JPH0237523B2

JPH0237523B2 -

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Publication number: JPH0237523B2
Application number: JP57028125A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Tsujii; Takaaki Okino
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-02-25
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1990-08-24
Also published as: JPS58150809A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、種々の物質を透過した放射線の量
又は強度の検出によつて物質の厚みを測定する非
接触放射線厚み計の改良に関する。このような厚
み計の一例は、米国特許3955086に記載されてい
る。

このような厚み計は、種々の面に応用される。
この厚み計では、物質に接触することなく種々の
材質のシート材の厚みを連続的に測定することが
可能である。Ｘ線厚み計のような放射線厚み計
は、その応答が速いので、連続かつ一様な厚みの
シート材を得るために高速の自動調整を必要とす
る部材の圧延ラインにおいて、オンライン測定の
ために使用できる。圧延ラインにおいて、所望の
厚みのシート材を得るには、この所望厚み値から
の、製造されたシート材の実際の厚み値の偏差が
必要となる。この発明は、シート材の所望厚み値
（すなわち公称厚み値）を設定し、被測定物の厚
みを、公称厚み値からの偏差の形で測定するに特
に適した厚み計に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来の非接触形の厚み計は、通常、厚み計の校
正のために予定の厚み値の可動標準片を用いる。
既知の正確な厚みをもつ１つ又は複数の標準片が
選択されて放射線中に挿入され、特定の設定厚の
標準片に対して検出器出力を受けるアナログ・メ
ータが零にされる。測定時、公称厚み値からの偏
差値がメータの偏差として表わされる。他の従来
例は、相補的標準片を用いるもので、全測定レン
ジは複数の副レンジに分割されている。各副レン
ジの校正はその最大の厚み値をもつ１つの標準片
に対して通常行われる。この１つの標準片は「基
準標準片」と呼ばれる。基準標準片が放射線径路
中に在る時、厚み計が零に校正されると、基準標
準片を抜きとつて、その副レンジの厚み範囲内の
より薄い厚みをもつ物質の厚みを測定できる。総
合での厚みが基準標準片の厚みと等しくなるよう
に、欲するストリツプ厚みに補足の厚みを加える
標準片の幾らかが、その後、放射線中に挿入され
る。厚みが所定値であれば、アナログ・メータは
零となる。

２点校正システムも用いられてきた。このシス
テムでは、２組の標準片が、校正動作中、放射線
径路中に順次挿入される。第１の標準片は、物質
の公称厚みおよび合金補正係数から求めたみかけ
の厚みを持つよう選定される。第２の標準片は、
所望のみかけ厚に、所望値からの予定の偏差値を
加えた値に選定される。このシステムでは、２つ
のみかけの厚みの点に基づき、検出器の出力と被
測定物質の厚みとが直線関係を成すという仮定に
依存して、校正が行われる。かかるシステムは、
従つて、直線補間（内挿法による）システムと考
えることができる。

従来のシステムでは、通常、校正は、被測定物
に対して直接的に、すなわち、みかけの厚みに対
して行われる。合金補正は校正過程で行なわれ、
測定過程では行われない。従来のシステムでは、
放射線径路中の被測定物の公称厚みが変更され、
その設定を行う毎に校正をし直す必要がある。

また、従来のシステムでは、被測定物のみかけ
厚みを持つ標準片を構成するために、数多の標準
片を組合せねばならなかつた。数多の標準片を組
み合せる必要性は、また、従来システムが直線近
似に依存する点から生じるものであつた。例え
ば、非常に薄い0.001mmから８mmまでの厚さ範囲
の二進化十進（BCD）の一連の標準片が用いら
れた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、精度の高い補間法に依る改良
した非接触放射線厚み計を提供することにある。

本発明の他の目的は、合金補正を、厚み計の校
正段階でなく測定段階で行う厚み計を提供するこ
とにある。

本発明の更に他の目的は、被測定物の測定中に
も被測定物の公称厚みを設定変更できるようにし
た厚み計を提供することにある。

本発明の他の目的は、校正曲線を決定するため
に等比級数的に配列した一定数の校正点を選定す
ることにより、必要な標準片の数を減少した厚み
計を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の好ましい一例は、所定厚みで可動の複
数の標準片を用いる非接触放射線厚み計であつ
て、放射線源を有し、この放射線源からの放射線
を受け、受けた放射線のレベルに関連した出力信
号を生じる検出手段を有し、厚みレンジの各々に
ついての校正曲線を特定するパラメータを記憶す
るメモリー手段を有し、ここで校正曲線に対して
は全厚みレンジにわたつてほゞ等比級数的に選定
された校正点があり、それらの少くとも３つの校
正点およびこれら校正点に対する検出手段の各出
力信号とが前記各校正曲線を特定するものであ
り、被測定物質の公称厚み値および合金補正値を
設定する設定ユニツトを有し、被測定物が放射線
径路中にある時、前記検出手段の出力信号および
設定ユニツトの信号を前記メモリー中に記憶され
た校正曲線との関連で演算し被測定物質の厚みを
決定する演算手段を有する厚み計に存する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施
を説明する。

第１図において、透過性をもつ放射線源、ここ
ではＸ線源２が、径路４に沿つて物質６を透過す
るＸ線を発生する。検出器８、増幅器１０および
アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２を含む
検出手段は、Ｘ線源２からの放射線を受け、受け
た放射線のレベルに関連した出力信号を生じる。
この受けた放射線のレベルは、Ｘ線源２と検出器
８との間において、放射線径路中に置かれた物質
６の放射線吸収特性および厚みの関数となつてい
る。放射線検出器８は、Ｘ線源２から物質６を通
して放射されるＸ線を受ける如く配置され、受け
たＸ線を電気信号に変換し、これを増幅器１０に
印加する。増幅器１０からの増幅された信号はデ
ジタル・フオーマツト（好ましくは16ビツトのフ
オーマツト）にＡ／Ｄ変換器１２により変換され
て、プロセツサ１４に与えられる。

プロセツサ１４は、設定ユニツト１６からの出
力信号、すなわち、被測定物の公称厚みTnに対
応した厚み設定信号および合金補正係数Ｎを受け
る。メモリ１８は、以下に述べる演算により校正
曲線を得るためプロセツサ１４に供給されるデー
タを記憶するメモリを含んでいる。

厚み指示計２０は、プロセツサ１４からの出力
をデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２２を介
して受け、所望の厚み値、即ち、公称厚み値Tn
からの厚み偏差を表示する。

プロセツサ１４は、メモリ１８中の校正曲線の
データを算出して記憶し、データおよび他の信号
を演算し、厚み指示計２０に対し厚み偏差を出力
として与え、更に、校正及び測定の動作を進める
種々の信号を発生する。例えば、プロセツサ１４
は、信号線２４を通して供給する信号によつてＸ
線源２の電圧設定を制御し、信号線２６を介して
増幅器１０のゲイン設定を行う。

本発明の厚み計は、予定の厚み値の可動の複数
の標準片を内蔵するスタンダード・マガジン２１
を有する。標準片は、所定の材質で作られ、正確
で異つた厚みを持つている。選択した標準片の組
合せが、プロセツサ１４による信号線２８を介し
ての制御により、放射線径路中４に挿入され、ま
た、同径路中から抜きとられる。

（動作の概説）非接触放射線厚み計の動作は、基本的には、(1)
前校正、(2)レンジ校正、および、(3)測定とから成
る。更に、この厚み計は、被測定物質が放射線径
路中に存在する状態でも、厚み設定の変更をする
ことができる。

本発明によれば、第１の動作、すなわち、前校
正は、厚み計の全厚みレンジを複数の厚みレンジ
に分割することから初まる。

前校正動作は、分割された各レンジに対し順次
校正曲線を作成するものである。この動作は略70
秒を要し、８時間前後毎に１度は行われなければ
ならない。上述の曲線は、以下、前校正曲線と呼
ぶ。一般に、前校正曲線又は校正曲線は、被測定
物質の厚みと、検出手段の出力（ここではＡ／Ｄ
変換器１２の出力）との間の関数関係を表わす曲
線を意味している。

第２の動作、すなわち、レンジ校正は、設定お
よびレンジ選択ステツプ、ならびに、これに続く
もので、測定動作で用いるべく選択されたレンジ
についてのドリフト補償校正を含んでいる。設定
およびレンジ選択ステツプは、(1)公称厚みTnお
よび被測定物質の合金補正係数Ｎの設定と、(2)厚
み測定のために設定値TnおよびＮに基づいて適
正な厚みレンジを自動選択するステツプとを含
む。これに続く、このように選択されたレンジに
ついてのドリフト補償校正ステツプは、前校正の
後に生じたドリフトに対して修正を行うために必
要とされる。このように選択されたレンジについ
てドリフトを補償した校正曲線が作成されてメモ
リ１８に記憶される。新たにレンジ選択が行われ
たときは、いつもドリフト補償校正が行われるこ
とが好ましく、その所要時間は約５秒である。

第３の動作、すなわち、測定には、被測定物質
が放射線径路中に置かれることが必要で、その厚
みは検出手段の出力信号とドリフト補償済の校正
曲線を用いて測定される。

本発明による厚み計では、被測定物質が放射線
径路中に存する時も、設定ユニツト１６の設定変
更が行なえる。ドリフト補償校正曲線の計算には
標準片を放射線径路中に挿入する必要がある。従
つて、被測定物質が放射線径路中に置かれている
と、この計算は行なえないから、選択されたと同
一のレンジについての直前のドリフト補償校正動
作で得られているドリフト補償校正曲線を選び出
す。このように選んだドリフト補償校正曲線を読
み出して、これを用いて物質の厚み測定が行われ
る。

（厚みレンジと標準片）第２図には、それぞれ、アルミプレート（同図
Ａ）、冷延鋼板（同図Ｂ）および熱延鋼板（同図
Ｃ）に適した厚みレンジが示されている。厚み値
は横軸に対数目盛でとられ、上記各物質に対する
校正点はそれぞれ点３０，３２および３４として
示されている。

レンジは、相互にオーバーラツプしている。例
えば、第２図Ｂに示されるように、冷延鋼板の測
定に用いるものでは相互にオーバーラツプする９
つのレンジから成る。第２のレンジは0.04mmから
0.16mmの厚み値をカバーし、第３のレンジは0.08
mmから0.32mmをカバーする。0.08mmから0.16mmの
範囲がオーバーラツプしており、他のレンジも同
様である。

全レンジは各材質について複数のレンジに分割
されている。例えば、第２図Ｂに示す冷延鋼板用
では、レンジ−１からレンジ−９までの９つのレ
ンジが示されている。他の必要なパラメータ、す
なわち、Ｘ線源２の管電圧や増幅器１０のゲイン
も示されている。これらは、被測定物質および選
択されたレンジに従つて、第２図のＡ，Ｂおよび
Ｃに示されるように、プロセツサ１４によつて決
定され制御される。

熱延鋼板用の厚み計では（第２図Ｃ）参照）、
例えば、測定がレンジ−１からレンジ−４の範囲
で行われるときは、Ｘ線源の電圧は100KVに設
定され、増幅器１０はローＬゲインのレベルに設
定される。レンジ−５における測定では、線源の
電圧は100KVであるが、増幅器１０はミドルＭ
のゲインに設定される。レンジ−６では、線源電
圧は120KVで増幅器１０のゲインミドルＭであ
り、また、レンジ−７では、線源電圧は140KV
でありゲインはハイ・レベルＨである。これらの
パラメータは、アルミ用についても（第２図Ａ参
照）、熱延鋼板用についても（第２図Ｃ参照）、そ
れぞれのレンジについて示されている。

スタンダード・マガジン２１は、複数の既知材
質で既知の正確な厚みを持つ標準片を有し、単独
で若しくは組合せで各校正点の値30、32、および
34をとるように構成されている。アルミ用の厚み
計では、標準片は純アルミで構成され、熱延およ
び冷延の鋼板用では標準片としては純鉄が用いら
れる。標準片の各厚み値は、好ましくは、２進の
数列に選ばれ、例えば、0.01mm；0.02mm；0.04
mm；0.08mm；0.16mm；0.32mm；0.64mm；1.28mm；
2.56mm；5.12mm；10.24mm；および20.48mmの各厚
み値をもつ標準片から成る。ここで、20.48mmの
標準片は、熱延鋼板用には必要であるが、アルミ
用および冷延鋼板の測定には必要ない。

校正動作中に選択される標準片は、スタンダー
ド・マガジン２１からの１つ又は複数の標準片で
構成される。必要な標準片の枚数が増すと、層を
なす標準片に基因して生じる散乱Ｘ線のために誘
引される誤差も増大する。従つて、各校正点３
０，３２および３４の厚みが、多くても３枚の標
準片で構成できるようになされている。校正動作
中、或る１枚の標準片又は２枚若しくは３枚の標
準片の組み合わせが、順次マガジン２１から放射
線径路中に挿入される。動作はプロセツサ１４か
らの指令で制御される。

（メモリーの動作）第３図乃至第５図を参照して、メモリ１８を用
いたデータの処理について説明する。メモリ１８
は、第３図に示すように、リード・オンリー・メ
モリー（ROM）及びランダム・アクセス・メモ
リー（RAM）を含む。ROMは、前校正のプロ
グラム（第１０図のフロー・チヤート参照）、レ
ンジ校正のプログラム（第１１図のフロー・チヤ
ード参照）、測定のプログラム（第１２図のフロ
ー・チヤート参照）、合金補正の式、基本の二次
式およびレンジ選択ゾーンのデータのようなすべ
てのレンジに共通で、校正及び測定に必要なデー
タからなる共通データ・ベース４２を含む。合金
補正の式、基本の二次式およびレンジ選択ゾーン
については後述する。ROMは、更に、各レンジ
に特有のデータをもつレンジ・データ・ベース４
４−１，４４−２，４４−３，…，４４−ｎを含
む。RAMは第１および第２のテーブル４６およ
び５０を含み、第１のテーブル４６は、各レンジ
に対応したデータ・レンジ領域４８−１，４８−
２，４８−３，…，４８−ｎを含む。第２のテー
ブル５０はワーク・エリアとして用いられる。テ
ーブル４６および５０の各々において、各デー
タ・エリアは、タイプ１、タイプ２およびタイプ
３のデータを含む。タイプ１のデータは、ROM
のレンジ・データ・ベース４４−１，４４−２，
４４−３，…，４４−ｎに記憶された各レンジデ
ータに対応している。タイプ２のデータは厚み計
の前校正の結果に対応し、また、タイプ３のデー
タはレンジ校正の結果に対応している。RAMの
第２テーブル５０は、特定の１つのレンジのタイ
プ１、タイプ２、及び、タイプ３の一組のデータ
を記憶できる容量のワーク・エリアである。

厚み計の動作を進行させる、メモリー１８内お
よびプロセツサ１４との間でのデータの転送につ
いて以下説明する。前校正動作の初めに、ROM
内のレンジ・データ・ベース４４−１，４４−
２，４４−３，…，４４−ｎからレンジ・データ
が、RAMの第１テーブル４６内のそれぞぞれ対
応したレンジのタイプ１のデータ・エリアに転送
される（第３図の点線矢印参照）。

レンジ−１の前校正動作を説明するための第４
図において、レンジ・テーブル４８−１のタイプ
１のデータ・エリアに記憶されたタイプ１のデー
タは第２テーブル５０のワーク・エリアに転送さ
れる。これはステツプ−１として示されている。
前校正の結果のデータは、ステツプ−２として示
されるように、ワークエリア５０のタイプ２のデ
ータ・エリアに書き込まれる。この結果のデータ
は、RAMの第１テーブル４８−１のタイプ２お
よびタイプ３の双方のデータ・ベース・エリアに
転送され（ステツプ−２）、ステツプ−３に示さ
れる如く記憶される。

第５図を参照して、次に、レンジ−１について
のレンジ校正を説明する。第１テーブルのレンジ
−１４８−１のデータは、ステツプ−１における
ように、第２のテーブル５０のワーク・エリアに
転送される。これは、ステツプ−１に矢印で示さ
れている。動作の進行に従つて、レンジ校正の結
果のデータは、ワーク・エリア５０のタイプ３の
データ・エリアに書き込まれ、ステツプ−２に点
線矢印で示されるように、レンジ・テーブル４８
−１のタイプ−３のデータ・エリアに転送され
る。ステツプ３に示される如く、データはレン
ジ・テーブル４８−１に配置される。レンジ−１
に於ける物質厚みの測定は、第５図のステツプ−
３に示されるRAMの第１テーブルのタイプ−３
に記憶されたドリフト補償曲線を用いて進められ
る。

測定動作の後、レンジ−１が、レンジ校正動作
における設定およびレンジ選択ステツプによつ
て、再び選択された時、若しその間に前校正が行
われていなければ、RAMの第１テーブルのレン
ジ−１の内容は、直前に行われたレンジ−１につ
いてのレンジ校正で得られたRAM内容と同一で
ある。換言すると、RAMののレンジ・テーブル
４８−１のタイプ３のデータは、当該レンジが必
要とされてレンジ校正が行われる毎に更新されて
いる。

（厚み計の詳細な動作）非接触放射線厚み計の前校正、レンジ校正およ
び測定を含む動作を、更に第６図乃至第９図を参
照して詳細に説明する。

先ず、第６図を参照して前校正について説明す
る。校正点は、厚み計の測定範囲の厚みの全レン
ジにわたつてできるだけ等比級数に近い配列をな
すように選ばれる。と同時に、校正点は、その厚
みがマガジン２１からの１枚の標準片又は２枚も
しくは多くても３枚の標準片の組合せで構成でき
るように選定されるのが好ましい。

第６図は、厚み値とＡ／Ｄ変換器１２の対応す
る出力信号を対数変換したものとの関数関係を示
す。校正点Tc１，Tc２，Tc３，…，Tcnは横軸
に対数目盛でとられている。デジタル出力信号Ｖ
は、プロセツサ１４の演算により変換されて対数
信号とされる。これらの対数信号は縦軸にとられ
ている。

この実施例では、各厚みレンジは、各レンジの
両端の点を含んで７つの校正点を有する。例え
ば、レンジ−１はTc１からTc７まで、レンジ−
２はTc４からTc１０までの点を有する。第６図
から明らかなように、各レンジは相互に部分的に
オーバーラツプしている。しかし、レンジ選択動
作に用いられる各レンジ内のレンジ選択ゾーン
は、隣接のレンジ選択ゾーンとはオーバーラツプ
していない。例えば、レンジ−２は、点TR１か
らTR２まで延在するレンジ選択ゾーンを有して
いる。次のレンジ選択ゾーンは、レンジ−３の為
のものであり、点TR２からTR３までに延在し
ている。このように、レンジ選択ゾーンにはオー
バーラツプは原則として存在しない。

前校正中、例えば総合での厚みTc１をもつ１
つ又は複数の標準片が放射線径路４中に挿入さ
れ、出力信号Ｖ１が発生される。この信号は、好
ましくは16ビツトのデジタル・フオーマツトで
Ａ／Ｄ変換器１２からプロセツサ１４に与えら
れ、この信号をlog₂V信号に変換する演算が行わ
れる。

前校正中、マガジン２１はプロセツサ１４の制
御下で駆動されて放射線径路中に順次Tc１，Tc
２，Tc３，…，Tcnの厚みをもつ標準片を挿入
し、これに伴つて順次プロセツサ１４で対数信号
log₂V１，log₂V２，log₃V３，…，log₂Vnを演
算し、これらの信号はメモリ１８に記憶される。
メモリ１８は、データ（Tc１，log₂V１），（Tc
２，log₂V２），（Tc３，log₂V３），…，（Tcn，
log₂Vn）を記憶する。厚み点Tc１，Tc２，Tc
３，…Tcnは、それぞれ、ROMのレンジ・デー
タ・ベースに記憶されており、対数信号log₂V
１，log₂V２、log₂V３，…，log₂Vnは第１テー
ブルのタイプ２ののデータ・エリアに記憶される
（第４図）。第６図の曲線５２は、データ点を結ん
で得たもので、これらの点の校正曲線を表わして
いる。

校正曲線は、一般に、被測定物質の厚みと、検
出手段の出力（ここではＡ／Ｄ変換器１２の出
力）との間の関数関係を表わす曲線を意味する、
と既に説明した（動作の概説の項における、前校
正についての説明の部分を参照））。しかし、より
正確に言うと、第６図の校正曲線は、被測定物質
がスタンダード・マガジン２１の標準片と同一の
放射線吸収特性をもつ場合に、被測定物質の厚み
と検出手段の出力との間の関数関係を近似的に表
わすものである。

隣接する校正点間のピツチを狭くすべく校正点
の数を増大すれば、データ点を結んで得られる曲
線の近似精度は向上する。しかし、校正点の数の
増大は、校正に要する時間を増大するなど種々の
不利益を招く。

本実施例では、校正点の数を少くするために、
二次曲線が用いられる。より詳しく述べると、校
正曲線は、隣接する３つの校正点データを結ぶ二
次曲線の連接したもので作られる。このようにす
ることにより、隣接する２つの校正点データを直
線で結んで近似の曲線を作る方法と比較すると、
約５分の１の数の校正点で同一レベルの近似精度
が得られる。従つて、本実施例によれば、校正点
間のピツチを比較的に広くできるから、極めて薄
い標準板は備えなくても校正ができ、また、最大
３枚の標準片の組合せで校正点の厚みが得られる
ように校正点を選択できるのである。

以下、二次曲線を用いた近似について詳細に説
明する。

校正動作において、校正曲線は、各レンジのそ
れぞれについて、作成される。それ故、レンジの
数だけ校正曲線が作成される。各レンジは３つの
サブレンジに分割され、サブレンジはその両端の
校正点を含む３つの校正点で特定される。これら
の３つの校正点を通る二次曲線−ここでは放物線
−が当該サブレンジの前校正曲線となる。各レン
ジの前校正曲線は結び合わせた３つの二次曲線か
ら成る。（レンジ−１の種々の曲線が第６図には
対応する式の番号を付して示されている。それら
の式は以下で説明する。）本発明による非接触厚み計は、対数信号log₂V
と、標準片と等しい放射線吸収特性をもつ被測定
物質の厚みT_sとの間の関係に依存している。こ
の関係は、特定の厚みレンジに対して所望の精度
で以下の二次式（基本の二次式）で表わすことが
できる。

T_s＝a₁＋a₂（log₂V）＋a₃（log₂V）² 式１例えば、レンジ−１内の校正点Tc１，Tc２，
Tc３から成るサブレンジの曲線は次のようにし
て導くことができる。

Tc1＝a₁₁₁＋a₁₁₂（log₂V1）＋a₁₁₃（log₂V1）² 式２ Tc2＝a₁₁₁＋a₁₁₂（log₂V2）＋a₁₁₃（log₂V2）² 式３ Tc3＝a₁₁₁＋a₁₁₂（log₂V3）＋a₁₁₃（log₂V3）² 式４データ（Tc１，log₂V１），（Tc２，log₂V２），
（Tc３，log₂V３）は、前述のようにメモリ１８
に記憶されており、既知数であるから、上記の連
立式を３つの未知数a₁₁₁，a₁₁₂，a₁₁₃についてプ
ロセツサ１４により解いて、第１のサブレンジに
ついての曲線が決定される。パラメータa₁₁₁，
a₁₁₂，a₁₁₃は、校正点Tc１，Tc２およびTc３か
ら成る前校正曲線を特定する。

上記の連立方程式２、３、４の解が次の通り表
わされると、ここで仮定する。

（Tc1、log₂V1）、（Tc2、log₂V2）、（Tc3、log₂V3）
→a₁₁₁、a₁₁₂、a₁₁₃式５すると、他のサブレンジの曲線を特定するパラ
メータは、次の通りに与えられる。

（Tc3、log₂V3）、（Tc4、log₂V4）、（Tc5、log₂V5）
→a₁₂₁、a₁₂₂、a₁₂₃式６（Tc5、log₂V5）、（Tc6、log₂V6）、（Tc7、log₂V7）
→a₁₃₁，a₁₃₂，a₁₃₃式７これらの計算の結果、レンジ−１の前校正曲線
は、３組の曲線特定パラメータa₁₁₁，a₁₁₂，a₁₁₃，
a₁₂₁，a₁₂₂，a₁₂₃および、a₁₃₁，a₁₃₂，a₁₃₃によつ
て特定される。これらのパラメータは、第４図に
示されるように、ワーク・エリア５０のタイプ２
のデータ・エリアに記憶される。

残るレンジの曲線特定パラメータは同様にして
得ることができる。（第６図の曲線に付したカツ
コは他のレンジおよびサブレンジを示す。）非接触放射線厚み計は安定に動作するのが望ま
しい。しかしながら、非接触放射線厚み計は大変
敏感な装置で時間の経過に伴うドリフトが生じ
る。若し、このドリフトが無視できるものであれ
ば、被測定物質の厚みは上述した前校正曲線から
求めることができる。設定ユニツト１６にセツト
された被測定物質の公称厚み値および合金補正係
数から、先ず、みかけの厚み（補正済厚み値）が
算出される。このみかけ厚みが属するレンジ選択
ゾーンを有するレンジ（即ち、みかけ厚みは当該
レンジのレンズ選択ゾーンの両端間に落ちる。）
の前校正曲線が選択される。被測定物質が、対数
信号を得るため、放射線束４の径路に置かれ、厚
みが選択した前校正曲線を用いて決定される。

しかしながら、現実の利用面において非接触厚
み計のドリフトが経験されているので、レンジ校
正動作を測定の直前にそのようなドリフトを補償
するために行う。レンジ校正動作を測定の直前に
行うことにより、厚み計の精度をレンジ全域にわ
たつて0.1％のオーダーに維持できる。

第７図乃至第９図を参照して、レンジ校正動作
を説明する。レンジ校正動作は、被測定物質につ
いての公称厚み値および合金補正値の設定、該当
するレンジの選択、および、選択したレンジにつ
いてのドリフト補償とから成る。

被測定物質の公称厚みおよび合金補正係数が設
定ユニツト１６に設定される。この設定ユニツト
１６からの公称厚み値Tnおよび合金補正係数Ｎ
からプロセツサ１４によりみかけ厚み値Tapが算
出され、このTapが属するレンジ選択ゾーンから
そのゾーンを含むレンジが選択される。Tapの算
出は、良く知られているように、次式から求め
る。なお、Ｎはパーセント値で表わしてある。

Tap＝（１＋Ｎ／100）・Tn レンジ校正動作は、選択したレンジをドリフト
に対し補償すると終了する。このことを第７図乃
至第９図を参照して説明する。レンジ校正には、
厚み値に対する対数信号の関係を１つの二次曲線
でもつて１つのレンジ全体を表わすものが必要と
される。そこで、前校正動作においてレンジ特定
に用いられた７校正点のうち、その両端と中央の
点の３つの校正点が用いられる。例えば、レンジ
−１のレンジ校正は、両端の点Tc1及びTc7並び
に中央の点Tc4に依存して行われる。

放射線径路中に特に何も挿入せずに、前述した
前校正において記憶されたデータ（Tc１，log₂V
１），（Tc４，log₂V４），（Tc７，log₂V７）が、
次式からa₁₀₁，a₁₀₂，a₁₀₃を導出する為に用いら
れる。

Tc1＝a₁₀₁＋a₁₀₂log₂V1＋a₁₀₃（log₂V1）² Tc4＝a₁₀₁＋a₁₀₂log₂V4＋a₁₀₃（log₂V4）² Tc7＝a₁₀₁＋a₁₀₂log₂V7＋a₁₀₃（log₂V7）² 式８前校正粗曲線３６が式８の解で定義され、同粗
曲線３６は第７図に示すようになる。尚、３５は
前校正曲線を示す。パラメータa₁₀₁，a₁₀₂，a₁₀₃
はレンジ−１の前校正粗曲線を特定する。

同時に、プロセツサ１４により厚みTc１，Tc
４，Tc７をもつ標準片が順次マガジン２１から
駆動されて放射線中に挿入され、現在もしくは現
時点のデータ（Tc１，log₂V１ｐ），（Tc４，
log₂V４ｐ），（Tc７，log₂V７ｐ）を得るように
なされる。この現在のデータは、現校正粗曲線３
８を上記同様の計算でパラメータa₁₀₁p，a₁₀₂p，
a₁₀₃pとして導出するのに用いられる。

第８図において、校正点Tc２，Tc３，Tc５お
よびTc６のそれぞれに対する比較値△logV２，
△log₂V３，△log₂V５および△log₂V６がプロセ
ツサ１４により曲線３６および３８を利用して計
算される。これらの比較値は、曲線３６および３
８を用いて補間法により求めた近似値で、各校正
点についての前校正の時点から現時点までのドリ
フトを表わすものである。実際には、比較値は、
プロセツサ１４により、曲線３６の特定パラメー
タa₁₀₁，a₁₀₂，a₁₀₃および曲線３８の特定パラメ
ータa₁₀₁p，a₁₀₂p，a₁₀₃pを用いて、計算される。

かくして、新しく修正された対数信号log₂Vnc
は、次の通り表わされる。

log₂V1c＝log₂V1p log₂V2c＝log₂V2＋△log₂V2 log₂V3c＝log₂V3＋△log₂V3 log₂V4c＝log₂V4p log₂V5c＝log₂V5＋△log₂V5 log₂V6c＝log₂V6＋△log₂V6 log₂V7c＝log₂V7p これらの補正された対数信号はメモリ１８に記
憶される。

これらの補償された対数信号から、補償された
曲線４０が導出される（第９図）。すなわち、前
校正曲線の作成時になされたと同様に、次の演算
が行われる。

（Tc1、log₂V1c）、（Tc2、log₂V2c）、（Tc3、log₂V3c
）→a_111C、a_112C、a_113C式９（Tc3、log₂V3c）、（Tc4、log₂V4c）、（Tc5、log₂V5c
）→a_121C、a_122C、a_123C式10 （Tc5、log₂V5c）、（Tc6、log₂V6c）、（Tc7、log₂V7c
）→a_131C、a_132C、a_133C式11 これらの演算から、３つの二次曲線の連接から
成るドリフト補償校正曲線４０が第９図に示す如
く描ける。ドリフト補償校正曲線の曲線特定パラ
メータa_111C，a_112C，a_113C、a_121C…は、メモリ１
８のタイプ３のデータ・エリアに記憶される。他
のレンジについての同様なドリフト補償校正曲線
も同様にして決定することができる。

最後に、非接触厚み計の測定動作が行われる。
被測定物質が放射線径路中に置かれ、当該物質の
厚みがプロセツサ１４により上記で求めたドリフ
ト補償校正曲線を用いて計算される。公称厚み値
からの偏差値△Ｔもプロセツサ１４で計算され、
求めた偏差値△Ｔは指示計20に表示される。

測定動作の一例として、前述したレンジ選択ス
テツプでレンジ−１が選択されたと仮定する。既
述の通り、レンジ−１のドリフト補償校正曲線４
０は、レンジ−１を構成するサブレンジのそれぞ
れに対応した３つの二次曲線から成る。それ故、
先ず、測定されている物質の厚みを計算するため
に、３つの二次曲線の何れを用いるかが決定され
なければならない。３つの二次曲線の接続点は
（Tc３，log₂V３ｃ）及び（Tc５，log₂V５ｃ）
である。放射線中に物質が存在する時の対数信号
は、それ故３つの二次曲線の何れを選択するかを
決定するために、log₂V３ｃ及びlog₂V５ｃと比
較される。曲線が選択されると、プロセツサ１４
は、その曲線と対数信号とから、物質厚みを計算
する。

このようにして求めた厚みTcdは、ドリフト補
償校正曲線から得たものであるから、この値は、
物質の組成が標準片のものと相違するときは、真
の値でなくみかけの値である。みかけの値である
のは、ドリフト補償校正曲線が標準片の測定に基
づいて作成されたものだからである。真の厚みＴ
は次式で表わされる。

Ｔ＝Tcd／１＋Ｎ／100 従つて、物質の公称厚み値からの偏差は次の通
りとなる。

△Ｔ＝Ｔ−Tn＝Tcd／１＋Ｎ／100−Tn この計算は、プロセツサ１４で行われる。

第１０図乃至第１２図は、それぞれ、前校正、
レンジ校正、および、測定の各動作のフロー・チ
ヤートを示す。これらの各フロー・チヤートは、
本発明による非接触放射線厚み計の動作を要約す
るものである。

第１０図に示すように、前校正動作は、前校正
指令５２で開始され、プロセツサ１４の制御の下
で、イニシヤライズ・ステツプ54はデータをメモ
リ１８のROMからRAMの第１テーブル４６の
タイプ１データ・エリアに転送させる（第３図）。

次のステツプは条件設定５６である。１つの選
択されたレンジのデータが、第１テーブル４６か
らワーク・エリア５０のタイプ１のデータ・エリ
アへ転送される（第４図）。選択されたレンジと
測定される物質に応じて、プロセツサ１４は放射
線源の電圧と増幅器のゲインを或る所定値に設定
する。

次は、データ・コレクシヨン５８である。スタ
ンダード・マガジン２１から標準片がプロセツサ
１４の制御の下で順次放射線径路中に挿入され
る。Ａ／Ｄ変換器１２のデジタル信号が読まれ、
プロセツサ１４により対数信号に変換され、この
対数信号はワーク・エリア５０のタイプ２のデー
タ・エリアに記憶される。

パラメータ計算６０が前校正動作の次のステツ
プである。パラメータ〔例えばa₁₁₁，a₁₁₂，a₁₁₃、
a₁₂₁，a₁₂₂，a₁₂₃、a₁₃₁，a₁₃₂，a₁₃₃〕は、プロセ
ツサ１４で計算され、ワーク・エリア５０のタイ
プ２のデータ・エリアに記憶される。

最後には、データ転送ステツプ６２で、ワー
ク・エリア５０のタイプ２のエリアから、第１テ
ーブル４６のタイプ２及び３エリアへデータ転送
が行われる（第４図）。

これらのステツプは、すべてのレンジについて
のすべてのパラメータが得られるまで繰返えされ
る。

レンジ校正動作のステツプのフロー・チヤート
は第１１図に示されている。先ず、レンジ校正指
令６４が与えられると、厚み計はステツプ６６で
イニシヤライズされる。次に、設定値読込み６８
となり、公称厚みThおよび合金補正係数Ｎが設
定ユニツト１６から読み出される。

レンジ選択ステツプ７０は、物質のみかけ厚み
Tapのプロセツサ１４による演算を含んでいる。
みかけ厚みTapの属するレンジ選択ゾーンの決
定、すなわち、Tapが該当するレンジ選択ゾーン
のレンジを決定することによつて、レンジが選択
される。

それから、条件設定ステツプ７２で、第１テー
ブルの選択されたレンジのタイプ１、タイプ２、
タイプ３のデータがワーク・エリア５０の対応す
るタイプへ転送される（第５図）。放射線源電圧
及び増幅器ゲインが選択したレンジ及び物質の類
に応じて所定の値に設定される。

レンジ校正動作の次のステツプは、物質チエツ
ク７４で、これは、被測定物質が放射線径路中に
存在するか否かを判定するものである。被測定物
質が存在しない場合には、データ・コレクシヨ
ン・ステツプ７６へ進み、選択した厚み（例え
ば、Tc１，Tc４，Tc７）の標準片が順次放射線
径路中へ挿入され、対数信号の現時点での読み
（例えば、log₂V１ｐ，log₂V４ｐ，log₂V７ｐ）
が得られる。

最終は計算ステツプ７８で、前校正粗曲線パラ
メータ（例えば、a₁₀₁，a₁₀₂，a₁₀₃）および現校
正粗曲線パラメータ（例えば、a_101p、a_102p，
a_103p）の決定を含んでいる。偏差値（例えば、
△log₂V２，△log₂V３，△log₂V５，△log₂V
６）が計算され、補正した対数信号が計算されて
ワーク・エリア５０に記憶される。ドリフト補償
校正曲線パラメータ（例えば、a_111C，a_112C，
a_113C、a_121C，a_122C，a_123C、a_131C，a_132C，a_133C）
がプロセツサ１４で算出されてメモリ１８のワー
ク・エリア５０に記憶される。最後に、補正され
た対数信号及びドリフト補償校正曲線パラメータ
のデータがRAMの第１テーブルのタイプ３のエ
リアに転送される（第５図）。若し、物質チエツ
ク・ステツプ７４の後で、被測定物質が放射線径
路中に存在する場合には、ステツプ７６及び７８
はバイパスされる。

本発明による厚み計の動作中、測定動作は第１
２図のフロー・チヤートに示されている。

待期モード８０に於て、測定動作は条件設定８
２で始まり、先ず、プロセツサ１４の制御の下で
標準片が放射線径路から抜き出される。タイミン
グ・パルス８３は、例えば10ミリ秒毎に発生し、
ANDゲート８４に印加される。このタイミン
グ・パルス８３は、条件設定８２とあいまつて、
測定シーケンスを開始させる。

対数信号読取りステツプ８６は、現時点で放射
線径路中に存在する物質についての対数信号をプ
ロセツサ１４の演算毎に読み取る。

厚み計算８８が行われる。選択されたレンジの
ドリフト補償校正曲線の一部を構成する１つの二
次曲線が選ばれる。かく選択した二次曲線を用い
て厚みTcdが算出される。それから真の厚みＴが
次式により求められる。

Ｔ＝Tcd／１＋Ｎ／100 最後に偏差△Ｔが△Ｔ＝Ｔ−Tnの計算により
求められる。

〔発明の効果〕

本発明による厚み計は、曲線を利用して校正曲
線を表わすようにしたので高い精度での測定が達
成できるとともに、校正時に放射線径路中に挿入
する標準片の枚数を少くするようにしたから校正
精度の向上、ひいては測定精度を向上させること
ができる。また、被測定物質の測定中にも厚みお
よび合金補正値の設定変更が可能である。また、
内蔵する標準片として、高精度のものが作成し難
く、かつ、破損し易く極く薄い標準片を備えなく
てよい利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例に基づく非
接触放射線厚み計のブロツク・ダイアグラムを示
す図、第２図は、同実施例において、アルミ板、
冷延鋼板および熱延鋼板を測定するための、厚み
値の好ましいレンジを示す図、第３図乃至第５図
は、同実施例のメモリにおけるデータの転送や取
扱いを示す図、第６図は、幾つかのレンジおよび
レンジ選択ゾーンについての前校正曲線を示す
図、第７図乃至第９図は、レンジ校正を説明する
ための図、第１０図乃至第１２図は、それぞれ、
前校正、レンジ校正および測定の動作についての
フロー・チヤートを示す図である。２……Ｘ線源、６……被測定物質、８……検出
器、１０……増幅器、１２……Ａ／Ｄ変換器、１
４……プロセツサ、１６……設定ユニツト、１８
……メモリ、２０……指示計、２２……Ｄ／Ａ変
換器。

Claims

【特許請求の範囲】１放射線を用いて予定厚み範囲における物質の
厚みを非接触で測定する厚み計であつて；放射線
源を有し；入射放射線のレベルに関連した出力信
号Ｖを生じる検出手段を有し、前記入射放射線の
レベルは前記放射線源と前記検出手段との間にお
いて放射線径路中に置かれる物質の放射線吸収特
性および厚み値の関数であり；複数の校正点のう
ちの任意の校正点の厚み値を有する標準片を前記
放射線径路中に選択的に挿入する標準片設定手段
を有し、前記複数の校正点は前記予定厚み範囲内
に分布して定められ、前記予定厚み範囲は複数の
レンジから成り、この各レンジは３以上の校正点
を含んでおり；この各レンジについての校正曲線
の特定用パラメータをストアするメモリ手段を有
し、前記校正曲線は前記出力信号Ｖと前記放射線
径路中に置かれた物質の厚みとの対応関係を近似
的に表わすものであり、隣接するレンジの各校正
曲線がカバーする厚み値範囲が一部重複する関係
にあり；被測定物質の公称厚み値および合金補正
係数を設定する設定手段を有し；各校正点の厚み
値を有する標準片がそれぞれ前記標準片設定手段
により前記放射線径路中に挿入されているときの
それぞれの前記出力信号Ｖとこれらにそれぞれ対
応した校正点の厚み値とから、前記の各レンジに
ついての前記校正曲線の特定用パラメータを算出
して前記メモリ手段にストアし、ストアされた前
記校正曲線特定用パラメータのうちから前記設定
手段からの信号に応じて予定のレンジのパラメー
タを選択し、前記放射線径路中に導入された未知
厚みの物質の厚みを、選択されたパラメータと前
記未知厚みの物質が前記放射線径路中に置かれた
ときの前記検出手段の出力信号Ｖとから、算出す
るプロセツシング手段を有する非接触放射線厚み
計。２前記複数の校正点が前記予定厚み範囲内に等
比級数的に分布していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の非接触放射線厚み計。３前記標準片設定手段は異なつた既知厚みの標
準片を前記放射線径路中に選択的に挿入する標準
片マガジンを含み、前記校正点は、その各厚みが
前記標準片マガジンの標準片の多くとも３枚で構
成できるように選択されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項記載の非接触
放射線厚み計。４前記校正曲線は、厚み値が前記出力信号Ｖの
対数の二次関数で求められるような二次曲線で表
わされることを特徴とする特許請求の範囲第１
項、または、第２項記載の非接触放射線厚み計。５前記校正曲線は、厚み値が前記出力信号Ｖの
対数の放物線関数で求められるような放物線で表
わされることを特徴とする特許請求の範囲第１
項、または、第２項記載の非接触放射線厚み計。６前記各レンジについての前記校正曲線が３つ
の放物線の連接されたものから成る特許請求の範
囲第５項記載の非接触放射線厚み計。７前記各レンジには７つの校正点が存在するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の非接
触放射線厚み計。８前記校正曲線が、前記出力信号Ｖと前記標準
片の放射線吸収特性に同一の放射線吸収特性を有
して前記放射線径路中に置かれた物質の厚みとの
対応関係を表わし、かかる校正曲線から求めたみ
かけの厚み値Tcdから、Ｔ＝Tcd／１＋Ｎ／100 の関係式を用いて（ここでＮは前記設定手段に設
定された合金補正係数のパーセント値）、未知厚
みの物質の厚みＴを求めることを特徴とした特許
請求の範囲第１項記載の非接触放射線厚み計。９未知厚みの物質の厚みが、前記設定手段に設
定された公称厚み値に対するパーセント偏差で表
わされることを特徴とした特許請求の範囲第１項
記載の非接触放射線厚み計。１０放射線源を有し、この放射線源からの放射
線を受け、受けた放射線のレベルに関連した検出
出力信号を生じる検出手段を有し、前述の受けた
放射線のレベルは、前記放射線源と前記検出手段
との間の放射線径路中に置かれた物質の放射線吸
収特性および厚みの関数であり、予定の厚みを有
する複数の可動標準片を有する非接触放射線厚み
計の校正方法であつて、 (a) 複数の予定の校正厚み点に対応した前記可動
標準片の組を前記放射線径路中に順次挿入し、
この順次挿入に伴つて、順次、前記校正厚み点
のそれぞれに対応した前記検出出力信号を得
て、各校正厚み点とこれらのそれぞれに対応し
た検出出力信号との組合せから成る校正点デー
タを求め、前記校正点厚み点は予定の厚みレン
ジ内に分布しており、前記厚みレンジは連接さ
れたサブレンジから構成され、各サブレンジは
少くとも３つの校正厚み点で特徴づけられてお
り、 (b) 前記各サブレンジに属する前記校正点データ
から定まる曲線の連接により構成される前校正
曲線を特定するパラメータを求め、 (c) 前記校正点データから選択した２つ以上の校
正点データから定まり、前記前校正曲線に近似
した前校正粗曲線を特定するパラメータを求
め、 (d) 上記(c)で選択した校正点データにより定まる
校正厚み点にそれぞれ対応した前記可動標準片
の組を、順次、前記放射線径路中に挿入し、前
記検出出力信号を順次得て、最後に言及の校正
厚み点に関して新規の校正点データを求め、 (e) 上記(d)の新規の校正点データから定まる現校
正粗曲線を特定するパラメータを求め、前記現
校正粗曲線は前記前校正粗曲線をドリフト補償
したものであり、 (f) 前記前校正粗曲線と前記現校正粗曲線との差
により前記前校正曲線をドリフトに対して補償
したドリフト補償済校正曲線の特定用パラメー
タを求めるステツプとからなる非接触放射線厚
み計の校正方法。１１前記サブレンジが３つの校正厚み点で特徴
づけられる特許請求の範囲第１０項記載の非接触
放射線厚み計の校正方法。１２前記前校正粗曲線が３つの校正点データで
特定される特許請求の範囲第１０項記載の非接触
放射線厚み計の校正方法。１３前記前校正粗曲線が３つの校正点データで
特定される特許請求の範囲第１１項記載の非接触
放射線厚み計の校正方法。１４前記厚みレンジが７つの校正厚み点で特徴
づけられる特許請求の範囲第１１項記載の非接触
放射線厚み計の校正方法。１５前記厚みレンジが７つの校正厚み点で特徴
づけられる特許請求の範囲第１３項記載の非接触
放射線厚み計の校正方法。１６前記ステツプｆは、前記前校正粗曲線と前
記現校正粗曲線とから各校正厚み点における検出
出力信号の比較値を求め、各校正厚み点における
これら比較値と前記(a)で求めた校正点データとか
ら補償した校正点データを求め、これらの補償し
た校正点データからドリフト補償済校正曲線の特
定用パラメータを求める特許請求の範囲第１０
項、第１１項、第１２項、第１３項、第１４項、
または第１５項記載の非接触放射線厚み計の校正
方法。