【発明の詳細な説明】
絶縁性被覆の厚さを連続的に測定する方法及び装置
本発明は、金属ストリップ又はロールのような可動の強磁性基層に施された絶
縁性被覆の厚さを連続的に測定するための方法及び装置に関する。
被覆すべき走行する金属ストリップは、亜鉛、スズ、アルミニウム、又はこれ
らの金属系の合金のような常磁性金属層にて被覆され又は裸であるか、若しくは
、塗料のような絶縁性層にて既に被覆された、特に、鋼ストリップである。
常磁性金属層の厚さは、全体として、１乃至100μｍの範囲にある。
被覆すべき、回転する金属ロールは、例えば、該ロールの上方を走行する全て
のストリップに対して被覆を移す、いわゆる「転写ロール」である。金属ロール
は、例えば、クロム層のような金属層にて被覆され又は裸の鋼ロールである。絶
縁性被覆は、ロールに施され、次に、ストリップに転写される(これらの方法は
、前方ロール被覆法又は逆ロール被覆法と称されている)。
施すべき絶縁性被覆は、例えば、塗料又はポリマーである。
この絶縁性被覆は、例えば、溶液にて被覆し(特に、塗料の場合)、又は押出し
成形により（特に、ポリマーの場合）液体状態にて施すことができる。
絶縁性被覆は、また、紛体の溶射又はポリマー膜を基層上に押し付けることに
より固体状態にて施すこともできる。
ストリップを連続的に被覆する装置は、全体として、被覆をストリップに施す
手段と、ストリップを装置の上流端から下流端まで連続的に走行させる手段と、
付与される厚さを調節し且つ／又は調整する手段とを備えている。
転写ロールに中間的に施す場合、この転写ロールに施される厚さは、調整し又
は調節することができる。
塗料を施す場合、施工手段として通常、塗装ヘッドが使用され、また、この場
合、装置は、塗料を乾燥させるための手段も備えており、これらの手段は、施工
手段の下流に配置されている。
この乾燥手段は、被覆を凝固させる手段とみなされている。
このように、塗料を金属ストリップに施す場合、該ストリップは塗料の施工手
段を通過し、湿潤な塗料層で被覆された状態にてこの施工手段から出て、次に、
施された被覆を乾燥させる手段を通り、乾燥した塗料層で被覆された状態で該手
段から出る。
導電性基層に付与された絶縁性被覆の厚さを測定する非接触型手段として、２
つの型式のセンサ、すなわち、装置から導電性基層と絶縁性被覆との間の境界部
までの距離を測定する第一のセンサと、装置から該装置に面する被覆面までの距
離を測定する第二のセンサというセンサを組み合わせる装置は公知である。
次に、第一のセンサにより提供されるデータと第二のセンサにより提供される
データとの差から被覆の厚さを推測する。
この方法及びこの装置は、例えば、仏国特許出願第2,707,109号、欧州特許出
願第0,629,450号及び独国特許出願4,007,363号に記載されている。
第二のセンサの一例として、例えば、米国特許第5,355,083号に記載されたよ
うな、三角法により作用するセンサのような光学的な距離測定センサを使用する
ことができる。
第二のセンサの一例として、静電容量型センサを使用することができる。その
理由は、付与される被覆が絶縁性であり、また、基層が導電性であるからである
。この静電容量型センサは、使用される測定周波数にて、被覆の誘電定数に対応
して較正しなければならない。具体的には、該センサは、全体として、被覆され
た基層から短い距離に配置しなければならない(約１μｍの精度となるように略
数ミリメートル)。
この静電容量型センサの作用は、センサの平面状電極と金属製基層との間に形
成される静電容量の測定値に基づいている。この静電容量は、被覆した基層から
センサを分離する空気層及び絶縁性被覆自体の層から形成される。この静電容量
は交流電流を供給することにより測定される。こうした公知のセンサは、この静
電容量の測定値、すなわち、「静電容量信号」に基づいてセンサを被覆した基層
の表面から分離する距離を推測し得るように設計されている。
該第一のセンサの一例として、誘電型センサを使用することができる。
該誘電型センサの作用は、基層からある離れた距離にて、交流電流が供給され
るセンサ内のソレノイドにより基層内に発生された磁性誘電力及び／又は渦電流
を測定することに基づくものである。こうした公知のセンサは、この測定値、す
なわち「誘電性信号」に基づいて、センサ（又はセンサに関連する基準面）が基
層／絶縁性被覆の境界部から分離する距離を推測し得るように設計されている。
誘電性センサの応答性は直線状ではなく、該センサを使用する前に、該センサ
を較正することが重要である。この較正のため、仏国特許2,707,109号に記載さ
れた方法を使用することができる。すなわち、
２つのセンサを組み合わせる装置の場内に未被覆の導電性基層を導入する。
該装置を基層に対して横断状に移動させる。
各動作に対し、第二のセンサ（例えば、光学式センサ又は静電容量型センサ）
及び誘電性信号を使用してセンサ／基層の距離を測定する。
このように、所望の較正関数、すなわち、距離＝ｆ（誘電性信号）が設定され
る。
このように、誘電性信号の応答性は、センサにより提供されるデータが距離の
値であるような仕方にて「線形」とされる。
しかしながら、導電性基層における絶縁性被覆の厚さを接触せずに測定するた
めの、誘電力による測定方法は、特に、約10μｍの精度又は１μｍさえの精度が
必要とされるとき、特に、金属基層が強磁性であり、且つ／又は、異種である表
面を有するとき、例えば、亜鉛めっき又はスズめっきした鋼ストリップ又はクロ
ムめっき鋼ロールであるようなとき、極めて多くの実際的な用途にて使用し得な
いことが分かっている。
この理由は、金属基層が強磁性であり且つ／又は異種である表面を有する場合
、当該出願人は、誘電型センサにより放出される放射線の透過領域内にて金属表
面付近の深さに亙る誘電性及び磁力感受性が大きく変動する結果、「誘電型信号
」に顕著な摂動が生じることを観察したからである。
センサが放出する放射線の透過領域の深さは、その周波数、すなわち、周知の
「外皮効果」現象に依存する。
標準的な外皮深さδ（ｍｍ単位）は、渦電流の強度が表面の値に対して37％だ
け減少する、基層における深さとして計算される。この値は、次のようにして表
わせる。
δ＝50√（ρ／μr×ｆ）
ここで、ρは、基層の抵抗率(μΩ．ｃｍ)、ｆは測定周波数(Ｈｚ)、μrは基
層の相対的透過度である。
このように、ｆ＝１ＭＨｚ且つ室温であるとき、
その残りとして、δの値は304型ステンレス鋼（ＵＧＩＮＥ）の場合、700μｍ
の値となる。
このため、１ＭＨｚのとき、強磁性鋼及び鋳鋼に対する標準的な外皮深さは極
めて浅く、このため、誘電性信号はその鋼表面の最も僅かな異種に対して極めて
敏感であることが観察される。
このように、基層が裸の鋼のような強磁性の導電性材料から成るならば、誘電
型センサにより供給される信号は、周波数が極めて高いとき、すなわち、標準的
な外皮深さが少なくとも100μｍに達しないとき、著しく摂動する。
また、１ＭＨｚのとき、厚さが全体として100μｍ以下の表面における常磁性
金属層を有する強磁性導電性基層に対する標準的な外皮深さは、その基層の表面
における金属層の厚さを上廻り、また、誘電型信号は、常磁性金属層内の異種及
び鋼／金属層の境界部における異種の双方に対して敏感となる。
このように、基層が極めて異なる外皮効果を有する非強磁性金属層で被覆され
た鋼のような強磁性の導電性材料で出来ているならば、誘電型センサにより供給
される信号は、標準的な外皮深さが金属層の厚さ以上である間に、著しく摂動さ
れる。逆に、外皮深さが金属層の厚さ以下であるようにするためには、遥かに高
周波数にて測定を行う必要がある。しかしながら、かかる周波数にて作動する誘
電型センサは遥かにより高価である。
このため。例えば、既に説明した仏国特許第2,707,109号に記載されたセンサ
のような、誘電型センサを事前に正確に較正するにも拘わらず、二重センサ付き
の装置により提供される厚さのデータは、絶縁性被覆の実際の厚さと何ら関係し
ない極めて大きな程度だけ変動する。
当該出願人は、誘電型センサ及び静電容量型センサという２つのセンサを組み
合わせる装置を使用して測定試験を行ったとき、この問題点に遭遇した。
使用した装置は、１ＭＨｚの周波数にて作動し、また、該装置は、誘電性被覆
にて方向決めされた２つのセンサからの線形（すなわち「較正した」）データ間の
差はこの基層に施された絶縁性被覆の厚さに正確に対応するように、２つのセン
サの応答性を当該距離の測定範囲内にて線形にするアルゴリズムを含んでいる。
この差は、この基層が絶縁性層で被覆されていない場合、零又は零に近くなる。
第一の系統の試験は、裸の金属ストリップ、すなわち絶縁性層で被覆されてい
ないストリップにおける被覆厚さを測定し、ストリップに22個の等距離の基準標
識を５ｃｍの間隔にて形成し、基準標識が装置のセンサの場内に進む毎に絶縁性
被覆の厚さを測定することから成っている。２つのセンサからの線形データ間の
差は、装置のセンサの不正確さの範囲内にて、各規準標識に対し零でなければな
らない。それは、試験したストリップは裸であるからである。
装置により提供される基準データ(μｍ単位)、すなわち、絶縁性被覆の「厚さ
」が、３種類の裸の金属ストリップに対するストリップにおける基準標識の数の
関数として図５にプロットされている。すなわち、これらの３種類の金属ストリ
ップは、ステンレス鋼ストリップ(「ステンレス」、三角形の形状の先端)、冷間圧
延炭素鋼（「冷間圧延」、菱形の形状の先端）及び同一の亜鉛めっき鋼ストリップ
（約15μｍ亜鉛の厚さで「亜鉛めっき」、四角の形状の先端）である。
２つのセンサ付きの装置は、非強磁性のステンレス鋼ストリップにて完全に再
現可能である零に近いデータを提供することが分かった。基準標識に亙るデータ
の変化は２μｍ以下である。
その他の２種類の型式のストリップにても同様の結果が予想される。
しかしながら、冷間圧延炭素鋼、更には、導電性層、特に、金属層で被覆され
た炭素鋼の場合、該装置により提供される基準データの相違は、第一の場合、８
μｍに達し、また、第二の場合、１８μｍに達した。このことは、これら２つの
場合、２つのセンサ付きの装置により提供されるデータは、これらのセンサが較
正され且つ「線形」とされた場合であっても、最早、信頼し得るとみなすことは
できないことを明確に示す。
次に、厚さの異なる亜鉛層で被覆された強磁性鋼シートの試料を作製した。同
一の装置により提供されるデータが鋼シートの上に付着させた亜鉛の実際の厚さ
（μｍ単位）の関数として図６にプロットされている。この装置の応答性、すな
わち、これにも拘わらず較正された２つのセンサは、亜鉛の厚さが薄くなるに伴
い、実際の絶縁被覆の厚さの値（この場合、零）と著しく異なることが理解でき
る。それは、その曲線は、約10μｍの亜鉛層で被覆された強磁性鋼基層に対し極
めて急峻であるため、かかる基層における絶縁層の厚さの測定値は、図７に図示
するように下方の隣接する金属被覆の厚さの最も僅かな変動に対して極めて敏感
であることが理解されよう。
図７には、一方にて、クロムめっきした裸の鋼ロールに使用され、他方にて、
絶縁性塗料層に使用される同一の装置を使用して得られたデータが示してある。
下方の隣接するクロム層の構造体又は組成物の塗料層の厚さの変動は、装置の極
めて高い感受性により完全に遮蔽されて、厚さの変動は最小となる。
このため、本発明の主題は、可動の強磁性の導電性基層、特に、非強磁性の金
属総にて被覆され、又は裸の鋼シート又はロールに施された絶縁性被覆の厚さを
何ら接触せずに、正確に測定する方法である。この方法は、仏国特許出願第2,70
7,109号、欧州特許出願第0,629,450号、又は独国特許出願第4,007,363号に記載
されたような２つのセンサ付き装置を使用して行われる。
施される間に、被覆の厚さを連続的に調節するため、被覆の厚さ自体を測定す
る問題は別にして、施工手段の下流に配置された被覆の厚さの測定手段に加えて
、施工手段を作動させるアクチュエータが利用される。このアクチュエータは、
制御信号及び電子手段に対応して被覆の厚さを変化させる設計とされている。電
子手段は、被覆の所望の厚さに対応して基準点の信号に依存し、上記アクチュエ
ータを上記測定手段を従属させる。
被覆が液体状態にて施工されるとき、該装置は、施工手段及び従来の厚さ測定
手段の下流にて被覆を凝固させる手段を備えている。該従来の厚さ測定手段は、
堅牢な被覆の上でのみ効果的に又は容易に使用し得るならば、凝固手段の更に下
流に配置しなければならない。
次に、厚さ調節手段は、厚さを十分に短い応答時間にて調節することを許容し
ない。その理由は、厚さ測定手段は、被覆の施工手段から余りに離れているから
である。
本発明の目的は、上述した欠点を解決し、特に、施工装置内にて可動の強磁性
の金属基層上の絶縁性被覆、液体又はペースト状被覆に関しても連続的で経済的
な正確で且つ信頼性の高い測定を行うことを可能にするものである。
このため、本発明の主題は、可動の金属基層に施工される間に、絶縁性被覆を
何ら接触せずに、連続的に測定する方法である。この方法は、２つの距離測定セ
ンサが組み合わされた測定手段を使用して行われ、基層が動くことにより、該基
層は連続的に、入力測定手段、すなわち、上記被覆を施す手段の場内に入り、次
に、出力測定手段の場内に入り、上記測定手段の第一のセンサが誘電効果センサ
であり、上記測定手段の第二のセンサが被覆し又は未被覆の基層の表面での距離
を何ら接触せずに測定し得るようにされている方法であって、施工前に、未だ未
被覆の基層までの距離の少なくとも一組みの測定時に、入力測定手段を使用し、
その後、上記の施工手段を使用して、上記の絶縁性被覆を上記の基層領域に施し
、今や被覆した基層領域を略同一の基層までの少なくとももう一組みの測定時に
、出力測定手段が使用され、略同一の出力測定手段に対して第一の誘電型センサ
により提供された少なくとも１つの距離データと、第二のセンサにより提供され
る少なくとも１つの距離データとの差が、入力測定手段及び出力測定手段の双方
にて計算されて、出力測定手段にて計算された差と入力測定手段にて計算された
差との差により、上記基層領域に施された被覆の厚さが可能な補正係数まで推測
されることを特徴とする方法である。
本発明は、上記被覆を施工する手段に対して移動する強磁性の金属基層に施工
される間に、絶縁性被覆の厚さを何ら接触せずに連続的に測定する方法であって
、被覆が施工される前に、被覆の施工点の上流に配置され且つ被覆すべき基層の
来る測定領域ＺB,iに向けられた入力測定手段であって、領域ＺB,i内の上記基層
に対して略平行な一定の入力基準面Ｐo ref,iを画成する入力測定手段を使用して
、一方にて、誘電効果により、値dind,iの入力測定時間ｔiを測定し、他方にて
、誘電効果により、上記基層が強磁性でないならば、上記の基準面Ｐo ref,iと、
領域ＺB,i内にて面する基層の該金属面又は境界面Ｓmet,iとの間の距離
に対応する値の入力測定時間ｔiを測定し、他方にて、被覆すべき基層の表面に
従来技術の被覆が存在しないとき、上記の基準面Ｐo ref,iと領域ＺB,i内にて該
基準面に面する基層の該表面Ｓmet,iとの間の距離に相当し、又は相当するであ
ろう値ｄsurf,iを何ら接触せずに測定し、被覆を施した後、被覆の施工点の下流
に配置され且つ被覆した基層の離れる測定領域ＺB,oにて向けられた出力測定手
段であって、領域ＺB,o内にて上記基層に対して略平行な一定の出力基準面Ｐref ,o
を画成する出力測定手段を使用して、誘電効果による値ｄind,oを前述と同一
の方法にて、時間ｔiから遅延時間Ｔdだけ遅延した時間ｔoにて測定し、また、
被覆した基層部分ＺB,o上の値ｄsurf,oを測定し、上記被覆を施工する手段を通
じて入力測定手段と出力測定手段との間にて可動の基層が移動するための移動時
間がＴtに等しいように測定され、Ｔdは、Ｔtに等しいように選択され、このた
め、被覆の前後にて領域ＺB,i及びＺB,oが同一の基層領域ＺBに対応し、次に、
領域ＺBの上に、沈着された被覆の厚さＥBが次式から推測されて可能な補正ファ
クタが得られる。
ＥB＝（[ｄind,o−ｄsurf,o]−［ｄind,i−ｄsurf,i］
また、本発明は、上記被覆を施す手段に対して移動する強磁性金属基層に対し
て施工される間に、絶縁性被覆の厚さを何ら接触せずに連続的に測定する方法で
あって、被覆を施す前に、被覆の施工個所の上流に配置され且つ被覆すべき基層
の連続的な来る一連のＮ個の領域ＺB,iにて向けられた入力測定手段であって、
領域ＺB,i内にて前記基層に対して略平行な一定の入力基準面Ｐo ref,iを較正す
る入力測定手段を使用して、一方にて、誘電効果により、上記基準面Ｐo ref,iと
、上記基層が強磁性でないならば、対応する領域ＺB,i内にて該基準面に面する
基層の金属面又は境界面Ｓmet,iとの間の距離に対応する一連のＮ値ｄind,iによ
り、入力測定時間ｔiを測定し、他方にて、被覆すべき基層の表面に従来の絶縁
性被覆が存在しないならば、対応する領域ＺB,i内にて上記基準面Ｐo ref,iと該
基準面に面する基層の表面Ｓmet,iとの間の距離に相当し、又は相当するであろ
う一連のＮ値ｄsurf,iを測定し、被覆を施した後、被覆の施工点の下流に配置さ
れ且つ被覆した基層の離れる一連のＮ個の測定領域ＺB,oにて向けられた出力測
定手段であって、領域ＺB,o内にて上記基層に対して略平行な一定の
出力基準面Ｐo ref,iを画成する出力測定手段を使用して、上記と同一の方法によ
り、時間ｔiから遅延時間ｔdだけ遅延させた中間の時間ｔoにて誘電効果により
、一連のＮ値ｄind,oと、対応する被覆した基層領域ＺB,o上の一連のＮ値ｄsurf ,o
とを測定し、各系統のＮ測定値におけるそれぞれの値ｄind,i、ｄsurf,i、ｄi nd,o
、ｄsurf,oの平均値を表示する値ｄ ind,i、ｄ surf,i、ｄ ind,o、ｄ surf,o、
すなわち、移動する基層が上記被覆を施す手段を通じて入力測定手段と、出力測
定手段との間を動くための遷移時間は、Ｔtに等しく、Ｔdは被覆前及び被覆後に
、Ｎ系統の値領域ＺB,i及びＮ系統の値領域ＺB,oが、連続的な基層領域ＺBの少
なくとも90％を共有するＴtに等しくなるように選択され、上記の連続的な基層
領域ＺBが基層のストランド部分を形成し、次に、次式から、可能な補正可能な
ファクタ内にて上記基層上に析出させた被覆の平均厚さ領域ＥBを推測する方法
に特に関する。
ＥB＝（[ｄ ind,o−ｄ surf,o]−［ｄ ind,i−ｄ surf,i］
本発明の他の可能な特徴によれば、
Ｔtに十分に近いＴdを選択するためには、一連のＮ測定値の測定周波数が、サ
ンプリング周波数ν及び／又は積分時間τに相当し、τが等式τ＝Ｎ／νにより
νに関連付けられ、
τ、Ｎ、ν又は｜Ｔd−Ｔt｜は、次式を満足させ得るように選択したものであ
る。
τ＞10×｜Ｔd−Ｔt｜
｜Ｔd−Ｔt｜は遅延時間Ｔdと搬送時間Ｔｔとの最大の差を示す。
τＮ、ν又はＴｔは、τ＜Ｔｔ／10という関係を満足し得るように選択される
。
値ｄsurf,i、ｄsurf,oは、静電容量効果により測定されたものであり、被覆す
べき上記の被覆は、所定の相対的な誘電定数をεapplを有しており、補正ファク
タ［εappl／(εappl―1)］が被覆の計算した厚さＥBに適用される。
ｄsurf,i、ｄsurf,o値は、光ビーム、特に、レーザビームの三角法により測定
される。
また、本発明の主題は、絶縁性被覆を移動する強磁性の金属基層に施す方法で
あって、施工された被覆の厚さを厚さの所定の組みの値及び施工される厚さの測
定値の関数として、適応させることにより施工された被覆の厚さが調節される方
法において、本発明による厚さ方法を使用して上記の厚さの測定が行われること
を特徴とする方法でもある。
本発明は、次の特徴の１つ以上を備えることができる。
上記被覆が液体又はペースト状態で施工され、次に、施工後、凝固するとき、
施工後に行った上記の測定はその凝固前に行われる。
移動する金属基層は強磁性鋼で出来ている。
誘電効果測定の周波数の結果、上記鋼における標準的な外皮深さは、100μｍ
以下となる。
上記鋼には、強磁性金属層、特に、亜鉛、アルミニウム、クロム、スズ、又は
その合金層が被覆される。
誘電効果測定の周波数の結果、上記層の標準的な外皮深さは上記層の厚さ以上
となる。
移動型の基層は走行ストリップである。
移動型の基層は回転ロールである。
最終的に、本発明の主題は、可動の金属基層に対し絶縁性被覆を施工するプラ
ントであって、被覆を施工する手段と、基層を駆動する手段であって、基層が上
記プラントを貫通して走行するための経路を画成する駆動手段と、施工手段によ
り施工された被覆の厚さを連続的に測定する装置とを備えるプラントにおいて、
上記装置が、
上記走行経路の測定領域にて向けることのできる測定手段であって、上記測定
領域内に配置された均一な非強磁性の金属面又は境界面までの距離を測定し得る
ように誘電効果により作動する第一のセンサと、上記測定領域内にて上記センサ
と対向する位置に配置された面までの距離を測定し得るようにされた第二のセン
サという２つの距離測定センサが組み合わされた測定手段を備え、該測定手段が
、基層が走行するための経路の同一のストランドに面し得るように配置され、そ
の一方が施工手段の上流側の入力側によりその他方が施工手段の下流の出力側に
あるようにし、
基層が入力測定手段の測定領域と出力測定手段の測定領域との間にて動くため
の移動時間Ｔtに略等しい、入力測定手段が作動されるときの時間に対して時間
間隔Ｔdの遅延にて、出力測定手段を作動させる手段と、
共に入力測定手段と出力測定手段とに設けられた、誘電型センサにより付与さ
れる少なくとも１つの距離データと第二のセンサにより付与される少なくとも１
つの距離データとの間の差を計算する手段であって、遅延時間Ｔd後に作動され
、上記出力測定領域を貫通して走行する基層領域に対して付与された被覆の厚さ
を出力測定手段にて計算された差と入力測定手段にて計算された差との差により
可能な補正ファクタにて推測する手段とを備えるプラントである。
また、本発明は、次の特徴の１つ以上を備えることができる。
上記第二の距離測定センサが静電容量効果により作動する。
上記第二の距離測定センサが光ビーム、特にレーザビームの三角法により作動
する。
施工手段は、液体又はペースト状態にて被覆を施工する設計とされており、該
プラントは、上記被覆を凝固させる手段であって、上記施工手段の下流にて上記
走行経路内に配置された凝固手段を備え、出力測定手段が上記施工手段と上記凝
固手段との間に配置される。
該被覆プラントは、上記施工手段により付与される厚さを調節する手段を更に
備え、該手段は、上記厚さの測定手段により提供される被覆厚さの測定値の関数
として連続的に作動する設計とされている。
本発明は、次の図面に関して、金属ストリップを被覆する特別の場合の非限定
的な一例を通じて以下に掲げた説明を読むことにより、より明確に理解されよう
。
図１は、本発明による測定装置が取り付けられた、本発明によるストリップ被
覆装置の平面図である。
図２は、本発明による測定装置の計算手段も図示する、図１の装置の側面図で
ある。
図３は、被覆前に、図１に図示した被覆プラント内で入力測定手段に対向する
支持ロールの上方を走行するストリップの側面断面図である。
図４は、被覆後に、図１に図示した被覆プラント内で出力測定手段に対向する
支持ロールの上方を走行するストリップの側面断面図である。
図５は、３つの型式の移動する裸の金属シートに取り付けられた従来技術によ
る２つのセンサ付き測定手段により付与される絶縁性被覆の厚さのデータのグラ
フである。
図６は、厚さが変化する亜鉛層で被覆されたシートの試料に取り付けられた、
従来技術による２つのセンサ付き測定手段により付与される絶縁性被覆の厚さの
データのグラフである。
図７は、一方にて絶縁性被覆が存在せず、他方にて、絶縁性塗料で被覆された
クロムめっきした鋼ロールに取り付けられた、従来技術による２つのセンサ付き
測定手段により付与される絶縁性被覆の厚さのデータのグラフである。
図１及び図２に図示するように、連続的なストリップの被覆プラントは、上流
端から下流端まで、連続的なストリップ支持ロールから成るストリップ走行経路
に沿って、入力測定手段１と、ストリップに対して絶縁性被覆を施工する手段２
（これらはそれ自体公知）と、出力測定手段３とを備えている。また、このプラ
ントは、ストリップをプラントの上流端から下流端まで連続的に走行させる手段
と、付与された被覆の厚さを計算する手段４をも備えている。
施工された被覆の厚さを計算する手段４は、入力測定手段１と、出力測定手段
３とに接続されており、これらの測定手段に関しては既に説明してあり、これら
手段を同期化させ且つ以下に説明するように、施工された被覆の厚さを計算する
設計とされている。
該入力測定手段１及び出力測定手段３は、略同一であり、図１に図示するよう
に、ストリップの幅方向に同一の箇所（従って、ストリップの同一のストランド
に対向する位置）にて固定されている。該第一の手段は、ストリップの走行方向
に対して施工手段の上流にあり、また、第二の手段は施工手段２の下流にある。
ストリップの走行方向は矢印で示してある。
このため、本発明による厚さ測定装置は、測定手段１、３と、計算手段４とを
備えている。
測定手段１、３の各々は、誘電型センサを備えており、また、この場合、静電
容量型センサを備えており、これらセンサは、電子装置と組み合わされて、これ
ら２つのセンサに電力を供給し且つ該センサから信号を取得する。
該誘電型センサは、0.5乃至２ＭＨｚの範囲の周波数にて作動する。
このため、測定手段１、３の各々は、二重のセンサを形成する。
これら２つのセンサ、すなわち、誘電型センサ及び静電容量型センサは、共に
締結され、ストリップの移動経路と同一の領域、すなわち、入力側にてＺB,i、
出力側にてＺB,oに面した感応面を提供する。
また、この一定の感応面は、厚さ測定基準面、すなわち、入力側にてＰo ref,i
、出力側にてＰo ref,oと称されている。
センサが向く領域（ＺB,i、ＺB,o）は、移動経路内のストリップ支持ロール５
、６に対応することが好ましく、基準面（Ｐo ref,i、又はＰo ref,o）とストリッ
プの下側（又は、これらロールと接触する内面）との間の距離は、略一定である
。
この配置は図３、図４により詳細に示してある。
ストリップの下側の位置は、測定領域内のストリップとロールとの接触箇所に
てこれらロール５、６に正接する面、すなわち、領域ＺB,iに対する入力側にて
Ｒref,i及び領域ＺB,oに対して出力側にてＲref,oにより識別してある。
図３及び図４に図示するように、基準面（Ｐo ref,i、又はＰo ref,o）と、これ
らロールに接触する走行ストリップの内面との間の距離は、入力側の距離（Ｐo r ef,i
−Ｒref,i）と、出力側の距離（Ｐo ref,o−Ｒref,o）とにより表わされる。
その公称径に対応するロール（常に測定領域内）に対して正接する面の位置を
Ｒo ref,i、Ｒo ref,oと称し、入カロール及び出力ロールの瞬間的な偏心度をそれ
ぞれρi(ｔ)、ρo（ｔ）と称すると、次式を得ることができる。
距離（Ｐo ref,i−Ｒref,i）＝距離（Ｐo ref,i−Ｒo ref,i）−ρi（ｔ）
距離（Ｐo ref,o−Ｒref,o）＝距離（Ｐo ref,o−Ｒo ref,o）−ρo（ｔ）
この距離（Ｐo ref,i−Ｒo ref,i）及び（Ｐo ref,o−Ｒo ref,o）は、対応するス
トリップ支持ロール５、６に面する入力測定手段１及び出力測定手段３が固定さ
れる一定の公称距離に対応する。
入力測定手段１及び出力測定手段３は、ストリップの同一側に配置されるため
、
これら入力測定手段は、プラント内により容易に取り付けられ、施工された被覆
の厚さを測定することが望まれるストリップのストランドに対応して、ストリッ
プの全幅に亙って容易に移動させることができる。
入力測定手段１に関連付けられた誘電型センサ及び電子装置は、特に、較正後
、それ自体公知の方法にて設計され、接近するストリップが均質な金属及び常磁
性である場合(絶縁性被覆が付与されているか否かを問わず)、測定領域ＺB,i内
にて上記基準面Ｐo ref,iに対向するセンサの場を通じて進む、最も近い導電性又
は金属面Ｓmet,iから基準面Ｐo ref,iを分離する距離に対応する値ｄind,iを測定
する。
このため、次式が得られる。
ｄind,i＝距離（Ｐo ref,i−Ｓmet,i）
誘電型センサの較正、それ自体公知の方法にて行われ、センサの応答を「線形
」にし、測定値ｄind,iが所望の全測定範囲に亙って面Ｐo ref,iを面Ｓmet,iから
分離する距離に十分に対応するようにする。
誘電型センサの測定範囲は、装置を貫通して走行するストリップの厚さ及びス
トリップ支持ロール５の偏心度ρi（ｔ）に対応して相違する。
センサの場に入るストリップが絶緑性被覆を有するならば、入力誘電型センサ
は、ストリップの領域ＺB,iの金属／被覆境界面Ｓmet,iの基準面Ｐref,iを分離
する距離を測定する。
接近するストリップが強磁性であるならば、外皮効果は悪化し、表面が僅かで
も異種であると、測定値ｄind,iが、摂動する。この場合、較正したセンサによ
り付与される測定値ｄind,iは、ストリップが面Ｓmet,iからＰref,iを分離する
実際の距離の間の何ら関係を生ぜずに、ストリップが走行するときに変動する「
見かけ」の距離となるにすぎない。
この場合、次式を得ることができる。
ｄind,i≠距離（ＰO ref,i−Ｓmet,i）
強磁性の接近するストリップが、亜鉛、アルミニウム、スズ、クロム（若しく
はその合金）の層のような薄い常磁性金属層で被覆されている場合、これら摂動
は更に大きくなり、特に、金属層の厚さが、誘電型センサにより放出された放射
線の外皮深さ以下のままであるときに更に大きい。
このように、該誘電型センサは、センサの感応面に対向する、接近するストリ
ップの磁力誘電及び／又は領域ＺB,iの渦電流を発生させ且つこれらを遠隔的に
測定し、見かけの距離の値ｄind,iを推測する。
出力測定手段３に関係付けられた誘電型センサ及び電子装置は、同様に、装置
の出力側にてストリップ領域Ｚb,o内で上記基準面Ｐo ref,oに対向する、センサ
の場を通過する最も近い誘電又は金属面Ｓmet,oの対応する基準面Ｐo ref,oを分
離する見かけの距離ｄind,oを測定し得る設計とされている。
入力測定手段１において、ストリップの下側と金属面Ｓmet,iとの距離は、ＤB ,i
＝距離（Ｒref,i−Ｓmet,i）により表示される。このため、ＤB,iは、領域ＺB ,i
内で基層の厚さに対応する。
同様に、出力測定手段３において、ストリップの下側と、金属面Ｓmet,oとの
間の距離は、ＤB,o＝距離（Ｒref,o−Ｓmet,o）により表示される。このため、
ＤB,oは、領域ＺB,o内の基層の厚さに対応する。
入力測定手段１と、出力測定手段３との間にて、プラント内のストリップの移
動時間Ｔtに正確に等しいように選択された遅延時間Ｔdにより入力測定が為され
る時間ｔiに対して出力測定が為される時間ｔoを遅延させるならば、出力測定領
域ＺB,o及び入力測定領域ＺB,iは、同一のストリップ領域ＺBに対応する。
このように、ＤB,i＝ＤB,oとなり、更に、ストリップの厚さの変動又は内面に
既に析出された被覆（基層の一部を形成する）の厚さの変動に関係無く、この値
となる。
ＤB,i＝ＤB,oの共通の値はＤBで表示される。
このため、プラントに入るストリップが均質な常磁性ストリップであり、プラ
ントに裸で入り(図３)、プラントから被覆された状態で出るならば(図４)、誘電
型センサは次のものを測定する。
入力側にて、
ｄind,i＝距離（Ｐo ref,i−Ｓmet,i）＝［距離（Ｐo ref,i−Ｒref,i）−ＤB
］
出力側にて、
ｄind,o＝距離（Ｐo ref,o−Ｓmet,o）＝［距離（Ｐo ref,o−Ｒref,o）−ＤB
］
更に、上記のため次式となる。
距離（Ｐo ref,i−Ｒref,i）＝距離（Ｐo ref,i−Ｒo ref,i）−ρi（ｔi）
距離（Ｐo ref,o−Ｒref,o）＝距離（Ｐo ref,o−Ｒo ref,o）−ρo（ｔo）
差ｄind,o−ｄind,iとなり、このため、次式に等しくなる。
［距離（Ｐo ref,o−Ｒo ref,o）−距離(Ｐo ref,i−Ｒo ref,i)］−［ρo（ｔo
）−ρi(ｔi)］
第一の項［距離（ＰO ref,o−ＲO ref,o）−距離(Ｐo ref,i−Ｒo ref,i)］は、Ｆo
で表示される一定の値を保持し、この値は、プラント内に構成要素（特に、ロ
ール５、６及び測定手段１、３）の固定状態に対応する。
このように、［ｄind,o−ｄind,i］＝Ｆ°＋［ρo（ｔo）−ρi(ｔi)］
同一の形態にて、プラントに入るストリップが強磁性であるならば、異なる型
式の金属層にて予め被覆されているか否かを問わず、入力誘電測定値ｄind,i≠
距離（Ｐo ref,i−Ｓmet,i）及び出力誘電測定値ｄind,o≠距離（Ｐo ref,o−Ｓme t,o
）となるが、２つの測定値［ｄind,o−ｄind,i］間の差は、上記と同一の値
となる。すなわち、Ｆ°＋［ρo（ｔo）−ρi(ｔi)］となることが分かった。
このため、次式が得られる。
［ｄind,o−ｄind,i］＝［距離（Ｐo ref,o−Ｓmet,o）−距離(Ｐo ref,i−Ｓmet,i
)］
本発明の基本であるこの観察は、ストリップの性質に起因するｄind,iの測定
値及びｄind,oの測定値の双方に影響を与えることに基づくものである。その理
由は、これら測定が同一のストリップ領域ＺBにて行われ、このため、大きさが
等しい摂動により影響を受け、この摂動は、減算により解消される。
入力測定手段１の静電容量型センサ及び関連付けられた電子装置は、それ自体
公知の方法にて設計され、測定領域ＺB,iを貫通して走行する誘電性金属面から
基準面Ｐo ref,i、を分離する空気層の厚さに対応する値ｄcap,iを測定する。
静電許容型センサには、入力測定手段１の面Ｐo ref,i内にて面状電極が設け
られており、また、該電極は、平行な金属製の導電性面Ｓmet,iに面しており、
この場合、Ｐo ref,i及びＳmet,iは、コンデンサの２つの電極を形成する。
静電容量型センサと関係付けられた電極手段は、それ自体公知の方法にて設計
されており、このコンデンサの静電容量Ｃiを測定し、Ｐo ref,i及びＳmet,iが空
気によってのみ分離されているならば、この静電容量の測定値Ｃiから距離（Ｐo ref,i-
Ｓmet,i）に対応する値ｄcap,iを推測することができる。
この推測は、次式の関係を使用して行われる。
Ｃi＝εo[電極の面積]/ｄcap,i、ここで、εoは、空気の絶対誘電定数である
。
このように、裸の誘電性ストリップが領域ＺB,iにてセンサを経て走行すると
き、センサにより為された測定値ｄcap,iは、次の関係を満足させる。
ｄcap,i＝距離（Ｐo ref,i-Ｓmet,i）
他方、領域ＺB,iを貫通して走行するストリップが既に、絶縁層で被覆されて
いるならば、ｄcap,i≠距離（Ｐo ref,i-Ｓmet,i）となる。
実際には、この絶縁層が相対的は誘電定数ε1及び厚さＥ1を有するならば、セ
ンサにより測定されるコンデンサＣiは、次２つの層を重ね合わせることにより
形成される。すなわち、
静電容量Ｃdielに対応する厚さＥ1の誘電層ε1と、
静電容量Ｃairに対応する厚さ＝［距離（Ｐo ef,i−Ｓmet,i）−Ｅ1］の空気層
とにより形成される。
次式を得ることができる。
１／Ｃi＝１／Ｃdiel＋Ｃair
この式から次式を導出することができる。
ｄcap,i＝［距離（ｐo ref,i-Ｓmet,i）−Ｅ1］＋Ｅ1／ε1
ε＞＞１であるならば、ｄcap,i≠［距離（ｐref,i−Ｓmet,i）−Ｅ1］となり
、このことは、上述したように、静電容量センサがストリップの表面（この場合
、絶縁性である）を見ることを意味する。
出力測定手段３の静電容量型センサ及び関係付けられた電子装置は同様に、コ
ンデンサＣoの測定値から測定値ｄcap,oを同一の方法にて推測し得るように設計
されている。
被覆装置の作用に関して、また、施工手段２の直後にてストリップ領域ＺBに
施工された被覆の厚さＥBを連続的に測定するための方法に関して、以下に説明
する。
本発明を具体化する第一の方法において、アルミニウム、クロム、スズ又はそ
の合金の層のような常磁性の金属層で被覆し又は被覆しなくてもよい強磁性の金
属ストリップＢ、特に、鋼ストリップは、該ストリップに絶縁層を付与し得るよ
うにプラントを通じて走行させる。
施工手段２によって施された層の誘電定数εapplは、既知であると推測する。
上述したように、プラント内にてストリップの移動時間Ｔtに正確に対応する
遅延時間Ｔdだけ、遅くした、入力測定が為される時の時間ｔiに対して遅延させ
た時間ｔoにて出力の測定が為されると仮定するならば、出力測定領域ＺB,o及び
入力測定領域ＺB,iは、同一の「測定した」ストリップ領域ＺBに対応する。
次に、本発明に従って、次式からＥBを推定することができる。
ＥB＝［εappl／(Ｅappl−１)］×｛[ｄind,o−ｄcap,o]-[ｄind,i−ｄcap]｝
ここで、ｄind,i及びｄcap,iは、入力測定手段１により得られた測定値であり
、ｄind,o及びｄcap,oは出力測定手段３により得られた測定値である。
このＥBを付与する等式は、次の方法にて確認することができる。
上記の等式は、次式に変換される。
ＥB＝[εappl／（εappl−１）]Ｘ｛[ｄind,o−ｄind,i]−[ｄcao,o−ｄcao,i
]｝
最初に、第１項、すなわち［ｄind,o−ｄind,i］について検討する。
出力測定量意にＺB,o及び入力測定領域ＺB,iは同一のストリップ領域ＺBに対
応することから、前と同様に、
[ｄind,o−ｄind,i]＝[距離（Ｐo ref,o−Ｓmet,o）−距離（Ｐo ref,i−Ｓmet, i
）]となり、
次に、第２項、すなわち[ｄcap,o−ｄcap,i]について検討する。
プラントに入るストリップは、絶縁性被覆を有しないから、次に、ｄcap,i＝
距離（Ｐo ref,i−Ｓmet,i）となる。
プラントから出るストリップには、決定すようとする厚さＥBの絶縁性被覆が
付与されるため、次式を得ることができる。
ｄcap,o＝［距離（Ｐo ref,o−Ｓmet,o）−ＥB］＋ＥB／εappl
次に、差（ｄcap,o−ｄcap,i）は、次式に等しくなる。
［距離（Ｐo ref,o−Ｓmet,o）−距離（Ｐo ref,i−Ｓmet,i）]−ＥB×［(εapp l
−１）／εappl］
この等式の第１項及び第２項を１つにまとめると、次の式が得られる。
｛[ｄind,o−ｄind,i]−[ｄcap,o−ｄcap,i]｝＝ＥB×［(εappl−１)／εapp l
］
これにより、ＥB対する、上記の等式が確認される。
施工される被覆の厚さを計算する手段４は、この等式からＥBを計算する設計
とされている。
ストリップの強磁性の特性及び／又はその表面の異種、特に、常磁性の金属が
有する性質に起因する誘電センサの摂動の問題は、完全に解消されることが分か
ったことは有利なことである。
同様に、一般的に、誘電型センサに伴って生じる熱ドリフトの問題点も解消さ
れる。
入力測定手段及び出力測定手段における各ストリップの支持ロールの偏心度ｐo
、ｐoの問題点は、これら偏心度の程度に関係なく完全に解消されることが分か
ったことは有利なことである。
本発明を具体化する第二の形態において、被覆すべき強磁性の金属ストリップ
が既に絶縁層で被覆されているならば、同一の等式及び同一の測定法によって同
一の方法にてＥBの測定が為される。
Ｅinsを従来技術の絶縁性被覆層の厚さとし、εinsをこの層の誘電定数とする
。
プラントに入るストリップは既に絶縁性被覆を有しているから、次式を得るこ
とができる(上記参照)。
ｄcap,i＝[距離(Ｐo ref,o−Ｓmet,o)−Ｅins]＋Ｅins／Ｅins
プラントから出るストリップには、決定しようとする厚さＥBの次式を得るこ
とができる。
その厚さＥをを決定しようとする、プラントから出るストリップは、第二の絶
縁性被覆が付与されているから、次式を得ることができる。
ｄcap,o＝[距離（Ｐo ref,o−Ｓmet,o）−Ｅins−ＥB]＋Ｅins／εins+ＥB／εap pl
次に、差[ｄcap,o−ｄcao,i]を前と同様に表すことができ、再度、次式が得ら
れる。
[ｄcap,o−ｄcao,i]＝[ｄind,o-ｄind,i]−ＥB×[(εappl−１)／εappl]、ＥB
の等式は同一のままである。
このため、接近するストリップが既に、絶縁性層で被覆されている場合であっ
ても、又この絶縁層の特徴が未知であっても、施工手段２内にて施工された被覆
の厚さを測定することが判明したことは有利なことである。
本発明の１つの変形例によれば、静電容量型センサに代えて、入力及び出力測
定手段は、入力及び出力測定センサに対向する隔たった面から該センサを分離さ
せる距離を測定し得る設計とされたその他の型式のセンサを備えている。この場
合、これらのセンサにより付与されたデータは、ｄcap,i及びｄcap,oではなくし
て、ｄsurf,i及びｄsurf,oとなる。
特に、測定領域ＺB,i、ＺB,o内にてストリップの表面から基準面Ｐo ref,i、Ｐo ref,o
をそれぞれ分離させる距離を測定する設計された光学的センサを使用する
ことができる。
これらの光学的センサは、それ自体、公知であり、以下に、より詳細に説明し
ない。例えば、これらの光学的センサは、測定領域内のストリップ表面に向けら
れ且つ該表面から反射されたレーザービームの三角法により作動するセンサとす
ることができる。
装置の入力側及び出力側の双方にてストリップの表面が十分に反射性であると
き、この変形例を使用することができる。
この場合、ストリップ領域ＺBにて析出された被覆の厚さは、ＥB＝{[ｄind,o
−ｄopt,o]−[ｄind,i−ｄopt,o]}として、より簡単に書き表すことができ、こ
のため、ｄopt,i、ｄopt,oがそれぞれ光学的入力センサ及び光学的出力セン
サにより提供される距離の測定値であるならば、静電容量型センサに特徴的な補
正ファクタ[εappl／（εsppl−１）]を使用する必要がない。
理解し得るように、この説明の未だ不十分な段階にて、本発明の具体化は、次
のように想定して行われる。すなわち、出力測定が為される時の時間ｔoは、常
に、装置内のストリップが入力測定手段１と出力測定手段３との間で移動する時
間Ｔtに正確に対応する、測定遅延時間Ｔd＝ｔo−ｔiだけ、入力測定が為される
時間ｔiを遅延させることができる。
ストリップが速度ＶBにてプラントを貫通して走行し、入力測定手段と出力測
定手段との間のストリップの経路、すなわち移動長さがＬtであるならば、プラ
ント内の該ストリップの移動時間Ｔtは、Ｌt／ＶBとなる。
実際には、例えば、測定周波数が400Ｈｚ、ストリップ速度が１ｍ／ｓである
ならば、ストリップ上にて連続する２つの測定領域を分離する距離は、（１／40
0）ｍ、すなわち、2.5ｍｍである。
このように、測定領域が２乃至３ｍｍ以上伸長するならば、ストリップのスト
ランドの全表面は、本発明による厚さ測定装置により、走行するストリップの全
長に沿って完全に利用される。
しかしながら、出力測定領域ＺB,oと入力測定領域ＺB,iとの間にて正確に対応
するためには、移動の長さＬtは、１ｍｍの程度の精度（このことは、速度の誤
差が0.1％以下であることを意味する)にて把握しなければならないが、このこと
は、実際には、実現不可能なことである。
その理由は、移動長さＬtは、ストリップの張力が少しでも変化したならば、
この長さが１ｍｍ以上変化するからである。
一定の遅延時間Ｔdを使用するならば、ストリップが走行するときの速度ＶBが
少しでも変化することは、同一のストリップ領域ＺBの入力測定領域ＺB,i及び出
力測定領域ＺB,oは最早、一致しなくなるのに十分である。
実際には、また再度、本発明によれば、この工程は、一連の測定を使用する、
すなわち、中間時間ｔiにて入力側においてＮ測定ｄind,i及びｄcap,iの系統、
及び中間時間ｔoにて出力側においてＮ測定ｄind,o、ｄcap,oの系統を使用し、
また、ＥBの等式に対して対流する系統の平均値ｄ ind,i、ｄ cap,i、ｄ ind,o、ｄ cap,o
によりｄind,i、ｄcap,i、ｄind,o、ｄcap,oを連続的に置換することに
より、前と同様にＥBを計算する。
本発明によれば、次式を得ることができる。
ＥB（ｔ）＝[εappl／(εappl−１)]×{[ｄ ind,o−ｄ cap,o]（(ｔoにて測定)
−［ｄ ind,i−ｄ cap,i］（ｔiにて測定）}
この方法の適応は、静電容量型センサに代えて、光学的センサが使用される場
合に拡大することができる。
時間ｔは、一系統の連続的なストリップ領域ＺBに被覆を施す手段２により行
われる被覆工程の中間時間に対応する。
このため、一系統の一組み連続的な領域ＺBは、同一系統からの全ての測定点
を含んでおり、このためストリップのストランド部分の上方に亙って伸長する。
時間ｔiがストリップが入力測定手段１と通るときの中間時間に対応するなら
ば、施工手段２内にて入力測定手段１と同一のストランドの被覆との間のストリ
ップの上記ストランド部分が移動する時間Ｔaの関数として、時間ｔを時間ｔi 更に、本発明によれば、一系統の出力測定値［ｄ ind,o、ｄ cap,o］の中間時間
ｔoは、測定遅延時間Ｔd＝ｔo−ｔiにより一系統の入力測定値[ｄ ind,i、ｄ cap, i
]の中間時間ｔiに対して遅延させる。この遅延時間は、入力測定手段１と出力
測定手段３との間をストリップが通過するための移動時間の値Ｔtに可能
実際には、被覆すべき基層のＮ個の連続的な入力測定領域にＺB,iの系統及び
被覆した基層のＮ個の出力測定領域ＺB,oの系統は、連続的なストリップ領域ＺB
と可能な限り多数、好ましくは、少なくとも90％共有することが重要である。
τが各系統の測定値に対する積分時間、すなわち、一系統のＮつの測定に対し
て平均が為される時間を示すならば、τ＞１０×｜Ｔd−Ｔt｜となるように選択
することが好ましい。この場合、｜Ｔd−Ｔt｜は、ＴdとＴtとの間の最大の偏倚
を示し、その偏倚はストリップの速度ＶBの不安定さ、及び移動長さＬtの変動に
より生じるのである。
このように、被覆厚さのＥB（ｔ）の各計算値は、各系統のＮ個の測定値の内
に、入力測定値ｄind,i、ｄcap,iの系統の接近する領域ＺB,iに対応しない離れ
る領域ＺB,oにて行われた最大でＮeの出力測定値ｄind,o及びｄcap,oを内蔵する
。
次に、次式、Ｎe＝|Ｔd＝Ｔt|×Ｎ／τからＮeが得られる。
このため、τ＞１０×｜Ｔd−Ｔt｜の条件はＮe／Ｎ＜１／１０として書き表
すことができる。このことは、時間ｔoにて行われた一系統の出力測定、及び時
間ｔiにて行われた一系統の入力測定において、測定値の10％が対応しないこと
が許容可能である（すなわち、ストリップの同一のストランド部分に対応しない
）ことを意味する。
例えば、一定の時間遅延ｔd＝２秒、移動時間Ｔtが約２秒であるならば(Ｌt 長さＬtの最大の相対的変動率が0.5％であるとき、その場合、最大で｜Ｔd−Ｔt
｜＝Ｔt×0.5％＝0.01秒となり、τに関する条件は、τ＞１０×0.01ｓ、すなわ
ちτ＞0.1ｓとして表される。
更に、余りに長い応答時間を避けるため、積分時間については、入力測定手段
１と出力測定手段３との間のストリップの移動時間Ｔtの関数のみを示すことが
重要である。
τは、τ＞Ｔt／１０となるように選択されることが好ましい。
実際には、τは、Ｔt／100＜τ＜Ｔt／10であるように選択される。このこと
は、移動時間Ｔt内に全体として１０乃至１００の測定系統が存在することを意
味する。
この条件は、別の同等の方法にて表すことができる。νが測定手段１、３の測
定周波数、すなわちサンプリング周波数であり、(すなわち、τ＝Ｎ／ν)、Ｔt
が入力測定手段１と出力測定手段３との間をストリップが通るための移動時間で
あるならば、各系統［ｄ ind,i、ｄ cap,i］又は［ｄ ind,o、ｄ cap,o］の系統にお
ける測定回数Ｎは、次式に従って選択されることが好ましい。
ν．Ｔt／１００＜Ｎ＜ν．Ｔt／１０
入力及び出力手段のセンサは、測定周波数又はサンプリング周波数νの逆数以
下の応答時間を有することが好ましい。
例えば、サンプリング周波数がν＝400Ｈｚである場合、応答時間は、0.25×10- 2
秒以下であることが好ましい。
このように、各系統における測定回数Ｎが40であるならば、ストリップがＶB
＝１ｍ／ｓの速度にてプラントを貫通して走行する場合、また、サンプリング周
波数νが400Ｈｚである場合、本発明に従って平均被覆の厚さＥB（ｔ）の計算が
その上で行われたストリップ領域ＺB、又はストリップのストランド部分は、
40／400Ｈｚ×１ｍ／ｓ＝10cmの長さを有する。(走行時間に向けて)。
移動時間ＴtがＬt／ＶBであるとき、すなわち、２秒である（ＶB＝１ｍ／ｓ、
Ｌt＝２ｍの場合）とき、Ｔt／100＜τ＜Ｔt＜10の関係における積分時間τの好
適な選択により、0.02秒＜τ＜0.2秒の関係が得られる。
次に、{ν．Ｔt／100＜Ｎ＜ν.Ｔ／10}の関係におけるＮの最適な選択は、次
式で表わされる。
（ν．Ｌt）／（100．ＶB）＜Ｎ＜（ν．Ｌt）／（10．ＶB）
この式から、ν及びＶBの値が前と同一のデータであり、移動長さＬt＝２ｍで
あるとき、８＜Ｎ＜80となる。
それ自体公知の方法にて、入力測定手段１及び出力測定手段３に接続された計
算手段４は、測定系統ごとの平均値を計算し、更には、変数（標準偏差値）を計
算し、また、その値から、本発明によるＥB（ｔ）に対する時間ｔにて施工手段
２により施工された被覆の厚さを推測するために、その系統の測定を制御する(
且つ遅延させる)設計とされている。
本発明の１つの変形例において、遅延時間Ｔdは、移動時間Ｔtに可能な限り近
いままであるように変更し、これにより、厚さＥBの計算の精度を向上させるこ
とができる。
このように、本発明は、この基層の表面に強磁性の金属基層が付与された場合
であっても、該基層（ストリップ又はロール）に対して連続的に施工される絶縁
性被覆の厚さを連続的に、正確且つ精密に測定することを可能にする。
本発明による装置は、厚さが100μｍ以下の金属層で被覆された鋼及び裸の鋼
の双方に低廉な誘電型センサを使用することを許容する。
本発明による方法は、特に局部的な厚さの測定を連続的に行なうことにより具
体化が簡単であり、このことは、入力測定手段を出力測定手段と同期化させる点
にて過大な負担を回避するものである。
本発明は、その以前の被覆が非強磁性の金属ではなく又は絶縁体場合でさえあ
っても、任意の型式の強磁性基層に施工される。
静電容量型センサを使用する場合、本発明は、その誘電定数の値εapplが既知
である限り(出力測定点にて)、その施工中に被覆の厚さを測定することを可能に
する。また、この誘電定数が大きければ大きい程、その厚さの測定精度はより向
上する。
一例として、被覆が液体状態にて施工されるならば、この誘電定数の値は水溶
系媒体に対して大きく(εappl＝80)、分散型液体型式の塗料（ポリ塩化ビニルの
ような「オーガノゾル」又「プラスチゾル」）の場合、約４であり、可溶型の液体
塗料（ポリエステル塗料のような）の場合、６乃至10の範囲にある。
本発明による装置は、少なくとも１乃至200μｍの範囲の被覆厚さを測定する
ことを可能にし、また、誘電定数が４乃至10の場合、施工された被覆の厚さの点
にて１μｍ程度の精度を実現することを可能にする。
この厚さの測定の原理（差による）は、誘電型センサにおける全ての熱的ドリ
フトに打勝つことを可能にすることは有利なことである。(このドリフトは、入
力と出力との間にて補正される)。
本発明による装置の較正は、実施が容易であり、被覆すべき基層又はストリッ
プに関する何ら特別な知識（例えば、その厚さ、また、絶縁性被覆で予め被覆さ
れているかどうか）を必要としない。
ストリップの同一側に共に配置された測定手段１、３は、施工手段２に対して
可能な限り近く、装置の上でさえあっても取り付けることが容易である。
このことは、同一の測定精度を保ちつつ、それらの測定手段が基層（ストリップ
又はロール）の全幅に互って動くことを許容する。
本発明によるこの厚さ測定装置は、被覆が施工されている間に、連続的に作動
する。
ここにおいて、τは、積分時間、Ｔbは、施工手段２と出力測定手段との間を
ストリップが通過するための移行時間である(従って、Ｔt＝Ｔa＋Ｔb)。
このため、この応答時間を短くすることが可能な２つの方法がある。
すなわち、積分時間τを短くする。(しかし、依然として、τに関する上述の
条件を満足させることが好ましい)。
又は、時間Ｔbを短かくすることである。すなわち、出力測定手段３を施工手
段２に可能な限り近い位置に配置する。
この場合、施工した被覆が未だ液体状であり、施工手段２から離れるときに、
未だ凝固していないときでさえ、出力測定手段３を施工手段２の直ぐ付近に配置
することが可能である。
特に、出力測定手段３は走行するストリップＢと何ら接触せずに作動するから
、このことが可能となる。
このため、本発明は、未だ液体状態又はペースト状態にある被覆の厚さを測定
することが可能なことは有利である。
本発明の１つの有利な変形例によれば、被覆が液体状態にて施工され、測定手
段１、３が静電容量型センサを備えるならば、被覆プラントは、施工手段２に対
して被覆液体又はペーストを供給する手段に加えて、基層（ストリップ又はロー
ル）に施工される前に液体又はペーストの誘電定数εapplを自動的に且つ連続的
に測定するための手段も備えている。
本発明の非限定的な１つの実施の形態として、プラントは、被覆液体又はペー
ストが通って流れる施工手段に供給する回路内に取り付けられた同軸状の静電容
量型のプローブと、該プローブを貫通して流れる製品の誘電定数を連続的に測定
し得る設計とされた電子装置とを備えている。
プローブと関係付けられたこの電子装置は、この場合、計算手段４に連結され
ており、このため、施工された被覆の厚さＥB（ｔ）を計算するとき、測定値εa ppl
（ｔ）を考慮に入れる。
このように、施工された被覆の厚さの計算は、施工された製品の誘電定数εap pl
の瞬間的な値を考慮に入れるから、本発明による測定装置は、施工された製品
の組成との変化によって変動することはない。
このように、本発明の必須の有利な点は、被覆が液体又はペースト状態にて施
工される場合であっても、迅速な応答により、厚さを連続的に測定するための装
置及び方法を提供することである。
被覆が液体又はペースト状態にて施工される場合、施工手段２は、例えば、溶
融ポリマー押出し成形ヘッド、又は塗料若しくはラッカーの被覆ヘッドを備えて
いる。
本発明による装置及び方法は、施工手段２の制御のために使用できることは有
利なことである。この場合、プラントは、施工される被覆の厚さを変化させ得る
設計とされたアクチュエータと、厚さ調節器とを備えている。この場合、本発明
によるアクチュエータ、調節器及び装置は、施工された被覆の厚さを設定のレベ
ルまで制御し得る設計とされた閉ループを形成する。
この形態において、応答速度（短かいＴresp）は、このプラントへの性能の点
にて中心的な要素である。
被覆が液体又はペースト状態にて施工されるならば、施工された被覆は、施工
手段２内にて実際被覆を施工した後に凝固する。
この場合、被覆プラントは、施工手段の下流に設けられて、施工された被覆を
凝固させる手段を備えている。
施工された被覆を凝固させる手段は、被覆の性質、及び基層（ストリップ、又
はロール）への施工方法に合ったものに特別に形成する。例えば、これらの手段
は、液体塗料を施工する場合、乾燥手段とし、又は、熱硬化性ポリマー被覆を施
工する場合、硬化手段とし、若しくは、溶融ポリマーを施工する場合、冷却手段
とする。
しかしながら、従来技術の厚さ訓定方法において、特に、接触法において、凝
固した被覆の厚さのみを測定することができ、この厚さ測定手段は、凝固手段の
下流にしか取り付けることができず、このことは、応答時間が極めて長いことを
意味する。
本発明によって、測定手段（この場合、出力測定手段３）は、施工手段２の出
口の直ぐ近くに、このため、凝固手段の上流に配置することができ、厚さ測定装
置の応答時間Ｔrespは著しく短かくなり、これにより、施工される被覆の品質、
特に、厚さの均一さの点にて改良することを可能にする。
【手続補正書】
【提出日】平成１１年２月２２日（１９９９．２．２２）
【補正内容】
請求の範囲
１．被覆施工手段（２）に対して移動する金属基層Ｂに施工される間に、何ら
接触せずに、絶縁性被覆の厚さを連続的に測定する方法であって、２つの距離測
定センサが組み合わされた入力測定手段（１）及び出力測定手段（３）を使用し
て行われ、前記測定手段（１、３）の第一のセンサが誘電効果センサであり、前
記測定手段（１、３）の第二のセンサが、被覆し又は未被覆であるかどうかを問
わずに、基層の表面までの距離を何ら接触せずに測定し得るようにされた方法に
おいて、
被覆が施工される前に、被覆の施工箇所の上流に配置され且つ被覆すべき基層
上の領域に向けられた入力測定手段（１）を使用して、前記領域までの距離の少
なくとも一組みの測定が為され、
被覆が施工された後に、被覆の施工箇所の下流に配置され且つ被覆された基層
上の略同一領域に向けられた出力測定手段（３）を使用し、前記領域までの距離
の少なくとももう一組みの測定が為され、
第一の誘電型センサにより提供された少なくとも１つの距離データと、第二の
センサにより提供された少なくとも１つの距離データとの差が、略同一の基層領
域に対して、入力測定手段（１）及び出力測定手段（３）の双方にて計算され、
出力測定手段（３）にて計算された差と、入力測定手段（１）にて計算された
差との差により、前記基層領域に施工された被覆の厚さが、可能な補正係数の範
囲内まで推測されることを特徴とする方法。
２．請求項１に記載の方法において、
前記金属基層が強磁性であり、
入力測定手段（１）が、被覆すべき基層であって、接近測定領域ＺB,iと称さ
れる基層の前記領域内にて前記基層に対して略平行である、一定の入力基準面Ｐo ref,i
を画成し、
前記一組みの測定が、施工前に、入力測定時間ｔiにて、前記基層が強磁性で
ないならば、前記基準面Ｐo ref,iと、領域ＺB,i内にて該基準面に面する基層の
金属面又は境界面Ｓmet,iとの間の距離に対応するであろう、値ｄfnd,iを誘電効
果により測定し、
他方にて、被覆すべき基層の表面に以前の絶縁性被覆が存在しないとき、前記
基準面Ｐo ref,iと領域ＺB,i内にて該基準面に面する基層の該表面Ｓmet,iとの間
の距離に対応し、又は対応するであろう値ｄsurf,iを何ら接触せずに測定し、
出力測定手段（３）が、被覆した基層の前記領域であって、離れる測定領域ＺB,o
と称される前記領域内にて前記基層に対して略平行な一定の出力基準面Ｐo re f,o
を画成し、
施工後に、前記と同一の方法にて、遅延時間Ｔdだけ時間ｔiから遅延させた時
間ｔoにて、誘電効果による値ｄind,oを測定し、被覆した基層領域ＺB,o上の値
ｄsurf,oを測定することにより、前記組みの測定が行われ、
前記被覆を施工する手段（２）を通じて入力測定手段（１）と出力測定手段（
３）との間にて可動の基層が移動するための移動時間が、Ｔtに等しいように設
定され、
Ｔdは、Ｔtに等しいように選択され、このため、被覆の前後にて領域ＺB,i及
びＺB,oが同一の基層領域ＺBに対応し、
次に、領域ＺBに施工された被覆の厚さＥBが、次式から、計算され且つ可能な
補正係数の範囲内まで推測されることを特徴とする方法。
ＥB＝（[dind,o−ｄsurf,o]−[ｄind,i−ｄsurf,i]）
３．請求項１に記載の方法において、
前記金属基層が強磁性であり、
入力測定手段（１）が、被覆すべき基層であって、接近測定領域ＺB,iと称さ
れる基層の前記領域内にて前記基層に対して略平行である、一定の入力基準面Ｐo ref,i
を画成し、
前記一組みの測定が、施工前に、入力測定時間ｔiにて、前記基準面Ｐo ref,i
と、前記基層が強磁性でないならば、対応する領域ＺB,i内にて該基準面に面す
る基層の金属面又は境界面Ｓmet,iとの間の距離に対応するであろう一連のＮ値
ｄind,iを誘電効果により測定し、
他方にて、被覆すべき基層の表面に以前の絶縁性被覆が存在しないならば、対
応する領域ＺB,i内にて前記基準面Ｐo ref,iと該基準面に面する基層の表面Ｓm et,i
との間の距離に対応し、又は対応するであろう一連のＮ値ｄsurf,iを何ら接
触せずに測定し、
出力測定手段（３）が、基層の前記被覆した領域であって、離れる測定領域ＺB,S
と称される前記領域内にて前記基層に対して略平行な一定の出力基準面Ｐo re f,o
を画成し、
施工後、前記と同一の方法により、遅延時間Ｔdだけ時間ｔiから遅延した中間
の時点ｔoにて誘電効果により、一連のＮ値ｄind,oと、対応する被覆した基層領
域ＺB,o上にて一連のＮ値ｄsurf,oを測定することにより、前記組みの測定が行
われ、
値ｄ ind,i、ｄ surf,i、ｄ ind,o、ｄ surf,oが、各系統のＮ測定値におけるそれ
ぞれの値ｄind,i、ｄsurf,i、ｄind,o、ｄsurf,oの平均値を表示し、
可動の基層が前記被覆の施工手段（２）を通じて入力測定手段（１）と、出力
測定手段（３）との間を動くための遷移時間は、Ｔtに等しく、
Ｔdは、Ｔtに十分に近い値であるように選択され、Ｎ領域ＺB,iの系統及びＮ
領域ＺB,oの系統が、施工の前後に共通して連続的な基層領域ＺBの少なくとも90
％を有し、これにより、被覆前後の略同一の基層領域に対応し、
前記連続的な基層領域ＺBが基層のストランド部分を形成し、
次に、基層の前記ストランド部分上に沈着させた被覆の平均厚さＥBが、次式
を使用して、計算され且つ可能な補正係数の範囲まで推測されることを特徴とす
る方法。
ＥB＝（[ｄ ind,o−ｄ surf,o]−[ｄ ind,i−ｄ surf,i]）
４．請求項３に記載の方法において、Ｔtに十分に近いＴdを選択するためには、
一連のＮ測定値の測定周波数が、サンプリング周波数ν及び／又は積分時間τ
に対応し、
τが等式τ＝Ｎ／νによりνに関連付けられ、
τ、Ｎ、ν又は｜Ｔd−Ｔt｜が、次式を満足させ得るように選択され、
τ＞10×｜Ｔd−Ｔt｜
｜Ｔd−Ｔt｜が遅延時間Ｔdと搬送時間Ｔtとの最大の差を示すことを特徴とす
る方法。
５．請求項４に記載の方法において、τ、Ｎ、ν又はＴtは、τ＜Ｔt／10という
関係を満足し得るように選択されることを特徴とする方法。
６．請求項１乃至５の何れかに記載の方法において、値ｄsurf,i、ｄsurf,oが、
静電容量効果により測定され、施工すべき前記被覆は、所定の相対的な誘電定数
をεapplを有し、補正係数［εappl／(εappl−１)］が、被覆の計算した厚さＥB
に適用されることを特徴とする方法。
７．請求項１乃至５の何れかに記載の方法において、値ｄsurf,i、ｄsurf,oが、
光ビーム、特に、レーザビームの三角法により測定されることを特徴とする方法
。
８．厚さの所定の組みの値と、施工された厚さの測定値との関数として、施工さ
れた被覆の厚さを適応させることにより調節される、絶縁性被覆を可動の強磁性
の金属基層に施工する方法において、請求項１乃至７の何れかによる方法を使用
して前記厚さの測定が行われることを特徴とする方法。
９．請求項８に記載の方法において、前記被覆が液体又はペースト状態で施工さ
れ、次に、施工後、凝固するとき、施工後に行った前記測定がその凝固前に行わ
れることを特徴とする方法。
１０．請求項８及び９の何れかに記載の方法において、可動の金属基層が強磁性
鋼で出来ていることを特徴とする方法。
１１．請求項１０に記載の方法において、誘電効果測定の前記鋼における標準的
な外皮深さが、100μｍ以下であることを特徴とする方法。
１２．請求項１０及び１１の何れかに記載の方法において、前記鋼には、常磁性
金属層、特に、亜鉛、アルミニウム、クロム、スズ、又はその合金層が被覆され
ることを特徴とする方法。
１３．請求項１２に記載の方法において、前記金属層の厚さが、誘電効果測定の
前記層の標準的な外皮深さ以下であることを特徴とする方法。
１４．請求項１乃至１３の何れかに記載の方法において、可動の基層が走行する
ストリップであることを特徴とする方法。
１５．請求項１乃至１３の何れかに記載の方法において、可動の基層が回転する
ロールであることを特徴とする方法。
１６．可動の金属基層に対し絶縁性被覆を施工するプラントであって、被覆を施
工する手段（２）と、基層を駆動する手段であって、基層が前記プラントを貫通
して走行するための経路を画成する駆動手段と、施工手段により施工された被覆
の厚さを連続的に測定する装置とを備える型式のプラントにおいて、前記装置が
、
前記走行経路の測定領域にて向けることのできる測定手段（１、３）であって
、前記測定領域内に配置された均一な非強磁性の金属面又は境界面までの距離を
測定し得るように誘電効果により作動する第一のセンサと、前記測定領域内にて
前記センサと対向する位置に配置された面までの距離を測定し得るようにされた
第二のセンサという、２つの距離測定センサが組み合わされた各測定手段（１、
３）を備え、
該測定手段（１、３）が、基層が走行するための経路の同一のストランドに面
し得るように配置され、その一方の測定手段（１）が施工手段（２）の上流側の
入力側にあり、その他方の測定手段（３）が施工手段（２）の下流の出力側にあ
るようにし、
基層が入力測定手段（１）の測定領域と出力測定手段（３）の測定領域との間
にて動くための移動時間Ｔtに略等しい、入力測定手段（１）が作動されるとき
の時間に対して時間間隔Ｔdの遅延の後、出力測定手段（３）を作動させる手段
と、
共に入力測定手段（１）と出力測定手段（３）とに設けられた、誘電型センサ
により付与される少なくとも１つの距離データと、第二のセンサにより付与され
る少なくとも１つの距離データとの間の差を計算する手段（４）とを備え、
これらの手段が、遅延時間Ｔd後に作動され、前記出力測定領域を貫通して走
行する基層領域に対して付与された被覆の厚さを出力測定手段（３）にて計算さ
れた差と入力測定手段（１）にて計算された差との差により、可能な補正係数の
範囲内まで推測することを特徴とするプラント。
１７．請求項１６に記載のプラントにおいて、前記第二の距離測定センサが、静
電容量効果により作動することを特徴とするプラント。
１８．請求項１６に記載のプラントにおいて、前記第二の距離測定センサが、光
ビーム、特にレーザビームの三角法により作動することを特徴とするプラント。
１９．施工手段（２）が、液体又はペースト状態にて被覆を施工する設計とされ
ており、前記被覆を凝固させる手段であって、前記施工手段（２）の下流にて前
記走行経路内に配置された、前記被覆の凝固手段を備える、請求項１６乃至１８
の何れかに記載の被覆プラントにおいて、出力測定手段（３）が、前記施工手段
（２）と前記凝固手段との間に配置されることを特徴とする被覆プラント。
２０．請求項１６乃至１９の何れかに記載の被覆プラントにおいて、前記施工手
段（２）により付与される厚さを調節する手段を備え、該手段が、前記厚さの測
定装置により提供される被覆厚さの測定値の関数として、連続的に作動する設計
とされることを特徴とする被覆プラント。