JPS5913902A - 金属材料の位置、形状、断面積検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、静電容量による金属材料の位置、形状断面
積の検出装置に関する。

たとえば、鋼ストリップの処理ラインにおいて、走行中
の鋼ストリップの幅方向変位（蛇行）量を検出してその
トラッキング制御を行なう場合や、鋼管の製造プロセス
において、鋼管の真円度を検出して処理過程にフィード
バックする場合のように、金属材料の位置、形状および
断面積等を非接触で、連続的に測定することは工業上極
めて重要である。

従来、たとえば鋼ストリップのトラッキング制御（エツ
ジポジションコントロール）を行なうために、鋼ストリ
ップの縁辺部の幅方向変位量を検出する手段として、空
気流の如き流体束を使用し、鋼ストリップの縁辺によっ
て遮蔽される割合によって受流孔において圧力変化する
ものを利用するものや、流体束の代りに光束を利用する
ものがある。

しかしながら、従来のこれらセンサは、たとえば空気流
の如き流束体を利用するセンサにおいては（１）測定範
囲が狭くせいぜい±６ｗ程度である、（２）厚さ寸法の
大きな金属材料には適用できない、（６）流体束を利用
するからたとえば鋼ストリップを測定対象とする場合、
ストリップのばたつきがあると乱流を生じ誤差が大きく
なる。

また、光束を利用する如き光学式センサにあっては（１
）価格が高い、（２）高温材料の測定ができない、（３
）メンテナンスが難しい、といった欠点を有する。

この発明は、これら従来技術における欠点を解消した、
金属材料の位置、形状および断面積等測定手段を得るこ
とを目的としてなされた。

この発明は、金属材料の変位、形状域は断面積を、電場
における金属材料の占める寸法と静電容量の関係を利用
して検出するものである。第１図に示す如く金属材料１
２０を挾んで、間隔をおいて相対向する如く電極１０１
，１０２を設けるとともに、該電極の一方に交流電流を
供給する交流発振器１１０を設けさらに他方の電極から
出力される、電極板間で電極に平行な方向において前記
金属材料１２０が占める寸法の大きさに対応する電流を
増幅する増幅器１１１とからなる金属材料の位置、形状
検出装置については先に提案した（　願昭　　　　　　
　号）。本発明は、これに更に改良を加え発展させたも
のである。以下に詳細に説明する。

本発明の１例を第２図に示す。図に示す如く本発明は、
静電容量を検出する検出器５、検出器５内の片方の電極
板１に交流電圧を供給する交流発振器１０、もう一方の
電極板２には変位電流を検出し増幅する増幅器１１、増
幅器１１の交流出力信号を直流信号に変換するＡＣ／Ｉ
）Ｃ変換器１２から構成されている。

第２図（ａ）に示すように検出器５は金属材料２゜に対
向して配置されている。検出器５は第２図（ａ）。

（ｂ）に示すように電極板１，２、シールドケース３、
絶縁保持具４から構成されている。電極板１，２は絶縁
保持具４でシールドケース３に固定されている。電極板
１，２は電気的にシールドケース３と絶縁されている。

シールドケース３は、電極板１．２の対向面以外の浮遊
容量の影響を防止するために設けた。電極板１には交流
発振器１ｏが接続されている、電極板１から電流が変位
電流として電極板２に流出する。この変位電流の大きさ
は電極板１，２と金属材料２０との空間の大きさによっ
て決まる静電容量Ｃｘの大きさに比例する。即ち第２図
（、）に示す如く検出器５と金属材料２ｏとの間隔ｄと
同図（ｂ）に示すように検出器５の大きさと金属材料２
０の大きさの関係によってきまる。

電極板２で検出された変位電流は増幅器１１で増幅され
る。増幅器１１の交流出力信号はＡＣ／ＤＣ変換器１２
で直流信号に変換され、間隔ｄに比例した信号を出力す
る。

第２図に示す装置（ＡＣ／ＤＣ変換器１２）の出力特性
を第３図に示す。検出器５と金属材料２０と゛の間隔ｄ
を一定に保ち、金属材料２０の幅ｔを変えた場合の出力
特性を第３図（ａ）に示す。第３図（ｂ）は金属材料２
０の幅を一定とし、間隔ｄを変化した場合の出力特性を
示す。従って本装謹により、金属材料２０の幅や厚み変
動を測定することができる。即ち、幅と厚みから面積を
求めていることになる。

第２図に示す本発明の特徴は次の通シである。

（１）金属材料の幅測定ができる。

（２）金属材料の厚み測定ができる。

（３）金属材料の左右の振動の影響を受けない。

（４）金属材料に対して検出器を回転することによシ金
属材料の形状を測定することができる。

本発明を更に発展させた装置を第４図に示す。

製造工程に於いて、金属材料２０は一般にローラーテー
ブル上を移動している。移動中に金属材料２０は左右、
上下方向に振動をともなっている。

第４図に示す装置は第２図に示した装置を応用したもの
である。第４図に示すように、金属材料２０に対して上
下に検出器５を配置する。上下の電極板１−１．１−２
および２−１．２−２は電線で接続されている。従って
検出器５は電極板の対向面積（空間）の静電容量Ｃｘを
検出する。第４図に示す如く、金属材料２０が検出器５
内を挿入又は通過しているとすれば、金属材料２０の断
面積だけ空間が小さくなる。即ち電極板１−１．１−２
に交流発振器１０が接続されている。電極板１−ｉ　、
　１−２からの変位電流は電極板２−１．２−２によっ
て検出され増幅器１１で増幅される。増幅された交流信
号はＡＣ／ＤＣ変換器１２で直流に変化され、断面積に
比例した信号を出力することになる。

第４図に示す本発明の装置は検出器５の対向する電極間
の空間の静電容量を測定するものであるから次の特徴が
ある。

（１）金属材料の上下、左右振動の影響を全く受けない
。

（２）金属材料の断面積を測定することができる。

（６）金属材料の厚み変動がなければ幅測定もできる。

（４）、、金属材料の形状の影響を受けない。

（５）金属材料が検出器よりも大きければ金属材料の厚
み測定が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は先に提案した寸法、形状測定用の装置構成を示
す断面図であり、第２図は本発明の１つである寸法、形
状、位置、断面積測定の装置構成を示す断面図および平
面図であ）、第３図は第２図に示す装置の出力特性を示
すグラフであり、第４図は本発明の１つである寸法、形
状、断面積、位置測定用の装置構成を示す断面図および
平面図である。 １．２　、１−１　、１−２　、２−１．２−２　：電
極板、６：シールドケース、４：絶縁保持具、５：検出
器、１０：交流発振器、１１：増幅器、　１２：ＡＣ／
ＤＣ変換器、２０：金属材料。 出願人　新日本製鐵株式会社 代理人弁理士　　背　　柳　　　　　稔□晃 ３図　（ｂ） □ｄ 手続補正書（自発） 昭和５７年特許願第’１２３２２５号 ２発明の名称 金属材料の位置、形状、断面積検出装置６、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目６番６号名称　
（６６５）新日本製錬株式会社 代表者　武　１）　　豊 ４、代　理　人　　〒１０１ 住　所　　束尿都千代田区岩本町３丁目４番５号第−東
ビル６、補正釦より増加する発明の数　　な　しＺ補正
の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄ａ補正の内容 （１）明細書第３頁１７行の「（願昭　　　号）」を「
（特願昭５７−３Ｓ２５７号）」に補正する。 １５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属材料の幅よりも大きな一辺の寸法を有する電極を、
   前記金属材料に離隔して少なくともその一方側に一対配
   設し、該一対の電極の一方に交流電流を供給する交流発
   振器を設け、さらに他方の電極から出力される、電極間
   で電極に平行な方向において金属材料が占める寸法およ
   び電極と金属°材料間の距離の何れか一方または双方に
   対応する電流を増幅する増幅器とからなる金属材料の位
   置、形状、断面積検出装置。