JPH07128023A - レーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測定方法 - Google Patents
レーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測定方法Info
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- JPH07128023A JPH07128023A JP29734793A JP29734793A JPH07128023A JP H07128023 A JPH07128023 A JP H07128023A JP 29734793 A JP29734793 A JP 29734793A JP 29734793 A JP29734793 A JP 29734793A JP H07128023 A JPH07128023 A JP H07128023A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透過光強度を平均化して半透明物体、例えば
発泡ポリエチレンシート内の厚さを測定する。 【構成】 レーザー光を搬送中の発泡ポリエチレンシー
トに照射し、透過光をレンズ７で集光して光検出器にて
周期的に多数回測定し、この多数回のデータの平均値を
演算し、かかる平均値とレーザー光の入射光強度とを対
比演算して発泡ポリエチレンシートの厚さを測定する。
発泡ポリエチレンシート内の厚さを測定する。 【構成】 レーザー光を搬送中の発泡ポリエチレンシー
トに照射し、透過光をレンズ７で集光して光検出器にて
周期的に多数回測定し、この多数回のデータの平均値を
演算し、かかる平均値とレーザー光の入射光強度とを対
比演算して発泡ポリエチレンシートの厚さを測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザーによる非接触に
て被測定物に損傷を与えずに高精度に厚さを測定する様
にしたレーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測
定方法に関するものである。
て被測定物に損傷を与えずに高精度に厚さを測定する様
にしたレーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測
定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電化製品や精密機器の梱包、自動
車の内張り、建築物の結露防止シート、風呂マット等の
発泡ポリエチレンシートはインフレーション方式、Ｔダ
イ方式等によって押出成形され、数ｍ／秒の高速で搬送
させて巻取ロールにて巻き取りするものであり、然しな
がら押出成形時に種々の要因によって厚さ方向に偏肉が
発生するため、作業者が厚さ計測用の挾持ゲージを、瞬
時に発泡ポリエチレンシートにおける幅方向のいずれか
側方に挟み込んで測定しているも、かかる測定手段にあ
っては、挾持ゲージの挟み込み時の力の入れ具合によっ
て誤差が非常に大きくなったり、又発泡ポリエチレンシ
ートの両側は測定可能であるも幅方向の中央寄りは測定
出来なかったり、しかも測定時に挾持ゲージが引っかか
って発泡ポリエチレンシート自体に損傷を与えてしまう
欠点を有していた。
車の内張り、建築物の結露防止シート、風呂マット等の
発泡ポリエチレンシートはインフレーション方式、Ｔダ
イ方式等によって押出成形され、数ｍ／秒の高速で搬送
させて巻取ロールにて巻き取りするものであり、然しな
がら押出成形時に種々の要因によって厚さ方向に偏肉が
発生するため、作業者が厚さ計測用の挾持ゲージを、瞬
時に発泡ポリエチレンシートにおける幅方向のいずれか
側方に挟み込んで測定しているも、かかる測定手段にあ
っては、挾持ゲージの挟み込み時の力の入れ具合によっ
て誤差が非常に大きくなったり、又発泡ポリエチレンシ
ートの両側は測定可能であるも幅方向の中央寄りは測定
出来なかったり、しかも測定時に挾持ゲージが引っかか
って発泡ポリエチレンシート自体に損傷を与えてしまう
欠点を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は透過光強度が
発泡ポリエチレンシートの厚さに比例して減衰すること
を利用して、その厚さを自動的に非接触で測定し、省力
化を図ると共に、さらにその減衰を瞬時に多数回測定す
ることによって測定精度の向上を図り、しかも測定され
た変化を押出機にフィードバックさせることにより、厚
さ調整の自動化を可能にするレーザーによる発泡ポリエ
チレンシートの厚さ測定方法とその調整の両者を提供せ
んとするものである。
発泡ポリエチレンシートの厚さに比例して減衰すること
を利用して、その厚さを自動的に非接触で測定し、省力
化を図ると共に、さらにその減衰を瞬時に多数回測定す
ることによって測定精度の向上を図り、しかも測定され
た変化を押出機にフィードバックさせることにより、厚
さ調整の自動化を可能にするレーザーによる発泡ポリエ
チレンシートの厚さ測定方法とその調整の両者を提供せ
んとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術に
基づく測定誤差、損傷等の課題に鑑み、押出成形後、高
速搬送される発泡ポリエチレンシートに、固定したレー
ザー発振器からレーザー光を照射し、透過した透過光を
レンズを介して集光し、この透過光の透過光強度を光検
出器によって検出するに際し、検出部位を搬送方向に順
次変位する様に所定のサンプリング周期にて周期的に多
数回測定し、このデータを平均化処理した平均値と、レ
ーザー光の入射光強度とを比較演算することにより、発
泡ポリエチレンシートの厚さを測定することを要旨とす
るレーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測定方
法を提供して上記欠点を解消せんとしたものである。
基づく測定誤差、損傷等の課題に鑑み、押出成形後、高
速搬送される発泡ポリエチレンシートに、固定したレー
ザー発振器からレーザー光を照射し、透過した透過光を
レンズを介して集光し、この透過光の透過光強度を光検
出器によって検出するに際し、検出部位を搬送方向に順
次変位する様に所定のサンプリング周期にて周期的に多
数回測定し、このデータを平均化処理した平均値と、レ
ーザー光の入射光強度とを比較演算することにより、発
泡ポリエチレンシートの厚さを測定することを要旨とす
るレーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測定方
法を提供して上記欠点を解消せんとしたものである。
【０００５】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面（図４）に基づ
いて説明すると、１は本発明に係る発泡ポリエチレンシ
ートＷの厚さ測定装置であり、該厚さ測定装置１は発泡
ポリエチレンシートＷをインフレーション方式、Ｔダイ
方式等によって連続押出成形する押出機２と、発泡ポリ
エチレンシートＷをロール状に巻き取る巻取ロール３と
の間の搬送工程中に設けるものにして、発泡ポリエチレ
ンシートＷの上方側に配設するレーザー発振器４と下方
側に配設する受光部５より構成している。
いて説明すると、１は本発明に係る発泡ポリエチレンシ
ートＷの厚さ測定装置であり、該厚さ測定装置１は発泡
ポリエチレンシートＷをインフレーション方式、Ｔダイ
方式等によって連続押出成形する押出機２と、発泡ポリ
エチレンシートＷをロール状に巻き取る巻取ロール３と
の間の搬送工程中に設けるものにして、発泡ポリエチレ
ンシートＷの上方側に配設するレーザー発振器４と下方
側に配設する受光部５より構成している。
【０００６】尚、発泡ポリエチレンシートＷは幅寸法が
数ｍ、厚さｄが１〜１０ｍｍのものを、数ｍ／秒の搬送
速度で巻き取る。
数ｍ、厚さｄが１〜１０ｍｍのものを、数ｍ／秒の搬送
速度で巻き取る。
【０００７】又、レーザー発振器４としては発泡ポリエ
チレンシートＷに損傷を与えない様に比較的低出力にし
て且つ、レーザー光の直径が１〜２ｍｍ程度の半導体レ
ーザーを使用する。
チレンシートＷに損傷を与えない様に比較的低出力にし
て且つ、レーザー光の直径が１〜２ｍｍ程度の半導体レ
ーザーを使用する。
【０００８】又、上下対に配設するレーザー発振器４と
受光部５は発泡ポリエチレンシートＷの幅方向に複数個
配列させて発泡ポリエチレンシートＷの幅方向における
厚さｄの偏りを測定可能となしている。
受光部５は発泡ポリエチレンシートＷの幅方向に複数個
配列させて発泡ポリエチレンシートＷの幅方向における
厚さｄの偏りを測定可能となしている。
【０００９】又、受光部５はレーザー発振器４からのレ
ーザー光が発泡ポリエチレンシートＷを通過する際に、
内部の複雑な小さなセル構造によって複雑な散乱を受け
るため本来の指向性が失なわれ、発泡ポリエチレンシー
トＷを通過する際に点光源からの光と同じ様に散乱し、
このためＣＣＤセンサー、ホトダイオード等の光検出器
６の受光面に散乱したレーザー光を集光するレンズ７を
配設して構成している。
ーザー光が発泡ポリエチレンシートＷを通過する際に、
内部の複雑な小さなセル構造によって複雑な散乱を受け
るため本来の指向性が失なわれ、発泡ポリエチレンシー
トＷを通過する際に点光源からの光と同じ様に散乱し、
このためＣＣＤセンサー、ホトダイオード等の光検出器
６の受光面に散乱したレーザー光を集光するレンズ７を
配設して構成している。
【００１０】又、光検出器６からの透過光強度Ｉｏのデ
ータは逐次演算処理等を行うコンピューター（図示せ
ず）に入力され、レーザー発振器４からのレーザー光の
入射光強度Ｉｉと、所定のサンプリング周期Ｔにて周期
的に発泡ポリエチレンシートＷを透過した透過光強度Ｉ
ｏを多数回平均化した平均値とを比較演算して厚さｄと
して求め、かかる求められた厚さｄの変化量によって押
出機２における厚さ調整用のダイ駆動部、ノズル（図示
せず）に対して所定の入力信号を与えている。
ータは逐次演算処理等を行うコンピューター（図示せ
ず）に入力され、レーザー発振器４からのレーザー光の
入射光強度Ｉｉと、所定のサンプリング周期Ｔにて周期
的に発泡ポリエチレンシートＷを透過した透過光強度Ｉ
ｏを多数回平均化した平均値とを比較演算して厚さｄと
して求め、かかる求められた厚さｄの変化量によって押
出機２における厚さ調整用のダイ駆動部、ノズル（図示
せず）に対して所定の入力信号を与えている。
【００１１】８は発泡ポリエチレンシートＷの搬送工程
中における厚さ方向への上下のブレを規制するガイド機
構であり、該ガイド機構８は発泡ポリエチレンシートＷ
の直上および直下に夫々レーザー光の減衰がない透明ア
クリル材からなるガイドローラ９、9aを、発泡ポリエチ
レンシートＷの正規肉厚より５ｍｍ程度広げた間隔にて
配設している。
中における厚さ方向への上下のブレを規制するガイド機
構であり、該ガイド機構８は発泡ポリエチレンシートＷ
の直上および直下に夫々レーザー光の減衰がない透明ア
クリル材からなるガイドローラ９、9aを、発泡ポリエチ
レンシートＷの正規肉厚より５ｍｍ程度広げた間隔にて
配設している。
【００１２】又、ガイド機構８の他の実施例としては、
レーザー発振器４と受光部５との光通路以外で、発泡ポ
リエチレンシートＷを吸引して上下の位置ズレを規制す
る吸引ガイド10を設けたり、又この逆に圧縮エアＡｒを
噴出して、その力で浮き上がりを防止したりするもので
あれば良い。
レーザー発振器４と受光部５との光通路以外で、発泡ポ
リエチレンシートＷを吸引して上下の位置ズレを規制す
る吸引ガイド10を設けたり、又この逆に圧縮エアＡｒを
噴出して、その力で浮き上がりを防止したりするもので
あれば良い。
【００１３】次に本発明に係るレーザーによる発泡ポリ
エチレンシートの厚さ測定方法について説明すると、押
出機２より成形された発泡ポリエチレンシートＷは、数
ｍ／秒のスピードで搬送されて巻取ロール３にて巻き取
るものにして、かかる巻き取り搬送中の発泡ポリエチレ
ンシートＷに対してレーザー発振器４より所定のビーム
直径を有し、且つ一定の入射光強度Ｉｉのレーザ光を照
射すると、発泡ポリエチレンシートＷ内の複雑な小さな
セル構造によって散乱しながら発泡ポリエチレンシート
Ｗを透過する。
エチレンシートの厚さ測定方法について説明すると、押
出機２より成形された発泡ポリエチレンシートＷは、数
ｍ／秒のスピードで搬送されて巻取ロール３にて巻き取
るものにして、かかる巻き取り搬送中の発泡ポリエチレ
ンシートＷに対してレーザー発振器４より所定のビーム
直径を有し、且つ一定の入射光強度Ｉｉのレーザ光を照
射すると、発泡ポリエチレンシートＷ内の複雑な小さな
セル構造によって散乱しながら発泡ポリエチレンシート
Ｗを透過する。
【００１４】次に、発泡ポリエチレンシートＷを透過し
た透過光は発泡ポリエチレンシートＷの下方に配設する
レンズ７によって集光され、光検出器６の受光面に入射
されると、該光検出器６によって電気信号に変換された
データを透過光強度Ｉｏとして測定する。
た透過光は発泡ポリエチレンシートＷの下方に配設する
レンズ７によって集光され、光検出器６の受光面に入射
されると、該光検出器６によって電気信号に変換された
データを透過光強度Ｉｏとして測定する。
【００１５】そして、透過光強度Ｉｏの測定個所を、発
泡ポリエチレンシートＷの搬送方向に位置をズラして多
数回測定するため、透過光強度Ｉｏを所定のサンプリン
グ周期Ｔにて多数回測定し、かかるデータをコンピュー
ターにより平均化した平均値と、入射光強度Ｉｉのデー
タとを比較演算して厚さｄとして求める。
泡ポリエチレンシートＷの搬送方向に位置をズラして多
数回測定するため、透過光強度Ｉｏを所定のサンプリン
グ周期Ｔにて多数回測定し、かかるデータをコンピュー
ターにより平均化した平均値と、入射光強度Ｉｉのデー
タとを比較演算して厚さｄとして求める。
【００１６】又、上記サンプリング周期Ｔはレーザー光
のビーム直径をＲ、発泡ポリエチレンシートＷの搬送速
度をＶとすれば、各測定領域が重なり合わないという必
要から、Ｔ≧Ｒ／Ｖの条件を満たせば良く、且つ多数回
の平均をできるだけ狭い領域で行う必要からＴ≒（１〜
５）×（Ｒ／Ｖ）に設定することが好ましい。
のビーム直径をＲ、発泡ポリエチレンシートＷの搬送速
度をＶとすれば、各測定領域が重なり合わないという必
要から、Ｔ≧Ｒ／Ｖの条件を満たせば良く、且つ多数回
の平均をできるだけ狭い領域で行う必要からＴ≒（１〜
５）×（Ｒ／Ｖ）に設定することが好ましい。
【００１７】例えば、Ｒ＝２ｍｍ、Ｖ＝１ｍ／秒とすれ
ば、Ｔ≧２ｍ秒となり、４０回平均を一つの測定値とし
て測定する場合における発泡ポリエチレンシートＷの搬
送方向長さである最小測定領域は８０ｍｍ、またそれに
必要な最小時間は８０ｍ秒となる。
ば、Ｔ≧２ｍ秒となり、４０回平均を一つの測定値とし
て測定する場合における発泡ポリエチレンシートＷの搬
送方向長さである最小測定領域は８０ｍｍ、またそれに
必要な最小時間は８０ｍ秒となる。
【００１８】又、透過光強度Ｉｏの検出個所を、発泡ポ
リエチレンシートＷの幅方向の複数個所にて行うことに
より、幅方向の厚さｄの偏りが測定できる。
リエチレンシートＷの幅方向の複数個所にて行うことに
より、幅方向の厚さｄの偏りが測定できる。
【００１９】この透過光強度Ｉｏは、入射光強度Ｉｉの
変動によって変化し測定誤差の要因となるため、かかる
影響を無くす様に入射光強度Ｉｉで規格化、即ちＩo1＝
Ｉｏ／Ｉｉで規定する。
変動によって変化し測定誤差の要因となるため、かかる
影響を無くす様に入射光強度Ｉｉで規格化、即ちＩo1＝
Ｉｏ／Ｉｉで規定する。
【００２０】ただし入射光強度Ｉｉが常に一定であれば
何ら規格化しなくても良い。
何ら規格化しなくても良い。
【００２１】しかし上記のように規格化しても、発泡ポ
リエチレンシートＷの内部は複雑な小さなセル構造によ
って形成されているため、レーザー光はそこで複雑な散
乱を受けて減衰するため、単一場所の測定であっては、
同一厚みに対しても規格化した透過光強度Ｉo1は図７に
示す様に全くランダムに非常に大きな変動幅を有してい
るため、その影響を取り除くために多数回の平均化が必
要である。
リエチレンシートＷの内部は複雑な小さなセル構造によ
って形成されているため、レーザー光はそこで複雑な散
乱を受けて減衰するため、単一場所の測定であっては、
同一厚みに対しても規格化した透過光強度Ｉo1は図７に
示す様に全くランダムに非常に大きな変動幅を有してい
るため、その影響を取り除くために多数回の平均化が必
要である。
【００２２】ここで、図７は発泡ポリエチレンシートＷ
の２種の厚さｄ、●印はｄ１＝2.７６ｍｍ、×印はｄ２
＝5.５８ｍｍに対する各任意な測定点における実験デー
タに基づく透過光規格強度分布図であり、縦軸は上記透
過光規格強度Ｉo1を、横軸は各任意測定点位置Ｐｉを示
す番号（ｉ＝１、２、３…Ｎ）を示し、ただし実際の測
定は２００点での位置に対して行っているが、ここでは
夫々の厚さに対して任意に抽出した４０点の測定点を示
している。
の２種の厚さｄ、●印はｄ１＝2.７６ｍｍ、×印はｄ２
＝5.５８ｍｍに対する各任意な測定点における実験デー
タに基づく透過光規格強度分布図であり、縦軸は上記透
過光規格強度Ｉo1を、横軸は各任意測定点位置Ｐｉを示
す番号（ｉ＝１、２、３…Ｎ）を示し、ただし実際の測
定は２００点での位置に対して行っているが、ここでは
夫々の厚さに対して任意に抽出した４０点の測定点を示
している。
【００２３】又、図中の横実線はｄ１＝2.７６ｍｍに対
する規格化した透過光規格強度Ｉo1の平均値Ａv1＝0.０
３２５を、横点線はｄ２＝5.５８ｍｍに対する規格化し
た透過光規格強度Ｉo1の平均値Ａv2＝0.００３０を示し
ている。
する規格化した透過光規格強度Ｉo1の平均値Ａv1＝0.０
３２５を、横点線はｄ２＝5.５８ｍｍに対する規格化し
た透過光規格強度Ｉo1の平均値Ａv2＝0.００３０を示し
ている。
【００２４】そして、上記２００点の個々の測定点にお
ける透過光規格強度Ｉo1の測定値からそれらの平均値を
引いた差の２乗の和を平均し、さらにそれを平方に開い
た標本標準偏差Ｓは厚さｄ１、ｄ２に対して夫々、Ｓ１
＝0.００９２、Ｓ２＝0.０００６となった。
ける透過光規格強度Ｉo1の測定値からそれらの平均値を
引いた差の２乗の和を平均し、さらにそれを平方に開い
た標本標準偏差Ｓは厚さｄ１、ｄ２に対して夫々、Ｓ１
＝0.００９２、Ｓ２＝0.０００６となった。
【００２５】又、この標本標準偏差Ｓを透過光規格強度
Ｉo1の上記平均値Ａv1、Ａv2で規格化した透過光規格強
度Ｉo1の平均変動率ε＝Ｓ／Ａv1又はＡv2は、厚さｄ
１、ｄ２に対して夫々、ε１＝0.２８、ε２＝0.２０と
なり、特に厚さｄが小さいときにはかなり大きい値であ
ることから、平均化が厚さの高精度測定には不可欠であ
ることが判明した。
Ｉo1の上記平均値Ａv1、Ａv2で規格化した透過光規格強
度Ｉo1の平均変動率ε＝Ｓ／Ａv1又はＡv2は、厚さｄ
１、ｄ２に対して夫々、ε１＝0.２８、ε２＝0.２０と
なり、特に厚さｄが小さいときにはかなり大きい値であ
ることから、平均化が厚さの高精度測定には不可欠であ
ることが判明した。
【００２６】次に、発泡ポリエチレンシートＷの厚さｄ
が１〜８ｍｍまでの６種の発泡ポリエチレンシートＷに
対する各任意な測定点における４０点の透過光規格強度
Ｉo1の平均値を求めた処、図８に示す様に略直線とな
り、これは発泡ポリエチレンシートＷ内でのレーザー光
の減衰がランバートの法則に従っていることが認められ
た。
が１〜８ｍｍまでの６種の発泡ポリエチレンシートＷに
対する各任意な測定点における４０点の透過光規格強度
Ｉo1の平均値を求めた処、図８に示す様に略直線とな
り、これは発泡ポリエチレンシートＷ内でのレーザー光
の減衰がランバートの法則に従っていることが認められ
た。
【００２７】この結果、ランバートの法則より、入射光
強度をＩｉ、透過光強度をＩｏ、表面での透過率Ｔとす
ると、 Ｉｏ＝ＴＩｉ EXP( ーαd ) またはLOG(Ｉｏ/ Ｉｉ) ＝( ーαLOG ｅ）ｄ＋LOG Ｔと
なり、LOG(Ｉｏ/ Ｉｉ) で定義される上記吸光度は発泡
ポリエチレンシートＷの厚さｄに比例することとなる。
強度をＩｉ、透過光強度をＩｏ、表面での透過率Ｔとす
ると、 Ｉｏ＝ＴＩｉ EXP( ーαd ) またはLOG(Ｉｏ/ Ｉｉ) ＝( ーαLOG ｅ）ｄ＋LOG Ｔと
なり、LOG(Ｉｏ/ Ｉｉ) で定義される上記吸光度は発泡
ポリエチレンシートＷの厚さｄに比例することとなる。
【００２８】尚、( ーαLOG ｅ) は発泡ポリエチレンシ
ートＷの内部のセル構造によって決まる定数であり、最
小２乗法によって求めると、ー0.３８ｍｍ-1となった。
ートＷの内部のセル構造によって決まる定数であり、最
小２乗法によって求めると、ー0.３８ｍｍ-1となった。
【００２９】又、上記平均化の回数による透過光規格強
度Ｉo1の変動割合については、図９に示す様に、発泡ポ
リエチレンシートＷの２種の厚さｄ、●印はｄ１＝2.７
６ｍｍ、×印はｄ２＝5.５８ｍｍに対する１０回の平均
で約７％以内、２０回の平均で約５％以内、４０回の平
均で約４％以内、１００回の平均で約１％以内となっ
た。
度Ｉo1の変動割合については、図９に示す様に、発泡ポ
リエチレンシートＷの２種の厚さｄ、●印はｄ１＝2.７
６ｍｍ、×印はｄ２＝5.５８ｍｍに対する１０回の平均
で約７％以内、２０回の平均で約５％以内、４０回の平
均で約４％以内、１００回の平均で約１％以内となっ
た。
【００３０】ここで図９は、厚さｄ１＝2.７６ｍｍ、ｄ
２＝5.５８ｍｍの発泡ポリエチレンシートＷに対する規
格化した透過光規格強度Ｉo1の平均値Ａv の変動割合と
標本点数Ｎとの関係を示し、縦軸は透過光規格強度Ｉo1
の測定値の全標本（Ｎ＝２００）から任意にｎ個の標本
を取り出し、その平均値Ａv N=n と、全標本の平均値Ａ
v N=200 との差の絶対値を、真の値に近い全標本の平均
値Ａv N=200 で規格化した透過光強度の変動割合である
｜Ａv N=n ーＡv N=200 ｜／Ａv N=200 を示し、又横軸
は１／Ｎ1/2 の値を示している。
２＝5.５８ｍｍの発泡ポリエチレンシートＷに対する規
格化した透過光規格強度Ｉo1の平均値Ａv の変動割合と
標本点数Ｎとの関係を示し、縦軸は透過光規格強度Ｉo1
の測定値の全標本（Ｎ＝２００）から任意にｎ個の標本
を取り出し、その平均値Ａv N=n と、全標本の平均値Ａ
v N=200 との差の絶対値を、真の値に近い全標本の平均
値Ａv N=200 で規格化した透過光強度の変動割合である
｜Ａv N=n ーＡv N=200 ｜／Ａv N=200 を示し、又横軸
は１／Ｎ1/2 の値を示している。
【００３１】そして、これらの関係は図示する様に略直
線となり、即ち透過光の変動割合は１／Ｎ1/2 に比例
し、したがってガウス分布にしたがうランダム誤差であ
ることが判り、ここでは厚さｄを変えた２種類のサンプ
ルに対して例示しているが、最小２乗法から求めたそれ
ぞれの回帰直線は図上では区別できないくらい一致して
いる。
線となり、即ち透過光の変動割合は１／Ｎ1/2 に比例
し、したがってガウス分布にしたがうランダム誤差であ
ることが判り、ここでは厚さｄを変えた２種類のサンプ
ルに対して例示しているが、最小２乗法から求めたそれ
ぞれの回帰直線は図上では区別できないくらい一致して
いる。
【００３２】次に、微小な透過光強度ΔＩｏと、それに
ともなう厚さΔｄとの関係は、上記ランバートの法則よ
り第１次近似を考えれば、ΔＩｏ／Ｉｏ≒−α×Δｄと
なり、これより厚さｄ１＝2.７６ｍｍ、ｄ２＝5.５８ｍ
ｍの発泡ポリエチレンシートＷの厚さ変動割合Δｄ／ｄ
を求めた処、以下の結果が得られた。
ともなう厚さΔｄとの関係は、上記ランバートの法則よ
り第１次近似を考えれば、ΔＩｏ／Ｉｏ≒−α×Δｄと
なり、これより厚さｄ１＝2.７６ｍｍ、ｄ２＝5.５８ｍ
ｍの発泡ポリエチレンシートＷの厚さ変動割合Δｄ／ｄ
を求めた処、以下の結果が得られた。
【００３３】
【００３４】又、発泡ポリエチレンシートＷは高速で搬
送されるため、レーザー光の光軸方向に上下動すると、
レンズ７に入射する光量、即ち光検出器６に入射する光
量が変化することにより、厚さ測定における測定誤差で
ある厚さ変動割合Δｄ／ｄに影響を与えることが考えら
れるも、本発明による一つの平均値を求めるに必要な測
定時間は、Ｒ＝２ｍｍ、Ｖ＝１ｍ／秒とすれば、Ｔ≧２
ｍ秒となり、４０回平均で８０ｍ秒、２００回平均でも
４００ｍ秒の様に極めて短時間で測定され、しかも発泡
ポリエチレンシートＷの上下動の振動は一般的に数秒程
度であることにより、平均化処理する間では、発泡ポリ
エチレンシートＷは一定位置で上下いずれかに固定され
た状態で測定可能となるため、上記測定誤差には何ら影
響されない。
送されるため、レーザー光の光軸方向に上下動すると、
レンズ７に入射する光量、即ち光検出器６に入射する光
量が変化することにより、厚さ測定における測定誤差で
ある厚さ変動割合Δｄ／ｄに影響を与えることが考えら
れるも、本発明による一つの平均値を求めるに必要な測
定時間は、Ｒ＝２ｍｍ、Ｖ＝１ｍ／秒とすれば、Ｔ≧２
ｍ秒となり、４０回平均で８０ｍ秒、２００回平均でも
４００ｍ秒の様に極めて短時間で測定され、しかも発泡
ポリエチレンシートＷの上下動の振動は一般的に数秒程
度であることにより、平均化処理する間では、発泡ポリ
エチレンシートＷは一定位置で上下いずれかに固定され
た状態で測定可能となるため、上記測定誤差には何ら影
響されない。
【００３５】又、発泡ポリエチレンシートＷがレーザー
光の光軸方向に上下動した時の光量変動については、図
１０に示す様に透過光の射出口Ｚからレンズ７を望む立
体角Ωは、レンズ７までの距離をａ、レンズ７の直径を
Ｄとすれば、 Ω＝（Ｄ／ａ）2 ／１６ となり、これより透過光が点光源とすると、Ｚ＝０の点
光源からのレンズ７へのを光量をＥ（０）、Ｚ＝Δａか
らの光量をＥ（Δａ）とすれば、 Ｅ（Δａ）／Ｅ（０）＝（１ーΔａ／ａ）-2≒（１＋２
Δａ／ａ） または〔Ｅ（Δａ）ーＥ（０）〕／Ｅ（０）＝２Δａ／
ａとなり、光源がレンズ７にΔａだけ近づくと光量は近
似的に元の値より２Δａ／ａ倍だけ上昇し、逆に離れる
と同量だけ減少する。
光の光軸方向に上下動した時の光量変動については、図
１０に示す様に透過光の射出口Ｚからレンズ７を望む立
体角Ωは、レンズ７までの距離をａ、レンズ７の直径を
Ｄとすれば、 Ω＝（Ｄ／ａ）2 ／１６ となり、これより透過光が点光源とすると、Ｚ＝０の点
光源からのレンズ７へのを光量をＥ（０）、Ｚ＝Δａか
らの光量をＥ（Δａ）とすれば、 Ｅ（Δａ）／Ｅ（０）＝（１ーΔａ／ａ）-2≒（１＋２
Δａ／ａ） または〔Ｅ（Δａ）ーＥ（０）〕／Ｅ（０）＝２Δａ／
ａとなり、光源がレンズ７にΔａだけ近づくと光量は近
似的に元の値より２Δａ／ａ倍だけ上昇し、逆に離れる
と同量だけ減少する。
【００３６】然しながら、本実施例においては発泡ポリ
エチレンシートＷの上下動はガイド機構８におけるガイ
ドローラ９、9aの間隔を発泡ポリエチレンシートＷの正
規厚さより５ｍｍ程度広げて規制しているため、Δａの
変動量は最大値で５ｍｍ程度に抑えることができ、この
ため透過光規格強度Ｉo1の変動割合である４０回の平均
で約３％と同等な変動幅とするには、上記式よりａを１
５０ｍｍに設定すれば良い。
エチレンシートＷの上下動はガイド機構８におけるガイ
ドローラ９、9aの間隔を発泡ポリエチレンシートＷの正
規厚さより５ｍｍ程度広げて規制しているため、Δａの
変動量は最大値で５ｍｍ程度に抑えることができ、この
ため透過光規格強度Ｉo1の変動割合である４０回の平均
で約３％と同等な変動幅とするには、上記式よりａを１
５０ｍｍに設定すれば良い。
【００３７】これによって、厚さ測定の誤差は透過光規
格強度Ｉo1の変動割合と、レーザー光の光軸方向に発泡
ポリエチレンシートＷが上下動した時の光量変動割合と
の和になるも、４０回の平均で最大誤差が（0.０３＋0.
０３）＝0.０６で測定出来る。
格強度Ｉo1の変動割合と、レーザー光の光軸方向に発泡
ポリエチレンシートＷが上下動した時の光量変動割合と
の和になるも、４０回の平均で最大誤差が（0.０３＋0.
０３）＝0.０６で測定出来る。
【００３８】尚、発泡ポリエチレンシートＷの上下動を
規制するガイド機構８におけるその他の構造、吸引ガイ
ド10および圧縮エアＡｒ等であれば、上記Δａの変動量
を小さくすることが出来るため、さらに測定精度が向上
する。
規制するガイド機構８におけるその他の構造、吸引ガイ
ド10および圧縮エアＡｒ等であれば、上記Δａの変動量
を小さくすることが出来るため、さらに測定精度が向上
する。
【００３９】
【発明の効果】要するに本発明は、押出機２により成形
された発泡ポリエチレンシートＷを巻き取る際、レーザ
ー発振器４からのレーザー光を搬送中の発泡ポリエチレ
ンシートＷに照射し、該発泡ポリエチレンシートＷを透
過する透過光を、レンズ７で集光して光検出器６に入力
し、該光検出器６にて検出される透過光強度Ｉｏを周期
的に多数回測定し、この多数回のデータの平均値を演算
し、かかる平均値とレーザー光の入射光強度Ｉｉとを対
比演算して発泡ポリエチレンシートＷの厚さｄを測定す
るので、本来単一位置の測定では、発泡ポリエチレンシ
ートＷの構造上、測定誤差が非常に大きいのにかかわら
ず、平均化することにより発泡ポリエチレンシートＷ内
の吸光度 LOG（Ｉｏ／Ｉｉ）を、その厚さｄに比例させ
ることが出来、しかもレンズ７を介して集光しているこ
とにより、発泡ポリエチレンシートＷにより散乱して透
過した透過光強度Ｉｏを全て光検出器６に集光すること
が出来、従って透過光強度Ｉｏと入射光強度Ｉｉとより
求める厚さｄの測定精度を約６％以内の高い精度にて測
定することが出来る。
された発泡ポリエチレンシートＷを巻き取る際、レーザ
ー発振器４からのレーザー光を搬送中の発泡ポリエチレ
ンシートＷに照射し、該発泡ポリエチレンシートＷを透
過する透過光を、レンズ７で集光して光検出器６に入力
し、該光検出器６にて検出される透過光強度Ｉｏを周期
的に多数回測定し、この多数回のデータの平均値を演算
し、かかる平均値とレーザー光の入射光強度Ｉｉとを対
比演算して発泡ポリエチレンシートＷの厚さｄを測定す
るので、本来単一位置の測定では、発泡ポリエチレンシ
ートＷの構造上、測定誤差が非常に大きいのにかかわら
ず、平均化することにより発泡ポリエチレンシートＷ内
の吸光度 LOG（Ｉｏ／Ｉｉ）を、その厚さｄに比例させ
ることが出来、しかもレンズ７を介して集光しているこ
とにより、発泡ポリエチレンシートＷにより散乱して透
過した透過光強度Ｉｏを全て光検出器６に集光すること
が出来、従って透過光強度Ｉｏと入射光強度Ｉｉとより
求める厚さｄの測定精度を約６％以内の高い精度にて測
定することが出来る。
【００４０】よって、発泡ポリエチレンシートＷを非接
触にて、しかも連続的にその厚み変化を精度良く測定す
ることが出来るため、従来に比し厚み測定そのものの省
力化が出来るだけでなく、測定された変化を表わす電気
信号を処理して押出機２にフィードバックすることによ
り、厚み調整を人手に頼っていたことを自動化出来る。
触にて、しかも連続的にその厚み変化を精度良く測定す
ることが出来るため、従来に比し厚み測定そのものの省
力化が出来るだけでなく、測定された変化を表わす電気
信号を処理して押出機２にフィードバックすることによ
り、厚み調整を人手に頼っていたことを自動化出来る。
【００４１】又、透過光強度Ｉｏの検出個所を発泡ポリ
エチレンシートＷの幅方向の複数個所にて行うので、上
記効果に加えて発泡ポリエチレンシートＷの幅方向の中
央部位測定することが出来る等その実用的効果甚だ大な
るものである。
エチレンシートＷの幅方向の複数個所にて行うので、上
記効果に加えて発泡ポリエチレンシートＷの幅方向の中
央部位測定することが出来る等その実用的効果甚だ大な
るものである。
【図１】本発明に係る発泡ポリエチレンシートの厚さ測
定方法のための厚さ測定装置の概略図である。
定方法のための厚さ測定装置の概略図である。
【図２】発泡ポリエチレンシートの内部構造の概略図で
ある。
ある。
【図３】同上厚さ測定装置の配置位置を示す概略斜視図
である。
である。
【図４】発泡ポリエチレンシートの製造装置の概略図で
ある。
ある。
【図５】厚さ測定装置におけるガイド機構の正面図であ
る。
る。
【図６】同上他の実施例を示す正面図である。
【図７】各測定点における透過光強度の分布図である。
【図８】４０回平均した透過光規格強度と、発泡ポリエ
チレンシートの厚さとの関係を示すグラフである。
チレンシートの厚さとの関係を示すグラフである。
【図９】透過光規格強度の平均値の変動割合と標本点数
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図１０】発泡ポリエチレンシートの上下変位に対する
光量変動の概念図である。
光量変動の概念図である。
２ 押出機 ４ レーザー発振器 ６ 光検出器 ７ レンズ
Claims (2)
- 【請求項１】 押出機により成形された発泡ポリエチレ
ンシートを巻き取る際、レーザー発振器からのレーザー
光を搬送中の発泡ポリエチレンシートに照射し、該発泡
ポリエチレンシートを透過する透過光を、レンズで集光
して光検出器に入力し、該光検出器にて検出される透過
光強度を周期的に多数回測定し、この多数回のデータの
平均値を演算し、かかる平均値とレーザー光の入射光強
度とを対比演算して発泡ポリエチレンシートの厚さを測
定することを特徴とするレーザーによる発泡ポリエチレ
ンシートの厚さ測定方法。 - 【請求項２】 透過光強度の検出個所を発泡ポリエチレ
ンシートの幅方向の複数個所にて行うことを特徴とする
請求項１記載のレーザーによる発泡ポリエチレンシート
の厚さ測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297347A JP2972511B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | レーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297347A JP2972511B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | レーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128023A true JPH07128023A (ja) | 1995-05-19 |
| JP2972511B2 JP2972511B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=17845340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5297347A Expired - Fee Related JP2972511B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | レーザーによる発泡ポリエチレンシートの厚さ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972511B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010249798A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-11-04 | Ngk Insulators Ltd | 目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法 |
| JP2013136751A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-11 | Rohm & Haas Co | ポリマーフォームの膨張を測定する方法および前記方法において使用するための装置 |
| CN116295051A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-23 | 河北日泰新型管材有限公司 | 一种基于特频光照识别技术的交联聚乙烯管壁厚测量方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102402386B1 (ko) * | 2014-05-30 | 2022-05-26 | (주)에디슨이브이 | 두께 판단 방법, 장치 및 시스템 |
| CN104634265B (zh) * | 2015-02-15 | 2017-06-20 | 中南大学 | 一种基于多元图像特征融合的矿物浮选泡沫层厚度软测量方法 |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP5297347A patent/JP2972511B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013136751A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-11 | Rohm & Haas Co | ポリマーフォームの膨張を測定する方法および前記方法において使用するための装置 |
| CN116295051A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-23 | 河北日泰新型管材有限公司 | 一种基于特频光照识别技术的交联聚乙烯管壁厚测量方法 |
| CN116295051B (zh) * | 2023-03-20 | 2024-01-05 | 河北日泰新型管材有限公司 | 一种基于特频光照识别技术的交联聚乙烯管壁厚测量方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2972511B2 (ja) | 1999-11-08 |
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