JP2007256154A

JP2007256154A - 放射線透過式管状材肉厚測定装置

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Publication number: JP2007256154A
Application number: JP2006082713A
Authority: JP
Inventors: Asao Monno; 浅雄門野
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: JP4483809B2

Abstract

【課題】装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式を併用するとともに、厚肉管での測定精度の劣化を抑制する。
【解決手段】平行２ビーム測定方式にて管状材１の芯ぶれ量および肉厚を算出する場合、回転制御部２４は、ライン状放射線源１２から出射されたライン状放射線ビームＢＬが管状材１を斜めに横切るように線源容器１１を回転させ、断面平均測定方式にて管状材１の肉厚を算出する場合、回転制御部２４は、ライン状放射線源１２から出射されたライン状放射線ビームＢＬが管状材１を垂直に横切るように線源容器１１を回転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は放射線透過式管状材肉厚測定装置に関し、特に、走行中の管状材の芯ぶれに対応しつつ、管状材の肉厚を精度よく測定する方法に適用して好適なものである。

シームレス管の肉厚寸法の高精度化の要求に答えるため、シームレス管の仕上圧延機として用いられるストレッチレデューサの直後に、放射線透過方式を採用した熱間肉厚計を設置することが行われている。
また、例えば、特許文献１〜３には、少なくとも３本の放射線ビームが正奇数多角形を形成するように交差させながら管状材に投射し、その時の放射線ビームの透過率を計測することにより、管状材の肉厚を非接触で測定する方法（多点測定方式）が開示されている。
また、例えば、特許文献４〜７には、管状材の外径を超える幅の放射線ビームを管状材に投射し、その時の放射線ビームの減衰量に基づいて管状材の平均肉厚を非接触で測定する方法（断面平均測定方式）が開示されている。

特公昭６０−４２４０２号公報特公昭６０−４４６０２号公報特公昭６０−４６３６４号公報特公昭６３−２２５２５号公報特公平２−３６８８２号公報特公平３−１６６０４号公報特公平３−１１６４６号公報

しかしながら、多点測定方式では、肉厚の測定精度を確保するためには、放射線ビームにより形成される正奇数多角形の中心と管状材の中心とを一致させる必要があり、そのずれは０．１ｍｍ〜１ｍｍのオーダーに抑える必要がある。このため、ストレッチレデューサを通して１０ｍ／ｓ程度の速度で高速に走行しているシームレス管の肉厚測定に多点測定方式を適用すると、シームレス管の芯ぶれを０．１ｍｍ程度のオーダーに抑える必要があり、高精度なピンチローラ装置などが必要になることから、付帯装置のコストアップを招くという問題があった。

また、断面平均測定方式では、管状材の芯ぶれが発生しても、測定誤差が発生しないようにするために、管状材の芯ぶれの許容量を上回るように、放射線源および検出器の幅を設定する必要があり、肉厚計の大型化および高価格化を招くだけでなく、厚肉管では管状材の肉厚に対する放射線の計数変化が小さくなり、測定精度が劣化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式を併用するとともに、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能な放射線透過式管状材肉厚測定装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置によれば、管状材を横切るようにライン状放射線ビームを出射するライン状放射線源と、前記管状材の長手方向に並べて配置され、前記管状材を透過したライン状放射線ビームを検出する第１および第２検出器と、前記ライン状放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第１または第２検出器にて検出された放射線減衰量に基づいて、前記管状材の肉厚を算出する第１肉厚算出手段と、前記ライン状放射線ビームが前記管状材を斜めに横切るように前記ライン状放射線源を回転させる回転制御手段と、前記管状材を斜めに横切るように出射されたライン状放射線ビームを絞り込むことにより、互いに平行なスポット状の第１および第２放射線ビームを生成するコリメータと、前記第１および第２放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第１および第２検出器にてそれぞれ検出された測定結果の比に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量を算出する芯ぶれ算出手段と、前記芯ぶれ量に基づいて前記第１検出器による測定結果および前記第２検出器による測定結果を補正することにより、前記管状材の肉厚を算出する第２肉厚算出手段とを備えることを特徴とする。

これにより、ライン状放射線源を回転させることで、ライン状放射線ビームから互いに平行なスポット状の２本の放射線ビームを生成することが可能となり、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式を用いて管状材の肉厚を算出することが可能となるとともに、２本の平行な放射線ビームを管状材に透過させることで、管状材の芯ぶれ量および肉厚を算出することができる。このため、放射線ビームにより形成される正奇数多角形の中心と管状材の中心とを一致させる必要がなくなり、管状材の芯ぶれが発生する場合においても、管状材の肉厚を精度よく測定することが可能となるとともに、２本の放射線ビームの間隔を調整することで、肉厚に対する放射線の計数変化を調整することが可能となり、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能となる。

また、請求項２記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置によれば、前記管状材の外径を既知とし、前記管状材の仮の肉厚が与えられた時の前記管状材の芯ぶれ量対「前記第１検出器による測定結果と前記第２検出器による測定結果との比」の関係が記述された校正データを取得する校正データ取得手段を備え、前記芯ぶれ算出手段は、前記第１検出器および前記第２検出器による実測値から、これらの実測値の比を求め、前記実測値の比に対応した芯ぶれ量を前記校正データから読み取ることにより、前記管状材の芯ぶれ量を算出することを特徴とする。
これにより、校正データを参照することで、第１検出器および第２検出器による実測値の比から管状材の芯ぶれ量を算出することができ、管状材に芯ぶれが発生している場合においても、システム構成の複雑化を抑制しつつ、管状材の肉厚を校正することが可能となる。

また、請求項３記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置によれば、前記管状材の芯ぶれ量がゼロの位置における前記第１放射線ビームの透過長または前記第２放射線ビームの透過長と、前記管状材の肉厚との関係が記述された換算データを取得する換算データ取得手段を備え、前記肉厚算出手段は、前記芯ぶれ算出手段にて算出された管状材の芯ぶれ量に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量がゼロの位置における前記第１放射線ビームの透過長または前記第２放射線ビームの透過長を求め、前記第１放射線ビームの透過長または前記第２放射線ビームの透過長に対応した前記管状材の肉厚を前記換算データから読み取ることにより、前記管状材の肉厚を算出することを特徴とする。

これにより、管状材に芯ぶれが発生している場合においても、芯ぶれ量がゼロの位置における換算データを用いることで、第１検出器または第２検出器による実測値から管状材の肉厚を求めることができ、管状材の芯ぶれが発生する場合においても、システム構成の複雑化を抑制しつつ、管状材の肉厚を精度よく測定することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式にて管状材の肉厚を算出することが可能となるとともに、２本の平行な放射線ビームを管状材に透過させることで、管状材の芯ぶれ量および肉厚を算出することができ、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置が提供されるストレッチレデューサの概略構成を示す斜視図である。
図１において、ストレッチレデューサには、管状材１を３方向から挟み込むようにそれぞれ配置された圧延ロール２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃが管状材１の走行方向に沿って設置されている。また、ストレッチレデューサの直後には、管状材１の肉厚を非接触で測定する放射線透過式管状材肉厚測定装置５が設置されている。さらに、ストレッチレデューサには、管状材１を上下方向から挟み込むようにそれぞれ配置されたピンチローラ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂが放射線透過式管状材肉厚測定装置５の前後に設置されている。そして、圧延ロール２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃにて管状材１の長手方向にストレッチをかけ、肉厚を延伸（ストレッチ）させながら外径を縮小（レジュース）し圧延することにより、肉厚寸法および外径寸法が所望の値に調整されたシームレス管を製造することができる。
そして、ストレッチレデューサにて圧延された管状材１は放射線透過式管状材肉厚測定装置５に送られ、走行中の管状材１の肉厚が放射線透過式管状材肉厚測定装置５にてリアルタイムで測定される。

図２は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の概略構成を示す斜視図である。
図２において、線源容器１１には、ライン状放射線源１２が収容され、ライン状放射線源１２からライン状放射線ビームＢＬが出射されるように配置されている。なお、ライン状放射線源１２としては、例えば、アレイ上に配列されたγ線源を用いることができる。また、放射線透過式管状材肉厚測定装置５には、管状材１を間にしてライン状放射線源１２に対向するようにして配置された検出器１６ａ、１６ｂが設けられ、ライン状放射線源１２と検出器１６ａ、１６ｂとの間には、コリメータ１４、１５が設けられている。ここで、コリメータ１４、１５には、ライン状放射線源１２から出射されたライン状放射線ビームＢＬを絞り込むことにより、互いに平行なスポット状の２本の放射線ビームＢ１、Ｂ２を生成する開口部１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂがそれぞれ設けられている。

なお、放射線ビームＢ１、Ｂ２は、管状材１が芯ぶれしてない状態において、管状材１の中心から対称になるように生成することができる。例えば、放射線ビームＢ１は管状材１の中心から横方向に−５ｍｍの位置を透過し、放射線ビームＢ２は管状材１の中心から横方向に＋５ｍｍの位置を透過するように配置することができる。この結果、管状材１が芯ぶれしてない状態においては、検出器１６ａ、１６ｂによる測定値は理論的には互いに等しくなる。また、コリメータ１４、１５は、管状材１の位置が放射線ビームＢ１、Ｂ２の出射方向に変動した場合においても、放射線ビームＢ１、Ｂ２の透過量に差（指示差）が発生しないように放射線ビームＢ１、Ｂ２を充分絞ることができるように構成することができる。

また、放射線透過式管状材肉厚測定装置５には、ライン状放射線ビームＢＬを管状材１に透過させることにより、管状材１の肉厚を算出する第１演算処理装置２１（以下、この方法による測定方式を断面平均測定方式という。）、放射線ビームＢ１、Ｂ２を管状材１に透過させることにより、管状材１の芯ぶれ量および肉厚を算出する第２演算処理装置２２（以下、この方法による測定方式を平行２ビーム測定方式という。）、断面平均測定方式または平行２ビーム測定方式に応じてコリメータ１４、１５を移動させる移動制御部２３、断面平均測定方式または平行２ビーム測定方式に応じてライン状放射線ビームＢＬを水平面内で回転させる回転制御部２４が設けられている。

そして、平行２ビーム測定方式にて管状材１の芯ぶれ量および肉厚を算出する場合、回転制御部２４は、ライン状放射線源１２から出射されたライン状放射線ビームＢＬが管状材１を斜めに横切るように線源容器１１を回転させる。なお、線源容器１１の回転角としては、例えば、管状材１の長手方向に対して８０度に設定することができる。また、移動制御部２３は、ライン状放射線ビームＢＬが開口部１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂをそれぞれ介してスポット状の２本の平行な放射線ビームＢ１、Ｂ２に絞り込まれるように、ライン状放射線源１２と検出器１６ａ、１６ｂとの間にコリメータ１４、１５を移動させる。

そして、管状材１を透過した放射線ビームＢ１、Ｂ２が検出器１６ａ、１６ｂにそれぞれ入射すると、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値が第２演算処理装置２２に送られる。そして、第２演算処理装置２２は、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値に基づいて管状材１の芯ぶれ量および肉厚を算出することができる。
一方、断面平均測定方式にて管状材１の肉厚を算出する場合、回転制御部２４は、ライン状放射線源１２から出射されたライン状放射線ビームＢＬが管状材１を垂直に横切るように線源容器１１を回転させる。また、移動制御部２３は、ライン状放射線ビームＢＬが管状材１の全断面を横切ることができるように、コリメータ１４、１５を退避させる。
そして、管状材１を透過したライン状放射線ビームＢＬが検出器１６ａ、１６ｂにそれぞれ入射すると、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値が第１演算処理装置２１に送られる。そして、第１演算処理装置２１は、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値に基づいて管状材１の肉厚を算出することができる。

これにより、ライン状放射線源１２を回転させることで、ライン状放射線ビームＢＬから互いに平行なスポット状の２本の放射線ビームＢ１、Ｂ２を生成することが可能となり、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式を用いて管状材１の肉厚を算出することが可能となるとともに、２本の平行な放射線ビームＢ１、Ｂ２を管状材１に透過させることで、管状材１の芯ぶれ量および肉厚を算出することができる。このため、放射線ビームにより形成される正奇数多角形の中心と管状材１の中心とを一致させる必要がなくなり、管状材１の芯ぶれが発生する場合においても、管状材１の肉厚を精度よく測定することが可能となるとともに、２本の放射線ビームＢ１、Ｂ２の間隔を調整することで、肉厚に対する放射線の計数変化を調整することが可能となり、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能となる。

具体的には、図３に示すように、各放射線ビームＢ１、Ｂ２が２枚の平板状の板状部を測定するようにでき、厚板用γ線厚さ計の測定原理に基づいた測定が可能となるため、現状実用化されている厚板厚さ計と同等の測定精度を持たせることができる。この結果、図４に示すように、断面平均測定方式に比べて、放射線に基づく誤差を大幅に改善することができる。特に、厚肉管においてこの効果が大きい。

図５は、図２の放射線透過式管状材肉厚測定装置の平行２ビーム方式による測定方式を示す断面図である。
図５において、第２演算処理部２２には、芯ぶれ算出部２１ａ、校正データ取得部２１ｂ、肉厚算出部２１ｃおよび換算データ取得部２１ｄが設けられている。ここで、芯ぶれ算出部２１ａは、検出器１６ａ、１６ｂによる検出結果に基づいて管状材１の芯ぶれ量Ｓを算出することができる。また、校正データ取得部２１ｂは、管状材１の外径を既知とし、管状材１の仮の肉厚が与えられた時の管状材１の芯ぶれ量Ｓ対「検出器１６ａ、１６による測定結果との比」の関係が記述された校正データを取得することができる。なお、管状材１の仮の肉厚として、圧延時の管状材１の狙い肉厚を第１近似として用いることができる。また、校正データは、実験または理論計算により予め求めることができる。

さらに、肉厚算出部２１ｃは、芯ぶれ算出部２１ａにて算出された芯ぶれ量Ｓに基づいて検出器１６ａ、１６ｂによる測定結果を補正することにより、管状材１の肉厚Ｔを算出することができる。また、換算データ取得部２１ｄは、管状材１の芯ぶれ量Ｓがゼロの位置における放射線ビームＢ１、Ｂ２の透過長と管状材１の肉厚Ｓとの関係が記述された換算データを取得することができる。なお、換算データは、実験または理論計算により予め求めることができる。

そして、ライン状放射線源１２から出射されたライン状放射線ビームＢＬは、コリメータ１４にて２本の平行なスポット状の放射線ビームＢ１、Ｂ２に絞られた後、管状材１を透過し、さらにコリメータ１５にて絞られた後、検出器１６ａ、１６ｂにそれぞれ入射する。その結果、放射線ビームＢ１、Ｂ２は管状材１に対して千鳥状に配列され、管状材１の長手方向に配置された２台の独立な検出器１６ａ、１６ｂに独立な放射線ビームＢ１、Ｂ２として入射する。そして、放射線ビームＢ１、Ｂ２が検出器１６ａ、１６ｂにそれぞれ入射すると、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値が第２演算処理部２２に送られる。そして、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値が第２演算処理部２２に送られると、芯ぶれ算出部２１ａは、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値に基づいて管状材１の芯ぶれ量Ｓを算出する。ここで、芯ぶれ算出部２１ａは、管状材１の芯ぶれ量Ｓを算出する場合、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値を検出器１６ａ、１６ｂから受け取ると、これらの計測値の比を求め、この計測値の比に対応した芯ぶれ量Ｓを校正データから読み取ることにより、管状材１の芯ぶれ量を算出することができる。

そして、管状材１の芯ぶれ量Ｓが芯ぶれ算出部２１ａにて算出されると、その芯ぶれ量Ｓが肉厚算出部２１ｃに送られる。そして、肉厚算出部２１ｃは管状材１の芯ぶれ量Ｓを受け取ると、芯ぶれ算出部２１ａにて算出された芯ぶれ量Ｓに基づいて検出器１６ａ、１６ｂによる計測値を補正することにより、管状材１の肉厚Ｔを算出する。ここで、肉厚算出部２１ｃは、管状材１の肉厚Ｔを算出する場合、芯ぶれ算出部２１ａにて算出された管状材１の芯ぶれ量Ｓに基づいて、管状材１の芯ぶれ量Ｓがゼロの位置における放射線ビームＢ１、Ｂ２の透過長を求め、放射線ビームＢ１、Ｂ２の透過長に対応した管状材１の肉厚Ｔを換算データから読み取ることにより、管状材１の肉厚Ｔを算出することができる。

なお、放射線ビームＢ１、Ｂ２の透過長に対応した管状材１の肉厚Ｔがそれぞれ求まると、これらの肉厚Ｔの相加平均をとることにより、最終的な管状材１の肉厚Ｔとすることができる。
ここで、管状材１の芯ぶれがあった時は、放射線ビームＢ１が管状材１の中心に近づけば、放射線ビームＢ２は管状材１の中心から遠ざかる。すなわち、放射線ビームＢ１、Ｂ２は、管状材１の中心に対して相反する方向に移動する。そして、放射線ビームＢ１が管状材１の中心に近づくと、放射線ビームＢ１の透過長は、芯ぶれ量Ｓがゼロの位置における透過長に比べて短くなる。一方、放射線ビームＢ２が管状材１の中心に遠ざかると、放射線ビームＢ２透過長は、芯ぶれ量Ｓがゼロの位置における透過長に比べて長くなる。この結果、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値の比は、管状材１の芯ぶれ量Ｓに対してほぼ直線関係が得られる。

図６は、本発明の一実施形態に係る芯ぶれに対する指示比率の関係を示す図である。
図６において、例えば、放射線ビームＢ１が管状材１の中心から−５〜０ｍｍの間の位置にずれるとともに、放射線ビームＢ２が管状材１の中心から＋５〜＋１０ｍｍの間の位置にずれた場合、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値の比は、管状材１の芯ぶれ量Ｓに対してほぼ直線関係が得られることが判る。反対に、放射線ビームＢ１が管状材１の中心から＋５〜＋１０ｍｍの間の位置にずれるとともに、放射線ビームＢ２が管状材１の中心から−５〜０ｍｍの間の位置にずれた場合においても、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値の比は、管状材１の芯ぶれ量Ｓに対してほぼ直線関係が得られることが判る。

さらに、管状材１の芯ぶれ量Ｓがさらに増大し、管状材１の中心に近づいた方の放射線ビームＢ１、Ｂ２が管状材１の中心を通り過ぎた場合においても、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値の比は、管状材１の芯ぶれ量Ｓに対してほぼ直線関係を得ることができる。
例えば、射線ビームＢ１が管状材１の中心から０〜＋５ｍｍの間の位置にずれるとともに、放射線ビームＢ２が管状材１の中心から＋１０〜＋１５ｍｍの間の位置にずれた場合においても、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値の比は、管状材１の芯ぶれ量Ｓに対してほぼ直線関係が得られることが判る。反対に、放射線ビームＢ１が管状材１の中心から−１０〜−１５ｍｍの間の位置にずれるとともに、放射線ビームＢ２が管状材１の中心から０〜−５ｍｍの間の位置にずれた場合においても、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値の比は、管状材１の芯ぶれ量Ｓに対してほぼ直線関係が得られることが判る。
この結果、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値の比と、管状材１の芯ぶれ量Ｓとの間の直線関係を利用することにより、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値から管状材１の芯ぶれ量Ｓを求めることができる。

なお、上述した実施形態では、管状材１の仮の肉厚が与えられた時の管状材１の芯ぶれ量Ｓ対「検出器１６ａ、１６による測定結果との比」の関係が記述された校正データを生成する場合、管状材１の仮の肉厚として、圧延時の管状材１の狙い肉厚を第１近似肉厚として用いる方法について説明したが、圧延時の管状材１の狙い肉厚を第１近似肉厚として求めた管状材１の実際の肉厚を第２近似肉厚とした時の管状材１の芯ぶれ量Ｓ対「検出器１６ａ、１６による測定結果との比」の関係が記述された校正データを用いることにより、管状材１の第２近似芯ぶれ量を算出し、この第２近似芯ぶれ量に基づいて管状材１の芯ぶれを補正する補正することにより、管状材１の第３近似肉厚を求めるようにしてもよい。

さらに、管状材１の第３近似肉厚が求まると、第３近似肉厚が与えられた時の管状材１の芯ぶれ量Ｓ対「検出器１６ａ、１６による測定結果との比」の関係が記述された校正データを用いることにより、管状材１の第３近似芯ぶれ量を算出し、この第３近似芯ぶれ量に基づいて管状材１の芯ぶれを補正する補正することにより、管状材１の第４近似肉厚を求めるようにしてもよい。
そして、所望の精度以内に解が収束するまで以上の処理を繰り返すことにより、管状材１の肉厚の近似精度を上げることができる。

図７は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の断面平均測定方式による概略構成を示す斜視図である。
図７において、断面平均測定方式にて管状材１の肉厚を算出する場合、ライン状放射線源１２から出射されたライン状放射線ビームＢＬが管状材１を垂直に横切るように線源容器１１が回転されるとともに、ライン状放射線ビームＢＬが管状材１の全断面を横切ることができるように、図２のコリメータ１４、１５が退避される。
そして、管状材１を透過したライン状放射線ビームＢＬが検出器１６ａ、１６ｂにそれぞれ入射すると、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値が図２の第１演算処理装置２１に送られる。そして、第１演算処理装置２１は、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値に基づいて管状材１の肉厚を算出することができる。

図８は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の断面平均測定方式による測定方式を示す断面図である。
図８（ａ）において、管状材１が芯ぶれを起した場合においても、ライン状放射線ビームＢＬが管状材１の全断面を横切ることができるようにするため、ライン状放射線ビームＢＬの幅は管状材１の外径を超えるように設定される。
そして、図８（ｂ）に示すように、管状材１がない場合には、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値Ｎ₀は均一な値となるのに対して、管状材１がある場合には、管状材１にて放射線が減衰され、検出器１６ａ、１６ｂによる計測値Ｎ_sは管状材１に肉厚に応じて小さくなる。
このため、第１演算処理装置２１は、ライン状放射線ビームＢＬを管状材１に透過させた時に検出器１６ａ、１６ｂにて検出された計測値Ｎ₀、Ｎ_sに基づいて、管状材１の肉厚を算出することができる。

本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置が提供されるストレッチレデューサの概略構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の概略構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る放射線ビームＢ１、Ｂ２が管状材１を透過する時の状態を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る２点測定方式の測定精度を断面平均測定方式と比較して示す図である。図２の放射線透過式管状材肉厚測定装置の平行２ビーム方式による測定方式を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る芯ぶれに対する指示比率の関係を示す図である。本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の断面平均測定方式による概略構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の断面平均測定方式による測定方式を示す断面図である。

符号の説明

１管状材
２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ圧延ロール
６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂピンチローラ
５放射線透過式管状材肉厚測定装置
１１線源容器
１２ライン状放射線源
１４、１５コリメータ
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ開口部
１６ａ、１６ｂ検出器
２０制御装置
２１第１演算処理装置
２２第２演算処理装置
２３移動制御部
２４回転制御部
２１ａ芯ぶれ算出部
２１ｂ校正データ取得部
２１ｃ肉厚算出部
２１ｄ換算データ取得部

Claims

管状材を横切るようにライン状放射線ビームを出射するライン状放射線源と、
前記管状材の長手方向に並べて配置され、前記管状材を透過したライン状放射線ビームを検出する第１および第２検出器と、
前記ライン状放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第１または第２検出器にて検出された放射線減衰量に基づいて、前記管状材の肉厚を算出する第１肉厚算出手段と、
前記ライン状放射線ビームが前記管状材を斜めに横切るように前記ライン状放射線源を回転させる回転制御手段と、
前記管状材を斜めに横切るように出射されたライン状放射線ビームを絞り込むことにより、互いに平行なスポット状の第１および第２放射線ビームを生成するコリメータと、
前記第１および第２放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第１および第２検出器にてそれぞれ検出された測定結果の比に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量を算出する芯ぶれ算出手段と、
前記芯ぶれ量に基づいて前記第１検出器による測定結果および前記第２検出器による測定結果を補正することにより、前記管状材の肉厚を算出する第２肉厚算出手段とを備えることを特徴とする放射線透過式管状材肉厚測定装置。
前記管状材の外径を既知とし、前記管状材の仮の肉厚が与えられた時の前記管状材の芯ぶれ量対「前記第１検出器による測定結果と前記第２検出器による測定結果との比」の関係が記述された校正データを取得する校正データ取得手段を備え、
前記芯ぶれ算出手段は、前記第１検出器および前記第２検出器による実測値から、これらの実測値の比を求め、前記実測値の比に対応した芯ぶれ量を前記校正データから読み取ることにより、前記管状材の芯ぶれ量を算出することを特徴とする請求項１記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置。
前記管状材の芯ぶれ量がゼロの位置における前記第１放射線ビームの透過長または前記第２放射線ビームの透過長と、前記管状材の肉厚との関係が記述された換算データを取得する換算データ取得手段を備え、
前記肉厚算出手段は、前記芯ぶれ算出手段にて算出された管状材の芯ぶれ量に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量がゼロの位置における前記第１放射線ビームの透過長または前記第２放射線ビームの透過長を求め、前記第１放射線ビームの透過長または前記第２放射線ビームの透過長に対応した前記管状材の肉厚を前記換算データから読み取ることにより、前記管状材の肉厚を算出することを特徴とする請求項２記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置。