JP2021171822A - 圧延機における加工物の厚さ測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、圧延機（１００）において処理されている間に加工物の目下の厚さを求めることに関する。【解決手段】この方法は、印加されたパルス化磁界により引き起こされた加工物における渦電流減衰の時間依存性を反映するデータ信号を取得するステップ（Ｓ１０２）と、取得された信号に基づき厚さパラメータ値を求めるステップ（Ｓ１０４）であって、厚さパラメータ値をデータ信号におけるサンプルから求め、厚さパラメータ値は加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に依存するステップと、加工物の基準厚さ値と厚さパラメータ値との比を計算し、これによって瞬時抵抗率値を供給するステップ（Ｓ１０６）と、瞬時抵抗率値に基づき平均抵抗率値を求めるステップ（Ｓ１０８）と、加工物の平均抵抗率と厚さパラメータ値とに基づき、加工物の求められた目下の厚さを表す出力信号を供給するステップ（Ｓ１１０）と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、圧延機において処理されている間に加工物の厚さを求める方法、制御ユニットおよび圧延機に関する。

金属の圧延は一般に、２つの回転加工ローラの間で金属加工物を圧延することにより、低減された均一の厚さを有する金属加工物を製造することに関連している。

高い製品品質を保証する目的で、加工物の厚さが正確に監視され制御される。特に重要であるのは、金属プレートのような加工物における急速な厚さ変動を、たとえ極めて薄い金属プレートであっても、監視することである。測定された厚さに基づき、圧延機の動作を制御することができる。特に、最終製品の品質を保証するために、最終位置にある圧延機を、すなわち圧延機のプロセスラインの最後にある圧延機を、最終位置よりも上流で測定された厚さに基づき制御することができる。

通常用いられているパルス渦電流測定技術は、金属プレートに印加される急速に変化する磁界によって金属プレートに誘導される渦電流を測定することに基づくものである。測定された渦電流に基づき、金属プレートの抵抗率および厚さが抽出される。

しかしながら、著しく薄いプレートに対しては、従来の方法は十分に正確ではなく、多くの場合にはノイズを伴う測定に悩まされ、その結果、金属プレートの厚さの下限を下回っていると適用性が制限されてしまう。

よって、特に比較的薄い金属プレートについて、圧延機における厚さ測定の精度を改善するのが望ましい。

従来技術の上述の欠点およびその他の欠点に鑑み、本発明の課題は、圧延機において処理されている間に加工物の厚さを改善された精度で求める方法を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、圧延機において処理されている間に加工物の目下の厚さを求める方法が提供され、この方法は、印加されたパルス化磁界により引き起こされた加工物における渦電流減衰の時間依存性を反映するデータ信号を取得するステップを有する。

さらにこの方法は、取得された信号に基づき厚さパラメータ値を求めるステップを有する。厚さパラメータ値は、データ信号におけるサンプルから求められる。これに加えこの厚さパラメータ値は、加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に依存する。

さらにこの方法は、加工物の基準厚さ値と厚さパラメータ値との比を計算し、これによって瞬時抵抗率値を供給するステップを有する。

これに加え、瞬時抵抗率値に基づき平均抵抗率値を求め、プレートの平均抵抗率と厚さパラメータ値とに基づき、加工物の目下の厚さを表す出力信号を供給する。

本発明は少なくとも部分的に、厚さパラメータ値を処理するための具現化に基づくものであり、この厚さパラメータ値は、加工物の厚さを求めるために、加工物の厚さと加工物の抵抗率との比を反映する。したがって厚さパラメータ値と、例えば温度に依存する不確かな抵抗率値と、から直接、厚さを導出しようとするのではなく、厚さパラメータ値を基準厚さ値と共に用いて、瞬時抵抗率値を取得し、この瞬時抵抗率値を、基準厚さ値をどのようにして取得するのかに応じて、加工物例えば金属プレートの厚さ変動に依存するものとすることができる。この瞬時抵抗率値に基づき、プレートの実際の平均抵抗率値を求めることができ、これによって厚さパラメータ値の依存性に含まれる不確かな抵抗率値を用いる必要がなくなる。

提案した方法によれば、少なくとも薄い加工物に関する厚さ測定値が、改善された精度で取得される。さらにこれによって、圧延機において圧延される加工物の厚さの改善された制御がもたらされ、その結果、製造速度を高めることができ、さらに最終的に処理された加工物の品質を高めることができる。

厚さパラメータ値が加工物の厚さと抵抗率との比に依存するということは、厚さパラメータ値がこの比を反映するということを意味する。厚さパラメータ値は、他の少数の依存性が存在する可能性はあるけれども、ほとんど完全にこの比に依存する。この比は、厚さを抵抗率で除算したものである。

好ましくは、厚さパラメータ値を、所定の時間遅延後にデータ信号におけるサンプルから求めることができる。パルス化磁界により引き起こされる当初の大きい何らかの信号過渡状態が、サンプリングされるデータ信号において回避されるように、この時間遅延は十分に長いものである。さらにこの時間遅延は、加工物における渦電流減衰の時間依存性が、主として厚さと抵抗率との比に依存するように、ただし、減衰を求めるために多くの場合に受信機コイルとして設けられる、渦電流により生成された磁界を検出する測定装置と間の距離にも依存するように、十分に長いものである。かくして厚さパラメータ値を、渦電流減衰の時間依存性に基づき計算することができる。

より正確には、厚さパラメータ値は好ましくは、予め定められた遅延後に加工物の渦電流により生成された磁束の時間導関数と、加工物と測定装置との間の距離と、から求められる。例えばこの距離が一定であるならば、渦電流減衰の時間依存性を検出し、次いで、渦電流減衰の時間依存性を厚さパラメータ値すなわち加工物の厚さと抵抗率との比に関連付けるモデルを用いることによって、厚さパラメータ値を求めることができる。このモデルを理論的に確立してもよいが、大量の従来の測定値に基づくものとしてもよい。

上述のように渦電流を、加工物から距離をおいて配置された受信機コイルにより検出することができる。かかるケースでは、加工物における渦電流により生成された磁界の時間導関数により、受信機コイルにおいて電圧信号が誘導される。この電圧信号は好ましくは増幅されて積分され、取得される信号が生成される。

厚さパラメータ値を理論的なモデルに基づき求めることができる。

ただし１つの実施形態によれば、厚さパラメータ値は、渦電流減衰の時間依存性を加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に関連付ける、経験的に求められたモデルに基づき求められる。種々の厚さおよび抵抗率の様々な加工物において、渦電流減衰の時間依存性対厚さパラメータ値について多数の測定または観察を行うことを通して、厚さパラメータを渦電流減衰の導関数に関連付ける経験的なモデルを形成することができる。正確なモデルを構築するために、有利には経験的なモデルが用いられる。

実施形態によれば、渦電流減衰の時間依存性を、加工物から距離をおいて配置された磁界測定装置によって測定することができ、この距離は、渦電流減衰の初期段階中にデータ信号におけるサンプルから求められ、この場合、厚さパラメータ値はさらに、求められた距離に基づき求められる。したがって測定装置と加工物との間の距離を、有利にはデータ信号自体から求めることができる。周知のように、磁界強度はソースまでの距離と共に減衰する。測定装置から加工物までの距離を計算するために、光学式または容量式の測定装置のような別個の測定手段を用いて距離を測定する代わりに、この知識を用いることができる。

実施形態によれば、経験的に求められたモデルは、加工物と磁界測定装置との間の種々の距離について、渦電流減衰の時間依存性を加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に関連付けることができる。かくしてこのモデルは有利には、加工物と磁界測定装置との間の距離を考慮することができ、これによって、測定装置と加工物との間の距離が急速に変動してしまう測定状況において特に、より正確なモデルが提供される。

好ましい実施形態によれば、平均抵抗率値を瞬時抵抗率値のフィルタリングによって求めることができる。このフィルタリングを、ローパス時間領域フィルタとすることができる。よって、測定された厚さパラメータ値から計算された瞬時抵抗率値はローパス時間領域フィルタを通過し、この時間領域フィルタの出力が平均抵抗率である。加工物の抵抗率はゆっくりと変化すると見なすことができることから、このようにして取得された瞬時抵抗率は主として、加工物の厚さ変動に依存するものである。それゆえ時間領域フィルタを用いて瞬時抵抗率をフィルタリングすることによって、有利には加工物の実際の平均抵抗率を取得することができる。

デジタルフィルタとすることができる時間領域フィルタの長さおよびその特性は、目下の特定の具現化形態に応じて選択される。

基準厚さ値をどのようにして取得するのかに応じて、本発明の着想を少なくとも３つの異なる主要な具現化形態において適用することができる。したがって基準厚さ値を、考えられる様々な手法で取得することができる。

第１に、基準厚さ値が加工物の瞬時厚さを反映するケースであり、すなわち加工物が圧延機において処理されるときに瞬時厚さを測定可能なケースである。これは多くの場合、厚さ測定装置にとって、ある程度の許容可能な精度で加工物の厚さを測定するのに十分な厚さである加工物に関するケースである。このケースでは、瞬時厚さ測定による測定ノイズを低減するためにフィルタが用いられ、この場合にフィルタは、十分なノイズ低減を提供する一方で、できるかぎり短いのが望ましい。

第２に、加工物の推定されたまたは予め定められた平均厚さとして、つまり公称厚さとして、基準厚さパラメータ値を提供することができる。例えば予め定められた平均厚さ値を、圧延機における加工物の処理に先立ち、供給または測定することができる。

このケースでは、公称厚さ値として提供される基準厚さ値と、厚さパラメータ値と、の比であって、瞬時抵抗率値を形成する比は、加工物の厚さの逆数に依存する。ただし、瞬時抵抗率値が時間領域フィルタを通るようにするならば、出力信号は、加工物の厚さのハイパスフィルタリングされた値となり、つまりこの信号は、平均厚さまたは公称厚さを中心とした厚さ変動を反映する。実施形態によれば、ハイパスフィルタリングされた厚さ変動の値を、フィードフォワード制御のために用いることができ、かかるケースであるならばフィルタの長さおよびその時間領域特性を、制御ループ全体のパラメータおよび速度に従って選択する必要がある。

第３に、測定装置自体が緩慢であるかまたは測定方法が緩慢であることにより、本質的に緩慢な測定によって基準厚さ値が供給される場合である。ここで緩慢とは、基準厚さ値測定の時定数が、厚さパラメータ値測定の時定数よりも緩慢である、ということを意味する。時定数とは例えば、移動窓フィルタのケースであれば、フィルタの窓長のことを指す。時定数が、測定またはフィルタの周波数応答全体のことを指す場合もある。例えば、基準厚さ値を取得するための１つの手法は、圧延機において下流側にある次の加工ローラの後方で厚さを測定し、加工ローラの前後で測定された加工物の速度を用いて、加工物の厚さ低減を推定することである。これらの装置は概して、結果を生じさせるのが本質的に緩慢であり、または長いフィルタ時間を必要とする。この第３のケースでは、厚さ測定装置により測定された厚さ値を、時間領域フィルタを用いてフィルタリングして、基準厚さ値を供給することができる。これによって、加工物について求められる厚さパラメータの精度の改善がもたらされる。

好ましくは、時間領域フィルタによりフィルタリングされる基準厚さ値について結果として得られる時定数は、厚さパラメータ値をフィルタリングするために用いられる時間領域フィルタの時定数に適合しているのが望ましい。換言すれば、フィルタリングされた基準厚さ値との比を形成する前に、厚さパラメータ値をフィルタリングすることができる。時定数を適合させることで、各信号の変化すなわち基準厚さ値と厚さパラメータ値の変化が等しくなり、それらの間の比が変化することはない。換言すれば、基準厚さ値と厚さパラメータ値が、等しい時定数または周波数応答を有するフィルタによってフィルタリングされるケースでは、瞬時抵抗率値は加工物の平均抵抗率に等しい。このことが特に有利であるのは、基準厚さ値を求めるために用いられる測定装置が緩慢である場合であり、このことによって加工物の目下の厚さを表す信号を求める速度が増すことになる。かくして本発明の実施形態によれば、かかる緩慢な装置の測定速度の上昇をもたらすことができ、圧延機における測定に適用した場合には、これにより加工物に沿った厚さ情報の分解能が高められることになる。本明細書による実施形態により提供される方法論によって、加工物の更新された目下の厚さがより高い頻度で取得されるようになり、つまりたとえ本質的に緩慢な厚さ測定装置を用いたとしても、各更新の間の時間を改善することができる。

実施形態によれば、この方法は、出力信号をフィードフォワード制御信号として圧延機に供給するステップを有することができる。換言すれば、圧延機において下流側にある一組の加工ローラの動作を制御するために、つまりフィードフォワード方式で加工物がそれらの加工ローラに到達する前に制御するために、有利には出力信号を供給することができる。これにより有利には、最終製品の品質が高められ、例えば厚さ制御の改善がもたらされる。

かくして実施形態によれば、この方法は、フィードフォワード制御信号に基づき、圧延機の一組の加工ローラを支持する圧延機スタンドの動作を制御し、これによって加工物の厚さを変更するステップを有することができる。

実施形態によれば、出力信号を、加工物の平均抵抗率と厚さパラメータ値との乗算により計算されて求められた厚さに基づくものとすることができる。

実施形態によれば、基準厚さ値は、圧延機の厚さ測定装置により測定された厚さ値である。例えばかかる厚さ測定装置を、ｘ線厚さ測定装置、アイソトープ厚さ測定装置、光学ベースの厚さ測定装置などとすることができる。

本明細書で説明する実施形態は有利には、金属プレートである加工物に適用される。

本発明の第２の態様によれば、圧延機において処理されている間に加工物の目下の厚さを表す出力信号を生成するように構成された制御ユニットが提供される。この制御ユニットは以下のように構成されている。すなわち、印加されたパルス化磁界により引き起こされた加工物における渦電流減衰の時間依存性を反映するデータ信号を取得し、取得された信号に基づき厚さパラメータ値を求め、この場合、厚さパラメータ値はデータ信号におけるサンプルから求められ、厚さパラメータ値は、加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に依存し、加工物の基準厚さ値と厚さパラメータ値との比を計算し、これによって瞬時抵抗率値を供給し、瞬時抵抗率値に基づき平均抵抗率値を求め、プレートの平均抵抗率と厚さパラメータ値とに基づき、加工物の求められた目下の厚さを表す出力信号を供給する。

本発明の第２の態様のさらなる効果および特徴は、本発明の第１の態様に関連してこれまでに説明したものとほとんど類似している。

本発明の第３の態様によれば、本発明の実施形態による制御ユニットと、予め定められた加工物の厚さにするために、加工ローラ間において加工物を処理するように構成された一組の加工ローラと、これらの加工ローラを支持する圧延機スタンドと、を有する圧延機が提供され、この場合、加工ローラ間の距離を変更し、これにより圧延機において処理されている加工物の厚さを変更するために、フィードフォワード信号としての出力信号に基づき圧延機スタンドを制御可能である。

本発明の第３の態様のさらなる効果および特徴は、本発明の第１の態様および第２の態様に関連してこれまでに説明したものとほとんど類似している。

本発明のさらなる特徴および本発明によりもたらされる利点は、添付の特許請求の範囲および以下の説明を精査すれば、明らかになるであろう。当業者には明らかなように、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の様々な特徴を組み合わせて、以下で説明するものとは異なる実施形態を作り出すことができる。

次に、本発明のこれらの態様およびその他の態様について、本発明の例示的な実施形態を示す添付の図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
本発明の１つの実施形態による圧延機において加工物が処理されている様子を概念的に示す図である。 本発明の実施形態による本発明のコンセプトを示すブロック図である。 本発明の実施形態による方法のステップのフローチャートである。 本発明の実施形態による方法のステップのフローチャートである。

この詳細な説明において、ここでは本発明の様々な実施形態について特定の具現化形態を参照しながら説明する。実施形態を説明するにあたっては、わかりやすくするために特定の専門用語が用いられている。ただし、そのようにして選ばれた特定の専門用語に本発明が限定されることを意図するものではない。特定の例示的な実施形態について説明するけれども、それは例示目的のためになされたにすぎないことを理解されたい。当業者であれば明確に理解できるように、本発明の範囲から逸脱することなく、他の構成要素および構成を用いることができる。

図１には、加工物１０４を処理するために適合された一組の加工ローラ１０２ａおよび１０２ｂを有する圧延機１００が、概念的に示されている。加工ローラ１０２ａ〜ｂは、加工物１０４例えば金属プレートがこれらの加工ローラ１０２ａ〜ｂの間に供給されている間、回転している。加工ローラ１０２ａ〜ｂは、当業者であればわかるように、加工物の厚さを低減する。

この場合に望ましいのは、加工ローラ１０２ａ〜ｂの下流側に送出される加工物１０４の厚さを正確に制御することである。このために多くの場合、パルス渦電流技術による装置１０６が用いられ、この装置は、パルス化磁界を加工物１０４に印加することに基づいている。パルス渦電流技術による装置１０６は、加工物の一部分が加工ローラ１０２ａ〜ｂに達する前に、加工物の一部分の厚さを推定するために、加工物１０４において誘導される渦電流を検出する。本発明は、この厚さ推定を改善することにかかわるものである。例えば薄い加工物に対して、一例として１ｍｍ未満の厚さの金属プレートに対して、パルス渦電流技術はノイズが多く、十分に正確ではない。

制御ユニット１０８がここでは概念的に示されており、これは圧延機において処理されている間に加工物１０４の厚さを表す出力信号を生成するように構成されている。

制御ユニット１０８は、印加されたパルス化磁界により引き起こされた加工物における渦電流減衰の時間依存性を反映するデータ信号Ｓを取得するように構成されている。換言すれば、制御ユニット１０８がパルス渦電流技術による装置１０６からデータ信号を受信することができるよう、制御ユニット１０８は、ワイヤレスでまたは配線接続により、パルス渦電流技術による装置１０６と通信可能に接続されている。渦電流減衰の時間依存性は、加工物１０４おける渦電流減衰の導関数を反映する。

パルス渦電流技術による装置１０６は受信機コイル１０６ａを含み、そこにおいて加工物１０４における渦電流により生成された磁界により電圧信号が誘導される。パルス渦電流技術による装置１０６は、この電圧信号を増幅して積分するための電子装置を含み、結果として得られた信号Ｓを制御ユニット１０８に供給する。

取得された信号に基づき、制御ユニット１０８は、厚さパラメータ値（Ｅ）を求めることができる。厚さパラメータ値（Ｅ）は、取得された信号におけるサンプルから求められる。重要なことには、この厚さパラメータ値は、加工物の厚さ（ｔ）と加工物の抵抗率（ｒ）との比に依存する。換言すればＥ〜ｔ／ｒである。

例えば１ｍｍ未満の厚さであるような薄い加工物に対して、厚さパラメータ値を加工物のシート抵抗の逆数すなわち１／シート抵抗と見なすことができ、これをシートコンダクタンスと称することができる。

厚さパラメータ値は、加工物の厚さと抵抗率との比を反映するけれども、厚さパラメータ値から直接、厚さを抽出するのは簡単なことではなく、その理由は、このためには加工物の抵抗率の情報が必要とされ、この抵抗率は温度に依存するからである。

その代わりに制御ユニットは、加工物の基準厚さ値（ｔ_ｒ）と厚さパラメータ値Ｅとの比を計算し、これによって瞬時抵抗率値ｒ_ｉを供給するように構成されている。換言すれば、瞬時抵抗率値は、ｒ_ｉ＝ｔ_ｒ／（ｔ／ｒ）＝（ｔ_ｒ／ｔ）ｒによって与えられる。したがって瞬時抵抗率値ｒ_ｉは主として、基準厚さｔ_ｒと厚さパラメータ値の一部分である厚さｔとの比ｔ_ｒ／ｔによって反映されるように、加工物１０４における厚さ変動に依存する。抵抗率ｒを、極めてゆっくりと変化し、したがって瞬時抵抗率値ｒ_ｉの変動には影響を及ぼさないものと見なすことができる。

さらに制御ユニット１０８は、瞬時抵抗率値ｒ_ｉに基づき平均抵抗率値ｒ_ｆを求めるように構成されている。平均抵抗率値ｒ_ｆは有利には、好ましくはローパスフィルタである時間領域フィルタを用いて瞬時抵抗率値ｒ_ｉをフィルタリングすることによって求められる。このようにすることで、加工物の正確な平均抵抗率を取得することができる。基準厚さ値が、厚さパラメータ値と同じ速度で計算されるノイズを伴う厚さ測定から到来するのであれば、瞬時抵抗率値はほとんど一定であり、基準厚さ値におけるノイズにのみ依存する。このケースでは時間領域フィルタは有利には、測定ノイズを低減するために用いられる。

制御ユニット１０８は、加工物の平均抵抗率と厚さパラメータ値とに基づき、出力信号を供給するように構成されている。この出力信号は、加工物の目下の厚さを表している。目下の厚さ（Ｔ）は好ましくは、加工物の平均抵抗率ｒ_ｆと厚さパラメータ値（Ｅ）との乗算すなわちＴ＝ｒ_ｆＥ＝ｒ_ｆ（ｔ／ｒ）〜ｔによって計算される。

基準厚さ値が予め定められた平均厚さ値であるケースの場合、出力信号は加工物のハイパスフィルタリングされた厚さである。例えば、一例として１０％のような突然の厚さの変動に応答して、厚さパラメータ値（Ｅ）も約１０％だけ上昇する。時間領域フィルタがローパスフィルタであるならば、平均抵抗率が瞬時に変化することにはならない。よって、平均抵抗率と厚さパラメータ値（Ｅ）との乗算である出力信号は、ローパスフィルタリングに起因して平均抵抗率がまだ変化していなかったことから、最初は約１０％だけ上昇する。ある程度経過すると、平均抵抗率は約１０％だけ減少することになり、出力信号は再び、突然の厚さ変動前のように基準厚さ値と等しくなる。換言すれば、ここで述べた実施形態は有利には、加工物の厚さ変動を監視するために用いられる。

ハイパスフィルタリングされた厚さのカットオフ周波数は、時間領域フィルタの特性に依存する。例えば、１０ｓの窓を用いた単純な移動平均によれば、カットオフ周波数は約０．０２４Ｈｚである。

時間領域フィルタを、約１０ｓの窓長を有する移動平均窓のような移動窓平均とすることができる。移動窓平均を行うことは当該分野でよく知られており、例えば単純移動平均、累積移動平均、中心化移動平均、加重移動平均、ガウス窓など、様々な形態で実施することができる。他の例示的なフィルタを、１次指数フィルタまたは二項フィルタとすることができる。

ここで理解されたいのは、加工物の目下の厚さを求めるための上述のプロセスは、加工物１０４が圧延機において処理されている間に実施される、ということである。目下の厚さを正確に求めることで、たとえ圧延機における処理速度すなわち加工物１０４の供給速度が高められたとしても、加工物の厚さの改善された制御がもたらされる。したがって制御ユニットは、加工物１０４が圧延機を通過して供給される間に、目下の厚さをオンラインで求めるように動作する。

図２は、本発明の実施形態による本発明のコンセプトを示すブロック図である。図３は、本発明の実施形態による方法のステップに関するフローチャートであり、この図について図２も併用しながら説明する。

最初にステップＳ１０２において、印加されたパルス化磁界により引き起こされた加工物における渦電流減衰の時間依存性を反映するデータ信号を取得する。取得されたデータ信号Ｓは一連のデータポイントを含み、これらのデータポイントのうち最初のデータポイントＳ０は、適切なデータ取得電子装置を含むデータサンプリングモジュール２０２からモジュール２０４へ供給され、このモジュールは、受信機コイル１０６ａ（図１参照）から加工物１０４までの距離ｄを計算することができる。さらに少なくとも一部のデータポイントＳ’が、厚さ計算モジュール２０６へ供給される。取得されたデータ信号Ｓすべてを厚さ計算モジュール２０６へ供給することができるけれども、選ばれたデータポイントだけで十分である。データポイントＳ’は、加工物１０４における渦電流減衰の時間依存性を反映するはずである。

ステップＳ１０４において、取得された信号に基づき厚さパラメータ値Ｅが求められる。厚さパラメータ値は、データ信号におけるサンプルから求められる。さらにこの厚さパラメータ値は、加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に依存する。

厚さパラメータ値をモデル２０８から求めることができ、このモデルは、渦電流減衰の時間導関数など求められた渦電流の時間減衰を処理し、厚さパラメータ値を計算する。モデル２０８を、経験的に求められたモデル２０８とすることができ、このモデルは、渦電流減衰の時間依存性を加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に関連付ける。換言すれば、目下求められた渦電流の時間依存性に基づき、モデル２０８はこれを以前の測定に関連付けることができ、目下求められた渦電流の時間依存性に最も適合する厚さパラメータ値を見つけることができる。

これに加えて厚さパラメータ値をさらに、求められた距離ｄに基づき求めることができる。このため距離ｄを、パラメータとしてモデル２０８に入力することができる。受信機コイル１０６ａと加工物との間の距離は、検出される磁束の強度に影響を及ぼす。したがってこの距離は、厚さパラメータ値Ｅの算出に含めることができる１つのパラメータである。換言すれば、経験的に求められたモデル２０８は、加工物と磁界測定装置１０６ａとの間の種々の距離について、渦電流減衰の時間依存性を加工物の厚さと加工物の抵抗率との比に関連付けることができる。

さらにステップＳ１０６において、加工物１０４の基準厚さ値ｔ_ｒと厚さパラメータ値Ｅとの比を計算し、これによって瞬時抵抗率値ｒ_ｉを供給する。

基準厚さ値を様々な手法で取得することができる。例えば基準厚さ値ｔ_ｒを、圧延機の厚さ測定装置２１２により測定された厚さ値とすることができる。

厚さ測定装置により測定された厚さ値を、時間領域フィルタを用いてフィルタリングして、基準厚さ値を供給することができる。このため厚さ測定装置２１２により実施された厚さ測定値が、時間領域フィルタを用いてフィルタリングされ、フィルタリングされた厚さ測定値が基準厚さ値ｔ_ｒである。基準厚さ値を供給するために用いられる時間領域フィルタの時定数は好ましくは、厚さパラメータ値Ｅをフィルタリングするために用いられる時間領域フィルタの時定数と同一である。これによって、厚さパラメータ値とフィルタリングされた基準厚さ値との間において一定の比がもたらされ、その結果、瞬時抵抗率が加工物の平均抵抗率と等しくなり、たとえ厚さ測定装置が本質的に緩慢であったとしても、出力信号においていっそう正確な厚さ値がもたらされる。ただし、基準厚さ値が厚さパラメータ値と同じ速度で計算される厚さ測定値から到来するのであれば、フィルタリングを行わずに、基準厚さ値と厚さパラメータ値との商から直接、平均抵抗率値を計算するのが有利である。

時定数とは例えば、移動窓フィルタのケースであれば、フィルタの窓長のことを指す。時定数が、測定またはフィルタの周波数応答全体のことを指す場合もある。

別の実施形態によれば、基準厚さ値は加工物の予め定められた平均厚さ値である。この予め定められた平均厚さ値を、圧延機における処理に先立ち行われた手動による加工物の測定値とすることができる。このケースでは、例えば公称厚さ値として提供された基準厚さ値と、厚さパラメータ値Ｅと、の比は、加工物の厚さの逆数に依存する。ただし、瞬時抵抗率値であるこの比が時間領域フィルタを通るようにするならば、出力信号は、加工物の厚さのハイパスフィルタリングされた値となり、つまりこの信号は、平均厚さまたは公称厚さを中心とした厚さ変動を反映する。

ブロック２１２は、何らかのアルゴリズムに基づき基準厚さ値を計算する処理モジュールを表すこともできる。

ステップＳ１０８において、瞬時抵抗率値に基づき平均抵抗率値ｒ_ｆを求める。平均抵抗率値は好ましくは、時間領域フィルタ２１０における瞬時抵抗率値のフィルタリングによって求められる。

ステップＳ１１０において、加工物の平均抵抗率および厚さパラメータ値に基づき、加工物の求められた目下の厚さを表す出力信号Ｃを供給する。ここでは加工物の平均抵抗率と厚さパラメータ値との乗算である算術演算Ａを用いて、求められる厚さが計算される。

図１に示されているように、出力信号をフィードフォワード制御信号として圧延機に供給することができる。

この方法は、図３によるステップＳ１１０も含む図４のフローチャートに示されているように、フィードフォワード制御信号Ｃに基づき、圧延機の一組の加工ローラを支持する圧延機スタンドの動作を制御し、これによって加工物１０４の厚さを変更するステップを有することができる。

制御ユニットは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルデジタル信号プロセッサ、または他のプログラマブルデバイスを含むことができる。制御ユニットは同様に、またはこれらの代わりに、特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ、またはプログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイス、またはデジタル信号プロセッサを含むことができる。制御ユニットが、上述のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはプログラマブルデジタル信号プロセッサといったプログラマブルデバイスを含む場合、プロセッサはコンピュータにより実行可能なコードをさらに含むことができ、これによってプログラマブルデバイスの動作が制御される。

デバイス、制御ユニット、または本明細書で述べた他のモジュールの間の通信を適宜、ワイヤレスまたは配線接続とすることができ、この通信によって特定のケースのために適切なプロトコルを実装することができる。

本発明をその特定の例示的な実施形態を参照しながら説明してきたけれども、当業者には数多くの様々な変更、修正およびこれに類することが明らかになるであろう。

これらのことに加え、請求された本発明を実施するにあたり当業者であれば、図面、開示および添付の特許請求の範囲を精査することで、開示された実施形態に対する変形を理解しかつ成し遂げることができる。請求項において、「有する」という言葉は他の要素またはステップを排除するものではなく、さらに単数形の不定冠詞が複数を排除するものではない。また、特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているということだけで、それらの手段の組み合わせを有利に用いることはできない、ということを表すわけではない。

Claims (15)

1. 圧延機（１００）において処理されている間に加工物の目下の厚さを求める方法であって、前記方法は、
   印加されたパルス化磁界により引き起こされた前記加工物における渦電流減衰の時間依存性を反映するデータ信号を取得するステップ（Ｓ１０２）と、
   取得された前記データ信号に基づき厚さパラメータ値を求めるステップ（Ｓ１０４）であって、前記厚さパラメータ値を前記データ信号におけるサンプルから求め、前記厚さパラメータ値は、前記加工物の厚さと前記加工物の抵抗率との比に依存するステップと、
   前記加工物の基準厚さ値と前記厚さパラメータ値との比を計算し、これによって瞬時抵抗率値を供給するステップ（Ｓ１０６）と、
   前記瞬時抵抗率値に基づき平均抵抗率値を求めるステップ（Ｓ１０８）と、
   前記加工物の前記平均抵抗率値と前記厚さパラメータ値とに基づき、前記加工物の求められた目下の厚さを表す出力信号を供給するステップ（Ｓ１１０）と
   を有する方法。
2. 前記厚さパラメータ値を、経験的に求められたモデルに基づき求め、前記モデルは、渦電流減衰の時間依存性を前記加工物の厚さと前記加工物の抵抗率との比に関連付ける、
   請求項１記載の方法。
3. 前記渦電流減衰の前記時間依存性を、前記加工物から距離をおいて配置された磁界測定装置によって測定し、
   前記距離を、前記渦電流減衰の初期段階中に取得された前記データ信号におけるサンプルから求め、前記厚さパラメータ値をさらに、求められた前記距離に基づき求める、
   請求項１または２記載の方法。
4. 経験的に求められた前記モデルは、前記加工物と前記磁界測定装置との間の種々の距離について、前記渦電流減衰の時間依存性を前記加工物の厚さと前記加工物の抵抗率との比に関連付ける、
   請求項２を引用する請求項３記載の方法。
5. 前記平均抵抗率値を、前記瞬時抵抗率値のフィルタリングによって求める、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記方法は、前記出力信号をフィードフォワード制御信号として前記圧延機に供給するステップを有する、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 出力信号は、前記加工物の前記平均抵抗率値と前記厚さパラメータ値との乗算により計算された目下の厚さに基づく、
   請求項６記載の方法。
8. 前記方法は、前記フィードフォワード制御信号に基づき、前記圧延機の一組の加工ローラを支持する圧延機スタンドの動作を制御し、これによって前記加工物の厚さを変更するステップを有する、
   請求項６または７記載の方法。
9. 前記基準厚さ値は、前記圧延機の厚さ測定装置（１０６）により測定された厚さ値である、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記厚さ測定装置により測定された前記厚さ値を、時間領域フィルタを用いてフィルタリングして、前記基準厚さ値を供給する、
    請求項９記載の方法。
11. 前記基準厚さ値を供給するために用いられる前記時間領域フィルタの周波数応答は、前記厚さパラメータ値をフィルタリングするために用いられる時間領域フィルタの周波数応答に適合されている、
    請求項１０記載の方法。
12. 前記基準厚さ値は、前記加工物の予め定められた平均厚さ値である、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
13. 前記加工物は、金属プレートである、
    請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 圧延機において処理されている間に加工物の目下の厚さを表す出力信号を生成するように構成された制御ユニット（１０８）であって、前記制御ユニット（１０８）は、
    印加されたパルス化磁界により引き起こされた前記加工物（１０４）における渦電流減衰の時間依存性を反映するデータ信号を取得し、
    取得された前記データ信号に基づき厚さパラメータ値を求め、前記厚さパラメータ値は、前記データ信号におけるサンプルから求められ、前記厚さパラメータ値は、前記加工物の厚さと前記加工物の抵抗率との比に依存し、
    前記加工物の基準厚さ値と前記厚さパラメータ値との比を計算し、これによって瞬時抵抗率値を供給し、
    前記瞬時抵抗率値に基づき平均抵抗率値を求め、
    前記加工物の前記平均抵抗率値と前記厚さパラメータ値とに基づき、前記加工物の求められた厚さを表す出力信号を供給する、
    ように構成されている制御ユニット（１０８）。
15. 請求項１４記載の制御ユニット（１０８）と、
    予め定められた加工物の厚さにするために、加工ローラ間において加工物を処理するように構成された一組の加工ローラ（１０２ａ〜ｂ）と、
    前記加工ローラを支持する圧延機スタンドと、
    を有する圧延機（１００）であって、
    前記加工ローラ間の距離を変更し、これによって前記圧延機において処理されている前記加工物の厚さを変更するために、フィードフォワード信号としての出力信号に基づき前記圧延機スタンドを制御可能である、
    圧延機（１００）。

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