JP2014048057A - Plate thickness measuring apparatus - Google Patents
Plate thickness measuring apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014048057A JP2014048057A JP2012188792A JP2012188792A JP2014048057A JP 2014048057 A JP2014048057 A JP 2014048057A JP 2012188792 A JP2012188792 A JP 2012188792A JP 2012188792 A JP2012188792 A JP 2012188792A JP 2014048057 A JP2014048057 A JP 2014048057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- sensor
- distance
- thickness measuring
- extending linearly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、板厚を測定する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for measuring a plate thickness.
特許文献1は、温度変化による精度の劣化を防ぐために、測定器各部の温度を測定し、その結果を基に板厚測定装置から得られた出力値を補正して、温度変化に起因する熱膨張の影響があっても、測定値を変化させない発明を開示する。特許文献2は、板厚測定装置を構成するフレーム体を断熱材で覆うことにより、フレーム体の熱膨張を防止する発明を開示する。特許文献3は、板厚測定装置を熱膨張率の小さい素材を用いて形成することで、熱膨張に伴う測定値への影響を低減する発明を開示する。
特許文献1は、板厚測定器の熱膨張を補正するための温度センサと高機能な演算装置を必要とする。特許文献2は、板厚測定装置を構成するフレーム体の他に板厚測定器の温度変化を防止するための断熱材、冷却装置等を必要とする。特許文献3は、板厚測定器の材料としてINVER材のような低熱膨張係数を有する特殊な素材を必要とする。
いずれの特許文献に開示された発明よりも、シンプルな装置構成であって、断熱材や低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用しなくても、より製造コストを低減しつつ、板厚測定器の熱膨張に起因する板厚の測定精度の劣化を低減することができる板厚測定装置が望まれる。 Thickness measuring instrument with a simpler device configuration than any of the inventions disclosed in any of the patent documents, without using a heat insulating material or a special material having a low coefficient of thermal expansion, while reducing manufacturing costs. A plate thickness measuring apparatus that can reduce deterioration in plate thickness measurement accuracy due to thermal expansion of the plate is desired.
本発明の第1の態様は、一方の端部から他方の端部に向かう第1の方向に直線状に延在する第1の構造体と、一方の端部から他方の端部に向かって第1の方向と平行に直線状に延在する第2の構造体と、一方の端部から他方の端部に向かって第1の方向と平行に直線状に延在する第3の構造体と、第1の構造体の一方の端部及び第2の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第1の支持部であって、第1及び第2の構造体の熱膨張により第1の方向と平行に移動する第1の支持部と、第1の構造体の他方の端部及び第3の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第2の支持部であって、第1及び第3の構造体の熱膨張により第1の方向と平行に移動する第2の支持部と、第2の構造体に取り付けられた第1のセンサと、第3の構造体に取り付けられ、第1の方向に沿って第1のセンサと対向する第2のセンサを備え、温度変化に起因して第1乃至第3の構造体に熱膨張が生じても、第1及び第2のセンサ間の距離は一定に保たれる、板厚測定装置である。 According to a first aspect of the present invention, a first structure extends linearly in a first direction from one end to the other end, and from one end to the other end. A second structure extending linearly in parallel with the first direction, and a third structure extending linearly in parallel with the first direction from one end to the other end And a first support portion in which one end of the first structure and one end of the second structure are fixed on the same surface, and the heat of the first and second structures A second support in which the first support portion that moves parallel to the first direction by expansion, the other end portion of the first structure body, and one end portion of the third structure body are fixed on the same surface. A second support unit that moves parallel to the first direction due to thermal expansion of the first and third structures; a first sensor attached to the second structure; Structure of 3 The second sensor is attached and is opposed to the first sensor along the first direction. Even if thermal expansion occurs in the first to third structures due to a temperature change, the first and second sensors This is a plate thickness measuring device in which the distance between the two sensors is kept constant.
本発明の第2の態様は、第1の態様に加えて、第1の構造体が第1の熱膨張係数αを有し、第2及び第3の構造体が第2の熱膨張係数βを有し、第1及び第2のセンサ間の距離Ls、第1の構造体の直線状に延在する長さL1、第2の構造体の直線状に延在する長さL2,並びに第3の構造体の直線状に延在する長さL3は、Ls=L1−(L2+L3)の関係を有し、距離Lsの温度Tの変化ΔLsは、ΔLs={L1*α−(L2+L3)*β}*ΔT=0の関係を有する。 In the second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the first structure has a first thermal expansion coefficient α, and the second and third structures have a second thermal expansion coefficient β. A distance Ls between the first and second sensors, a length L1 extending linearly of the first structure, a length L2 extending linearly of the second structure, and a second The length L3 extending linearly of the structure 3 has a relationship of Ls = L1− (L2 + L3), and the change ΔLs of the temperature T of the distance Ls is ΔLs = {L1 * α− (L2 + L3) * β} * ΔT = 0.
本発明の第3の態様は、第2の態様に加えて、第1の熱膨張係数αは、第2の熱膨張係数βより小さく、長さL1、L2及びL3は、L1=Ls*(β/(β−α))及びL2+L3=Ls*(α/(β−α))の関係を有する。 In the third aspect of the present invention, in addition to the second aspect, the first thermal expansion coefficient α is smaller than the second thermal expansion coefficient β, and the lengths L1, L2, and L3 are L1 = Ls * ( β / (β−α)) and L2 + L3 = Ls * (α / (β−α)).
本発明の目的は、シンプルな装置構成であって、断熱材や低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用しなくても、より製造コストを低減しつつ、板厚測定器の熱膨張に起因する板厚の測定精度の劣化を低減することができる板厚測定装置を提供する。 The object of the present invention is a simple apparatus configuration, which is due to the thermal expansion of the thickness measuring instrument while further reducing the manufacturing cost without using a heat insulating material or a special material having a low thermal expansion coefficient. Provided is a plate thickness measuring device capable of reducing deterioration of plate thickness measurement accuracy.
本発明に係る板厚測定装置は、製造コストをより低減したシンプルな装置構成であり、温度変化に起因してフレームとしての各構造体に熱膨張が生じても、センサ間の距離は一定に保たれる。その結果、本発明に係る板厚測定装置は、板厚を温度変化に起因する誤差なく、あるいは該誤差を低減して測定することを可能にする。 The plate thickness measuring device according to the present invention has a simple device configuration with a reduced manufacturing cost, and the distance between the sensors is constant even if thermal expansion occurs in each structure as a frame due to a temperature change. Kept. As a result, the thickness measuring apparatus according to the present invention makes it possible to measure the thickness without an error due to a temperature change or with the error reduced.
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。 Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, dimensions, materials, shapes, relative positions of components, and the like described in the following embodiments are arbitrary, and can be changed according to the structure of the apparatus to which the present invention is applied or various conditions. Further, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited to the form specifically described in the embodiments described below. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.
[第1実施形態]
(板厚測定装置100)
図1は、本発明の第1実施形態に係る板厚測定装置100を示す模式図である。ここで、本発明では、測定されるべき板の板厚方向における各構造体の長さに着目するため、図1は、その方向に垂直な方向、即ち板厚測定装置100の側面から見た模式図である。図2〜図6についても同様である。
[First embodiment]
(Thickness measuring apparatus 100)
FIG. 1 is a schematic view showing a plate
板厚測定装置100は、第1の構造体101と、第2の構造体102と、第3の構造体103と、第1のセンサ104aと、第2のセンサ104bと、第1の支持部106aと、第2の支持部106bと、ベース107と、制御装置108を備える。
The plate
第1の構造体101は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって直線状に延在するフレームとしての部材である。第2の構造体102は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって、直線状に延在する第1の構造体101と平行に直線状に延在するフレームとしての部材である。第3の構造体103は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって、直線状に延在する第1の構造体101と平行に直線状に延在するフレームとしての部材である。
The
第1の構造体101、第2の構造体102及び第3の構造体103は、それぞれ、直線状に延在する方向に長さL1、L2及びL3を有する。第1の構造体101、第2の構造体102及び第3の構造体103の直線状に延在する方向は、図1のように板109が配置される場合は、板109の板厚の方向と一致する。以下、何々構造体の長さというときは、その直線状に延在する方向(以下、適宜「第1の方向」という。)における何々構造体の長さを意味するものとする。
The
また、第1の構造体101は、直方体、円柱、棒等の形状を有し、室温における熱膨張係数αを有する材料から形成される。第2及び第3の構造体102、103は、直方体、円柱、棒等の形状を有し、室温における熱膨張係数βを有する材料から形成される。例えば、第1の構造体は鉄(熱膨張係数α=12.1x10−6(K−1))から形成され、第2及び第3の構造体102,103はアルミニウム(熱膨張係数β=23.5x10−6(K−1))から形成される。
The
なお、本実施形態では、これらの材料に限定されず、銅、チタン、シリコン、銀、ガラス、プラスチック、木材、石材等どのような材料であってもよい。また、本実施形態では、第1の構造体101としては、単一の材料または複数の材料を含むものであっても良く、全体として熱膨張係数αを有するものであればいずれのものを用いても良い。同様に、第2及び第3の構造体102、103としては、単一の材料または複数の材料を含むものであっても良く、全体として熱膨張係数βを有するものであればいずれのものを用いても良い。
In the present embodiment, the material is not limited to these materials, and any material such as copper, titanium, silicon, silver, glass, plastic, wood, stone, or the like may be used. In the present embodiment, the
第1のセンサ104aは、第2の構造体102の他方の端部とそのセンシング面が一致するように第2の構造体102に取り付けられる。第2のセンサ104bは、第3の構造体103の他方の端部とそのセンシング面が一致するように第3の構造体103に取り付けられる。また、第1及び第2のセンサ104a、104bは、第1の方向に沿って互いに対向する。
The
第1及び第2のセンサ104a、104bは、レーザセンサであり、三角測量法によって測定されるべき板109の板面までの距離を計測する。例えば、第1のセンサ104aは、第1のセンサ104a側にある板109の板面にレーザ光105aを当て、その反射光を基に、第1のセンサ104aから当該板面までの距離を測定する。第2のセンサ104bは、第2のセンサ104b側にある板109の板面にレーザ光105bを当て、その反射光を基に、第2のセンサ104bから当該板面までの距離を測定する。
The first and
なお、本実施形態のセンサは、レーザセンサに限定されず、対象物までの距離を測定することができるセンサ又は対象物までの距離情報を出力するセンサであればよい。例えば、対象物までの距離を機械的に測定するメジャーや、画像処理により対象物までの距離を測定する画像処理センサであってもよい。 In addition, the sensor of this embodiment is not limited to a laser sensor, What is necessary is just a sensor which outputs the distance information to a sensor which can measure the distance to a target object, or a target object. For example, a measure that mechanically measures the distance to the object or an image processing sensor that measures the distance to the object by image processing may be used.
第1の支持部106aは、限定されないが、平板状の部材である。第1の支持部106aは、第1の構造体101の一方の端部と第2の構造体102の一方の端部を同一の面で固定し、第1及び第2の構造体101、102の熱膨張により、直線状に延在する第1及び第2の構造体101、102と平行に(即ち、第1の方向と平行に)移動する。
The
第2の支持部106bは、限定されないが、平板状の部材である。第2の支持部106bは、第1の構造体101の他方の端部と第3の構造体103の一方の端部を同一の面で固定し、第1及び第3の構造体101、103の熱膨張により、直線状に延在する第1及び第3の構造体101、103と平行に(即ち、第1の方向と平行に)移動する。
The
図1に記載された板厚測定装置100では、第1の構造体101の一方の端部と第2の構造体102の一方の端部の高さ位置(第1の方向における一次元の位置)が、第1の支持部106aにおいて同じであり、第1の構造体101の他方の端部と第3の構造体103の一方の端部の高さ位置が、第2の支持部106bにおいて同じである。
In the plate
第1の支持部106aは、第1の構造体101の一方の端部及び第2の構造体102の一方の端部に固定されているだけであるため、温度変化に起因する第1の構造体101及び第2の構造体102の熱膨張に伴い第1の方向と平行に移動する移動自在状態にある。
Since the
第2の支持部106bは、第1の構造体101の他方の端部及び第3の構造体103の一方の端部に固定されているだけであるため、温度変化に起因する第1の構造体101及び第3の構造体103の熱膨張に伴い第1の方向と平行に移動する移動自在状態にある。
Since the
ベース107は、第1の構造体101を少なくとも一点で支持し、床、地面、板厚測定装置100の土台等に設置され移動しない。
The
制御装置108は、プロセッサ、メモリ等を含む通常のコンピュータであり、第1及び第2のセンサ104a、104bを制御する。制御装置108は、第1及び第2のセンサ104a、104bからの測定値を基に、記憶させておいた板厚測定装置100のパラメータ(第1乃至第3の構造体の長さ、それらの有する熱膨張係数等)を基に、測定されるべき板109の板厚を計算し、その結果をモニタ等に出力することができる。なお、測定されるべき板109は、不図示の支持構造により支持されており、それはどのようなものであってもよい。
The
(板厚測定装置100の板厚測定原理)
本実施形態に係る板厚測定装置100は、測定されるべき板109を挟むように配置され互いに対向する第1及び第2のセンサ104a、104bから板109の板面へのそれぞれの距離を測定し、その結果から板厚tを測定する。
(Plate thickness measuring principle of plate thickness measuring apparatus 100)
The plate
第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Ls、第1のセンサ104aから第1のセンサ104a側にある板109の板面までの距離Ls1、第2のセンサ104bから第2のセンサ104b側にある板109の板面までの距離Ls2、及び板109の板厚tは、t=Ls−Ls1−Ls2の関係を有する。Lsは板厚測定装置100の設計の際に任意に決めておくことができ、既知である。よって、第1のセンサ104aにより距離Ls1を求め、第2のセンサ104bにより距離Ls2を求めることで、板109の板厚tを求めることができる。
The distance Ls between the
温度変化に起因して第1の構造体101に熱膨張が生じると、第1の構造体101は、第1の支持部106aを図1の上方に、第2の支持部106bを図1の下方に移動させる。すなわち、第1の構造体101の熱膨張による伸張が、第1及び第2の支持部106a、106bに固定された第2及び第3の構造体102、103に取り付けられた第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsを増大させようとする。
When thermal expansion occurs in the
同時に、温度変化に起因して第2及び第3の構造体102、103に熱膨張が生じると、第2の構造体102は、第1のセンサ104aを図1の下方へ移動させ、第3の構造体103は、第2のセンサ104bを図1の上方へ移動させる。すなわち、第2及び第3の構造体102、103の熱膨張による伸張が、第2及び第3の構造体102、103に取り付けられた第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsを減少させようとする。その結果、第1の構造体101の熱膨張による距離Lsの増大を、第2及び第3の構造体102、103の熱膨張による距離Lsの減少により相殺する。よって、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。
At the same time, when thermal expansion occurs in the second and
本実施形態において、第1の構造体101の熱膨張係数αは、第2及び第3の構造体102、103の熱膨張係数βよりも小さい(即ち、α<β)。本実施形態に係る板厚測定装置100は、第1の構造体101の長さL1と、第2の構造体102の長さL2及び第3の構造体103の長さL3の和とが、それぞれ、L1=Ls*β/(β−α)、L2+L3=Ls*α/(β−α)となるように設計された構造を有することが好ましい。なお、本実施形態及び下記実施形態において、L1や、L2+L3がこれに限定されるものではない。
In this embodiment, the thermal expansion coefficient α of the
温度変化ΔTがあった場合、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Ls=L1−(L2+L3)の変化量ΔLsは、
ΔLs=L1*α*ΔT−(L2*β*ΔT+L3*β*ΔT)
={L1*α−(L2+L3)*β}*ΔT
である。よって、ΔLsを0にするには、{L1*α−(L2+L3)*β}を0にするようにL1、L2、L3を設計すればよい。
When there is a temperature change ΔT, the change amount ΔLs of the distance Ls = L1− (L2 + L3) between the
ΔLs = L1 * α * ΔT− (L2 * β * ΔT + L3 * β * ΔT)
= {L1 * α- (L2 + L3) * β} * ΔT
It is. Therefore, in order to set ΔLs to 0, L1, L2, and L3 may be designed so that {L1 * α− (L2 + L3) * β} is 0.
ここで、L1=L2+Ls+L3であるから、
L1*α−(L2+L3)*β=0
→(L2+Ls+L3)*α−(L2+L3)*β=0
→(L2+L3)=Ls*α/(β−α)、そして、L1=Ls*β/(β−α)
と上記設計値が求まる。但し、α<βである。
Here, since L1 = L2 + Ls + L3,
L1 * α− (L2 + L3) * β = 0
→ (L2 + Ls + L3) * α- (L2 + L3) * β = 0
→ (L2 + L3) = Ls * α / (β-α) and L1 = Ls * β / (β-α)
And the above design value. However, α <β.
このように板厚測定装置100を構成することにより、温度変化に起因して第1乃至第3の構造体101〜103に熱膨張が生じても、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。その結果、本実施形態に係る板厚測定装置100は、熱膨張の影響を補正する高機能な演算装置や、断熱材、低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用せずに、製造コストを低減しつつ、シンプルな装置構成で、熱膨張の影響を受けずに板厚tを誤差なく測定することができる。
By configuring the plate
[第2実施形態]
(板厚測定装置200)
図2は、本発明の第2実施形態に係る板厚測定装置200を示す模式図である。板厚測定装置200は、第1実施形態に係る板厚測定装置100と略同一であるが、第1の構造体101の他方の端部と第2のセンサ104bがベース107に固定され、第3の構造体103及び第2の支持部106bを備えていない点で異なる。
[Second Embodiment]
(Thickness measuring apparatus 200)
FIG. 2 is a schematic view showing a plate
第1の支持部106aは、第1の構造体101の一方の端部及び第2の構造体102の一方の端部に固定されているだけであるため、温度変化に起因する第1の構造体101及び第2の構造体102の熱膨張に伴い第1の方向に沿って移動する移動自在状態にある。一方、第1の構造体101の他方の端部と第2のセンサ104bは、ベース107に取り付けられており、温度の変化によらず移動しない。
Since the
(板厚測定装置200の板厚測定原理)
本実施形態に係る板厚測定装置200の板厚測定原理は、第1実施形態に係る板厚測定装置100の板厚測定原理と略同一である。
(Plate thickness measurement principle of plate thickness measuring apparatus 200)
The plate thickness measuring principle of the plate
第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Ls、第1のセンサ104aから第1のセンサ104a側にある板109の板面までの距離Ls1、第2のセンサ104bから第2のセンサ104b側にある板109の板面までの距離Ls2、及び板109の板厚tは、t=Ls−Ls1−Ls2の関係がある。Lsは板厚測定装置200の設計の際に任意に決めておくことができ、既知である。よって、第1のセンサ104aにより距離Ls1を求め、第2のセンサ104bにより距離Ls2を求めることで、板109の板厚tを求めることができる。
The distance Ls between the
温度変化に起因して第1の構造体101に熱膨張が生じると、第1の構造体101は、第1の支持部106aを図2の上方に移動させる。すなわち、第1の構造体101の熱膨張による伸張が、第1の支持部106aに固定された第2の構造体102に取り付けられた第1のセンサ104aと、第2のセンサ104bとの間の距離Lsを増大させようとする。
When thermal expansion occurs in the
同時に、温度変化に起因して第2の構造体102に熱膨張が生じると、第2の構造体102は、第1のセンサ104aを図2の下方へ移動させる。すなわち、第2の構造体102の熱膨張による伸張が、第2の構造体102に取り付けられた第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsを減少させようとする。その結果、第1の構造体101の熱膨張による距離Lsの増大を、第2の構造体102の熱膨張による距離Lsの減少により相殺する。よって、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。
At the same time, when thermal expansion occurs in the
本実施形態において、第1の構造体101の熱膨張係数αは、第2の構造体102の熱膨張係数βよりも小さい(即ち、α<β)。本実施形態に係る板厚測定装置200は、第1の構造体101の長さL1と、第2の構造体102の長さL2とが、それぞれ、L1=Ls*β/(β−α)、L2=Ls*α/(β−α)となるように設計された構造を有することが好ましい。なお、本実施形態及び下記実施形態において、L1や、L2+L3がこれに限定されるものではない。
In the present embodiment, the thermal expansion coefficient α of the
温度変化ΔTがあった場合、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Ls=L1−L2の変化量ΔLsは、
ΔLs=L1*α*ΔT−L2*β*ΔT
=(L1*α−L2*β)*ΔT
である。よって、ΔLsを0にするには、{L1*α−L2*β}を0にするようにL1、L2を設計すればよい。
When there is a temperature change ΔT, the change amount ΔLs of the distance Ls = L1−L2 between the
ΔLs = L1 * α * ΔT−L2 * β * ΔT
= (L1 * α-L2 * β) * ΔT
It is. Therefore, in order to set ΔLs to 0, L1 and L2 may be designed so that {L1 * α−L2 * β} is 0.
ここで、L1=Ls+L2であるから、
L1*α−L2*β=0
→(Ls+L2)*α−L2*β=0
→L2=Ls*α/(β−α)、そして、L1=Ls*β/(β−α)
と上記設計値が求まる。
Here, since L1 = Ls + L2,
L1 * α−L2 * β = 0
→ (Ls + L2) * α−L2 * β = 0
→ L2 = Ls * α / (β-α) and L1 = Ls * β / (β-α)
And the above design value.
このように板厚測定装置200を構成することにより、温度変化に起因して第1及び第2の構造体101、102に熱膨張が生じても、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。その結果、本実施形態に係る板厚測定装置200は、熱膨張の影響を補正する高機能な演算装置や、断熱材、低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用せずに、製造コストを低減しつつ、シンプルな装置構成で、熱膨張の影響を受けずに板厚tを誤差なく測定することができる。
By configuring the plate
[第3実施形態]
(板厚測定装置300)
図3は、本発明の第3実施形態に係る板厚測定装置300を示す模式図である。板厚測定装置300は、第1実施形態に係る板厚測定装置100と略同一であるが、一方の端部が第2の構造体102に固定された第1のセンサ取り付け部301aと、第1のセンサ取り付け部301aに取り付けられた第1の複数のセンサ104aと、一方の端部が第3の構造体103に固定された第2のセンサ取り付け部301bと、第2のセンサ取り付け部301bに取り付けられた第2の複数のセンサ104bとを備える点で異なる。
[Third Embodiment]
(Thickness measuring device 300)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a plate
第1及び第2のセンサ取り付け部301a、301bは、平板状、棒状等の形状を有し、第1乃至第3の構造体101〜103の直線状に延在する方向(第1の方向)に垂直に直線状に延在する部材である。第1の複数のセンサ104aの各々と第2の複数のセンサ104bの各々は、第1の方向に沿って、それぞれ互いに対向するように配置される。
The first and second
板厚測定装置300は、複数のセンサ104a、104bを備えるため、測定されるべき板109の多くの点における板厚を一度に測定することができる。
Since the plate
(板厚測定装置300の板厚測定原理)
本実施形態に係る板厚測定装置300の板厚測定原理は、第1実施形態に係る板厚測定装置100の板厚測定原理と略同一である。そのため、詳細な説明は省略する。
(Plate thickness measuring principle of plate thickness measuring apparatus 300)
The plate thickness measuring principle of the plate
第1及び第2のセンサ取り付け部301a、301bの直線状に延在する方向は、第1乃至第3の構造体101〜103の直線状に延在する方向(第1の方向)に対し垂直である。そのため、温度変化に起因する第1及び第2のセンサ取り付け部301、301bの熱膨張による伸張は、第1の方向と垂直な方向に生じる。そのため、第1及び第2のセンサ取り付け部301、301bの熱膨張による伸張は、第1及び第2の複数のセンサ104a、104b間の距離Lsに影響を及ぼさない。
The linearly extending direction of the first and second
このように板厚測定装置300を構成することにより、温度変化に起因して第1乃至第3の構造体101〜103に熱膨張が生じても、複数の第1のセンサ104aと複数の第2のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。その結果、本実施形態に係る板厚測定装置300は、熱膨張の影響を補正する高機能な演算装置や、断熱材、低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用せずに、製造コストを低減しつつ、シンプルな装置構成で、熱膨張の影響を受けずに板厚tを誤差なく測定することができる。
By configuring the plate
[第4実施形態]
(板厚測定装置400)
図4は、本発明の第4実施形態に係る板厚測定装置400を示す模式図である。板厚測定装置400は、第3実施形態に係る板厚測定装置300と略同一であるが、第1及び第2の複数のセンサ104a、104bが取り付けられた第1及び第2のセンサ取り付け部301a、301bを挟み固定するように、第1実施形態に係る板厚測定装置100と同様の構造をさらに備える。
[Fourth Embodiment]
(Thickness measuring device 400)
FIG. 4 is a schematic view showing a plate
つまり、板厚測定装置400は、第3実施形態に係る板厚測定装置300の構造に加えて、第4の構造体401と、第5の構造体402と、第6の構造体406と、第3の支持部406aと、第4の支持部406bをさらに備える。
That is, the
第4の構造体401は、一方の端部と他方の端部とを有し、第1乃至第3の構造体101〜103の直線状に延在する方向(第1の方向)と平行に、一方の端部から他方の端部に向かって直線状に延在するフレームとしての部材である。第5の構造体402は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって、直線状に延在する第4の構造体401と平行に直線状に延在するフレームとしての部材である。第6の構造体403は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって、直線状に延在する第4の構造体401と平行に直線状に延在するフレームとしての部材である。
The
第5の構造体402は、第5の構造体402の直線状に延在する方向と第1のセンサ取り付け部301aの直線状に延在する方向とが垂直になるように、第1のセンサ取り付け部301aの他方の端部を固定する。第6の構造体403は、第6の構造体403の直線状に延在する方向と第2のセンサ取り付け部301bの直線状に延在する方向とが垂直になるように、第2のセンサ取り付け部301bの他方の端部を固定する。
The
第4の構造体401、第5の構造体402及び第6の構造体403は、それぞれ、直線状に延在する方向に長さL1、L2及びL3を有する。第4の構造体401、第5の構造体402及び第6の構造体403の直線状に延在する方向は、図1のように板109が配置される場合は、板109の板厚の方向と一致する。
The
また、第4の構造体401は、直方体、円柱、棒等の形状を有し、室温における熱膨張係数αを有する材料から形成される。第5及び第6の構造体402、403は、直方体、円柱、棒等の形状を有し、室温における熱膨張係数βを有する材料から形成される。例えば、第4の構造体は鉄(熱膨張係数α=12.1x10−6(K−1))から形成され、第5及び第6の構造体102,103はアルミニウム(熱膨張係数β=23.5x10−6(K−1))から形成される。
The
なお、本実施形態では、これらの材料に限定されず、銅、チタン、シリコン、銀、ガラス、プラスチック、木材、石材等どのような材料であってもよい。また、本実施形態では、第4の構造体401としては、単一の材料または複数の材料を含むものであっても良く、全体として熱膨張係数αを有するものであればいずれのものを用いても良い。同様に、第5及び第6の構造体402、403としては、単一の材料または複数の材料を含むものであっても良く、全体として熱膨張係数βを有するものであればいずれのものを用いても良い。
In the present embodiment, the material is not limited to these materials, and any material such as copper, titanium, silicon, silver, glass, plastic, wood, stone, or the like may be used. In the present embodiment, the
第1の複数のセンサ104aは、第2及び第5の構造体102、402の他方の端部とそれらのセンシング面が一致するように、第1のセンサ取り付け部301aに取り付けられる。第2の複数のセンサ104bは、第3及び第6の構造体103、403の他方の端部とそれらのセンシング面が一致するように、第2のセンサ取り付け部301bに取り付けられる。また、第1の複数のセンサ104aの各々と第2の複数のセンサ104bの各々は、第1の方向に沿って、それぞれ互いに対向する。
The first plurality of
第1及び第2の複数のセンサ104a、104bは、レーザセンサであり、三角測量法によって測定されるべき板109の板面までの距離を計測する。例えば、第1の複数のセンサ104aは、第1の複数のセンサ104a側にある板109の板面の複数の測定ポイントにレーザ光105aを当て、その反射光を基に、第1の複数のセンサ104aから当該板面の複数の測定ポイントまでの距離を測定する。第2の複数のセンサ104bは、第2の複数のセンサ104b側にある板109の板面の複数の測定ポイントにレーザ光105bを当て、その反射光を基に、第2の複数のセンサ104bから当該板面の複数の測定ポイントまでの距離を測定する。
The first and second plurality of
なお、本実施形態の第1及び第2の複数のセンサ104a、104bは、レーザセンサに限定されず、対象物までの距離を測定することができるセンサ又は対象物までの距離情報を出力するセンサであればよい。例えば、対象物までの距離を機械的に測定するメジャーや、画像処理により対象物までの距離を測定する画像処理センサであってもよい。
The first and second plurality of
第3の支持部406aは、限定されないが、平板状の部材である。第3の支持部406aは、第4の構造体401の一方の端部と第5の構造体402の一方の端部を同一の面で固定し、第4及び第5の構造体401、402の熱膨張により、直線状に延在する第4及び第5の構造体401、402と平行に(即ち、第1の方向と平行に)移動する。第4の支持部406bは、限定されないが、平板状の部材である。
The
第4の支持部406bは、第4の構造体401の他方の端部と第6の構造体403の一方の端部を同一の面で固定し、第4及び第6の構造体401、403の熱膨張により、直線状に延在する第4及び第6の構造体401、403と平行に(即ち、第1の方向と平行に)移動する。
The
図4に記載された板厚測定装置400では、第4の構造体401の一方の端部と第5の構造体402の一方の端部の高さ位置(第1の方向における一次元の位置)が、第3の支持部406aにおいて同じであり、第4の構造体401の他方の端部と第6の構造体403の一方の端部の高さ位置が、第4の支持部406bにおいて同じである。
In the plate
第3の支持部406aは、第4の構造体401の一方の端部及び第5の構造体402の一方の端部に固定されているだけであるため、温度変化に起因する第4の構造体401及び第5の構造体402の熱膨張に伴い第1の方向と平行に移動する移動自在状態にある。
Since the
第4の支持部406bは、第4の構造体401の他方の端部及び第6の構造体403の一方の端部に固定されているだけであるため、温度変化に起因する第4の構造体401及び第6の構造体403の熱膨張に伴い第1の方向と平行に移動する移動自在状態にある。
Since the
ベース107は、第1及び第4の構造体101、401を、少なくとも一点で支持し、床、地面、板厚測定装置400の土台等に設置され移動しない。
The
(板厚測定装置400の板厚測定原理)
本実施形態に係る板厚測定装置400の板厚測定原理は、第1及び第3実施形態に係る板厚測定装置100、300の板厚測定原理と略同一である。そのため、詳細な説明は省略する。
(Plate thickness measuring principle of plate thickness measuring device 400)
The plate thickness measuring principle of the plate
板厚測定装置400は、測定されるべき板109の多くの点における板厚を一度に測定することができる。その上、第1及び第2のセンサ取り付け部301a、301bが第2及び第3の構造体102、103並びに第5及び第6の構造体402、403により両側から固定されるため、第1及び第2のセンサ取り付け部301a、301bはより安定し、その結果、センサ間距離Lsはいっそう一定に保たれることになる。
The plate
このように板厚測定装置400を構成することにより、温度変化に起因して第1乃至第6の構造体101〜103、401〜403に熱膨張が生じても、第1の複数のセンサ104aと第2の複数のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。その結果、本実施形態に係る板厚測定装置400は、熱膨張の影響を補正する高機能な演算装置や、断熱材、低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用せずに、製造コストを低減しつつ、シンプルな装置構成で、熱膨張の影響を受けずに板厚tを誤差なく測定することができる。
By configuring the plate
[第5実施形態]
(板厚測定装置500)
図5は、本発明の第5実施形態に係る板厚測定装置500を示す模式図である。板厚測定装置500は、第2実施形態に係る板厚測定装置200と略同一であるが、1個の第1のセンサ104aだけを用い、第7の構造体501がベース107上に固定され、第2の支持部106bを用いない点で異なる。
[Fifth Embodiment]
(Thickness measuring device 500)
FIG. 5 is a schematic view showing a plate
第7の構造体501は、ベース107に接触する第1の面501aと、第1の面に対向し測定されるべき板109を載せる第2の面501bを含む直方体、多角柱、円柱等の形状を有する部材である。第7の構造体501は、第1及び第2の構造体101、102の直線状に延在する方向(第1の方向)に、第1の面501a及び第2の面501b間の長さ(高さ)L3を有する。
The
また、第7の構造体501は、第2の構造体102と同様に室温における熱膨張係数βを有する。なお、本実施形態では、第7の構造体としては、単一の材料または複数の材料を含むものであっても良く、全体として熱膨張係数βを有するものであればいずれのものを用いても良い。
In addition, the
(板厚測定装置500の板厚測定原理)
本実施形態に係る板厚測定装置500の板厚測定原理は、第2実施形態に係る板厚測定装置200の板厚測定原理と略同一である。
(Plate thickness measuring principle of plate thickness measuring device 500)
The plate thickness measuring principle of the plate
測定されるべき板109は、第7の構造体501上の配置されて、板109の板厚tが測定される。本実施形態に係る板厚測定装置500は、第1のセンサ104aから板109の板面への距離Ls1を測定し、その結果から板厚tを測定する。
The
第1のセンサ104aと板109が配置される第7の構造体501の第2の面501bとの間の距離Ls、第1のセンサ104aから第1のセンサ104a側にある板109の板面までの距離Ls1、及び板109の板厚tは、t=Ls−Ls1の関係がある。Lsは板厚測定装置500の設計の際に任意に決めておくことができ、既知である。よって、第1のセンサ104aにより距離Ls1を求めることで、板109の板厚tを求めることができる。
The distance Ls between the
温度変化に起因して第1の構造体101に熱膨張が生じると、第1の構造体101は、第1の支持部106aを図5の上方に移動させる。すなわち、第1の構造体101の熱膨張による伸張が、第1の支持部106aに固定された第2の構造体102に取り付けられた第1のセンサ104aと、第7の構造体501の第2の面501bとの間の距離Lsを増大させようとする。
When thermal expansion occurs in the
同時に、温度変化に起因して第2及び第7の構造体102、501に熱膨張が生じると、第2の構造体102は第1のセンサ104aを図5の下方へ移動させ、第7の構造体501は、その第2の面501bに積載された測定されるべき板109を図5の上方へ移動させる。すなわち、第2及び第7の構造体102、501の熱膨張による伸張が、第2の構造体102に取り付けられた第1のセンサ104aと第7の構造体501の第2の面501bとの間の距離Lsを減少させようとする。その結果、第1の構造体101の熱膨張による距離Lsの増大を、第2及び第7の構造体102、501の熱膨張による距離Lsの減少により相殺する。よって、第1のセンサ104aと第7の構造体501の第2の面501bとの間の距離Lsは一定に保たれる。
At the same time, when thermal expansion occurs in the second and
本実施形態において、第1の構造体101の熱膨張係数αは、第2及び第7の構造体102、501の熱膨張係数βよりも小さい(即ち、α<β)。本実施形態に係る板厚測定装置500は、第1の構造体101の直線状に延在する方向の長さL1、第2の構造体102の直線状に延在する方向の長さL2、及び第7の構造体501の高さ(第7の構造体501の、第1の面501aと第2の面501bとの間の長さ)L3の和とが、L1=Ls*β/(β−α)、L2+L3=Ls*α/(β−α)となるように設計された構造を有する。
In the present embodiment, the thermal expansion coefficient α of the
温度変化ΔTがあった場合、Ls=L1−(L2+L3)の変化量ΔLsは、
ΔLs=L1*α*ΔT−(L2*β*ΔT+L3*β*ΔT)
={L1*α−(L2+L3)*β}*ΔT
である。よって、ΔLsを0にするには、{L1*α−(L2+L3)*β}を0にするようにL1、L2、L3を設計すればよい。
When there is a temperature change ΔT, the change amount ΔLs of Ls = L1− (L2 + L3) is
ΔLs = L1 * α * ΔT− (L2 * β * ΔT + L3 * β * ΔT)
= {L1 * α- (L2 + L3) * β} * ΔT
It is. Therefore, in order to set ΔLs to 0, L1, L2, and L3 may be designed so that {L1 * α− (L2 + L3) * β} is 0.
ここで、L1=L2+Ls+L3であるから、
L1*α−(L2+L3)*β=0
→(L2+Ls+L3)*α−(L2+L3)*β=0
→(L2+L3)=Ls*α/(β−α) (但しα<βとする)
→L1=Ls*β/(β−α)、そして、L2+L3=Ls*α/(β−α)
と上記設計値が求まる。
Here, since L1 = L2 + Ls + L3,
L1 * α− (L2 + L3) * β = 0
→ (L2 + Ls + L3) * α- (L2 + L3) * β = 0
→ (L2 + L3) = Ls * α / (β−α) (where α <β)
→ L1 = Ls * β / (β-α) and L2 + L3 = Ls * α / (β-α)
And the above design value.
このように板厚測定装置500を構成することにより、温度変化に起因して第1及び第2の構造体101、102並びに第7の構造体501に熱膨張が生じても、第1のセンサ104aと第7の構造体501の板109を載せる第2の面501bとの間の距離Lsは一定に保たれる。その結果、本実施形態に係る板厚測定装置500は、熱膨張の影響を補正する高機能な演算装置や、断熱材、低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用せずに、製造コストを低減しつつ、シンプルな装置構成で、熱膨張の影響を受けずに板厚tを誤差なく測定することができる。
By configuring the plate
[第6実施形態]
(板厚測定装置600)
図6は、本発明の第6実施形態に係る板厚測定装置600を示す模式図である。板厚測定装置600は、第1実施形態に係る板厚測定装置100と略同一であるが、第8の構造体601、第9の構造体602、第10の構造体603がそれぞれ異なる材料で形成されている点で異なる。
[Sixth Embodiment]
(Thickness measuring device 600)
FIG. 6 is a schematic view showing a plate
板厚測定装置600は、第8の構造体601と、第9の構造体602と、第10の構造体603と、第1のセンサ104aと、第2のセンサ104bと、第1の支持部106aと、第2の支持部106bと、ベース107と、制御装置108を備える。
The plate
第8の構造体601は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって直線状に延在するフレームとしての部材である。第9の構造体602は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって、直線状に延在する第8の構造体601と平行に直線状に延在するフレームとしての部材である。第10の構造体603は、一方の端部と他方の端部とを有し、一方の端部から他方の端部に向かって、直線状に延在する第8の構造体601と平行に直線状に延在するフレームとしての部材である。
The
第8の構造体601、第9の構造体602及び第10の構造体603は、それぞれ、直線状に延在する方向に長さL1、L2及びL3を有する。第8の構造体601、第9の構造体602及び第10の構造体603の直線状に延在する方向は、図6のように板109が配置される場合は、板109の板厚の方向と一致する。
The
また、第8の構造体601は、直方体、円柱、棒等の形状を有し、室温における熱膨張係数αを有する材料から形成される。第9の構造体602は、直方体、円柱、棒等の形状を有し、室温における熱膨張係数βを有する材料から形成される。第10の構造体603は、直方体、円柱、棒等の形状を有し、室温における熱膨張係数γを有する材料から形成される。例えば、第8の構造体601は鉄(熱膨張係数α=12.1x10−6(K−1))であり、第9の構造体602はアルミニウム(熱膨張係数β=23.5x10−6(K−1))、第3の構造体603はチタン(熱膨張係数γ=8.6x10−6(K−1))である。
The eighth
なお、本実施形態では、これらの材料に限定されず、銅、シリコン、銀、ガラス、プラスチック、木材、石材等どのような材料であってもよい。また、本実施形態では、第8の構造体601としては、単一の材料または複数の材料を含むものであっても良く、全体として熱膨張係数αを有するものであればいずれのものを用いても良い。同様に、第9及び第10の構造体602、603としては、単一の材料または複数の材料を含むものであっても良く、それぞれ全体として熱膨張係数β及びγを有するものであればいずれのものを用いても良い。
In the present embodiment, the material is not limited to these materials, and any material such as copper, silicon, silver, glass, plastic, wood, stone, or the like may be used. In the present embodiment, the
第1のセンサ104aは、第9の構造体602の他方の端部とそのセンシング面が一致するように第9の構造体602に取り付けられる。第2のセンサ104bは、第10の構造体603の他方の端部とそのセンシング面が一致するように第10の構造体603に取り付けられる。また、第1及び第2のセンサ104a、104bは、第1の方向に沿って互いに対向する。
The
第1の支持部106aは、限定されないが、平板状の部材である。第1の支持部106aは、第8の構造体601の一方の端部と第9の構造体602の一方の端部を同一の面で固定し、第8及び第9の構造体601、602の熱膨張により、直線状に延在する第8及び第9の構造体601、602と平行に(即ち、第1の方向と平行に)移動する。
The
第2の支持部106bは、限定されないが、平板状の部材である。第2の支持部106bは、第8の構造体601の他方の端部と第10の構造体603の一方の端部を同一の面で固定し、第8及び第10の構造体601、603の熱膨張により、直線状に延在する第8及び第10の構造体601、603と平行に(即ち、第1の方向と平行に)移動する。
The
図6に記載された板厚測定装置600では、第8の構造体601の一方の端部と第9の構造体602の一方の端部の高さ位置(第1の方向における一次元の位置)が、第1の支持部106aにおいて同じであり、第8の構造体601の他方の端部と第10の構造体603の一方の端部の高さ位置が、第2の支持部106bにおいて同じである。
In the plate
第1の支持部106aは、第8の構造体601の一方の端部及び第9の構造体602の一方の端部に固定されているだけであるため、温度変化に起因する第8の構造体601及び第9の構造体602の熱膨張に伴い第1の方向と平行に移動する移動自在状態にある。
Since the
第2の支持部106bは、第8の構造体601の他方の端部及び第10の構造体603の一方の端部に固定されているだけであるため、温度変化に起因する第8の構造体601及び第10の構造体603の熱膨張に伴い第1の方向と平行に移動する移動自在状態にある。
Since the
ベース107は、第8の構造体601を少なくとも一点で支持し、床、地面、板厚測定装置600の土台等に設置され移動しない。
The
(板厚測定装置600の板厚測定原理)
本実施形態に係る板厚測定装置600は、測定されるべき板109を挟むように配置された第1及び第2のセンサ104a、104bから板109の板面へのそれぞれの距離を測定し、その結果から板厚tを測定する。
(Plate thickness measuring principle of plate thickness measuring apparatus 600)
The plate
第1及び第2のセンサ104aとセンサ104bとの間の距離Ls、第1のセンサ104aから第1のセンサ104a側にある板109の板面までの距離Ls1、第2のセンサ104bから第2のセンサ104b側にある板109の板面までの距離Ls2、及び板109の板厚tは、t=Ls−Ls1−Ls2の関係がある。Lsは板厚測定装置600の設計の際に任意に決めておくことができ、既知である。よって、第1のセンサ104aにより距離Ls1を求め、第2のセンサ104bにより距離Ls2を求めることで、板109の板厚tを求めることができる。
The distance Ls between the first and
温度変化に起因して第8の構造体601に熱膨張が生じると、第8の構造体601は、第1の支持部106aを図6の上方に、第2の支持部106bを図6の下方に移動させる。すなわち、第8の構造体601の熱膨張による伸張が、第1及び第2の支持部106a、106bに固定された第9及び第10の構造体602、603に取り付けられた第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsを増大させようとする。
When thermal expansion occurs in the
同時に、温度変化に起因して第9及び第10の構造体602、603に熱膨張が生じると、第9の構造体602は、第1のセンサ104aを図6の下方へ移動させ、第10の構造体603は、第2のセンサ104bを図6の上方へ移動させる。すなわち、第9及び第10の構造体602、603の熱膨張による伸張が、第9及び第10の構造体602、603に取り付けられた第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsを減少させようとする。その結果、第8の構造体601の熱膨張による距離Lsの増大を、第9及び第10の構造体602、603の熱膨張による距離Lsの減少により相殺する。よって、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。
At the same time, when thermal expansion occurs in the ninth and
本実施形態において、第8の構造体601の熱膨張係数αは、第9の構造体602の熱膨張係数β、及び第10の構造体603の熱膨張係数γの関係は任意である。
In the present embodiment, the relationship between the thermal expansion coefficient α of the
温度変化ΔTがあった場合、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Ls=L1−(L2+L3)の変化量ΔLsは、
ΔLs=L1*α*ΔT−(L2*β*ΔT+L3*γ*ΔT)
={L1*α−(L2*β+L3*γ)}*ΔT
である。よって、ΔLsを0にするには、{L1*α−(L2*β+L3*γ)}が0であればよい。
When there is a temperature change ΔT, the change amount ΔLs of the distance Ls = L1− (L2 + L3) between the
ΔLs = L1 * α * ΔT− (L2 * β * ΔT + L3 * γ * ΔT)
= {L1 * α- (L2 * β + L3 * γ)} * ΔT
It is. Therefore, in order to set ΔLs to 0, it is sufficient that {L1 * α− (L2 * β + L3 * γ)} is 0.
そのため、第8乃至第10の構造体601〜603の材料を選択し、{L1*α−(L2*β+L3*γ)}が0になるように、それぞれの長さを設計しておけば、熱膨張の影響を受けずに板厚tを誤差なく測定することができる。
Therefore, if the materials of the eighth to
例えば、第8の構造体601が鉄(室温における熱膨張係数α=12.1x10−6(K−1))、第9の構造体602がアルミニウム(室温における熱膨張係数β=23.5x10−6(K−1))、第10の構造体603がチタン(室温における熱膨張係数γ=8.6x10−6(K−1))で形成されている場合、第8の構造体601の長さL1(m)、第9の構造体602の長さL2(m)、第10の構造体603の長さL3(m)を、{L1*α−(L2*β+L3*γ)}=0を満たす、任意の(L1、L2、L3)の組で設計できる。
For example, the
このように板厚測定装置600を構成することにより、温度変化に起因して第8乃至第10の構造体601〜603に熱膨張が生じても、第1のセンサ104aと第2のセンサ104bとの間の距離Lsは一定に保たれる。その結果、本実施形態に係る板厚測定装置600は、熱膨張の影響を補正する高機能な演算装置や、断熱材、低熱膨張係数を有する特殊な素材を使用せずに、製造コストを低減しつつ、シンプルな装置構成で、熱膨張の影響を受けずに板厚tを誤差なく測定することができる。
By configuring the plate
100:板厚測定装置、101:第1の構造体、102:第2の構造体、103:第3の構造体、104a、104b:第1及び第2のセンサ、105a、105b:レーザ光、106a、106b:第1及び第2の支持部、107:ベース、108:制御装置、109:測定されるべき板 100: plate thickness measuring device, 101: first structure, 102: second structure, 103: third structure, 104a, 104b: first and second sensors, 105a, 105b: laser light, 106a, 106b: first and second support portions, 107: base, 108: control device, 109: plate to be measured
Claims (8)
一方の端部から他方の端部に向かって前記第1の方向と平行に直線状に延在する第2の構造体と、
一方の端部から他方の端部に向かって前記第1の方向と平行に直線状に延在する第3の構造体と、
前記第1の構造体の一方の端部及び前記第2の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第1の支持部であって、前記第1及び第2の構造体の熱膨張により前記第1の方向と平行に移動する第1の支持部と、
前記第1の構造体の他方の端部及び前記第3の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第2の支持部であって、前記第1及び第3の構造体の熱膨張により前記第1の方向と平行に移動する第2の支持部と、
前記第2の構造体に取り付けられた第1のセンサと、
前記第3の構造体に取り付けられ、前記第1の方向に沿って前記第1のセンサと対向する第2のセンサを備え、
温度変化に起因して前記第1乃至第3の構造体に熱膨張が生じても、前記第1及び第2のセンサ間の距離は一定に保たれる、板厚測定装置。 A first structure extending linearly in a first direction from one end to the other end;
A second structure extending linearly in parallel with the first direction from one end to the other end;
A third structure extending linearly from one end toward the other end in parallel with the first direction;
One end of the first structure and one end of the second structure are fixed on the same surface, and are the first support portion of the first and second structures. A first support that moves parallel to the first direction by thermal expansion;
A second supporting portion in which the other end of the first structure and one end of the third structure are fixed on the same surface, the first and third structures being A second support that moves in parallel with the first direction by thermal expansion;
A first sensor attached to the second structure;
A second sensor attached to the third structure and facing the first sensor along the first direction;
A plate thickness measuring apparatus in which the distance between the first and second sensors is kept constant even if thermal expansion occurs in the first to third structures due to a temperature change.
前記第2及び第3の構造体が第2の熱膨張係数βを有し、
前記第1及び第2のセンサ間の距離Ls、前記第1の構造体の直線状に延在する長さL1、前記第2の構造体の直線状に延在する長さL2,並びに前記第3の構造体の直線状に延在する長さL3は、Ls=L1−(L2+L3)の関係を有し、
前記距離Lsの温度Tの変化ΔLsは、ΔLs={L1*α−(L2+L3)*β}*ΔT=0の関係を有する、請求項1に記載の板厚測定装置。 The first structure has a first coefficient of thermal expansion α;
The second and third structures have a second coefficient of thermal expansion β;
The distance Ls between the first and second sensors, the length L1 extending linearly of the first structure, the length L2 extending linearly of the second structure, and the first The length L3 extending linearly of the structure 3 has a relationship of Ls = L1− (L2 + L3),
2. The plate thickness measuring device according to claim 1, wherein a change ΔLs of the temperature T of the distance Ls has a relationship of ΔLs = {L1 * α− (L2 + L3) * β} * ΔT = 0.
前記長さL1、L2及びL3は、L1=Ls*(β/(β−α))及びL2+L3=Ls*(α/(β−α))の関係を有する、請求項2に記載の板厚測定装置。 The first thermal expansion coefficient α is smaller than the second thermal expansion coefficient β,
The plate length according to claim 2, wherein the lengths L1, L2, and L3 have a relationship of L1 = Ls * (β / (β-α)) and L2 + L3 = Ls * (α / (β-α)). measuring device.
一方の端部から他方の端部に向かって前記第1の方向と垂直に直線状に延在し、その一方の端部が前記第3の構造体に固定された第2のセンサ取り付け部と、
前記第1のセンサ取り付け部に取り付けられた第3のセンサと、
前記第2のセンサ取り付け部に取り付けられ、前記第1の方向に沿って前記第3のセンサと対向する第4のセンサをさらに備え、
温度変化に起因して前記第1乃至第3の構造体に熱膨張が生じても、前記第1及び第2のセンサ間の距離並びに前記第3及び第4のセンサ間の距離は一定に保たれる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の板厚測定装置。 A first sensor mounting portion extending linearly from one end toward the other end in a direction perpendicular to the first direction and having one end fixed to the second structure; ,
A second sensor attachment portion extending linearly from one end portion to the other end portion in a direction perpendicular to the first direction, and having one end portion fixed to the third structure; ,
A third sensor attached to the first sensor attachment;
A fourth sensor attached to the second sensor attachment portion and facing the third sensor along the first direction;
Even if thermal expansion occurs in the first to third structures due to temperature changes, the distance between the first and second sensors and the distance between the third and fourth sensors are kept constant. The plate thickness measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
一方の端部から他方の端部に向かって前記第1の方向と平行に直線状に延在し、前記第1のセンサ取り付け部の他方の端部を固定する第5の構造体と、
一方の端部から他方の端部に向かって前記第1の方向と平行に直線状に延在し、前記第2のセンサ取り付け部の他方の端部を固定する第6の構造体と、
前記第4の構造体の一方の端部及び前記第5の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第3の支持部であって、前記第4及び第5の構造体の熱膨張により前記第1の方向と平行に移動する第3の支持部と、
前記第4の構造体の他方の端部及び前記第6の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第4の支持部であって、前記第4及び第6の構造体の熱膨張により前記第1の方向と平行に移動する第4の支持部とを備え、
温度変化に起因して前記第1乃至第6の構造体に熱膨張が生じても、前記第1及び第2のセンサ間の距離並びに前記第3及び第4のセンサ間の距離は一定に保たれる、請求書4に記載の板厚測定装置。 A fourth structure extending linearly in the first direction from one end to the other end;
A fifth structure extending linearly in parallel with the first direction from one end to the other end, and fixing the other end of the first sensor mounting portion;
A sixth structure extending linearly in parallel with the first direction from one end to the other end, and fixing the other end of the second sensor mounting portion;
One end of the fourth structure and one end of the fifth structure are fixed on the same surface, and are third support portions, and the fourth structure and the fifth structure A third support that moves parallel to the first direction by thermal expansion;
The other end portion of the fourth structure and the one end portion of the sixth structure are fixed to the same surface, and are a fourth support portion, and the fourth structure and the sixth structure A fourth support that moves in parallel with the first direction due to thermal expansion;
Even if thermal expansion occurs in the first to sixth structures due to temperature changes, the distance between the first and second sensors and the distance between the third and fourth sensors are kept constant. The thickness measuring apparatus according to claim 4, wherein
前記第2の構造体が第2の熱膨張係数βを有し、
前記第3の構造体が第3の熱膨張係数γを有し、
前記第1及び第2のセンサ間の距離Ls、前記第1の構造体の直線状に延在する長さL1、前記第2の構造体の直線状に延在する長さL2,並びに前記第3の構造体の直線状に延在する長さL3は、Ls=L1−(L2+L3)の関係を有し、
前記距離Lsの温度Tの変化ΔLsは、ΔLs={L1*α−(L2*β+L3*γ)}*ΔT=0の関係を有する、請求項1に記載の板厚測定装置。 The first structure has a first coefficient of thermal expansion α;
The second structure has a second coefficient of thermal expansion β;
The third structure has a third coefficient of thermal expansion γ;
The distance Ls between the first and second sensors, the length L1 extending linearly of the first structure, the length L2 extending linearly of the second structure, and the first The length L3 extending linearly of the structure 3 has a relationship of Ls = L1− (L2 + L3),
2. The plate thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein a change ΔLs of the temperature T of the distance Ls has a relationship of ΔLs = {L1 * α− (L2 * β + L3 * γ)} * ΔT = 0.
一方の端部から他方の端部に向かう第1の方向に直線状に延在し、その一方の端部が前記ベースに固定された第1の構造体と、
一方の端部から他方の端部に向かって前記第1の方向と平行に直線状に延在する第2の構造体と、
前記第1の構造体の他方の端部及び前記第2の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第1の支持部であって、前記第1及び第2の構造体の熱膨張により前記第1の方向と平行に移動する第1の支持部と、
前記第2の構造体に取り付けられた第1のセンサと、
前記ベースに取り付けられ、前記第1の方向に沿って前記第1のセンサと対向する第2のセンサを備え、
前記第1の構造体が第1の熱膨張係数αを有し、
前記第2の構造体が第2の熱膨張係数βを有し、
前記第1及び第2のセンサ間の距離Ls、前記第1の構造体の直線状に延在する長さL1、並びに前記第2の構造体の直線状に延在する長さL2は、Ls=L1−L2の関係を有し、
前記距離Lsの温度Tの変化ΔLsは、ΔLs=(L1*α−L2*β)*ΔT=0の関係を有し、
温度変化に起因して前記第1及び第2の構造体に熱膨張が生じても、前記第1及び第2のセンサ間の距離Lsは一定に保たれる、板厚測定装置。 Base and
A first structure that extends linearly in a first direction from one end to the other end, and whose one end is fixed to the base;
A second structure extending linearly in parallel with the first direction from one end to the other end;
The other end of the first structure and the one end of the second structure are fixed on the same surface, and are the first support part, the first structure and the second structure. A first support that moves parallel to the first direction by thermal expansion;
A first sensor attached to the second structure;
A second sensor attached to the base and facing the first sensor along the first direction;
The first structure has a first coefficient of thermal expansion α;
The second structure has a second coefficient of thermal expansion β;
The distance Ls between the first and second sensors, the length L1 extending linearly of the first structure, and the length L2 extending linearly of the second structure are Ls. = L1-L2
The change ΔLs of the temperature T of the distance Ls has a relationship of ΔLs = (L1 * α−L2 * β) * ΔT = 0,
A plate thickness measuring apparatus in which the distance Ls between the first and second sensors is kept constant even if thermal expansion occurs in the first and second structures due to a temperature change.
一方の端部から他方の端部に向かう第1の方向に直線状に延在し、その一方の端部が前記ベースに固定された第1の構造体と、
一方の端部から他方の端部に向かって前記第1の方向と平行に直線状に延在する第2の構造体と、
前記ベースに固定された第3の構造体であって、前記ベースに接触する第1の面、及び前記第1の面に対向し測定されるべき板を載せる第2の面を含む第3の構造体と、
前記第1の構造体の他方の端部及び前記第2の構造体の一方の端部が同一の面で固定された第1の支持部であって、前記第1及び第2の構造体の熱膨張により前記第1の方向と平行に移動する第1の支持部と、
前記第2の構造体に取り付けられた第1のセンサを備え、
前記第1の構造体が第1の熱膨張係数αを有し、
前記第2の構造体が第2の熱膨張係数βを有し、
前記第3の構造体が第3の熱膨張係数γを有し、
前記第1のセンサ及び前記第3の構造体の第2の面間の距離Ls、前記第1の構造体の直線状に延在する長さL1、前記第2の構造体の直線状に延在する長さL2、並びに前記第3の構造体の第1及び第2の面間の長さL3は、Ls=L1−(L2+L3)の関係を有し、
前記距離Lsの温度Tの変化ΔLsは、ΔLs={L1*α−(L2*β+L3*γ)}*ΔT=0の関係を有し、
温度変化に起因して前記第1乃至第3の構造体に熱膨張が生じても、前記第1のセンサ及び前記第3の構造体の第2の面間の距離Lsは一定に保たれる、板厚測定装置。 Base and
A first structure that extends linearly in a first direction from one end to the other end, and whose one end is fixed to the base;
A second structure extending linearly in parallel with the first direction from one end to the other end;
A third structure fixed to the base, comprising a first surface contacting the base and a second surface on which a plate to be measured is placed opposite the first surface; A structure,
The other end of the first structure and the one end of the second structure are fixed on the same surface, and are the first support part, the first structure and the second structure. A first support that moves parallel to the first direction by thermal expansion;
Comprising a first sensor attached to the second structure;
The first structure has a first coefficient of thermal expansion α;
The second structure has a second coefficient of thermal expansion β;
The third structure has a third coefficient of thermal expansion γ;
The distance Ls between the first surface of the first sensor and the third structure, the length L1 extending linearly of the first structure, and the linear length of the second structure. The existing length L2 and the length L3 between the first and second surfaces of the third structure have a relationship of Ls = L1− (L2 + L3),
The change ΔLs of the temperature T of the distance Ls has a relationship of ΔLs = {L1 * α− (L2 * β + L3 * γ)} * ΔT = 0,
Even if thermal expansion occurs in the first to third structures due to temperature changes, the distance Ls between the first sensor and the second surface of the third structure is kept constant. , Plate thickness measuring device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012188792A JP2014048057A (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Plate thickness measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012188792A JP2014048057A (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Plate thickness measuring apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014048057A true JP2014048057A (en) | 2014-03-17 |
Family
ID=50607909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012188792A Pending JP2014048057A (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Plate thickness measuring apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014048057A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017149727A1 (en) * | 2016-03-03 | 2017-09-08 | 株式会社 東芝 | Measuring device |
-
2012
- 2012-08-29 JP JP2012188792A patent/JP2014048057A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017149727A1 (en) * | 2016-03-03 | 2017-09-08 | 株式会社 東芝 | Measuring device |
KR20180056703A (en) * | 2016-03-03 | 2018-05-29 | 가부시끼가이샤 도시바 | Measuring device |
KR102054187B1 (en) * | 2016-03-03 | 2019-12-10 | 가부시끼가이샤 도시바 | Measuring device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103492831B (en) | Apparatus and method for measuring the thickness of a measurement object | |
JP6650725B2 (en) | Length measuring device | |
JP6864682B2 (en) | Load cell | |
JP2016156762A (en) | Deformation sensor and method for measuring amount of deformation | |
US20130107004A1 (en) | Strain measurement apparatus, linear expansion coefficient measurement method, and correction coefficient measurement method for temperature distribution detector | |
JP5479250B2 (en) | Length measuring device | |
US9441941B2 (en) | Deformation measurement sensor for measuring pressure and shearing force and structure therefor | |
JP2011174910A (en) | Tilt sensor unit | |
US5189807A (en) | Method and arrangement for determining the linear (heat) expansion of elongated bodies | |
JP2019095407A (en) | Displacement detection type force detection structure and force sensor | |
JPWO2009084539A1 (en) | Load sensor | |
JP4531685B2 (en) | Shape measuring device and shape measuring method | |
JP2014048057A (en) | Plate thickness measuring apparatus | |
US20190003857A1 (en) | Sensor and sensor element | |
JP6535367B2 (en) | Temperature measurement device using strain gauge | |
Alejandre et al. | Thermal non-linear behaviour in optical linear encoders | |
JP2010025761A (en) | Interlayer displacement measurement apparatus | |
JP2011191126A (en) | Strain element, load cell, and multi-point type balance | |
JP2005121405A (en) | Dead weight meter for vehicle | |
JP2005083920A (en) | Linear expansion coefficient measuring device | |
JPH032824Y2 (en) | ||
JP2008309578A (en) | Strain element for load cell, load cell unit using it, and weighing apparatus | |
JP3970510B2 (en) | Linear expansion coefficient measuring device | |
KR101250211B1 (en) | Bending measurement system and its method | |
KR101178039B1 (en) | Calibration sensor target for capacitive displacement sensor |