔の値（Δｆ４）の約２倍となっているのは、液相部２０１には横波超音波が侵入できないため、（３）式におけるｄが約１／２程度になるためである。
【００５６】
本実施形態では、被測定物２００の各地点ごとに算出した共振周波数間隔のうちの最小値の共振周波数間隔（図１０（ｂ）の例ではΔｆ１）における地点（即ち、Ｉ断面）を、
液相部２０１の端部位置として特定する。
【００５７】
図１０（ｃ）は、共振周波数間隔（Δｆ）と液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みとの相関関係を示すデータであるΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データである。このΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データは、予めシミュレーション解析等によって算出されてΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段１４４に記憶されているものである。
【００５８】
本実施形態では、図１０（ｃ）に示すΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データを参照して、液相部２０１の端部位置（即ち、Ｉ断面）に係る共振周波数間隔（Δｆ１）に対応す
る、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚み（Ｚ0）を算出する。
【００５９】
このようにして、本実施形態では、被測定物２００の内部に存在する液相部２０１の端部位置（Ｉ断面）及びその位置に係る固液共存相部２０２の厚み（Ｚ0）を測定する。
【００６０】
次に、被測定物２００の内部の温度分布の影響について説明する。
【００６１】
図１１は、固相部のみからなる被測定物の温度と横波音速との関係の一例を示す特性図である。この図１１の特性は、被測定物としてＳＭ４９０の鋼材を使用し、レーザ超音波法を用いて計測したものである。
図１１に示すように、被測定物の温度の変化によって横波音速が変化することが分かる。具体的には、被測定物の温度が上昇すると、横波音速は減少している。
【００６２】
図１２は、本発明の実施形態を示し、共振周波数間隔（Δｆ）と液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みとの相関関係を示すΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データにおいて、被測定物２００の内部の温度分布の影響を考慮した特性図である。
具体的に、図１２には、被測定物２００の内部（具体的には、固相部２０３）の温度分布として、直線温度分布（●）の特性と、２次曲線温度分布（▲）の特性が示されている。
【００６３】
直線温度分布（●）と２次曲線温度分布（▲）の詳細について以下に説明する。
例えば、被測定物２００の厚みに関して、図３や図１０（ａ）に示すＺ座標系を適用し、また、被測定物２００の全厚みを２５０ｍｍとする。
まず、直線温度分布（●）について説明する。
固液共存相部２０２の厚みをＺ0とすると、Ｚ＝Ｚ0で１５３０℃、Ｚ＝１２５ｍｍ（即ち、被測定物２００の表面）で９００℃とし、その間は線形な温度分布とした。具体的には、例えば、一例として、Ｚ0＝５ｍｍの場合、深さ位置をＺ（ｍｍ）、温度をＴ（℃）とすると、Ｔ＝−５．２５２Ｚ＋１５５５．９（Ｚ0＜Ｚ＜１２５）となる。
また、温度と横波音速との関係は、図１１の特性データを使用し、横波音速ｙ（ｍｍ／μｓ）とすると、ｙ＝０．００５４２Ｚ＋１．７２２９（Ｚ0＜Ｚ＜１２５）となる。
次に、２次曲線温度分布（▲）について説明する。
固液共存相部２０２の厚みをＺ0とすると、Ｚ＝Ｚ0で１５３０℃、Ｚ＝１２５ｍｍ（即ち、被測定物２００の表面）で９００℃とし、その間は２次曲線温度分布とした。具体的には、例えば、一例として、Ｚ0＝５ｍｍの場合、深さ位置をＺ（ｍｍ）、温度をＴ（℃）とすると、Ｔ＝−１．９３８Ｚ2＋２４６．７Ｚ＋３４４．６（Ｚ0＜Ｚ＜１２５）となる。
また、温度と横波音速との関係は、図１１の特性データを使用し、横波音速ｙ（ｍｍ／μｓ）とすると、ｙ＝０．００２Ｚ2−０．２５４６Ｚ＋２．９７３（Ｚ0＜Ｚ＜１２５）となる。
【００６４】
図１２に示されたΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データでは、固相部２０３の温度分布が直線温度分布の場合と２次曲線温度分布の場合とで、それほど差異が見られなかった。これにより、固相部２０３の温度分布の影響をあまり受けずに、Δｆ−固液共存相部厚み相関関係データを用いて、固液共存相部２０２の厚み（Ｚ0）を測定できることが分かった。
【００６５】
次に、測定装置１００による測定方法の処理手順について説明する。
図１３は、本発明の実施形態に係る測定装置１００による測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの説明にあたっては、図２等を参照しながら説明を行う。
また、図１３のフローチャートの処理を開始する前に、図２のΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段１４４には、予め、被測定物２００である連続鋳造鋳片の鋼種ごと且つその厚みごとに、Δｆ−固液共存相部厚み相関関係データが記憶されているものとする。
【００６６】
測定者が図２の操作入力装置１３０を介して被測定物２００の鋼種及びその厚みを入力するとともに、被測定物２００の測定開始を指示すると、図１３のフローチャートの処理が開始する。
【００６７】
まず、図１３のステップＳ１において、図２の横波超音波送受信装置１２０は、図２の制御装置１４０の制御に基づいて、被測定物２００の表面のある地点において、電磁超音波センサ１１０を介して、被測定物２００の厚み方向に複数の異なる周波数の横波超音波を順次送受信する。
【００６８】
続いて、図１３のステップＳ２において、図２の共振周波数検出手段１４１は、図２の横波超音波送受信装置１２０で前記ある地点において受信した複数の異なる周波数の横波超音波に基づいて、前記ある地点での被測定物２００の厚み方向における複数の共振周波数を検出する。
【００６９】
続いて、図１３のステップＳ３において、図２の共振周波数間隔算出手段１４２は、図２の共振周波数検出手段１４１で検出した前記ある地点での複数の共振周波数に基づいて、当該複数の共振周波数の周波数間隔である共振周波数間隔（Δｆ）を算出する。
【００７０】
続いて、図１３のステップＳ４において、例えば図２の制御装置１４０は、被測定物２００の第１の表面領域２１０（図１）から第２の表面領域２２０（図１）に亘る各地点において横波超音波を送受信したか否かを判断する。ここでは、例えば、図１３のステップＳ３で地点ごとに算出した共振周波数間隔（Δｆ）をプロットして、その値が約２倍も異なる地点（図１０（ｂ）のＩ断面に係る地点）を含む領域に対して横波超音波を送受信したか否かを判断する。
【００７１】
図１３のステップＳ４の判断の結果、まだ、被測定物２００の第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点において横波超音波を送受信していない場合には、図１３のステップＳ１に戻る。この際、例えば図２の制御装置１４０は、被測定物２００を紙面左側から紙面右側に移動させ（即ち、被測定物（連続鋳造鋳片）２００の鋳造速度を変化させ）、被測定物２００内の液相部２０１及び固液共存相部２０２と電磁超音波センサ１１０との相対位置を変化させて、現在、電磁超音波センサ１１０が配置されている被測定物２００の表面位置を前記ある地点として、上述した図１２のステップＳ１〜Ｓ３の処理を行う。
【００７２】
一方、図１３のステップＳ４の判断の結果、被測定物２００の第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点において横波超音波を送受信した場合には、図１３のステップＳ５に進む。
図１３のステップＳ５に進むと、図２の液相部端部位置特定手段１４３は、共振周波数間隔算出手段１４２で各地点（少なくとも図１に示す第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点）ごとに算出した共振周波数間隔（Δｆ）に基づいて、液相部２０１の端部位置を特定する。具体的に、本実施形態では、液相部端部位置特定手段１４３は、共振周波数間隔算出手段１４２で前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔のうちの最小値の共振周波数間隔における地点を、液相部２０１の端部位置として特定する。例えば、図１０（ｂ）に示す例では、共振周波数間隔の値がΔｆ１における地点（Ｉ断面の地点）を、液相部２０１の端部位置として特定する。
【００７３】
続いて、図１３のステップＳ６において、図２の固液共存相部厚み算出手段１４５は、まず、当該被測定物２００の測定を開始する際に、図２の操作入力装置１３０から入力された当該被測定物２００の鋼種及びその厚みの情報に基づいて、図２のΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段１４４に記憶されているΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データの中から、該当するΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データを取得する。ここで取得されたΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データは、例えば、図１０（ｃ）（より詳細には図１２）に示されたものであるとする。
次いで、図２の固液共存相部厚み算出手段１４５は、取得したΔｆ−固液共存相部厚み相関関係データ（図１０（ｃ）等）を参照して、図２の液相部端部位置特定手段１４３で特定した液相部２０１の端部位置（Ｉ断面）に係る共振周波数間隔（Δｆ１）に対応する、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚み（Ｚ0）を算出する。
【００７４】
続いて、図１３のステップＳ７において、図２の制御装置１４０は、図１３のステップＳ５で特定された液相部２０１の端部位置の情報、及び、図１３のステップＳ６で算出された固液共存相部２０２の厚みの情報を、表示装置１５０に表示する制御を行う。
【００７５】
以上の図１３のステップＳ１〜Ｓ７の処理を経ることにより、本実施形態に係る測定装置１００による測定方法の処理が終了する。
【００７６】
本実施形態に係る測定装置１００では、被測定物２００の表面に配置された１つの電磁超音波センサ１１０を介して、横波超音波の送信及び受信を行うようにしている。
さらに、本実施形態に係る測定装置１００では、少なくとも被測定物２００の第１の表面領域２１０から第２の表面領域２２０に亘る各地点で検出した複数の共振周波数を用いて（より詳細には、前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔に基づいて）、液相部２０１の端部位置を特定し、更に、特定した液相部２０１の端部位置に係る複数の共振周波数を用いて（より詳細には、特定した液相部２０１の端部位置に係る共振周波数間隔に基づいて）、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みを算出するようにしている。
かかる構成によれば、設備のメンテナンス性を良好にするとともに、被測定物の内部に存在する液相部の端部位置や固液共存相部の厚みをある程度の確度をもって測定することができる。
【００７７】
（その他の実施形態）
なお、上述した本発明の実施形態では、電磁超音波センサ１１０の位置を固定し、被測定物２００を移動させることによって（より詳細には、被測定物２００の鋳造速度を変化させることによって）、被測定物２００内の液相部２０１及び固液共存相部２０２と電磁超音波センサ１１０との相対位置を変化させるようにしているが、本発明においてはこの形態に限定されない。例えば、被測定物２００に対して電磁超音波センサ１１０を移動させることによって、被測定物２００内の液相部２０１及び固液共存相部２０２と電磁超音波センサ１１０との相対位置を変化させるようにした形態も本発明に含まれる。
【００７８】
また、上述した本発明の実施形態では、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みとして、図１０に示すように、被測定物２００の厚みの中央部（Ｚ＝０）を基準としてその上面側の厚み（Ｚ0）を算出するようにしているが、本発明においてはこの形態に限定されない。例えば、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みとして、被測定物２００の厚みの中央部（Ｚ＝０）を基準としてその上面側及び下面側の厚み（全厚み）を算出するようにした形態も本発明に含まれる。この形態を採用する場合には、例えば、上述した本発明の実施形態で算出した厚み（Ｚ0）を２倍して、液相部２０１の端部位置における固液共存相部２０２の厚みを算出することになる。
【００７９】
また、上述した本発明の実施形態では、共振周波数間隔算出手段１４２で前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔のうちの最小値の共振周波数間隔における地点を、液相部２０１の端部位置として特定するようにしているが、本発明においてはこの形態に限定されない。例えば、共振周波数間隔算出手段１４２で前記各地点ごとに算出した共振周波数間隔において、最も共振周波数間隔の変化量が大きい地点を、液相部２０１の端部位置として特定するようにした形態も本発明に含まれる。
【００８０】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。
即ち、上述した本発明の実施形態の制御装置１４０の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。
【００８１】
なお、上述した本発明の実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の実施形態の技術は、例えば、内部から、液相部、固液共存相部及び固相部を順次備えて構成されている連続鋳造鋳片において、液相部の端部位置を特定し、更に、その液相部の端部位置における固液共存相部の厚みを算出するものであり、製造プロセスの最適化やそれによる安定操業の実現、更には、当該連続鋳造鋳片に含まれる不純物の量の把握に基づく製造条件の最適化の検討や含まれる不純物の量に基づく品質格付けなどを行う際に重要な技術である。
【符号の説明】
【００８３】
１００：測定装置、１１０：電磁超音波センサ、１２０：横波超音波送受信装置、１３０：操作入力装置、１４０：制御装置、１４１：共振周波数検出手段、１４２：共振周波数間隔算出手段、１４３：液相部端部位置特定手段、１４４：Δｆ−固液共存相部厚み相関関係データ記憶手段、１４５：固液共存相部厚み算出手段、１５０：表示装置、２００：被測定物、２０１：液相部、２０２：固液共存相部、２０３：固相部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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