JPS62229018A - プロフイ−ル連続測定装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、板状被測定物の断面形状を連続的に測定する
プロフィール連続測定装置に係わり、特に被測定物のエ
ツジ部に追従してエツジ外をサンプルで覆い隠す制御手
段を備えたプロフィール連続測定装置に関する。

（従来の技術） 一般に、圧延機の圧延ロールによって圧延された金属板
（以下、被測定物と指称する）の圧延方向と直交する方
向の断面形状、すなわちプロフィールは、第８図に示す
ように被測定物１の両側エツジ部２，２の厚みが緩やか
に変化するクラウン形状に形成されている。製品の品質
を高める観点からは上記エツジ部２の緩やかな厚み変化
をなくし、エツジ部２が急激に立下がる様なプロフィー
ルに形成する必要がある。ここに、圧延機より出力され
る被測定物１のエツジ部２のプロフィールを連続的に測
定し、エツジ部２の厚みを正確に測定し前記圧延機へフ
ィードバックすることにより、適切な板厚制卸を実施す
る必要がある。第８図においてＨは板厚方向、Ｗは板幅
方向を示す。

そこで、従来、かかる要請の下に次のようなプロフィー
ル測定装置が開発されている。この装置は、第９図に示
すように圧延機により圧延された被測定物１の側方から
Ｃフレーム台車３を挿入するとともに、このＣフレーム
台１３の上側フレーム３ｕｋ：設置された放射線発生器
４から被測定物１のエツジ部２へ向けて放射Ｉｊ１５を
照射し、このとき被測定物１のエツジ部２近傍を通過し
て入射される放射線の強度を下側フレーム３ｄに設置さ
れた多チャンネル検出器６により検出した後、これら各
チャンネルごとの検出データは後続のデータ収集部７に
より収集され、プロフィール演韓処理部８に送出される
。このプロフィール演算処理部８はチャンネルごとに板
厚計算を行ってエツジ部２の厚みを求め、２次元的なエ
ツジ部２のプロフィールを作成した後、ＣＲＴディスプ
レイ装置９に表示している。しかし、以上のような多チ
ャンネル検出器６を用いて２次元的なエツジ部２のプロ
フィールを測定する場合、かかる多チャンネル検出器６
としては、高感度で、かつ、幅方向に高分解能を有した
ものを使用しなければエツジ２の板厚を高精度に測定す
ることができない。

ところで、近年、医療用Ｘ線ＣＴスキャナの急速な技術
の進歩により、特にＸｅガスを封入した電Ｍ箱形多チャ
ンネル検出器が開発されている。

しかし、このような多チャンネル検出器においても、被
測定物１のエツジ部２およびその他の部材等から様々な
原因で散乱線が発生し、エツジ部２近傍のチャンネル検
出器６では本来被測定物１を透過して入射されるＸ線よ
りも極めて多くのＸ線が入射され、その結果、本来有す
べき真値よりも常に薄い板厚を測定することとなり、い
わゆる調定誤差のために急峻なエツジ部２を持ったプロ
フィールを得ることができない。

なお、測定に影響を与える主な散乱線としては、第１０
図に示すように、被測定物１自身から発生する散乱線１
ａ、外界から多チャンネル検出器６を放射線的に遮蔽す
るために設けた例えばアルミニューム等の窓面１０から
発生する散乱線１ｂ。

更には各チャンネル検出器内部から発生して他の近隣チ
ャンネルへ影響を与える二次Ｘ線ＩＣ等がある。そのう
ち、プロフィールの測定に大きな影響を与えるものは、
窓面１０からの散乱線であり、次に二次Ｘ線であること
が実験によって明らかにされた。特に、二次Ｘ線は、Ｋ
Ｘ線と呼ばれる蛍光Ｘｍであって、３４．６ＫｅＶのに
吸収端よりも高いエネルギーの入射Ｘ線に対して生じる
ものであり、Ｘｅガス中で吸収されにクク、かつ、その
発生エネルギーは被測定物１を透過することなく直接入
射されたものであるために非常に高く、近隣のチャンネ
ルに相当な影響を与えている。

（発明が解決しようとする問題点） 従って、この種のプロフィール連続測定装置においては
、Ｘ線発生器４からのＸ＄５１１がエツジ部内では被測
定物１内を透過し、エツジ部外ではそのまま減弱なしで
多チャンネル検出器６に達し、この結果、被測定物１か
らの散乱線１ａ、窓面１０からの散乱線Ｉｂ、多チャン
ネル検出器６内部で発生する二次Ｘ線等による様々の原
因により、特にエツジ部２のプロフィール測定に大きな
誤差を与えている。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、被測定物の
エツジ部外の放射線を適切な制御の下に遮ることにより
、誤差原因となる無用な散乱線が生じるのを阻止し、高
速、かつ、高精度に被測定物のエツジプロフィールを測
定し得るプロフィール連続測定装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明によるプロフィール連続測定装置によれば、放射
線発生器から前記被測定物のエツジ部にファン状放射線
を照射し、この被測定物のエツジ部近傍を通過して入射
される放ｒ！４ｔ！ａ強度を多チャンネル検出器で検出
する放射線検出系と、前記放射線発生器の前面側に設置
され、外部からの駆動制御信号を受けてサンプルを移動
させるサンプル移動機構と、前記放射線検出系のチャン
ネル出力から各チャンネルの板厚信号を求めるとともに
、この板厚信号からエツジチャンネルのエツジ状態を判
断するエツジ状態判断手段と、このエツジ状態判断手段
の判断結果に応じて前記サンプル移動機構へ前記駆動制
御信号を送って前記被測定物のエツジ部へ前記サンプル
を追従させるエツジ追従制御手段とを備えたものである
。

（作用） 従って、以上のような手段としたことにより、放射線検
出系から得られた検出信号から各チャンネルの板厚信号
を求め、この板厚信号からエツジ状態判断手段において
エツジチャンネルのエツジ状態を判断し、この判断結果
に基づいてエツジ追従ＩＩＪ１ａ手段が適切な駆動制御
信号をサンプル移動機構へ送出し、ここでその駆動制御
信号に基づいて被測定物のエツジ外を常に遮るようにサ
ンプルを追従させるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図ないし第７図を
参照して説明する。第１図は装置全体の構成図、第２図
は第１図のサンプル移動機構の概略構成図、第３図はサ
ンプルの動作説明図、第４図は第１図のシステムコント
ローラのハード的なブロック図、第５図はデータ処理手
順を示す図、第６図は板厚と検出電圧との関係を示す図
、第７図はサンプルの追従状態を説明する図である。第
１図において１１は例えば圧延中の鋼板等の被測定物で
あり、これは紙面と直交する方向に例えば間欠または３
！Ｉ！ＭＩｆｔ送されているものとする。１２は被測定
物１１を所要の間隔をもって挟むように形成されたＣ型
フレーム台車であって、その上側フレーム１２ａ側には
被測定物１１のエツジ部１１ａに対しほぼビームの中心
が位置するようにファン状放射線ビーム１３を放射する
放射線発生器１４が設置されている。この放射線発生器
１４における放射線源にはＲ１線源またはＸ線管等が使
用される。他方、下側フレーム１２ｂには放射線発生器
１４から放射されるファン状放射線ビーム１３の強度を
検出する多チャンネル検出器１５が設置されている。ざ
らに、前記放射線発生器１４の前面側には外部から駆動
制御信号を受けて、校正時には被測定物無しの状態で設
定され、それ以外の測定時には被測定物１１のエツジ外
を覆い隠すようにサンプルを移動されるためのサンプル
移動機構１６が配置され、また、前記多チャンネル検゛
出器１５の放射線入射側には散乱線の影響を軽減するた
めのコリメータ１７が配置されている。

このサンプル移動機構１６は、例えば第２図および第３
図に示すように先端側に校正用基準板すなわちサンプル
１６１を保持し、その中間部に長孔１６２を有し、かつ
、後端部の一方面部にラック部１６３を形成してなるサ
ンプル保持部材１６４と、外部駆動制御信号を受けて前
記ラック部１６３に噛合する歯１１１６５を回転させる
回転部ａ源１６６と、前記サンプル保持部材１６４の長
孔１６２にアーム７６７が係合され、外部駆動制御信号
を受けて第３図（ａ）に示すイ矢印方向に回動させるロ
ータリソレノイド１６８とを備え、これらは種々のサン
プルに対応して例えば複数組み備えられている。

１８はデータ収集部であって、これは例えば多チャンネ
ル検出器１５の検出信号を各チャンネルごとに増幅する
とともに、これらの増幅信号をプロフィール演算部２０
からの伝送制御信号を受けてマルチプレクサで順次選択
してディジタル化してプロフィール演篩部２０へ送出す
る機能を持っている。

前記プロフィール演篩部２０は、板厚変換部２１と、全
体を統轄制顛するシステムコントローラ２２と、このコ
ントローラ２２からの指令に基づいて放射線発生器１４
に駆動信号を与えるＭ射線制御部２３と、同じくシステ
ムコントローラ２２からの指令に基づいて前記エツジ遮
蔽体移動１１４Ｍ１６に校正または移動等のための駆動
制御信号を送出するエツジ追従制御手段２４と、表示処
理部２５とを有し、この表示処理部２５で処理された厚
み測定位置および板厚信号を表示装置２６に表示するも
のである。

次に、第４図は、システムコントローラ２２を具体的に
表わし、かつ該コントローラ２２と他の構成要素との関
係を示す図である。同図において２２１はシーケンスプ
ログラムに基づいて所定の演算制御を実行する中央演篩
処理部（以下、ＣＰＵと指称する）であって、これから
アドレス・データ等のバス２２２が導出されている。こ
のバス２２２にはシーケンスプログラムや演算上の計算
式、その他固定定数等のデータを記憶するＲＯＭ（リー
ド・オンリー・メモリ）２２３．演算結果のデータその
伯必要なデータを記憶するＲＡＭ　（ランダム・アクセ
ス・メモリ）２２４゜データ収集部１８へデータ伝送信
号を送出し、かつ、データ収集部１８からのデータを取
り込むためのインターフェイス２２５等が接続され、更
にインターフェイス２２６を介してキーボード２２７が
接続され、その他前記板厚変換部２１゜放射線制御部２
３．エツジ追従制御手段２４等が接続されている。

次に、以上のように構成された装置を用いて被測定物１
１のエツジ部１１ａ近傍のプロフィール測定動作を説明
する。先ず、測定に先立って校正処理を行う。この校正
処理動作は、シーケンスプログラムまたはキーボード２
２７からの人為的な入力信号に基づいてＣＰＬＩ２２１
から校正のためのデータをエツジ追従制御手段２４に与
えると、そのデータ内容に応じてエツジ追従制御手段２
４が特定のサンプル１６１を選択し校正すべき駆動制御
信号をサンプル移ｖＪｉ構１６へ送出する。ここで、サ
ンプル移動機構１６は、その駆動制御信号に基づいて少
なくとも１個以上のサンプル１６１を第３図（ａ）に図
示点線イで示す放射線照射路に設定する。しかる後、Ｃ
ＰｔＪ２２１からの指令を受けて放射線制御部２３が放
射線発生器１４に駆動信号を供給し、放射線発生器１４
からファン状放射線ビーム１３を照射し、このとき多チ
ャンネル検出器１５で検出された検出電圧と予めサンプ
ル１６１で定まる基準電圧とを用いて各チャンネルごと
の校正電圧を得る。そして、この校正電圧は測定データ
の校正として使用される。

次に、以上のようにして校正データを得た後、本来のプ
ロフィール測定動作を行う。この測定に先立ら、エツジ
追従制御手段２４からサンプル移動機構１６へサンプル
１６１を後退させるべき駆動制御信号が送出され、これ
に基づいて第３図（ｂ）の状態から回転駆動源１６６に
よりサンプル１６１をエツジ部１１ｂ外に後退させ、プ
ロフィール測定動作に入る。この測定動作は、被測定物
１１が第１図に示す如く紙面奥行方向から手前に所定の
搬送速度でライン上を搬送しているものとする。この状
態において人為的またはプログラムに基づいて第５図に
示す如くデータ測定開始指令を与えると、システムコン
トローラ２２より駆動開始制御信号を受けて放射線制御
部２３は放射線発生器１４を駆動し、これにより放射線
発生器１４からファン状放射線ビーム１３が被測定物１
１のエツジ部１１ａ近層に向けて照射される。

この放射線発生器１４から照射された放射線１３はエツ
ジ部１１ａ近傍において被測定物１１内ではその厚さに
応じて減衰透過され、またエツジ部１１ａ外では減衰な
しでそのまま多チャンネル検出器１５に到達し、ここで
放！１１−１線強度に比例した電気信号に変換された後
、データ収集部１８において各チャンネルごとの検出デ
ータとして収集される。

このとき、ＣＰＵ２２１はインターフェイス２２５を介
してデータ収集部１８へタイミング信号としてのデータ
伝送信号を送って各チャンネルごとの検出データを読取
って板厚変換部２１に格納した後、第５図に示すステッ
プ８１〜Ｓ３の如く板厚計算処理手段へを実行する。す
なわち、この板厚計算処理手段Ａは、ステップＳ１にお
いて多チャンネル検出器１５の各チャンネル位置ｖｉ（
ｉ−１〜ｎ）を取得した後、ｌｏｇＶ　ｉ　（７）計算
（ステップＳ２）および板厚Ｔｉの計算を行い（ステッ
プ８３）を行う。このとき、既に校正信号を得ている場
合にはそれを用いて補正処理を行い、真の板厚Ｔｉを得
るものである。

以上のようにして各チャンネルについて板厚下ｊを１浮
たならば、ステップ＄４においてエツジチャンネルを判
別して被測定物１１におけるエツジ部１１ａの状態を判
断するエツジ状態判断手段Ｂを実行する。

このエツジ状態判断手段Ｂは、第６図に基づき予め被測
定物無し時の基準レベル が設定され、また被測定物１１とサンプル１６１との板
重ね合せ時の基準レベル が設定され、例えば板厚Ｔｉが（１）式の基準レベル以
下になると被測定物無しと判断し、（２）式の基準レベ
ルを越えた時板重ね合せと判断し、それ以外の時には被
測定物１１のエツジ無しと判断し、これらの判断結果の
信号がエツジ追従制御手段２４に送出さ゛れる。但し、
Ｔ２＝２Ｔ１である。ＶＤは板無し時検出電圧で予め校
正時にＲＡＭ２２４に記憶されている。また、Ｔ１はサ
ンプル板厚である。ここで、エツジ追従制御手段３４は
、その判断結果に基づいてステップ８５〜Ｓ７に示す内
容を持った駆動制御信号を出力する。

すなわら、エツジ追従制御手段２４は、エツジ部無しつ
まりサンプル１６１が第７図に示す如くエツジ外を完全
に覆い隠していると判断された場合にはサンプル１６１
を移動させない旨の駆動制御信号を出力し、被測定物１
１無しつまりエツジ部１１ａとサンプル１６１とが離れ
ていると判断された場合にはサンプル１６１をエツジ部
内へ入るような駆動制御信号を出力し、更に、板重ね合
せつまり測定物１１とサンプル１６１とが重なっている
と判断された場合にはサンプル１６１がエツジ部１１ａ
外へ移動する旨の駆動制御信号を出力する。

そこで、ステップＳ４においてエツジチャンネルを判別
した後、ステップＳ８で各チャンネルの取り付は寸法等
から対応計算を行ってチャンネル位置を求め、チャンネ
ル間は補間法によってその位置を求め、その位置に対応
した板厚のプロフィールを得、ステップＳ９において表
示処ＷＩａｌ１２５を介して表示装置２６に表示する。

一方、サンプル移動機構１６は、前記エツジ追従制御手
段２４からの駆動制御信号を受けて、被測定物１１のエ
ツジ部１１ａの変化に対し、常にサンプル１６１が第７
図に示すようにエツジ外部からエツジ部１１ａまでを覆
い隠すように移動し、結局、エツジ部１１ａ外の放射線
を遮ることにより、誤差原因となる無用な散乱線をの発
生を低減し、測定精度を向上されるものである。

従って、以上のような実施例の構成によれば、板厚信号
を受けてエツジ状態判断手段にてエツジチャンネルを判
断するとともに、その被測定物１１のエツジ部の状態か
らエツジ無し、被測定物１１無しおよび板重ね合せ状態
を判断しそれに応じてエツジ追従Ｉｌｌ　ｍ手段２４か
ら駆動制御信号を出力し、サンプル１６１を常に被測定
物エツジ部１１ａの変化に追従して移動制御することに
より、エツジ外の無用な放ｆＩ４＄１がエツジチャンネ
ル近傍に入射しなくなり、結局、エツジ外のチャンネル
に入った放射線による二次放射線の発生を大幅に低減で
き、また、エツジ外の放射線が窓面３０にあたって散乱
する散乱線の影響を低減できる。従って、従来の装置に
比較して全体として散乱線を極端に低減でき、被測定物
１１のエツジ１１ａが急峻な変化を持ったプロフィール
を測定することができる。

なお、上記実施例は、校正時にロータリソレノイド１６
８を用いたが、このロータリソレノイド１６８を除いて
回転駆動源１６６だけを用いて校正およびサンプル１６
１を移動させる構成としてもよい。また、上記実施例で
は３組みのサンプル１６１を用いたが、１組みであって
もよい。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施できる。

［発明の効果コ 以上詳記したように本発明によれば、被測定物のエツジ
部外の放射線を適切な制御の下に遮ることにより、誤差
原因となる無用な散乱線が生じるのを阻止し、高速、か
つ、高精度に被測定物のエツジプロフィールを測定し得
るプロフィール連続測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係わるプロフィール連続
測定装置の一実施例を説明するために示したもので、第
１図は装置全体の構成図、第２図は第１図のサンプル移
動機構を示す概略構成図、第３図はサンプルの移動動作
説明図、第４図は第１図のシステムコントローラのハー
ド的なブロック構成図、第５図は本装置のデータ処理手
順を示す図、第６図は板厚と検出電圧との関係図、第７
図は被測定物のエツジ部とサンプルとの位置関係を示す
図、第８図ないし第１０図は従来装置を説明するために
示したもので、第８図は従来装置で得られるプロフィー
ル図、第９図は従来装置の構成図、第１０図は従来装置
における散乱線の影響を説明する図である。 １１・・・被測定物、１１ａ・・・エツジ部、１２・・
・Ｃフレーム台車、１４・・・放射線発生器、１５・・
・多チャンネル放射線検出器、１６・・・サンプル移動
機構、１７・・・コリメータ、１８・・・データ収集部
、２０・・・プロフィール演算部、２１・・・板厚変換
部、２２・・・システムコントローラ、２３・・・放射
線制御部、２４・・・エツジ追従制葬手段、１６１・・
・サンプル。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ｂ） 第　３　図 第４図 第５図 第　７　図 ｔ、ＨＢ　　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状被測定物のエッジプロフィールを連続的に測
   定するプロフィール連続測定装置において、放射線発生
   器から前記被測定物のエッジ部にファン状放射線を照射
   し、この被測定物のエッジ部近傍を通過して入射される
   放射線強度を多チャンネル検出器で検出する放射線検出
   系と、前記放射線発生器の前面側に設置され、外部から
   の駆動制御信号を受けてサンプルを移動させるサンプル
   移動機構と、前記放射線検出系のチャンネル出力から各
   チャンネルごとの板厚信号を求めるとともに、この板厚
   信号を用いてエッジチャンネルのエッジ状態を判断する
   エッジ状態判断手段と、このエッジ状態判断手段による
   判断結果に応じて前記サンプル移動機構へ前記被測定物
   のエッジ部に前記サンプルを追従させるための前記駆動
   制御信号を送出するエッジ追従制御手段とを備えたこと
   を特徴とするプロフィール連続測定装置。
2. （２）サンプル移動機構は、所定の厚さの複数のサンプ
   ルを備え、外部駆動制御信号により少なくとも１つを選
   択して移動させるものである特許請求の範囲第１項記載
   のプロフィール連続測定装置。
3. （３）エッジ状態判断手段は、エッジチャンネルルの板
   厚信号からエッジ無し、被測定物無しおよび板重ね合せ
   の状態を判断するものである特許請求の範囲第１項記載
   のプロフィール連続測定装置。
4. （４）エッジ追従制御手段は、エッジ無しと判断された
   とはサンプル移動無しの駆動制御信号を出力し、被測定
   物無しと判断されたときは前記サンプルをエッジ内方向
   へ移動させるための駆動制御信号を出力し、板重ね合せ
   の状態と判断されたときは前記サンプルをエッジ外方向
   へ移動させるための駆動制御信号を出力するものである
   特許請求の範囲第１項記載のプロフィール連続測定装置
   。