JP2002328016A - 多点計測厚み計 - Google Patents
多点計測厚み計Info
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Abstract
度に対する差が少ない、より精度の高い板厚測定が可能
となる多点計測厚み計を提供する。 【解決手段】 検出部2内に配列される電離箱5を、被
測定物4の流れ方向に対し、時計方向もしくは反時計方
向に回転させた配置とする。これにより、従来の電離箱
の配置で存在した放射線に対する感度の低い領域、すな
わち不感帯を無くすことが可能となり、被測定物4の幅
方向測定を、連続的に精度良く行うことが出来る。
Description
測定物の厚さを非接触で測定する多点計測厚み計に関す
る。
ニーズの高まりによって、より制御に適した板形状の測
定器が求められている。従来、板幅方向の厚み測定は走
査型厚み計などで行ってきているが、被測定物は板厚測
定中も連続的に移動している場合が殆どであるため、そ
のままでは板形状を求めることは出来ない。従って多く
の場合、走査型厚み計の他に、板中心を測定する厚み計
を導入し、これによって得られたデータを基に補正を行
って板形状を求めている。
て説明する。水平に配置された板状の被測定物4の板方
向上下にやや距離をおいて対向するようにコ字型フレー
ム1の上側に検出部2、下側に発生器3を配置する。検
出部2の出力信号は厚み演算器7に送られる。検出部2
と発生器3はコ字型フレーム1に固定されている。検出
部2内には円筒状の電離箱5が被測定物2の幅方向に複
数個平行に配置され、これらが発生器3より出力される
扇形状の放射線を感知するが、電離箱5の形状は円筒状
であり、その中心部と端部では放射線に対する感度に大
きな差がある。これについて、図16〜図18を用いて
更に説明する。
係を表す斜視図である。発生器3から出力される扇形上
の放射線を破線で表している。図17は、電離箱5の真
上から見た状態を示すAA’矢視図である。電離箱5
は、図17に示すように、被測定物4に対し平行に配列
している。電離箱5の端部は中心部に比べ感度が低いた
め、被測定物4のハイスポット(欠陥)の検出が困難で
ある。
に配列した場合の感度分布を示す。図18に示すよう
に、電離箱5の感度が低いため精度良く板厚測定を出来
なくなる不感帯が周期的に存在する事になり、幅方向の
連続的な厚み値が得られなくなる。
可能な装置のニーズも高まってきているが、従来の多点
計測厚み計では電離箱と電離箱の間に存在する放射線に
対する感度の低い領域(以後不感帯と呼ぶ)で精度の良
い測定を行うことが出来ず、連続的なエッジ形状を得る
ことが困難である。
測厚み計においては、測定位置における板厚は電離箱の
高さ方向で入射した放射線量の総和の平均をとって板厚
に変換するが、電離箱は円筒状のため、中心部が最も放
射線に対する感度が高く、端に近づくにつれその感度は
低いという特性がある。
であった場合、電離箱の高さ方向全域が不感帯というこ
とになる。そのため、この位置において感度が著しく低
くなり、被測定物の幅方向の板厚測定時に測定出来ない
箇所が出て来る。
における位置の厚さ測定を行う場合において、幅計等の
外部装置より被測定物の幅値を演算器に入力し、被測定
物の蛇行量に合わせて多点計測厚み計を移動装置6によ
り移動させ測定を行っているが、台車が目標位置に移動
するまでは目標位置での測定が行えない。
隣接する電離箱からの散乱線が電離箱に入射するために
エッジ部の精度低下、分解能低下など測定結果に悪影響
を及ぼす恐れがある。
ものであり、その目的は、測定位置による放射線に対す
る感度の差を減らし、より良い幅方向測定が可能となる
多点計測厚み計を提供することである。
に、請求項1に係る発明は、放射線源と、電離箱を有
し、放射線源から放射され被測定物を透過して入射され
た放射線のレベルに関連した出力信号を得る検出手段
と、この検出手段の出力信号から被測定物の厚みを演算
する演算手段とを備え、電離箱を、被測定物の流れ方向
に対し、任意の角度回転させて配列したことを特徴とす
る。
箱の配置で存在した不感帯の部分を無くすことが可能と
なり、被測定物の厚みの幅方向測定を連続的に精度良く
行うことが出来る。
多点計測厚み計において、演算手段が、被測定物の幅を
測定する手段により測定された幅値が入力され、被測定
物のエッジ位置、または中心位置を演算し、検出手段の
出力信号から演算した厚みについての被測定物のエッジ
位置、または中心位置からの位置を特定できるものであ
ることを特徴とする。
測厚み計において、前記演算手段が、被測定物のエッジ
を検出する手段からの出力信号が入力され、被測定物の
エッジ位置を演算し、検出手段の出力信号から演算した
厚みについての被測定物のエッジ位置からの位置を特定
できるものであることを特徴とする。
多点計測厚み計において、演算手段が、外部装置からの
中心ずれ量が入力され、被測定物の中心位置を演算し、
検出手段の出力信号から演算した厚みについての被測定
物の中心位置からの位置を特定できるものであることを
特徴とする。
多点計測厚み計において、電離箱が、目標測定位置を含
む所定範囲の位置に配列されているものとし、演算手段
が、被測定物の幅を測定する手段、または被測定物のエ
ッジを検出する手段、または外部装置からの出力信号が
入力され、被測定物の蛇行量を求めるとともに、複数の
測定位置の厚み値を基に測定位置間の厚み値を算出する
ための補間関数を求め、補間関数により目標測定位置か
ら蛇行量ずれた位置の厚み値を演算するものであること
を特徴とする。
置から被測定物がずれた場合でも連続的に厚みが測定で
きる。
多点計測厚み計において、電離箱は、円筒の側面から放
射線を入射する構造のものとし、電離箱の全長と、電離
箱側壁の肉厚に安全率を乗じて求めた不感帯の値とを用
いて、被測定物の流れ方向に対し、不感帯が無くなるよ
うな電離箱の回転角度を決定したことを特徴とする。
多点計測厚み計において、電離箱は、円筒の側面から放
射線を入射する構造のものとし、電離箱の全長と、電離
箱内径および電離箱中心部に対するガス量比を用いて求
めた不感帯の値とを用いて、被測定物の流れ方向に対
し、不感帯が無くなるような電離箱の回転角度を決定し
たことを特徴とする。
多点計測厚み計において、電離箱は、円筒の側面から放
射線を入射する構造のものとし、電離箱の全長と、電離
箱外径およびガス充満係数を用いて求めた不感帯の値と
を用いて、被測定物の流れ方向に対し、不感帯が無くな
るような電離箱の回転角度を決定したことを特徴とす
る。
項8のいずれかに記載の多点計測厚み計において、隣接
する2つの電離箱間にしきい板を挿入したことを特徴と
する。
離箱から入射する散乱線の影響がなくなり、エッジ部の
精度低下、分解能低下など測定結果に悪影響を及ぼす要
因のない優れた測定を行うことが出来る。
施の形態について説明する。なお、以下の図において、
従来例を示す図を含めて、同符号は同一部分または対応
部分を示す。
本発明の第1の実施形態について説明する。
測定出来るように、多点計測厚み計移動装置6によるコ
字型フレーム1の幅方向移動操作が行われる。コ字型フ
レーム1には、下側に発生器3、上側に検出部2が固定
されている。また検出部2内には電離箱5が配列されて
いる。
4を透過し、電離箱5に入射する。入射した放射線は電
離箱5内に封入された気体を光電吸収、コンプトン散
乱、電子対生成などの作用によって電離し、この際発生
した電荷は電極間に加えられた電界によって電極に引き
寄せられ、電極で再結合して中性の原子に戻る。この時
流れ出た電流が検出部2の出力信号となり、A/D変換
された後に厚み演算器7に送られ、被測定物4の厚み値
に変換される。
5を被測定物4に対し平行に配列しているため不感帯が
周期的に存在し、幅方向の連続的な厚み値が得られなか
った。そこで、この実施形態においては、電離箱5の配
列を変更し、不感帯を無くすようにしている。
被測定物4の位置関係を表す斜視図である。発生器3か
ら出力される扇形上の放射線を破線で表している。図3
は、電離箱5の真上から見た状態を示すAA’矢視図で
ある。電離箱5の配列を図3に示すように被測定物4に
対し斜めに配列した構造とする。このように、電離箱5
を、被測定物4の真上から見た平面上で、被測定物4の
流れ方向に対し、時計方向若しくは反時計方向に任意の
角度回転させた状態に配置にすることで、従来の電離箱
の配置で存在した不感帯の部分を無くすことが可能とな
り、被測定物4の幅方向測定を連続的に精度良く行うこ
とが出来る。
に対し、時計方向もしくは反時計方向に回転させたこの
実施形態における感度分布を示す。図より明らかなよう
に、被測定物4の板幅方向について、一定以上の感度を
得ることが可能となる。従って、被測定物4に局所的に
ハイスポット(欠陥)があった場合、これを容易に検出
することができる。
の実施形態の構成を示す図である。この実施形態におい
ては、厚み演算器7において、第1の実施形態の場合と
同様に検出部2の出力信号から被測定物4の厚み値を演
算するとともに、幅計8で測定された板幅値を厚み演算
器7に入力し、被測定物4の板エッジ位置、または板中
心位置を演算する。
出力信号から演算した厚みについて、被測定物4の板エ
ッジ位置、または板中心位置からの位置を特定すること
ができる。
の実施形態の構成を示す図である。この実施形態におい
ては、厚み演算器7において、第1の実施形態の場合と
同様に検出部2の出力信号から被測定物4の厚み値を演
算するとともに、エッジセンサー9で検出された信号を
厚み演算器7に入力し、被測定物の板エッジ位置を演算
する。
出力信号から演算した厚みについて、被測定物の板エッ
ジ位置からの位置を特定することができる。
の実施形態の構成を示す図である。この実施形態におい
ては、厚み演算器7において、第1の実施形態の場合と
同様に検出部2の出力信号から被測定物4の厚み値を演
算するとともに、上位の計算機などの外部装置10より
板中心ずれ量を厚み演算器7に入力し、板中心位置を演
算する。
出力信号から演算した厚みについて、被測定物4の板中
心位置からの位置を特定することができる。
明の第5の実施形態を説明する図である。
点計測厚み計を、被測定物4のエッジ部より任意の距離
離れた目標位置の板厚を測定するために用いる場合の構
成を示している。多点計測厚み計は被測定物4のエッジ
より任意の距離離れた目標位置を測定するため、この位
置を中心とした所定範囲の位置に、板厚を測定出来るよ
う電離箱5を配列する。
号から目標測定位置近傍の所定範囲の複数の測定位置に
おける板厚値11、12、13が求められ、また、幅計
8、またはエッジセンサー9からの出力信号によりエッ
ジ位置が求められると、図9に示すように、板厚値1
1、12、13を、それぞれエッジ位置から測定位置ま
での距離に対応した位置にプロットし、これらの板厚測
定結果を補間関数14で結び、グラフ化することができ
る。目標測定位置が、実際の測定位置同士の間に位置す
る場合でも、補間関数14より、エッジ位置から任意の
距離15離れた目標測定位置の板厚値16を求めること
ができる。
方向に蛇行しながら来る場合が殆どである。幅計8、ま
たはエッジセンサー9、または外部装置10等からの板
幅、またはエッジ位置、または中心ずれ量(蛇行量)な
どを表わす出力信号を厚み演算器7に入力し、被測定物
4の蛇行量を演算する。そして、目標測定位置近傍の板
厚測定結果を補間関数で結び、図10に示すようにグラ
フ化する。即ち、目標測定位置での板厚値17とその近
傍の位置における板厚値18、19を補間関数20で結
ぶ。幅計8等より得たエッジ位置によって板ずれ量即ち
蛇行量21が算出された場合、補間関数20より板厚値
22が求められる。この値を目標測定位置の板厚値とす
ることで、目標測定位置から被測定物4がずれた場合で
も連続的に板厚が測定できるようになる。
明の第6の実施形態を説明する図である。電離箱5の放
射線に対する感度は電離箱5内のガス量に比例する。電
離箱5端部ではガス量が少ないため感度が低下し、電離
箱5の側壁部分では放射線に対する感度が無くなる。
から放射線を入射する構造のものとし、図11に示すよ
うに、被測定物の流れ方向に対し、この不感帯がなくな
るような電離箱5の回転角度αを決定する。
して、電離箱の全長と、電離箱側壁の肉厚に安全率を乗
じて求めた不感帯の値とを用いて求めることができる。
すなわち、電離箱5の全長を2Lとし、電離箱側壁の肉
厚tに安全率γを乗じて求めた不感帯11の値をT(=
t・γ)とした場合、被測定物4の流れ方向に対し、不
感帯がなくなるような電離箱5の回転角度αはα=ta
n-1(T/L)として求められる。安全率γは任意の定
数(例えば、2)とする。
して、電離箱の全長と、電離箱内径および電離箱中心部
に対するガス量比を用いて求めた不感帯の値とを用いて
求めることができる。図12に示すように、電離箱5の
中心部Oに対しガス量比がcとなる位置を不感帯11と
の境界となる位置とし、中心部Oを通る水平線上のこの
位置をBとする。すなわち、位置Bは、電離箱内径を2
rとしたとき、位置Bからその上方の内壁の位置Cまで
の距離をl1とすると、l1=c・rとなるような位置と
する。また、図において、中心部Oの上方の内壁の位置
をA、中心部Oから位置Bまでの距離をt”、位置Bか
らその水平方向の内壁の位置Dまでの距離をt’とし、
OAとOCのなす角度をβとする。
l1=rcosβとなるので、c=cosβとなり、従
って、電離箱中心部に対するガス量比cが与えられる
と、角度βを求めることができる。また、図より、t”
=rsinβであるので、不感帯11の値Tは次のよう
にして求めることができる。
箱5の全長2Lとから、被測定物4の流れ方向に対し、
不感帯がなくなるような電離箱5の回転角度αをα=t
an-1(T/L)として求めることができる。なお、電
離箱中心部に対するガス量比cは任意の定数(例えば、
0.5)とすることができる。
と、電離箱外径およびガス充満係数(ガスが充満してい
る有効径の係数)を用いて求めた不感帯の値とを用いて
求めることができる。電離箱外径を2Rとしたとき、図
13に示すように、電離箱5の中心部Oを通る水平線上
で、中心部Oからの距離が、電離箱外径の半分の値Rに
ガス充満係数c’を乗じた値の位置Eを不感帯11との
境界とし、不感帯11の値Tを次のようにして求める。
箱5の全長2Lとから、被測定物4の流れ方向に対し、
不感帯がなくなるような電離箱5の回転角度αをα=t
an-1(T/L)として求めることができる。なお、ガ
ス充満係数c’は任意の定数(例えば、0.7〜0.8
程度の値)とすることができる。
の実施形態を説明する図である。第1〜第6の実施形態
のように、電離箱5を複数個隣接させて配列している場
合、電離箱5には発生器3から放射された放射線14以
外に、隣接する電離箱5からの散乱線13が入射するた
めエッジ部の精度低下、分解能低下など測定結果に悪影
響を及ぼすことがある。
乱線13の影響を低減させるため、隣接する電離箱5間
にしきい板12を配置している。
できる厚さとし、しきい板12の長さ、高さについて
は、それぞれ電離箱5の長さ、高さと同等以上とする。
鋼(例えばSUS304)を用いることができるが、散
乱線を吸収できる材質であればこの限りでない。例え
ば、タングステン、鉛などを用いることもできる。
ど、板厚を薄くすることが出来る。
場合、被測定物4の流れ方向に対し、不感帯がなくなる
ような電離箱5の回転角度α’は、しきい板12の板厚
をt 2としたとき、第6の実施形態の場合のTの代わり
に、(T+0.5t2)を用いて、α’=tan-1{(T
+0.5t2)/L}として求めることができる。
電離箱の配置を被測定物の流れ方向に対し、時計方向も
しくは反時計方向に回転させることで、放射線感度の低
い領域が減り、測定領域全体に渡って感度の変化が少な
い多点計測厚み計を得ることが出来、被測定物に局所的
にハイスポット(欠陥)がある場合に、これを容易に検
出することができる。
これを、各測定位置間を補間した関数に適用すること
で、被測定物の蛇行による目標測定位置のずれに対応で
き、目標測定位置付近の測定を連続的に行うことが出来
る。
計の構成を示す正面図。
斜視図。
すAA’矢視図。
いての感度分布を示す図。
計の構成を示す図。
計の構成を示す図。
計の構成を示す図。
計の構成を示す図。
の測定位置同士の間にある場合に目標測定位置の板厚値
を補間して求めるグラフを示す図。
場合に目標測定位置の板厚値を補間して求めるグラフを
示す図。
転角度を決定する方法を説明するための図。
径、電離箱中心部に対するガス量比等を用いて電離箱の
回転角度を決定する方法を説明するための図。
径、ガス充満係数等を用いて電離箱の回転角度を決定す
る方法を説明するための図。
計の主要部の構成を示す図。
示すAA’矢視図。
度分布を示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】放射線源と、電離箱を有し、前記放射線源
から放射され被測定物を透過して入射された放射線のレ
ベルに関連した出力信号を得る検出手段と、この検出手
段の出力信号から前記被測定物の厚みを演算する演算手
段とを備え、前記電離箱を、前記被測定物の流れ方向に
対し、任意の角度回転させて配列したことを特徴とする
多点計測厚み計。 - 【請求項2】請求項1に記載の多点計測厚み計におい
て、前記演算手段は、前記被測定物の幅を測定する手段
により測定された幅値が入力され、前記被測定物のエッ
ジ位置、または中心位置を演算し、前記検出手段の出力
信号から演算した厚みについての前記被測定物のエッジ
位置、または中心位置からの位置を特定できるものであ
ることを特徴とする多点計測厚み計。 - 【請求項3】請求項1の多点計測厚み計において、前記
演算手段は、前記被測定物のエッジを検出する手段から
の出力信号が入力され、前記被測定物のエッジ位置を演
算し、前記検出手段の出力信号から演算した厚みについ
ての前記被測定物のエッジ位置からの位置を特定できる
ものであることを特徴とする多点計測厚み計。 - 【請求項4】請求項1に記載の多点計測厚み計におい
て、前記演算手段は、外部装置からの中心ずれ量が入力
され、前記被測定物の中心位置を演算し、前記検出手段
の出力信号から演算した厚みについての前記被測定物の
中心位置からの位置を特定できるものであることを特徴
とする多点計測厚み計。 - 【請求項5】請求項1に記載の多点計測厚み計におい
て、前記電離箱は、目標測定位置を含む所定範囲の位置
に配列されているものとし、前記演算手段は、前記被測
定物の幅を測定する手段、または前記被測定物のエッジ
を検出する手段、または外部装置からの出力信号が入力
され、前記被測定物の蛇行量を求めるとともに、複数の
測定位置の厚み値を基に測定位置間の厚み値を算出する
ための補間関数を求め、前記補間関数により前記目標測
定位置から前記蛇行量ずれた位置の厚み値を演算するも
のであることを特徴とする多点計測厚み計。 - 【請求項6】請求項1に記載の多点計測厚み計におい
て、前記電離箱は、円筒の側面から放射線を入射する構
造のものとし、前記電離箱の全長と、前記電離箱側壁の
肉厚に安全率を乗じて求めた不感帯の値とを用いて、前
記被測定物の流れ方向に対し、前記不感帯が無くなるよ
うな前記電離箱の回転角度を決定したことを特徴とする
多点計測厚み計。 - 【請求項7】請求項1に記載の多点計測厚み計におい
て、円筒の側面から放射線を入射する構造のものとし、
前記電離箱の全長と、前記電離箱の内径および前記電離
箱中心部に対するガス量比を用いて求めた不感帯の値と
を用いて、前記被測定物の流れ方向に対し、前記不感帯
が無くなるような前記電離箱の回転角度を決定したこと
を特徴とする多点計測厚み計。 - 【請求項8】請求項1に記載の多点計測厚み計におい
て、円筒の側面から放射線を入射する構造のものとし、
前記電離箱の全長と、前記電離箱外径およびガス充満係
数を用いて求めた不感帯の値とを用いて、前記被測定物
の流れ方向に対し、前記不感帯が無くなるような前記電
離箱の回転角度を決定したことを特徴とする多点計測厚
み計。 - 【請求項9】請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の
多点計測厚み計において、隣接する2つの前記電離箱間
にしきい板を挿入したことを特徴とする多点計測厚み
計。
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