JPS63201511A

JPS63201511A - プロフイ−ル連続測定装置

Info

Publication number: JPS63201511A
Application number: JP3351787A
Authority: JP
Inventors: Junichi Murakami; 純一村上; Satoru Obara; 小原　哲
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-08-19

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、放射線を用いて板状被測定物のエツジ部近傍
の断面形状を測定するプロフィール連続測定装置に関し
、特に分解能を向上するための手段を具えたプロフィー
ル連続測定装置に圓する。

（従来の技術）従来、金Ｈおよび合金を、常温あるいはｉ！！！温状態
で回転するロール間を通過せしめて帯状等に圧延加工し
て得られた成形品の品質を連続して検査する場合、この
板状成形品の板厚等と共に、この板状成形品の圧延方向
に沿った両側のエツジ部近傍における、圧延方向と直交
する方向の断面形状（以下、単にプロフィールという）
を計測する必要が生じ、このプロフィールを測定するた
めにプロフィール連続測定装置が用いられた。

すなわち、圧延加工された板状成形品のエツジ部近傍は
第９図に示す様に厚みが緩やかに変化するいわゆるクラ
ウン形状になっているが、製品としての品質を高めるた
めには、上記エツジ部近傍部分Ｅの緩やかな厚み変化を
一点鎖線Ｆによって示すような急峻に変化するプロフィ
ールを呈する製品に形成する必要があり、そのためエツ
ジ部近傍部分Ｅの厚みを正確に把握することが必要であ
った。

この厚みを正確に測定し、この厚み変化から板状成形品
のプロフィールを計測するプロフィール連続測定装置は
、通常、上記板状成形品を被測定物として、この板状被
測定物に圧延方向と直交する方向に広がりを持つファン
状の放射線をＣフレーム上腕に構成した放射線発生部に
よって、板状被測定物の上方から照射して、Ｃフレーム
下腕に構成した多数の検出器を並設してなる放射線検出
部によって、上記板状測定物を透過して減衰した放射線
を検出器の各チャネル毎に検出、測定して、この検出信
号にもとづいて、各チャネル毎に厚板計篩等の演算処理
を行ない当該板状被測定物のエツジ部近傍部の二次元的
なプロフィールを作成するものである。

そのため、上記検出器としては、高感度且つ、圧延方向
と直交する方向の分解能（以下、単に板幅分解能という
〉に優れたものが求められた。

ところで、前記検出器は通常Ｘｅガスを封入した電離箱
型検出器が用いられるため、板幅分解能を改善するため
には、電離箱型検出器の検出窓の板幅方向の窓幅長を短
くして単位長さ当りの実装密度を高める必要があった。

しかし、前記検出器の感度は検出器の体積に比例するた
め、窓幅長を短くするために検出器を小型にすると感度
も低下し、さらに統計ノイズが大きくなる傾向を有して
いた。

このことは前記検出器の感度が、従来使用されている厚
み計に比べて１〜２％しかないことと考え合わじると、
実用上問題が生じることも予想された。

そのため、プロフィール測定装置の検出器では、放射線
検出の際の時定数を大きくとり、統計ノイズを従来の厚
み計よりやや悪い程度に押えるようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、現実のプロフィール測定においては、板
状被測定物は連続的に移動して、時々刻々と、そのプロ
フィールを変化させているので時定数を大きくとること
は、板状被測定物の連続的な測定の際の大きな誤差要因
となった。さらに、板状被測定物のプロフィールは連続
的な変化であるにも拘らず、前記放射線検出手段は通常
４ＩＩＩ１１程度の板幅を有する多数の検出器を並設し
たものであって、且つ１箇の上記検出器は１回の測定で
１箇の検出値を出力するだけであるので、不連続な値を
得ることしかできず、そのため上記検出器の分解能は、
検出器の板幅に依存するものとなった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とし
ては、放射線検出手段の一検出器の分解能を、主に回路
の付加によって改善し、ひいては板状被測定物のプロフ
ィール測定を高速度、且つ高精度に行ない得るプロフィ
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］（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は放０４線元生手段と
放射線検出手段を具えて、板状被測定物のプロフィール
を測定するプロフィール連続測定装置に、所定の電圧を
設定する基準電圧設定手段と、この基準電圧設定手段に
よって設定した電圧と前記放射線検出手段からの検出信
号とを比較する比較手段を具えて構成した。

（作用）板状被測定物のエツジ部近傍を中心に、上方から放射線
発生手段によってファン状放射線を照射する。

このファン状放射線は、板状被測定物部分にあっては、
この板状被測定物内部を減衰しながら透過し、上記板状
被測定物外部あっては、はとんど減衰することなく進行
して、上記板状被測定物の下方に配設した放射線検出手
段に到達し、その放射線の強さに応じた検出信号が、上
記放射線検出手段を構成する各検出器から出力される。

板状被測定物を減衰透過した放射線による減衰検出信号
と、板状被測定物外を進行した放射線による非減衰検出
信号から、上記板状被測定物の当該移動位置における板
厚を算出する一方、基準電圧設定手段によって、上記減
衰検出信号と非減衰検出４Ｂ号から所定の基準電圧を設
定し、この基準電圧を比較判別用電圧として比較手段に
設定する。

さらに、前記検出信号と基準電圧を検出器毎に比較して
、その大小を比較することによって、前記板状被測定物
のエツジ部の位置を当該移動位置において検出する。

この時のエツジ部の検出位置は、前記基準電圧設定手段
において設定した基準電圧値の設定数量によって決定さ
れる任意数で、前記検出器の板幅を上記任意数で分割し
た位置まで検出位置を確定することができ、見掛上の分
解能を向上せしめるものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する
。

本実施例の構成の概略は、第２図の装置全体の概略の構
成図に示すように、従来例に略同じで坐って、本実施例
においては主として、第１図に示す基準電圧設定手段Ａ
と比較手段Ｂを具備することに構成上の特徴を有してお
り、各手段Ａ、Ｂの構成は第３図および第４図に示す。

以下、簡単に本実施例に係るプロフィール連続測定装置
の構成を第２図にもとづいて説明する。

Ｃフレーム１は、窒素（Ｎ２）ガスを充填した密閉構造
体であって、Ｃフレーム１の上腕部分を構成する上側フ
レーム１ａに放射線発生部１３を、同じく下腕を構成す
る下側フレーム１ｂの上記放射線発生部１３に対向する
位置に放射線の強度を検出する検出器１５ａを多数並設
してなる放射線検出部１５をそれぞれ内装し、さらに上
記放射線検出部１５の検出信号を収集し各種処理を施す
データ収集部３をＣフレーム１の所定の位ｄに配設して
なる。

前記放射線発生部１３における放射線発生源には、ＸＳ
管、あるいはラジオア、イソトープ（Ｒ１）等を使用す
る。

さらに下側フレーム１ｂの上面側には、前記放射線入射
用のパージ用窓１７を構成する。

また板状被測定物（以下、単に被測定物という）Ｐは、
圧延加工を施した鋼板等であって、特に図示しない公知
の搬送手段を用いて、第２図の紙面に対して裏向から表
面方向に垂直に、かつ下側フレーム１ｂと上側フレーム
１ａの間の所定の位置を、所定の搬送速度で連続的に、
あるいは間欠的に搬送される。

またデータ処理部２は、前記放射線発生部１３の制御を
行なう放射線υ１１１１１部２１と、前記データ収集部
３の検出データにもとづいて板厚の算出等を行なう板厚
変換部７と、各種データ等を表示する表示装置２５と、
この表示装置２５を駆動し、制御する表示処理部２３と
、各種データや指示を入力するキーボード６１と、上記
放射線制御部２１、板厚変換部７、表示処理部２３等の
動作や各種データの流れを制御するシステムコントロー
ラ５よりなる。

次に第３図を参考にしてデータ収集部３を説明する。

データ収集部３は、放射線検出手段１５の検出信号を増
幅し、アナログ／デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換）等
の処理を施し、データ処理部２に　−出力する画像処理
系３０と、この画像処理系３０の検出信号を受けて、予
め設定した基準電圧と比較する比較処理系４０よりなる
。

画像処理系３０は、従来のプロフィール連続測定装置に
おけるデータ処理部と略同様の構成であって、多チャネ
ルを構成する検出器１５ａ、１５ａ、−・・から各検出
信号が並列に入力され、増幅され、さらに並列に出力す
るプリアンプ３１と、このプリアンプ３１から出力され
た多数の検出信号を一方の側から並列に受け、さらに伝
送制御部３９の高速タイミング信号に従って、他方から
順次出力するマルチプレクサ３３と、このマルチブレフ
サ３３から出力されたアナログ検出信号をＡ／Ｄ変換し
、このデジタル化された検出データを出力するＡ／Ｄ変
換部３５と、上記伝送制御部３９の高速タイミング信号
に従って、上記各チャネル毎の検出データを順次データ
処理部２に送出する伝送ドライバ３７によって構成され
る。

前記伝送制御部３９は、後述づる第４図に示すＣＰＵ５
１がＲＯＭ５３のデータ処理プログラムにもとづいて出
力するタイミング信号に従って、伝送ドライバ３７やＡ
／Ｄ変換部３５等に高速タイミング信号を出力するもの
である。

比較処理系４０は、データ処理部２において設定され、
出力されたデジタルデータを一時的に保持・記憶するラ
ッチ回路４１ａ　、４１ｂ　、４１ｃと、このデジタル
データをＤ／Ａ変換し、アナログ化するＤ／Ａ変換部４
３ａ　、４３ｂ　、４３ｃと、このＤ／Ａ変換部４３ａ
　、４３ｂ　、４３ｃの出力電圧と、前記画像処理系３
０のマルチプレクサ３３の出力を分岐して得た検出信号
を比較するコンパレータ４５ａ　、４５ｂ、、４５ｃと
、（：（７）　’：］　＞パレータ４５ａ　、４５ｂ　
、４５ｃの出力信号を前記伝送制御部３９の高速タイミ
ング信号に従って順次データ処理部２に伝送する伝送ド
ライバ４７によって構成される。

尚、本実施例においては、前記３つのコンパレータ４５
ａ　、４５ｂ　、４５Ｃの一方の入力端子に異なる基準
電圧がそれぞれ入力され、さらにコンパレータ４５ａ　
、４５ｂ　、４５ｃの他の入力端子には前記マルチプレ
クサ３３から得た１つの出力信号が３つに分岐して入力
されるためマルチプレクサ３３の出力値を上記コンパレ
ータ４５ａ、４５ｂ、４５ｃによって実質的に４分割し
た出力値まで検出したことになる。

次に、データ処理部２の内部の構成を第４図を参考にし
て説明する。

データ処理部２は、バス５０を介してＣＰＵ　５１、　
ＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　　０ｎｌｙ　　Ｍｅｍｏｒｙ　＞
　５３゜ＲＡＭ’（Ｒａｎｄｏｉ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅ
ｍｏｒｙ　）　５５．　イ＞タフエースＢ５７．インタ
フェースＡ５９と接続して構成したシステムコントロー
ラ５に、上記バス５０を介して放射線制御部２１と板厚
変換部７、および表示装置２５を駆動する表示処理部２
３を接続して構成される。

尚、表示装置２５はＣＲＴ等の表示部を有して、演算結
果や入力データ等を表示するものである。

ＣＰＵ５１は中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ　　Ｐ　ｒ
ａｃｅｓｓｉｎｇ　　ｔＪｎｉｔ　）であってバス５０
を介してＲＯＭ　５３　Ｔｙに格納されているプログラ
ムに従って、データの演算等の処理を行ない、この演算
結果をＲＡＭ５５に格納する等、データの演算やデータ
の流れの制御を行なう。

ＲＯＭ５３はデータ処理プログラムや固定定数等の変更
や修正を必要としないデータを記憶する読出し専用メモ
リであって、ＲＡＭ５５は、ＦＡ算結果のデータや、そ
の弛変更や修正のあるデータを記憶するメモリであって
、アドレス指定によって直ちに読出しと書込みを行なう
ことができる。

インタフェースＢ５７は、データ収集部３の伝送ドライ
バ３７．４７や伝送制御部３９およびラッチ回路４１を
それぞれ接続し、インターフェースＡ５９はＣＰＵ５１
等にプログラムやデータ等を入力するためのキーボード
６１を接続する。

バス５０を介してＣＰｔＪ５１に接続された放射ｍｕ御
部２１は、前記第２図に示す放射線発生部１３をＣＰＵ
５１の制御に従って駆動するものであって、この放射線
制御部２１の制御に従って放射線発生部１３は対向する
放射線検出手段１５にファン状放射線Ｘを照射する。

バス５０に接続された板厚変換部７は、本実施例におい
ては第５図に示すように、内部にバス７０とサブＣＰＩ
Ｊ７１、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７５．７７を具えたサブＣ
ＰＬＪシステムであって、この［ナブＣＰＵシステムは
上記ＲＯＭ　７３に格納した複数のプログラムにもとづ
いて、板厚計拝ヤ基準値設定等の演算処理を独立して行
なう基準電圧設定手段Ａを内包するもので、さらに第４
図に示ずバス５０およびインタフェース８５７を介して
、ＣＰＬＪ５１および第３図に示す伝送ドライバ３７゜
４７とラッチ回路４１に接続される。また、板厚変換部
７とシステムコントローラ５は共通のＲＡＭ７７を介し
て、互いにデータの受は渡しを行うこともできる。

次に、本実施例の作用および効果を第６図乃至第８図の
図面を用いて説明する。

第６図乃至第８図は、板状被測定物Ｐのエツジ部近傍の
プロフィールを測定する際の手順等を説明する図であっ
て、第６図は７０−チャート、第７図は検出器１．５ａ
の検出電圧と被測定物Ｐの位置との関係を示す図、第８
図は検出器１５ａにおける被測定物Ｐの位置を示す図で
ある。

以下、第６図のフローチャートにもとづいて本実施例の
作用を説明する。

被測定物Ｐを、特に図示しない公知の搬送手段を用いて
、紙面に対して裏面から表面方向に垂直に、所定の位置
を所定の搬送速度で連続的に、あるいは間欠的に搬送す
る。

前記搬送状態のもとで、システムコントローラ５の指示
にもとづいて、放射線制御部２１は故射１ｍ発生部１３
を駆動せしめ、ファン状放射線Ｘを上記被測定物Ｐのエ
ツジ部近傍に照射する（ステップＰ１）。

この時被測定物Ｐのエツジ部が、第２図に示すように、
ファン状放射線Ｘの中心近傍に位置するようにＣフレー
ムの位置を調整する。

上記放射線発生部１３から出力された上記ファン状放射
線Ｘが放射線検出部１５に到達すると、例えば第８図に
示Ｉように被測定物Ｐを透過し減衰して検出器１５ａ　
　（ｎ−１＞に到達した１１ｉ射線からは検出信号３丁
を、被測定物Ｐの外側を進行して殆ど減衰しないで検出
器１５ａ（ｎ＋１）に到達した放射線からは検出信号Ｓ
ｏを、および被測定物Ｐのエツジ部近傍を進行して一部
被測定物Ｐを透過し減衰して検出器１５ａ（ｎ）に到達
した放射線からは検出信号ＳＣを得る。これら放射線の
強度に比例した検出信号ＳＴ、Ｓｏ、ＳＣは次に、デー
タ収集部３において、上記各検出信号ＳＴ　、Ｓｏ　、
Ｓｃに、それぞれＡ／Ｄ変換等の処理を施して、各チャ
ネル毎の検出データＤＩ。

Ｄｏ　、Ｄｃを得る（ステップＰ３）。この検出データ
ＤＴ　、Ｄｏ　、ＤＣは伝送制御部３９の高速タイミン
グ信号に従って、伝送ドライバ３７からデータ処理部２
に送出されて、板厚変換部７のＲＡＭ７７等に格納され
る。

板厚変換部７においては、サブＣＰＵ７１はシステムコ
ントローラ５のＣＰＬＩ５１の制御信号にもとづいて、
ＲＡＭ７７に格納された検出データＤＴ、Ｄｏ　、Ｄｃ
により、板厚Ｔの算出および基準電圧Ｖ＋　、Ｖ２　、
Ｖ３の設定を行なう（ステップＰ４）。

すなわち、前２ステップＰ３で得た各検出データＤＴ、
Ｄｏをもとに板厚を算出し、ざらに基準電圧Ｖ＋　、Ｖ
２　、Ｖ３を算出し、予め、この基準電圧Ｖ＋　、Ｖ２
　、Ｖ３を比較処理系４０のラッチ回路４１ａ　、４１
ｂ　、４１ｃ　１．：、それぞれ保持せしめることで基
準電圧Ｖ＋　、Ｖ２　、Ｖ３の設定を行なう。

次にこの基準電圧Ｖ＋　、Ｖ２　、Ｖ３を、それぞれＤ
／Ａ変換部４３ａ　、４３ｂ　、４３ｃにおいてデジタ
ル−アナログ変換し、このアナログ基準電圧Ｖｌ、Ｖ２
．Ｖ３を比較判別電圧として、コンパレータ４５ａ　、
４５ｂ　、４５ｃの一側の入力端子に常時印加する（ス
テップＰ５）。

さらニコンハレータ４５ａ　、４５ｂ　、４５ｃ　（７
）他方の入力端子に、画像処理系３０のマルチプレクサ
３３から順次出力される検出信号を入力し、前記アナロ
グ基準電圧ｖｌ、ｖ２．ｖ３との比較を行なう（ステッ
プＰ６）。

例えば、被測定物Ｐが第８図に示すように検出窓の板幅
方向の窓幅長をＷとするとぎｗ／４の位置に（第８図中
、×１で示す、以下同じ）あるとき、検出器１５ａ　　
（ｎ　−１）から出力された検出ｉ　Ｑ　ハ、コンｔ＜
Ｉｉ−夕４５ａ　、　４５ｂ　、　４５ｃ　ヲ作動し、
検出器１５ａ（ｎ）がら出力された検出信号はコンパレ
ータ４５に入力すると、コンパレータ４５ａを作動し、
コンパレータ４５ｂ、４５Ｃは作動しない。同様に、検
出器１５ａ　　（ｎ＋　　１）における検出信号に対し
ては、いずれのコンパレーンパレータも作動しない。

従ｚｒｌン／＜Ｌ、ｚ−夕４５ａ　、４５ｂ　、４５ｃ
　（７）信号出力から被測定物Ｐのエツジ部が検出器１
５ａ（ｎ）の１／４から１／２（同、×２で示す）の間
に位置することが検出される（ステップＰ７）以下、板
状被測定物Ｐの板厚Ｔおよび基ｔｖ−電圧Ｖ＋　、Ｖ２
　、Ｖ３の算出方法について詳説する。

前記被測定物Ｐが存在しない時は、検出器１５ａで検出
される検出電圧ｖＯが、上記被測定物Ｐを透過すること
によって検出電圧Ｖ■に変化した時、この検出電圧ＶＴ
と板厚Ｔの間には次の関係式がなりたつ。

Ｖ■＝Ｖｏｅ−−”　　　　　　　　−（Ｆ）ここでμ
は、放射線のエネルギー、被測定部ｐの種類および状態
によって定まる定数で、放射線吸収係数といわれる。こ
の関係式（１）を用いて検出１ｆ几ＶＴから板厚Ｔを鈴
出する。

次に、前記被測定部Ｐが存在する時の検出電圧ＶＴと、
存在しない時の検出電圧ＶＯをもとに、基準電圧Ｖｌ　
、Ｖ２　、Ｖ３を設定する。

すなわち被測定物Ｐが検出器１５ａ（ｎ）の１／４の位
置にあるとき、検出器１５ａ　　（ｎ−１）においては
、被測定部Ｐを透過して減衰した放射線によって検出電
圧ＶＴを得て、検出器１５ａ（ｎ＋１）においては、被
測定物Ｐによる減衰がなく検出電圧Ｖｏを得る。さらに
検出器１５ａ（ｎ　）においては、検出面の１／４が被
測定物Ｐによって減衰した放射線によって（１／４）Ｖ
Ｔの検出電圧を出力し、残部３／４は被測定物Ｐの影響
を受けないで（３／４）Ｖｏの検出電圧を出力する。よ
って、検出器１５ａ（ｎ）として出力する検出電圧ｖ１
は、Ｖ＋　＝　（ＶＴ　＋３ｏ）／４である。

以下同様に、１／２の位置にある時の検出電圧ｖ２は、Ｖ２　＝　（ＶＴ　＋Ｖｏ　）　／　２３／４の位置に
ある時の検出電圧■３は、Ｖ３　＝　（３ＶＴ　＋Ｖｏ
　）　／４となる。

このとき本実施例ではファン型の放射線を用いているた
め若干の誤差を生じるが、ファンの半径に比して検出器
１５ａの検出窓面が十分小さいので上記誤差は無視し得
るものとみなせる。

第７図は、上述した被測定物Ｐの位置と検出電圧■との
関係を示すグラフであって、被測定物Ｐの検出器１５ａ
上における位置を横軸にとり、このときの検出器１５ａ
の検出電圧を縦軸に示してなる。

本実施例においては、任意の検出器１５ａの板幅分解能
を３個のコンパレータ４５ａ　、４５ｂ　。

４５ｃのそれぞれの作動状態で、４分割して検出するこ
とができるので、見掛は上の板幅分解能を１／／Ｉにす
ることができ、さらにハードウェア上で分解能を改善し
たので時定数の大小による影響を受けることが少ない等
の効果を生じる。

また、本実施例においては、コンパレータを３箇設けた
が、さらに多くのコンパレータを構成して、マルチプレ
クサ３３の出力を細分化して分解能を実質的に向上せし
めることもできるが、通常この数は統計ノイズの大きさ
との兼合いによって決定され、統計ノイズが大である場
合には、コンパレータを多く設けても実効は期待できな
いこともあって、４分割位で実用上は十分である。

［発明の効果１以上説明したように、本実施例によれば、放射線検出手
段の検出信号を基準電圧と比較することによって、分解
能を改善するようにしたので、従来上記放射線検出手段
を構成する検出器の大きさに依存していた分解能を飛躍
的に改善し、プロフィール連続測定装置におけるプロフ
ィール測定を高粘度、且つ容易に行い得る等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図乃至第８図は本発明の
一実施例を示す図であって、第２図は装置全体の概略を
示す構成図、第３図はデータ収集部の内部構成を示すブ
ロック図、第４図はデータ処理部の内部構成を示すブロ
ック図、第５図は板厚変換部の内部構成を示すブロック
図、第６図はエツジ部位置検出の手順を承りフローチャ
ート、第７図および第８図は分解能についての概念を丞
す図、第９図はプロフィール図である。Ａ・・・基準電圧設定手段Ｂ・・・比較手段Ｘ・・・ファン状放射線ｐ・・・板状被測定物１・・・Ｃフレーム２・・・データ処理部３・・・データ収集部５・・・システムコントローラ７・・・板厚変換部１３・・・放射線発生部１５・・・放射線検出部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）板状被測定物のエッジ部近傍に放射線発生手段に
よってファン状放射線を照射し、この板状被測定物のエ
ッジ部近傍を進行した放射線の強度を多数の検出器を並
設してなる放射線検出手段によって検出し、上記板状被
測定物のエッジ部の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、所定の電圧を設定する基準電圧設定手段と、この基準電
圧設定手段によって設定した電圧と前記検出器の検出信
号とを比較する比較手段とを有することを特徴とするプ
ロフィール連続測定装置。
（２）前記基準電圧設定手段は、板状被測定物を透過し
た放射線によって得られる前記検出器単体の出力電圧と
、板状被測定物を介在しないで到達した放射線によって
得られる上記検出器の出力電圧との間にあって、上記２
つの出力電圧の差電圧を任意に内分する電圧値を基準電
圧とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のプロフィール連続測定装置。