JP2001201333A - 帯状体の幅方向反り検出方法及び検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単で安価な手段によって連続して搬送されて
くる帯状体の幅方向反りを検出可能とする。 【解決手段】鋼帯幅方向Ｃに沿って配置された各プロー
ブ３ａから鋼帯１下面に向けて超音波を送信し、鋼帯１
から反射した反射波７を受信する。その受信した複数の
反射波７から鋼帯幅方向Ｃの反射強度の分布を求め、そ
の反射強度分布に基づき、幅方向の反りを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波センサを使っ
て帯状体の幅方向の反りを検出する方法及び装置に関
し、特に連続的に搬送されてくる薄鋼帯や金属帯などの
帯状体の幅方向の反りを検出する方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の帯状体の反り検出方法としては、
例えば、特開平１０−２７７６４５号公報や特開平４−
７１７２４号公報に記載されている方法がある。これら
の検出方法は、レーザ式距離変位計や超音波距離センサ
等の非接触反射式距離センサを、帯状体の幅方向に沿っ
て複数個設け、その複数個のセンサによってそれぞれセ
ンサと帯状体との距離を検出して、その検出した距離の
幅方向分布に基づき帯状体の幅方向の反りの有無を求め
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
距離センサを幅方向に複数個並べて帯状体との距離を測
定する方法では、帯状体の全幅の反りを測定するには距
離センサを幅方向全てに設置することが必要となる。ま
た、超音波ラインセンサを幅方向に並べて各々のチャン
ネルでの距離を測定する方法も考えられるが、距離を求
めるには、各チヤンネルでの反射波の伝播時間を精度良
く求める必要があるため、高性能、つまり高価な装置が
必要となる。

【０００４】さらに、距離センサを複数使用する場合に
は、高い据付け精度が要求される。本発明は、上記のよ
うな問題点に着目してなされたもので、簡単で且つ安価
な手段によって連続して搬送されてくる帯状体の幅方向
反りを連続的に検出可能とする、帯状体の幅方向反り検
出方法及び検出装置を提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載した発明は、連続して
搬送されてくる帯状体の幅方向の反りを、超音波センサ
によって連続的に検出する帯状体の幅方向反り検出方法
であって、帯状体の表面に所定距離をあけて対向し且つ
当該帯状体幅方向に並ぶ複数の送信地点から同期をとっ
て帯状体表面に向けて超音波を送信し、その送信した超
音波の帯状体からの反射波を受信して当該反射波の帯状
体幅方向の強度分布を求め、その反射強度の幅方向分布
に基づき、帯状体幅方向の反りを判定することを特徴と
する帯状体の幅方向反り検出方法を提供するものであ
る。

【０００６】次に、請求項２に記載した発明は、連続し
て搬送されてくる帯状体の幅方向の反りを、超音波セン
サによって連続的に検出する帯状体の幅方向反り検出装
置であって、帯状体の表面に所定距離をあけて対向し且
つ帯状体幅方向に沿って配列して帯状体表面に向けて超
音波を送信可能な送信機能及び受信機能を兼ね備えた複
数個の超音波送受信プローブと、その複数個の超音波送
受信プローブが受信した反射波信号に基づき、帯状体か
らの反射波の強度の帯状体幅方向分布を求め、当該反射
強度の幅方向分布から帯状体の幅方向反りを判定する反
り判定手段とを備えることを特徴とする帯状体の幅方向
反り検出装置を提供するものである。

【０００７】本発明は、帯状体から反射した超音波の幅
方向の強度分布によって、帯状体の幅方向反りを連続的
に検出するものである。すなわち、反射波の強度分布か
ら反りを検出するようにしたから、帯状体との距離を求
めるための時間測定の必要が無く、簡易に反りを測定す
ることが出来る。また、時間測定の必要がない分だけ、
帯状体の搬送速度を上げることが可能となる。

【０００８】反射強度の幅方向分布によって、反りを検
出できる理由を、次に説明する。帯状体表面が幅方向に
水平な場合には、送信された超音波の帯状体表面からの
反射波は、反射角の関係から常に一定の方向に向けて反
射する。したがって、その一定方向の位置でそれぞれの
反射波を受信すれば、帯状体表面が水平な場合には、送
信された超音波による全ての地点での反射波の強度は、
同一振幅つまり同一強度となっている。しかしながら、
反りが生じている場合には、例えば幅方向端部側ほど反
射方向が予定していた方向から傾くために、受信される
反射強度が小さくなる。このように、反りが大きいほど
受信した反射強度について幅方向に有意な強度差を生じ
る。

【０００９】このようなことから、反射波の受信強度の
幅方向分布を求めることで、帯状体の幅方向の反りの発
生及び反り状態を検出可能となる。ここで、請求項２の
装置では、超音波の送信と反射波の受信とを同じプロー
ブで行う構成であるが、請求項１の方法は、超音波の送
信と反射波の受信とを必ずしも同じプローブで行う必要
はないものである。但し、送信と受信とを同一プローブ
にした方が、センサの設置スペース等の点で有利とな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係
る反り検出装置５を含む設備構成例を示す概要図であ
り、帯状体である鋼帯１が、図１中左側（上工程側）か
ら右側（下工程側）に向けて搬送される。

【００１１】その鋼帯１の搬送方向Ｈに沿って、上流側
から上流側ブライドルロール２、反り検出装置５のセン
サ３、及び下流側ブライドル６が配置されている。ここ
で、上記ブライドルロール２，６は必ずしも必要ではな
いが、鋼帯１に対して搬送方向Ｈの張力を付与すること
で、反り検出位置での鋼帯１の弛みなどが除去され、こ
れによって反り検出装置５による検出精度を向上させる
ものである。

【００１２】下記反り検出装置５のセンサ３は、超音波
送受信器であって、図２に示すように、一次元アレイ型
プローブ等からなる送受信兼用のプローブ３ａが、鋼帯
１の幅方向Ｃに沿って複数個配置されている。図２で
は、１４チャンネルとなるように、１４個のプローブ３
ａで構成される。その各プローブ３ａの超音波の送受信
の軸は鋼帯１下面に向けて垂直に設定されていて、鋼帯
１下面が水平面であれば、鋼帯１からの反射波７が垂直
下方に向けて戻るように設定されている。

【００１３】また、各プローブ３ａは、同期をとって所
定時間（１秒単位など）毎に鋼帯１に向けて超音波を送
信（送信）すると共に鋼帯１からの反射波７を受信す
る。各プローブ３ａは受信した反射波信号（受信信号）
を、反り判定手段を構成するコントローラ４に供給す
る。コントローラ４では、各プローブ３ａからの反射波
信号に基づき、各プローブ３ａ位置での反射強度を求
め、その複数の反射強度に基づいて反射強度の幅方向分
布を演算し、その演算した強度分布に基づき反りの状態
を判定する。判定した反りの状態は、例えば、反り矯正
装置８に供給する。

【００１４】ここで、たとえば図３に示すように、鋼帯
１に下向きの反りが発生している場合を考えると、他の
プローブ３ａからの反射波７を受信するおそれがある。
このような他のプローブ３ａからの反射波７を受信によ
る悪影響を小さくするために、本実施形態では、上記プ
ローブ３ａの全てを使用せず、中央部３Ａのチャンネル
番号６〜９のプローブ３ａ、及び両端３Ｂのチャンネル
番号２，３及び１２，１３のプローブ３ａだけを利用し
ている。

【００１５】次に、上記構成の反り検出装置５による作
用・効果等について説明する。幅方向Ｃに並ぶ各プロー
ブ３ａから同期をとって同一強度の超音波が鋼帯１下面
に向けて送信される。その送信された各超音波は、鋼帯
１下面で反射してプローブ３ａで受信される。このと
き、図２のように、鋼帯１下面が幅方向Ｃに水平である
場合には、各反射波７は全て垂直下方に反射して、各反
射波７はそれぞれ送信したチャンネルのプローブ３ａで
受信される。このため、各プローブ３ａでの受信信号
は、図４に示すように、同一振幅つまり同一強度とな
る。このため、コントローラ４で求める反射強度の幅方
向分布は、図６中の点線で示すように、水平となり反り
が無いと判定される。

【００１６】一方、図５に示すように、鋼帯１に反りが
発生している場合（図５では左右対称に反りが発生して
いる場合を例示している）には、中央部３Ａ側では、ほ
ぼ送信したチャンネルのプローブ３ａに向けて反射波７
が反射するが、端部３Ｂ側では、反射波７の反射方向が
垂直方向から反りに応じた分だけ幅方向Ｃに傾く結果、
端部３Ｂのチャンネルのプローブ３ａでは、受信する反
射波７の強度が小さくなる。このため、コントローラ４
で求める反射強度の幅方向分布は、図６中、実線で示さ
れるように、反りに応じた弓なりの強度分布が得られる
結果、反りがあると判定される。

【００１７】鋼帯１に上向きの反りが発生している場合
も下向きの反りが発生している場合と同様の反射強度の
幅方向分布が得られる。本発明では、反りの有無の検出
を目的としているので、下向きの反りか上向きの反りか
は判別しない。ここで、反りの有無などの判定は、例え
ば、中央部３Ａのチャンネルで受信した反射強度と端部
３Ｂのチャンネルで受信した反射強度との強度差を求
め、その強度差が誤差範囲であれば反りが無いと判定
し、強度差が誤差以上であれば、その強度差に応じた幅
方向Ｃの反りがあると判定する。

【００１８】このように、反射波７の幅方向分布を求め
ることで、反りの有無や反りの状態を求めることができ
る。つまり、従来のような距離検出のための反射波７の
時間測定を行う必要がなくなり、簡易に反りを測定する
ことが可能となる。また、反射波７の伝播時間を測定し
ない分だけ鋼帯１の搬送速度を速くすることも可能とな
る。

【００１９】また、本実施形態では、ブライドルロール
２，６で鋼帯１に対して搬送方向Ｈの張力を付与した状
態で反り検出を行うので、鋼帯１の搬送方向Ｈへの反射
方向の不要な傾き変動が抑えられるなど、反りの検出精
度が良い。なお、上記実施形態では、反りの検出結果
を、直接に反り矯正装置に供給する構成例で説明してい
るが、これに限定されない。たとえば、コントローラ４
は、求めた強度分布をそのままオペレータの近くにある
ディスプレイ装置に画像として供給するようにして、強
度分布そのものを表示させるようにしても良い。

【００２０】また、上記実施形態では、送受信兼用の超
音波センサ３を使用しているが、送信用と受信用とを別
のプローブで構成しても良い。例えば、図７に示すよう
に、送信方向の軸を垂直方向から鋼帯１の搬送方向Ｈの
上流側に所定角度傾けて送信部のプローブ３ｂを配置
し、鋼帯１下面が水平であった場合に反射波７を受信で
きる位置に、対応する受信部のプローブ３ｃを配置し
て、反射波を受信するようにしても良い。

【００２１】また、上記実施形態では、鋼帯１の下面側
にセンサ３を配置しているが、鋼帯１の上面側にセンサ
３を配置しても良い。また、反りを検出する帯状体も鋼
帯１に限定されない。連続して搬送されてくる帯状体で
あれば適用可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したきたように、本発明の反り
検出方法及び装置によれば、反射波の強度分布だけで反
りを検出するので、従来のような反射波の時間（送信か
ら受信までの時間）測定などが不要となり、その分、簡
易な装置で反りを測定することが可能になるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく実施形態に係る設備例の概要構
成図である。

【図２】本発明に基づく実施形態に係るプローブの配置
例を示す図である。

【図３】本発明に基づく実施形態に係る鋼帯が反ってい
る場合の反射波の状態を示す図である。

【図４】反りが無い場合の各チャンネルでの受信信号を
示している。

【図５】反りが有る場合の各チャンネルでの受信信号を
示している。

【図６】反射強度の幅方向分布を示す図である。

【図７】送信と受信のプローブを別にした例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 鋼帯（帯状体） ２ 上流側ブライドルロール ３ センサ ３ａ プローブ ４ コントローラ（反り判定手段） ５ 反り検出装置 ６ 下流側ブライドルロール ７ 反射波 Ｈ 鋼帯の搬送方向 Ｃ 鋼帯幅方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続して搬送されてくる帯状体の幅方向
   の反りを、超音波センサによって連続的に検出する帯状
   体の幅方向反り検出方法であって、 帯状体の表面に所定距離をあけて対向し且つ当該帯状体
   幅方向に並ぶ複数の送信地点から同期をとって帯状体表
   面に向けて超音波を送信し、その送信した超音波の帯状
   体からの反射波を受信して当該反射波の帯状体幅方向の
   強度分布を求め、その反射強度の幅方向分布に基づき、
   帯状体幅方向の反りを判定することを特徴とする帯状体
   の幅方向反り検出方法。
2. 【請求項２】 連続して搬送されてくる帯状体の幅方向
   の反りを、超音波センサによって連続的に検出する帯状
   体の幅方向反り検出装置であって、 帯状体の表面に所定距離をあけて対向し且つ帯状体幅方
   向に沿って配列して帯状体表面に向けて超音波を送信可
   能な送信機能及び受信機能を兼ね備えた複数個の超音波
   送受信プローブと、その複数個の超音波送受信プローブ
   が受信した反射波信号に基づき、帯状体からの反射波の
   強度の帯状体幅方向分布を求め、当該反射強度の幅方向
   分布から帯状体の幅方向反りを判定する反り判定手段と
   を備えることを特徴とする帯状体の幅方向反り検出装
   置。