JP2003232618A - 鋼板を含む金属板の結晶粒径測定方法および装置 - Google Patents
鋼板を含む金属板の結晶粒径測定方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼板を含む金属板の結晶粒径をプロセス上で
移動する製品もしくは中間品において、非接触にて計測
することのできる方法及び装置の提供。 【解決手段】 レーザ光束をビーム拡散レンズで拡散
し、移動する前記金属板上に照射し、前記金属板上の結
晶粒パターンから反射する光線を面スクリーン上に拡大
投影し、該投影像をカメラで撮像し、該撮像画像を画像
処理して前記金属板の結晶粒径を測定することを特徴と
する鋼板を含む金属板の結晶粒径をプロセスライン上で
測定する方法及び装置。
移動する製品もしくは中間品において、非接触にて計測
することのできる方法及び装置の提供。 【解決手段】 レーザ光束をビーム拡散レンズで拡散
し、移動する前記金属板上に照射し、前記金属板上の結
晶粒パターンから反射する光線を面スクリーン上に拡大
投影し、該投影像をカメラで撮像し、該撮像画像を画像
処理して前記金属板の結晶粒径を測定することを特徴と
する鋼板を含む金属板の結晶粒径をプロセスライン上で
測定する方法及び装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は鋼板を含む金属板
の結晶粒の粒径をプロセスライン上で非接触にて検出す
る方法及び装置に関する。
の結晶粒の粒径をプロセスライン上で非接触にて検出す
る方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、鋼板を含む金属板の結晶粒が微細
になると強度が飛躍的に向上するという性質を利用し
て、添加剤に依存せず、結晶粒径の制御によって材料の
強度を向上させることを狙った製品が販売されている。
また、方向性電磁鋼鈑等もその結晶粒のサイズが電磁鋼
鈑の性能を左右するため、結晶粒径は極めて重要な因子
のひとつである。このように、鋼鈑を含む金属板の結晶
粒は該金属板の機械的性質（引っ張り強度や伸び）や磁
気的性質を左右する重要な因子であるにもかかわらず、
その計測は従来から顕微鏡観察が一般的であった。従来
法による顕微鏡を用いた結晶粒評価方法の手法の概略は
以下のとおりである。まず、結晶粒を評価する金属板を
数ｃｍ角に切り取り、その断面あるいは表面を研磨す
る。その後、例えば３％硝酸アルコール液で表面を腐食
させた後、顕微鏡写真を撮影する。このような手法によ
るプロセス管理や製品検査を実施すると、検査に長時間
を要するので、検査結果をリアルタイムにフィードバッ
クしてプロセス条件の制御に反映できないため、従来か
らプロセスライン上（即ちオンライン）で結晶粒径を評
価する方法が提案されている。
になると強度が飛躍的に向上するという性質を利用し
て、添加剤に依存せず、結晶粒径の制御によって材料の
強度を向上させることを狙った製品が販売されている。
また、方向性電磁鋼鈑等もその結晶粒のサイズが電磁鋼
鈑の性能を左右するため、結晶粒径は極めて重要な因子
のひとつである。このように、鋼鈑を含む金属板の結晶
粒は該金属板の機械的性質（引っ張り強度や伸び）や磁
気的性質を左右する重要な因子であるにもかかわらず、
その計測は従来から顕微鏡観察が一般的であった。従来
法による顕微鏡を用いた結晶粒評価方法の手法の概略は
以下のとおりである。まず、結晶粒を評価する金属板を
数ｃｍ角に切り取り、その断面あるいは表面を研磨す
る。その後、例えば３％硝酸アルコール液で表面を腐食
させた後、顕微鏡写真を撮影する。このような手法によ
るプロセス管理や製品検査を実施すると、検査に長時間
を要するので、検査結果をリアルタイムにフィードバッ
クしてプロセス条件の制御に反映できないため、従来か
らプロセスライン上（即ちオンライン）で結晶粒径を評
価する方法が提案されている。
【０００３】特開平８−１４５９５３号にはオンライン
で方向性電磁鋼鈑の結晶粒径を測定する方法が提案され
ている。この方法は、鋼鈑の圧延方向に磁場を印加し、
この磁場に直交する粒界で生じる漏れ磁場を、磁気光学
素子の磁区分布に変化させ、これをファラデー効果を利
用して検出する。そして、圧延方向の漏れ磁場の積分値
を元に鋼鈑圧延方向の結晶粒の数や長さを測定する手法
である。
で方向性電磁鋼鈑の結晶粒径を測定する方法が提案され
ている。この方法は、鋼鈑の圧延方向に磁場を印加し、
この磁場に直交する粒界で生じる漏れ磁場を、磁気光学
素子の磁区分布に変化させ、これをファラデー効果を利
用して検出する。そして、圧延方向の漏れ磁場の積分値
を元に鋼鈑圧延方向の結晶粒の数や長さを測定する手法
である。
【０００４】この手法は、方向性電磁鋼鈑のマクロな品
質管理手法としては有用だが、通常の鋼鈑には適用でき
ない。また、この手法は結晶粒を直接計測しているわけ
でないので、結晶粒の圧延方向と圧延方向に直交する方
向の長さの比等を計測することはできない。
質管理手法としては有用だが、通常の鋼鈑には適用でき
ない。また、この手法は結晶粒を直接計測しているわけ
でないので、結晶粒の圧延方向と圧延方向に直交する方
向の長さの比等を計測することはできない。
【０００５】特開平１１−１５３４１９号は例えばAl−
Zn合金メッキを施した表面処理鋼鈑において、メッキ剤
塗布後の冷却過程で不可避的に発生するスパングルと呼
ばれる結晶粒をオンラインで計測する方法を提案してい
る。この手法は、鋼鈑表面にピントを合わせて撮像器で
撮影し、斜めから光源で照明することによりスパングル
と健全部との差を大きくし、スパングルからの反射光の
みを検出する方法である。この方法は、メッキ剤塗布後
の冷却過程で発生するスパングルのような１ｍｍ程度の
大きな結晶粒は検出できるが、数μｍ程度のより小さな
結晶粒を計測するためには、対物レンズを鋼鈑表面に接
近させて計測しなければならず、オンラインでは実質的
に計測は不可能である。従って、プロセスライン上を移
動している金属板の結晶粒径を測定するにはこれら従来
の技術では不可能であり、未だその方法・装置は見出さ
れていない。
Zn合金メッキを施した表面処理鋼鈑において、メッキ剤
塗布後の冷却過程で不可避的に発生するスパングルと呼
ばれる結晶粒をオンラインで計測する方法を提案してい
る。この手法は、鋼鈑表面にピントを合わせて撮像器で
撮影し、斜めから光源で照明することによりスパングル
と健全部との差を大きくし、スパングルからの反射光の
みを検出する方法である。この方法は、メッキ剤塗布後
の冷却過程で発生するスパングルのような１ｍｍ程度の
大きな結晶粒は検出できるが、数μｍ程度のより小さな
結晶粒を計測するためには、対物レンズを鋼鈑表面に接
近させて計測しなければならず、オンラインでは実質的
に計測は不可能である。従って、プロセスライン上を移
動している金属板の結晶粒径を測定するにはこれら従来
の技術では不可能であり、未だその方法・装置は見出さ
れていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題点に鑑みてなされたもので、鋼板を含む金属板の結
晶粒径をプロセス上で移動する製品もしくは中間品にお
いて、非接触にて計測することのできる方法及び装置の
提供を目的とする。
問題点に鑑みてなされたもので、鋼板を含む金属板の結
晶粒径をプロセス上で移動する製品もしくは中間品にお
いて、非接触にて計測することのできる方法及び装置の
提供を目的とする。
【０００７】そのためには、離隔した検出位置から、該
検出位置との距離が常に変動し、且つプロセスのアウト
プット側に連続的に移動する帯状金属板上の数μｍの結
晶粒パターンを拡大して、明確な像として捕らえ、該像
より粒径を計測する方法及び装置の提供が必要である。
検出位置との距離が常に変動し、且つプロセスのアウト
プット側に連続的に移動する帯状金属板上の数μｍの結
晶粒パターンを拡大して、明確な像として捕らえ、該像
より粒径を計測する方法及び装置の提供が必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の鋼板を含む金属
板の結晶粒径測定方法は、鋼板を含む金属板の結晶粒径
をプロセスライン上で測定する方法であって、レーザ光
束をビーム拡散レンズで拡散し、移動する前記金属板上
に照射し、前記金属板上の結晶粒パターンから反射する
光線を面スクリーン上に拡大投影し、該投影像をカメラ
で撮像し、該撮像画像を画像処理して前記金属板の結晶
粒径を測定することを特徴とする。
板の結晶粒径測定方法は、鋼板を含む金属板の結晶粒径
をプロセスライン上で測定する方法であって、レーザ光
束をビーム拡散レンズで拡散し、移動する前記金属板上
に照射し、前記金属板上の結晶粒パターンから反射する
光線を面スクリーン上に拡大投影し、該投影像をカメラ
で撮像し、該撮像画像を画像処理して前記金属板の結晶
粒径を測定することを特徴とする。
【０００９】通常レーザ発生機から取り出されるレーザ
光束は所定径の平行な光線ビームであるが、これを例え
ば凹レンズで拡散すれば、遠方ほどビーム径の大きくな
る拡散光となる。この、光路上に表面に結晶粒パターン
を有する金属板を置き、ビームを反射させるとき、その
反射光は依然として前記凹レンズの焦点距離によって規
定される拡散角度で拡散をつづける。そして、前記金属
板の反射面では、反射部位による金属面の光学的物性に
応じて、吸収や散乱の度合いがことなるので、正反射光
の強度は表面の結晶粒パターンに応じている。従って、
該反射光路上に面スクリーンを置けば、ここに、表面の
結晶粒パターンの像が投影される。投影像の拡大率はス
クリーンと金属板間の距離と前記拡散光拡散角度の関係
で決まる。これにより、金属板上の微細な結晶粒径は金
属板から離れた位置で拡大された画像としてえられ、カ
メラで撮像して、電気信号に変え、画像処理して計測可
能になる。また、レーザ光の直進性を極度に損なう要素
はないので、その画像は鮮明である。
光束は所定径の平行な光線ビームであるが、これを例え
ば凹レンズで拡散すれば、遠方ほどビーム径の大きくな
る拡散光となる。この、光路上に表面に結晶粒パターン
を有する金属板を置き、ビームを反射させるとき、その
反射光は依然として前記凹レンズの焦点距離によって規
定される拡散角度で拡散をつづける。そして、前記金属
板の反射面では、反射部位による金属面の光学的物性に
応じて、吸収や散乱の度合いがことなるので、正反射光
の強度は表面の結晶粒パターンに応じている。従って、
該反射光路上に面スクリーンを置けば、ここに、表面の
結晶粒パターンの像が投影される。投影像の拡大率はス
クリーンと金属板間の距離と前記拡散光拡散角度の関係
で決まる。これにより、金属板上の微細な結晶粒径は金
属板から離れた位置で拡大された画像としてえられ、カ
メラで撮像して、電気信号に変え、画像処理して計測可
能になる。また、レーザ光の直進性を極度に損なう要素
はないので、その画像は鮮明である。
【００１０】画像処理の方法も本発明では特別な方法を
用いる必要はなく、例えば特開平５−４５１３８号で開
示された方法に基づいて行うことができる。
用いる必要はなく、例えば特開平５−４５１３８号で開
示された方法に基づいて行うことができる。
【００１１】更に本発明の鋼板を含む金属板の結晶粒径
測定方法は、用いるレーザ光の波長のみを通過させる濾
波手段を通して撮像することを特徴とする。これによ
り、本発明の光源であるレーザの波長とは関係のない散
乱光をカメラが捕らえることを防ぎ、撮像が不鮮明にな
るのを防止できる。
測定方法は、用いるレーザ光の波長のみを通過させる濾
波手段を通して撮像することを特徴とする。これによ
り、本発明の光源であるレーザの波長とは関係のない散
乱光をカメラが捕らえることを防ぎ、撮像が不鮮明にな
るのを防止できる。
【００１２】更に本発明の鋼板を含む金属板の結晶粒径
測定方法は、レーザ光束を偏光して用いることを特徴と
する。これにより、特定部位の正反射率を押さえて、反
射像の暗部パターンを形成させて、パターンコントラス
トを高めることが可能となり、面スクリーン上の投影像
の鮮明化をはかることができる。
測定方法は、レーザ光束を偏光して用いることを特徴と
する。これにより、特定部位の正反射率を押さえて、反
射像の暗部パターンを形成させて、パターンコントラス
トを高めることが可能となり、面スクリーン上の投影像
の鮮明化をはかることができる。
【００１３】更に本発明の鋼板を含む金属板の結晶粒径
測定方法は、変動する前記金属板の位置を計測して、該
位置の変位に応じて投影像の拡大率の補正を行うことを
特徴とする。
測定方法は、変動する前記金属板の位置を計測して、該
位置の変位に応じて投影像の拡大率の補正を行うことを
特徴とする。
【００１４】プロセスのアウトプット側に連続的に移動
する帯状金属板は弛みと引っ張りの、なかば周期的な変
化をしながら、おくられるので、測定点からの位置が変
動する。前述のように、投影像の倍率はビーム拡散レン
ズを通る光線の拡散角度とスクリーンから金属板間の距
離即ち測定点からの位置に関係するので、位置が変化し
たら倍率を修正して画像処理をしないと、真のグレイン
サイズから乖離した値を出力することになるからであ
る。
する帯状金属板は弛みと引っ張りの、なかば周期的な変
化をしながら、おくられるので、測定点からの位置が変
動する。前述のように、投影像の倍率はビーム拡散レン
ズを通る光線の拡散角度とスクリーンから金属板間の距
離即ち測定点からの位置に関係するので、位置が変化し
たら倍率を修正して画像処理をしないと、真のグレイン
サイズから乖離した値を出力することになるからであ
る。
【００１５】そして、本発明の鋼板を含む金属板の結晶
粒径測定装置は、鋼板を含む金属板の結晶粒径をプロセ
スライン上で測定する装置であって、レーザビーム発生
機、該レーザビームから発生する光束を拡散するように
配置したビーム拡散レンズ、該拡散光を移動する前記金
属板上に照射し、前記金属板上の結晶粒パターンから反
射する光線をその上に拡大投影するよう配置した面スク
リーン、該投影像を撮像可能なカメラ、該撮像画像を画
像処理する画像処理手段を有している。
粒径測定装置は、鋼板を含む金属板の結晶粒径をプロセ
スライン上で測定する装置であって、レーザビーム発生
機、該レーザビームから発生する光束を拡散するように
配置したビーム拡散レンズ、該拡散光を移動する前記金
属板上に照射し、前記金属板上の結晶粒パターンから反
射する光線をその上に拡大投影するよう配置した面スク
リーン、該投影像を撮像可能なカメラ、該撮像画像を画
像処理する画像処理手段を有している。
【００１６】レーザビーム発生機は金属板表面状態の光
学的特性に応じて選択すればよく、例えば、６３２．８
μｍの波長の単色光を発生するＨｅ−Ｎｅレーザ発振
器、６５０〜１０００μｍの単色光の波長を発生する半
導体レーザなどが適当である。また、ビーム拡散レンズ
は凸レンズでもよく、この場合、凸レンズに入射した平
行光束は凸レンズの焦点距離位置までビームは収束され
るがそれ以遠は拡散するからである。また、レンズの材
質は凹レンズ、凸レンズ共に使用するレーザ光の波長に
応じて、吸収率の低い適切な材質を選択する必要があ
る。
学的特性に応じて選択すればよく、例えば、６３２．８
μｍの波長の単色光を発生するＨｅ−Ｎｅレーザ発振
器、６５０〜１０００μｍの単色光の波長を発生する半
導体レーザなどが適当である。また、ビーム拡散レンズ
は凸レンズでもよく、この場合、凸レンズに入射した平
行光束は凸レンズの焦点距離位置までビームは収束され
るがそれ以遠は拡散するからである。また、レンズの材
質は凹レンズ、凸レンズ共に使用するレーザ光の波長に
応じて、吸収率の低い適切な材質を選択する必要があ
る。
【００１７】スクリーンは特に限定する必要はないが例
えばすりガラスなどに投影して、裏面からカメラで撮像
するとよい。
えばすりガラスなどに投影して、裏面からカメラで撮像
するとよい。
【００１８】カメラも特に限定されないが、オンライン
計測を目的とした性格上、ＣＣＤエレメントなど電気信
号として画像情報が得られるような画素を有する、デジ
タルカメラやテレビカメラなどを用いることが好まし
い。
計測を目的とした性格上、ＣＣＤエレメントなど電気信
号として画像情報が得られるような画素を有する、デジ
タルカメラやテレビカメラなどを用いることが好まし
い。
【００１９】更に、本発明の鋼板を含む金属板の結晶粒
径測定装置は、該レーザビーム発生機の発生するレーザ
光の波長のみを通過させる濾波手段を当該カメラの前に
配置して、撮像可能としたことを特徴とする。
径測定装置は、該レーザビーム発生機の発生するレーザ
光の波長のみを通過させる濾波手段を当該カメラの前に
配置して、撮像可能としたことを特徴とする。
【００２０】濾波手段はいわゆるバンドパスフィルタと
して開発市販されているものを利用することができる。
して開発市販されているものを利用することができる。
【００２１】更に、本発明の鋼板を含む金属板の結晶粒
径測定装置は、該レーザビーム発生機のビーム出口に偏
光子を配置し、レーザ光束を偏光可能としたことを特徴
とする。
径測定装置は、該レーザビーム発生機のビーム出口に偏
光子を配置し、レーザ光束を偏光可能としたことを特徴
とする。
【００２２】更に、本発明の鋼板を含む金属板の結晶粒
径測定装置は、変動する前記金属板の位置を計測するレ
ーザ変位計を前記金属板面上に配置し、該変位計により
計測された金属板の変位の大きさにより前記投影像の拡
大率の補正をするようにしたことを特徴とする。
径測定装置は、変動する前記金属板の位置を計測するレ
ーザ変位計を前記金属板面上に配置し、該変位計により
計測された金属板の変位の大きさにより前記投影像の拡
大率の補正をするようにしたことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳しく説明する。但し本実施の形態に
記載される製品の寸法、形状、材質、その相対配置等は
特に特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
て図面を参照して詳しく説明する。但し本実施の形態に
記載される製品の寸法、形状、材質、その相対配置等は
特に特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２４】（実施例１）図１は鋼鈑の結晶粒のオンラ
イン計測に関する第一実施例である。レーザ１０１から
出射したレーザ光１１０は凹レンズ１０２を通過し、検
査対象である鋼鈑１０３の表面に照射させる。本実施例
では、レーザ１０１としてHe-Neレーザを使用した。そ
して鋼鈑１０３の表面から反射したレーザ光をスクリー
ン１０４に投影する。本実施例ではスクリーンの材質と
して磨りガラスを使用した。スクリーン１０４の反対側
からカメラ１０５を用いてこのレーザ光１１０の反射パ
ターン１０９を撮影する。この際、レーザ光１１０の波
長が透過するバンドパスフィルタ１０６を用いると鋼鈑
からのレーザ光１１０の反射パターンを外乱光の影響を
受けずに検出することができる。このようにして撮影し
た画像は、図３に示すごときもので、画像処理装置１０
７で画像処理される。パーソナルコンピュータ１０８に
出力された後、結晶粒の大きさや、結晶粒の圧延方向と
それに直交する方向の長さの比等が計算され、結果が出
力される。
イン計測に関する第一実施例である。レーザ１０１から
出射したレーザ光１１０は凹レンズ１０２を通過し、検
査対象である鋼鈑１０３の表面に照射させる。本実施例
では、レーザ１０１としてHe-Neレーザを使用した。そ
して鋼鈑１０３の表面から反射したレーザ光をスクリー
ン１０４に投影する。本実施例ではスクリーンの材質と
して磨りガラスを使用した。スクリーン１０４の反対側
からカメラ１０５を用いてこのレーザ光１１０の反射パ
ターン１０９を撮影する。この際、レーザ光１１０の波
長が透過するバンドパスフィルタ１０６を用いると鋼鈑
からのレーザ光１１０の反射パターンを外乱光の影響を
受けずに検出することができる。このようにして撮影し
た画像は、図３に示すごときもので、画像処理装置１０
７で画像処理される。パーソナルコンピュータ１０８に
出力された後、結晶粒の大きさや、結晶粒の圧延方向と
それに直交する方向の長さの比等が計算され、結果が出
力される。
【００２５】この方法では、凹レンズ１２０を通過した
レーザ光１１０はレーザビーム直径が拡大する前に、鋼
鈑１０３の表面に入射する。そして、反射したレーザ光
１１０はレーザビーム直径を拡大しながらスクリーン１
０４の上に投影される。このように、レーザビーム直径
を拡大することにより、数μｍ程度の結晶粒の反射パタ
ーンが拡大され、結晶粒の計測が可能となる。具体的に
は、レーザ光は結晶粒界では反射率が低下するため、結
晶粒の形状で反射パターンが計測できる。このようにし
てオンライン計測した数値をもとに結晶粒の平均粒径を
算出したり、製品管理のデータとして使用する。
レーザ光１１０はレーザビーム直径が拡大する前に、鋼
鈑１０３の表面に入射する。そして、反射したレーザ光
１１０はレーザビーム直径を拡大しながらスクリーン１
０４の上に投影される。このように、レーザビーム直径
を拡大することにより、数μｍ程度の結晶粒の反射パタ
ーンが拡大され、結晶粒の計測が可能となる。具体的に
は、レーザ光は結晶粒界では反射率が低下するため、結
晶粒の形状で反射パターンが計測できる。このようにし
てオンライン計測した数値をもとに結晶粒の平均粒径を
算出したり、製品管理のデータとして使用する。
【００２６】（実施例２）図２は鋼鈑の結晶粒のオンラ
イン計測に関する第二実施例である。レーザ１０１から
出射したレーザ光１１０は偏光子２０１を透過し、凸レ
ンズ２０２を通過し、検査対象である鋼鈑１０３の表面
に照射させる。ここで、本実施例では赤色の半導体レー
ザを使用した。レーザ光１１０のビーム直径を拡大する
ためには、第一実施例で示したように凹レンズを使用し
ても可能であるが、半導体レーザのようにビームウエス
トが比較的大きなレーザを使用する場合は本実施例に示
すように凸レンズが有効である。従って、ビーム直径を
拡大用のレンズはレーザのビームクオリティによって凹
レンズか凸レンズのいずれかを選択すればよい。鋼鈑１
０３の表面から反射したレーザ光１１０をスクリーン１
０４に投影する。スクリーン１０４の反対側からバンド
パスフィルタ１０６を経てカメラ１０５を用いてこのレ
ーザ光の反射パターン１０９を撮影する。
イン計測に関する第二実施例である。レーザ１０１から
出射したレーザ光１１０は偏光子２０１を透過し、凸レ
ンズ２０２を通過し、検査対象である鋼鈑１０３の表面
に照射させる。ここで、本実施例では赤色の半導体レー
ザを使用した。レーザ光１１０のビーム直径を拡大する
ためには、第一実施例で示したように凹レンズを使用し
ても可能であるが、半導体レーザのようにビームウエス
トが比較的大きなレーザを使用する場合は本実施例に示
すように凸レンズが有効である。従って、ビーム直径を
拡大用のレンズはレーザのビームクオリティによって凹
レンズか凸レンズのいずれかを選択すればよい。鋼鈑１
０３の表面から反射したレーザ光１１０をスクリーン１
０４に投影する。スクリーン１０４の反対側からバンド
パスフィルタ１０６を経てカメラ１０５を用いてこのレ
ーザ光の反射パターン１０９を撮影する。
【００２７】この撮影と同時に、レーザ１０１と一体を
なすレーザ変位計２０３により、鋼鈑１０３表面までの
距離を計測する。これは、レーザ１０１から鋼鈑１０３
までの距離が変化すると、鋼鈑１０３表面の結晶粒の反
射パターンのスクリーン１０４上における拡大率が変化
するために、反射パターンのレーザ照射条件を明確にす
るために計測している。これにより、例えば、上下変動
が激しい鋼鈑のオンライン計測を実施する場合に、鋼鈑
までの距離データをもとに、結晶粒のサイズを決定する
ことが可能となる。このようにして撮影した画像１０９
は、画像処理装置１０７で画像処理され、レーザ変位計
で計測した計測距離データと共に、パーソナルコンピュ
ータ１０８に出力される。
なすレーザ変位計２０３により、鋼鈑１０３表面までの
距離を計測する。これは、レーザ１０１から鋼鈑１０３
までの距離が変化すると、鋼鈑１０３表面の結晶粒の反
射パターンのスクリーン１０４上における拡大率が変化
するために、反射パターンのレーザ照射条件を明確にす
るために計測している。これにより、例えば、上下変動
が激しい鋼鈑のオンライン計測を実施する場合に、鋼鈑
までの距離データをもとに、結晶粒のサイズを決定する
ことが可能となる。このようにして撮影した画像１０９
は、画像処理装置１０７で画像処理され、レーザ変位計
で計測した計測距離データと共に、パーソナルコンピュ
ータ１０８に出力される。
【００２８】
【発明の効果】カメラを金属板表面にピントを合わせる
のではなく、金属板表面から反射した反射パターンをカ
メラで撮影する手法を採用したことにより、非接触にて
金属板表面の結晶粒の形状をオンライン計測することが
可能となった。
のではなく、金属板表面から反射した反射パターンをカ
メラで撮影する手法を採用したことにより、非接触にて
金属板表面の結晶粒の形状をオンライン計測することが
可能となった。
【００２９】凹レンズもしくは凸レンズを用いることに
より、レーザビーム直径を拡大することが可能となり、
従来法で検出困難だった数μｍ程度の微細な結晶粒の形
状を計測することが可能となった。
より、レーザビーム直径を拡大することが可能となり、
従来法で検出困難だった数μｍ程度の微細な結晶粒の形
状を計測することが可能となった。
【００３０】バンドパスフィルタを用いてレーザビーム
の反射パターンのみをカメラで撮影することにより、外
乱光の影響を受けずに計測が可能となった。
の反射パターンのみをカメラで撮影することにより、外
乱光の影響を受けずに計測が可能となった。
【００３１】得られた画像をオンラインで画像処理する
ことにより、製品の品質管理に必要なデータを算出する
ことができ、従来技術で計測が困難だった結晶粒の平均
粒径等のデータを算出することが可能となった。
ことにより、製品の品質管理に必要なデータを算出する
ことができ、従来技術で計測が困難だった結晶粒の平均
粒径等のデータを算出することが可能となった。
【００３２】レーザ変位計を使用してレーザから鋼鈑ま
での距離をレーザ光の反射パターン画像計測と同時に計
測することにより、鋼鈑が上下変動した場合でも、鋼鈑
の結晶粒の大きさを正確に計測することが可能となっ
た。
での距離をレーザ光の反射パターン画像計測と同時に計
測することにより、鋼鈑が上下変動した場合でも、鋼鈑
の結晶粒の大きさを正確に計測することが可能となっ
た。
【００３３】以上総合して、本発明の目的である、鋼板
を含む金属板の結晶粒径をプロセス上で移動する製品も
しくは中間品において、非接触にて計測することのでき
る方法及び装置の提供が可能となった。
を含む金属板の結晶粒径をプロセス上で移動する製品も
しくは中間品において、非接触にて計測することのでき
る方法及び装置の提供が可能となった。
【図１】 本発明の第１の実施例における鋼板の結晶粒
径の測定装置の構成を表す概略図
径の測定装置の構成を表す概略図
【図２】 本発明の第２の実施例における鋼板の結晶粒
径の測定装置の構成を表す概略図
径の測定装置の構成を表す概略図
【図３】 本発明の実施例における鋼板の結晶粒におけ
るレーザ光の反射パターンがスクリーン上に投影された
画像の略図
るレーザ光の反射パターンがスクリーン上に投影された
画像の略図
１０１…レーザ
１０２…凹レンズ
１０３…鋼鈑
１０４…スクリーン
１０５…カメラ
１０６…バンドパスフィルタ
１０７…画像処理装置
１０８…パーソナルコンピュータ
１０９…鋼板の結晶粒におけるレーザ光の反射パターン
がスクリーン上に投影された画像 １１０…レーザ光 ２０１…偏光子 ２０２…凸レンズ ２０３…レーザ変位計
がスクリーン上に投影された画像 １１０…レーザ光 ２０１…偏光子 ２０２…凸レンズ ２０３…レーザ変位計
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フロントページの続き
(72)発明者 中嶋 宏
広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱
重工業株式会社広島研究所内
(72)発明者 西崎 純一
広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱
重工業株式会社広島研究所内
Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA26 BB01 CC06 DD15
FF04 GG05 GG06 JJ03 JJ26
LL04 LL22 LL33
2G055 AA03 BA05 FA02
Claims (8)
- 【請求項１】 鋼板を含む金属板の結晶粒径をプロセス
ライン上で測定する方法であって、レーザ光束をビーム
拡散レンズで拡散し、移動する前記金属板上に照射し、
前記金属板上の結晶粒パターンから反射する光線を面ス
クリーン上に拡大投影し、該投影像をカメラで撮像し、
該撮像画像を画像処理して前記金属板の結晶粒径を測定
することを特徴とする鋼板を含む金属板の結晶粒径測定
方法。 - 【請求項２】 用いるレーザ光の波長のみを通過させる
濾波手段を通して撮像することを特徴とする請求項１記
載の鋼板を含む金属板の結晶粒径測定方法。 - 【請求項３】 レーザ光束を偏光して用いることを特徴
とする請求項１記載の鋼板を含む金属板の結晶粒径測定
方法。 - 【請求項４】 変動する前記金属板の位置を計測して、
該位置の変位に応じて投影像の拡大率の補正を行うこと
を特徴とする請求項１記載の鋼板を含む金属板の結晶粒
径測定方法。 - 【請求項５】 鋼板を含む金属板の結晶粒径をプロセス
ライン上で測定する装置であって、レーザビーム発生
機、該レーザビームから発生する光束を拡散するように
配置したビーム拡散レンズ、該拡散光を移動する前記金
属板上に照射し、前記金属板上の結晶粒パターンから反
射する光線をその上に拡大投影するよう配置した面スク
リーン、該投影像を撮像可能なカメラ、該撮像画像を画
像処理する画像処理手段を有してなる鋼板を含む金属板
の結晶粒径測定装置。 - 【請求項６】 該レーザビーム発生機の発生するレーザ
光の波長のみを通過させる濾波手段を当該カメラの前に
配置して、撮像可能としたことを特徴とする請求項５記
載の鋼板を含む金属板の結晶粒径測定装置。 - 【請求項７】 該レーザビーム発生機のビーム出口に偏
光子を配置し、レーザ光束を偏光可能としたことを特徴
とする請求項５記載の鋼板を含む金属板の結晶粒径測定
装置。 - 【請求項８】 変動する前記金属板の位置を計測するレ
ーザ変位計を前記金属板面上に配置し、該変位計により
計測された金属板の変位の大きさにより前記投影像の拡
大率の補正をするようにしたことを特徴とする請求項５
記載の鋼板を含む金属板の結晶粒径測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031218A JP2003232618A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 鋼板を含む金属板の結晶粒径測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031218A JP2003232618A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 鋼板を含む金属板の結晶粒径測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003232618A true JP2003232618A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27774690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002031218A Withdrawn JP2003232618A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 鋼板を含む金属板の結晶粒径測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003232618A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008039529A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Okayama Univ | 結晶方位同定方法及び結晶方位同定装置 |
| JP2020113714A (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | Tdk株式会社 | 希土類磁石用原料合金の評価方法、希土類磁石用原料合金の評価装置および希土類磁石の製造方法 |
| JP2020113713A (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | Tdk株式会社 | 希土類磁石用原料合金の評価方法、希土類磁石用原料合金の評価装置および希土類磁石の製造方法 |
| CN116499362A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-07-28 | 太原科技大学 | 钢板尺寸在线测量系统 |
-
2002
- 2002-02-07 JP JP2002031218A patent/JP2003232618A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008039529A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Okayama Univ | 結晶方位同定方法及び結晶方位同定装置 |
| JP2020113714A (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | Tdk株式会社 | 希土類磁石用原料合金の評価方法、希土類磁石用原料合金の評価装置および希土類磁石の製造方法 |
| JP2020113713A (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | Tdk株式会社 | 希土類磁石用原料合金の評価方法、希土類磁石用原料合金の評価装置および希土類磁石の製造方法 |
| JP7251157B2 (ja) | 2019-01-16 | 2023-04-04 | Tdk株式会社 | 希土類磁石用原料合金の評価方法、希土類磁石用原料合金の評価装置および希土類磁石の製造方法 |
| JP7251158B2 (ja) | 2019-01-16 | 2023-04-04 | Tdk株式会社 | 希土類磁石用原料合金の評価方法、希土類磁石用原料合金の評価装置および希土類磁石の製造方法 |
| CN116499362A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-07-28 | 太原科技大学 | 钢板尺寸在线测量系统 |
| CN116499362B (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-15 | 太原科技大学 | 钢板尺寸在线测量系统 |
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