JP3335857B2 - 耐熱型計測器 - Google Patents

耐熱型計測器

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JP3335857B2
JP3335857B2 JP33231496A JP33231496A JP3335857B2 JP 3335857 B2 JP3335857 B2 JP 3335857B2 JP 33231496 A JP33231496 A JP 33231496A JP 33231496 A JP33231496 A JP 33231496A JP 3335857 B2 JP3335857 B2 JP 3335857B2
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱型計測器に係
り、特に鉄鋼,非鉄金属箔,シート,紙等の製造ライン
で使用する耐熱型計測器に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の圧延物体(例えば、製鉄
所で圧延され蓄熱した鋼板)101の厚さを測定する圧
延計測器の一例である。図6に示すように、圧延物体1
01の上下方向の両側に該圧延物体101との間隔を検
出する変位センサ102,103を配置する。そして、
双方の変位センサ102(102a,102b),10
3(103a,103b)の検出信号に基づいてコント
ローラ104により圧延物体101の厚さを演算し、厚
さ測定を行っている。
【0003】ここに、前記変位センサ102,103
は、それぞれ三角測量を応用した発光素子(102a,
103a)と光位置検出素子(102b,103b)
(PSD)を具備した反射式の変位センサである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、変位センサ
102,103は半導体素子等により構成され、温度変
化に敏感である。従って、高温の圧延物体101の輻射
熱の影響を防止するために、該圧延物体101との間隔
を大きくとる必要があり、圧延計測器が大型化してい
た。
【0005】また、圧延計測器の設置環境の温度差が大
きい。従って、変位センサ102,103を支持する断
面形状コの字状の変位センサを取り付けた変位センサ構
造体105が温度差により立体的に変形し、予め定めら
れている所定の位置P1 ,P2 で測定不可能となり、測
定精度の低下の主因となっていた。この欠点を極力少な
くするためには、変位センサ構造体105を線膨脹率の
少ない高価な材料(例えば、アンバー)で構成しなけれ
ばならないため、圧延計測器のコストアップの要因とな
っていた。即ち、従来の圧延計測器は、圧延物体101
の温度が低温であり、且つ設置環境温度が安定している
場所では、正確な厚さ測定が可能であるものの、圧延物
体101が蓄熱している場合や設置環境の温度変化が大
きい場合は、正確な厚さ測定が不可能となる欠点があっ
た。
【0006】そこで、本発明の目的は、温度変化に敏感
な変位センサを被計測物からの輻射熱や設置環境の温度
差の影響を受けないようにした耐熱型計測器を提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
発明は、被計測物に光を照射し該被計測物との間隔
を計測する反射式変位センサと、該反射式変位センサ
を、該反射式変位センサが有する固有の最適計測温度に
せしめる温度供給手段とを備え、また、前記温度供給手
段は、前記反射式変位センサを収納する筐体と、該筐体
内に冷却された流体を供給する冷却流体供給手段を備
え、さらに、前記筐体は、相互に独立して支持された第
1,第2の筐体を備えてなり、該第1,第2の筐体のい
ずれか一方の筐体の他方の筐体に対する変位を検出する
筐体変位検出手段と、該筐体変位検出手段が検出した筐
体の変位の検出結果に応じて、他方の筐体の位置を調節
する筐体位置調節手段とを備えたことを特徴とする。
発明によれば、温度供給手段は反射式変位センサを、そ
の反射式変位センサが有する固有の最適計測温度にす
る。最適計測温度にされた反射式変位センサは、被計測
物に光を照射し該被計測物との間隔を計測する。
【0008】また、本発明によれば、例えば、図に示
すように、反射式変位センサ102,103をそれぞれ
第1,第2の筐体2,3に収納し、該筐体2,3にそれ
ぞれ冷却流体供給手段(冷却器13,23、配管12,
22、熱交換器11,21等)から冷却された流体(こ
の場合は冷風)を供給する。
【0009】
【0010】さらに、本発明によれば、例えば、図4に
示すように、第1,第2の筐体2,3は相互に独立して
支持される。筐体変位検出手段43は第1の筐体2の変
位を検出する。筐体位置調節手段(位置制御装置)44
は、該第1の筐体2の変位結果に応じて駆動装置42を
駆動して第1の筐体2を移動させ、第1,第2の筐体
2,3相互間の最適位置調整を行う。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態例
に基づいて説明する。なお、既に説明した部分には同一
符号を付し、重複記載を省略する。
【0012】(1)第1実施形態例 図1は本実施形態例の耐熱型計測器のブロック図であ
る。図1に示すように、断面形状がコの字状をしたフレ
ーム1の下辺側には回転自在な車輪107a,107b
が取り付けられている。該フレーム1の下辺と上辺のそ
れぞれの先端部側には第1の筐体2と第2の筐体3が固
定されている。
【0013】該第1の筐体2と第2の筐体3の圧延物体
101に対向した側には、それぞれ光を透過する窓2
a,3aが形成され、また、第1,第2の筐体2,3は
それぞれ断熱材2b,3bにより周囲温度の影響を受け
ないように熱の遮断がされている。前記第1の筐体2の
内部には、センサ取付板4に第1の変位センサ102を
構成する発光素子102aと光位置検出素子102bと
が固定されている。同様に第2の筐体3の内部には、セ
ンサ取付板5に第1の変位センサ103を構成する発光
素子103aと光位置検出素子103bとが固定されて
いる。
【0014】前記第1の筐体2の内部には、筐体内空気
を循環させるためのファンを備えた熱交換器11が配置
され、該熱交換器11は配管12を介して冷却器13に
接続されている。配管12には流量制御器14と第1,
第2のバルブ15a,15bが配設されている。同様に
前記第2の筐体3の内部には、筐体内空気を循環させる
ためのファンを備えた熱交換器21が配置され、該熱交
換器21は配管22を介して冷却器23に接続されてい
る。配管22には流量制御器24と第3,第4のバルブ
25a,25bが配設されている。
【0015】次に動作を説明する。前述の如く変位セン
サ102,103は温度に敏感であり、所定の精度で測
定するためには、該変位センサの設置箇所の温度を精密
に制御する必要がある。
【0016】そのために、図1に示す構成により、冷却
器13,23,流量制御器14,24等により制御され
た一定圧力,一定流量の最適温度の流体(主に水)を熱
交換器11,21に送り、第1,第2の筐体2,3内の
空気と熱交換をして筐体内空気を冷却する。その空気
は、熱交換器11,21に付属するファンによって筐体
内に拡散され、筐体内温度を安定化させる。
【0017】これにより変位センサ102,103は、
フレーム1上で常に同じ位置に存在することになるの
で、圧延物体101の所定位置P1 ,P2 を測定するこ
とが可能となる。なお、図示しないが、温度安定性を精
密に制御するために筐体内に温度センサを備えてコント
ローラに接続し、冷却器13,23から供給する流体の
温度を制御してもよい。
【0018】本実施形態例のよれば、次の効果がある。 筐体内の温度が安定化し、高価な特殊材料を使用し
なくても変位センサの測定位置が安定する。 熱交換器のファンにより、変位センサの投光側と受
光側の温度が同一温度となるので、常に圧延物体の所定
箇所を、安定した前記受発光素子の状態で測定できる。 広い温度範囲で反射式変位センサを使用することが
可能となる(次に具体的に説明する)。なお、従来は、
或る一定温度と狭い許容範囲で反射式変位センサの精密
測定が可能であった。
【0019】図2にその一例を示す。例えば、反射式変
位センサの精密測定可能範囲が±1℃の場合には、図2
に示すように、冷却器13,23からの供給流量が6l
/min時には、周囲温度が3.5℃以下〜42℃以上
の範囲で、反射式変位センサの使用が可能となる。
【0020】また、同様に±1℃の制御範囲の場合に
は、冷却器13,23からの供給流量が3l/min時
には、周囲温度が12℃以下〜42℃以上の範囲で、使
用が可能となる。
【0021】(2)第2実施形態例 図3は本実施形態例のブロック図である。本実施形態例
と第1実施形態例との大きな相違点は、冷却器,加熱器
等を筐体内に配置した点である。
【0022】図3に示すように、第1,第2の筐体2,
3内に、安定した温度にするための冷却器31,34,
加熱器32,35および筐体内空気を循環させるための
ファン33,36を備え、更に筐体内の温度を安定させ
るための温度計37a,37bおよび筐体内温度を制御
するコントローラ38を備えた。
【0023】そして、温度計37a,37bで検出した
温度に基づきコントローラ38の制御により第1,第2
の筐体2,3内の温度を、冷却器31,34、加熱器3
2,35をオン・オフ制御し、筐体内の温度が所定温度
範囲内になるように制御する。本実施形態例の効果は、
前記第1実施形態例の効果と同じである。
【0024】(3)第3実施形態例 図4は本実施形態例のブロック図である。本実施形態例
と前記第1実施形態例との相違点は、第1,第2の筐体
を上下に独立支持して分離した点と、上部の第1の筐体
を移動可能とした点である。
【0025】図4に示すように、第1の筐体2と第2の
筐体3とを分離し、第1の筐体2の上面には車輪41
a,41bを配設する。該車輪41a,41bは支持フ
レーム45に懸架し、左右に移動可能である。第2の筐
体3は地上に固定設置する。
【0026】第1の筐体2の右方には該筐体2を左右に
駆動する駆動装置42を配置し、該筐体2の左方には筐
体の変位を検出する筐体変位測定機構43を配置する。
44は筐体の変位結果に応じて駆動装置42を駆動する
位置制御装置である。
【0027】ところで、第1,第2の実施形態例の筐体
2,3は同一フレーム1に取り付けられている。従っ
て、圧延装置等の輻射熱によりフレーム1が複雑な熱変
形を起すおそれがある。即ち、上下の変化センサ10
2,103は同一フレーム1(図1,図3参照)に固定
されている関係上、上の筐体は反り上り、下の筐体は反
り下りを起すおそれがあり、その場合には、上下の測定
位置を安定化させるのが困難となる。
【0028】そこで、本実施形態例のように構成するこ
とにより、筐体変位測定機構43により基準位置(例え
ば、第2の筐体3の設置位置)に対して第1の筐体2が
どれだけ変位しているかを検出する。この検出データを
位置制御装置44にフィードバックして駆動装置42を
駆動して第1の筐体2の位置を微調整し、第1,第2の
筐体2,3のズレ(変位)を無くす。従って、輻射熱等
によりフレーム1の複雑な熱変形の影響を無くすことが
可能となり、圧延物体101の測定位置(ポイント)P
1 ,P2 が精微になる。
【0029】(4)第4実施形態例 図5は本実施形態例のブロック図である。本実施形態例
と前記第2実施形態例との相違点は、第1,第2の筐体
を上下に分離独立した点と、上部の第1の筐体を移動可
能とした点である。
【0030】図5に示すように、第1の筐体2と第2の
筐体3とは分離され、第1の筐体2の上面には車輪41
a,41bが配設されている。第2の筐体3は地上に設
置される。第1の筐体2の右方には該筐体2を左右に駆
動する駆動装置52が配置され、該筐体2の右上方には
筐体の変位を検出する筐体変位測定機構53が配置され
ている。54は位置制御装置である。このように構成す
ることにより第3実施形態例と同様に、輻射熱等により
フレーム1の複雑な熱変形が少なくなり、圧延物体10
1の測定位置(ポイント)P1 ,P 2が精微になる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように各請求項記載の発明
によれば、反射式変位センサを温度供給手段により該反
射式変位センサが有する固有の最適計測温度にしている
ので、被計測物を精度良く計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例のブロック図である。
【図2】同第1実施形態例における温度制御の具体例を
示す特性図である。
【図3】同第2実施形態例のブロック図である。
【図4】同第3実施形態例のブロック図である。
【図5】同第4実施形態例のブロック図である。
【図6】従来の圧延計測器のブロック図である。
【符号の説明】 1 フレーム(断面形状略コの字状の支持体) 2,3 第1,第2の筐体 2a,3a ガラス窓 2b,3b 断熱材 11,21 熱交換器 13,23 冷却器 101 圧延物体 102,103 反射式変位センサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被計測物に光を照射し該被計測物との間
    隔を計測する反射式変位センサと、該反射式変位センサ
    を、該反射式変位センサが有する固有の最適計測温度に
    せしめる温度供給手段とを備え、また、前記温度供給手
    段は、前記反射式変位センサを収納する筐体と、該筐体
    内に冷却された流体を供給する冷却流体供給手段を備
    え、さらに、前記筐体は、相互に独立して支持された第
    1,第2の筐体を備えてなり、該第1,第2の筐体のい
    ずれか一方の筐体の他方の筐体に対する変位を検出する
    筐体変位検出手段と、該筐体変位検出手段が検出した筐
    体の変位の検出結果に応じて、他方の筐体の位置を調節
    する筐体位置調節手段とを備えたことを特徴とする耐熱
    型計測器。
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