JP2577456B2 - 厚さ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、厚さ測定装置に係り、特に高速で走行する
鋼板等の厚さを放射線を用いて非接触で測定する厚さ測
定装置に関する。

（従来の技術） 鋼板等を圧延し、所望の厚さの鋼板を得る場合、鋼板
の厚さを正確に測定する必要があるが、高温でかつ高速
で走行している鋼板の厚さを測定するため、非接触で測
定できる測定系を用いる必要がある。

そこで、従来から、放射線源と放射線検出器との間を
鋼板が走行するように設置し、鋼板の通過によって放射
線が遮られると、放射線検出器の出力が鋼板の厚さに応
じて低下するのを利用し、鋼板の通過を検出し厚さを測
定するという方法がとられている。

ところで、鋼板は所定の速度で走行しているため、例
えば、１区間を基準計数時間ａとしこの第１区間の走行
時間T1の間の放射線量を測定すれば、この区間の厚さが
測定できる。しかしながら、このように細かい測定を行
う作業は、誤差が生じ易く、また繁雑であるため、通常
は、所定の数の区間をまとめて測定し、平均値を算出す
るという方法がとられる。

この測定方法の１つに、第３図に示すように、１区間
を基準計数時間ａとし４区間分の平均走行速度から平均
演算時間T4′を求め、この平均演算時間T4′毎の放射線
量を測定しこれを分割して１区間分の放射線量を求め、
この区間の鋼板の厚さとするという方法が提案されてい
る。この方法では、測定開始から平均演算時間T4′に達
するまで（ここでは第３区間まで）は、設定された基準
計数時間ａ毎の放射線量の測定値を累積平均し、平均演
算時間に達した後は、基準計数時間毎の移動平均で平均
演算を行うことにより、測定がなされる。

例えば、厚さの測定を行った場合、第５図（ｓ）に示
すような測定値が生データとして出力されるサンプルで
あったとすると、この演算方法では、第５図（ａ）に示
すように、生データよりも滑らかな曲線を描く。このた
め、厚さの変化の少ない、鋼板の真ん中の部分では、良
好な結果を示すが、先端部の形状変化の大きい領域で
は、微妙な変化を捕られることができないという問題が
あった。

（発明が解決しようとする課題） このように、この方法では、基準計数時間ａ毎の放射
線量の測定値を生データとして処理する場合に比べ、測
定誤差によるばらつきはなく滑らかな厚み曲線を描くよ
うになる反面、鋼板の先端部の通過時の測定値を累積平
均しているため、鋼板先端部の微妙な形状の変化による
板厚の変化量を判別できないという問題があった。

そこで、第４図に示すように、測定開始から平均演算
時間に達するまでは、基準計数時間毎の移動平均で平均
演算を行うことにより、先端部の板厚変化量をより正確
に判別可能とする方法がある。

この方法によれば、第５図（ｂ）に示すように、先端
部の板厚変化量は正確に判別されるようになったが、演
算処理装置が演算を開始するのは、被測定物が放射線ビ
ームのほぼ中央に入った時であり、したがって実際の先
端検出タイミングよりもこのタイミングが放射線ビーム
径分だけずれるため、測定値が実際の板厚よりも薄くな
るという問題があった。

すなわち、第６図（ａ）乃至第６図（ｃ）に示すよう
に、実際は目標値に到達していながら、測定値が実際の
板厚よりも薄くなるため、測定値と目標板厚の差を表す
偏差（＝測定値−目標板厚）がマイナスとなるというこ
とがあった。そして、被測定物が矢印方向に進むに従っ
て測定値が正常となり、偏差出力も“0"付近を示す。し
かし、移動平均時間に到達後、再び、実際の板厚よりも
薄い測定値を使って平均演算を行うことになるため、そ
の影響で、“A"に示すように、マイナスとなる。この
“A"の大きさは放射線ビームの大小や被測定物の走行速
度に左右される。（第６図（ａ）乃至第６図（ｃ）はそ
れぞれ第４図の方法による放射線ビームと被測定物との
関係を示す図、鋼板検出器の検出出力を示す図および演
算処理装置より出力される厚み偏差信号を示す） 特に、厚み計の偏差信号をAGCとして使用する通常の
圧延ラインでは、このマイナス部“A"の発生はラインに
不具合を与えることになる。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、鋼板先
端部の形状変化を検出でき、正確な厚さ測定の可能な厚
さ測定装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで本発明では、予め、被測定物の先端形状のばら
つきのある区間を通過するまでの時間を先端部測定用の
時間（先端部不含時間ｘ）として設定し、測定開始から
この先端部不含時間＋平均演算時間に達するまでは、基
準計数時間毎の測定値の生データを出力し、先端部不含
時間を経過し、平均演算時間（すなわち基準計数時間毎
の測定値を所定時間数分だけ累積平均し基準計数時間毎
の平均測定値として出力する時間数）に達したら、移動
平均で平均演算を行うことにより、板厚を求めるように
している。

（作用） 上記方法により、放射線ビームの大きさや、被測定物
の走行速度に応じて、予め先端部不含時間ｘを設定して
おき、これに平均演算時間を付加した時間だけ、生デー
タを出力し、後は移動平均で平均演算を行うようにして
いるため、これらの条件に左右されることなく、厚さの
変化の大きい鋼板の端部領域では、先端部の微妙な形状
変化による板厚の変化量を判別することができ、かつ真
ん中の厚さの変化の少ない領域では、測定誤差に左右さ
れることなく滑らかな曲線を出力することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細
に説明する。

この厚さ測定装置は、第１図にブロック図を示すよう
に、線源容器１内に収納された放射線源２と、この放射
線源２から放射される放射線３が被測定物４に遮られて
到達するのを検出する放射線検出器５と、この放射線検
出器５の出力を増幅する増幅器６と、この増幅器６によ
って増幅された信号をディジタル変換するA/D変換器７
と、このディジタル信号を処理し、板厚を算出する演算
処理装置８と、この演算処理装置８の演算結果を記録表
示する表示装置９と、この演算結果に基づいて例えば圧
延を続行するか否かのプロセスコントロールを行うプロ
セスコンピュータ10と、移動平均時間を設定する移動平
均時間設定器11と、鋼板の先端を検出する鋼板検出器12
と、放射線ビームの大きさや、被測定物の走行速度に応
じて予め先端部不含時間を設定する先端部不含時間設定
器13とから構成されている。

まず、測定に先立ち、被測定物４として、圧延直後の
熱い鋼板の走行速度と、放射線ビームとビーム径に応じ
て、先端部不含時間ｘを先端部不含時間設定器13に設定
する。

そして、被測定物４として、圧延直後の熱い鋼板の先
端が、放射線源２から射出される放射線３を遮ると、こ
れを鋼板検出器12がオンとなり、演算処理装置８にこの
通過タイミングを示すタイミング信号を送出する。

そして、演算処理装置８は、この信号を受けて測定モ
ードに切り換える。

測定モードに入ると、鋼板が、放射線源２から射出さ
れる放射線３を遮ることによる放射線量の変化を放射線
検出器５の出力信号として取り出し、この信号を増幅器
６によって増幅し、さらに、この増幅信号をA/D変換器
７によってディジタル変換が成される。

そして、演算処理装置８では、このディジタル信号か
ら、板厚の算出をおこなう。このとき、第２図に示すよ
うに、測定開始からこの先端部不含時間＋平均演算時間
に達するまでは、基準計算時間毎の板厚の測定値の生デ
ータを出力し、先端部不含時間を経過し、平均演算時間
に達したら、移動平均で平均演算を行うことにより、板
厚を求め、得ようとする板厚との偏差を算出するように
している。

このようにして算出された板厚の偏差は、表示装置に
表示されるとともに、プロセスコンピュータに出力さ
れ、ここで引き続いてさらに圧延を続行するか否かの判
断がなされる。

このように、あらかじめ、放射線ビームの大きさや、
被測定物の走行速度に応じて、予め先端部不含時間設定
器13により先端部不含時間ｘを設定しているため、これ
らの条件に左右されることなく、先端部の微妙な形状変
化による板厚の変化量を判別することができ、所望の板
厚となるまで圧延処理を続行し、真に正しい板厚の鋼板
を得ることができる。

なお、前記実施例では鋼板の厚み測定について説明し
たが、鋼板に限定されることなく、他の物にも適用可能
であることは言うまでもない。ただし、先端部不含時間
については、予め幾つかのサンプルについて測定を行い
決定するようにする。また幾つかのサンプルについての
測定結果から、基準曲線Ｓを求めておき、第２図（ｂ）
に示すように、バッチ毎に最初のサンプルの測定結果
（生データ）Ｎをこの基準曲線Ｓとの重ね合わせを行
い、この重なり点Ｄの近傍までの時間を先端部不含時間
ｘとするなどの方法も最近のコンピュータ技術を駆使す
れば容易に実行可能である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、予め、先
端部測定用の時間（先端部不含時間ｘ）を設定し、測定
開始からこの先端部不含時間＋平均演算時間に達するま
では、基準計数時間毎の測定値の生データを出力し、先
端部不含時間を経過し、平均演算時間に達したら、移動
平均で平均演算を行うことにより、板厚を求めるように
しているため、放射線ビームの大きさや、被測定物の走
行速度に左右されることなく、正しい板厚の測定を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の厚さ測定装置のブロック図、第
２図（ａ）は同装置による測定原理の説明図、第２図
（ｂ）は同装置による測定における先端部不含時間の決
定方法の一例を示す図、第３図および第４図はそれぞれ
従来例の測定装置の測定原理を示す図、第５図はあるサ
ンプルの測定データを第３図および第４図の測定原理で
測定処理した場合の測定曲線を示す図、第６図は第４図
の方法による被測定物に対する処理信号を示す図であ
る。 １……線源容器、２……放射線源、３……放射線、４…
…被測定物、５……放射線検出器、６……増幅器、７…
…A/D変換器、８……演算処理装置、９……表示装置、1
0……プロセスコンピュータ、11……移動平均時間設定
器、12……鋼板検出器、13……先端部不含時間設定器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物の走行路を挾んで相対向するよう
   に、放射線源と、この放射線源から放射される放射線量
   を検出する放射線検出器とを配設し、この検出量を基準
   計数時間毎に測定し、この測定値と走行速度とから被測
   定物の厚さを測定する厚さ測定装置において、 被測定物の先端形状のばらつきのある区間を通過するま
   での時間を先端部不含時間として所定条件に応じて設定
   する先端部不含時間設定手段と、 基準計数時間毎の測定値を所定時間数分だけ累積平均し
   基準計数時間毎の平均測定値として出力するための平均
   演算時間を設定する平均演算時間設定手段と、 測定開始からこの先端部不含時間と平均演算時間を加算
   した時間に達するまでは基準計数時間毎の測定値の生デ
   ータを出力し、先端部不含時間を経過し平均演算時間に
   達したら累積平均で平均演算を行うことにより板厚を求
   める演算処理手段とを具備したことを特徴とする厚さ測
   定装置。