JP3486152B2 - 材料ウエブの平面性を決定するための方法及び装置 - Google Patents
材料ウエブの平面性を決定するための方法及び装置Info
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- JP3486152B2 JP3486152B2 JP2000158650A JP2000158650A JP3486152B2 JP 3486152 B2 JP3486152 B2 JP 3486152B2 JP 2000158650 A JP2000158650 A JP 2000158650A JP 2000158650 A JP2000158650 A JP 2000158650A JP 3486152 B2 JP3486152 B2 JP 3486152B2
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料ウエブの平面
性を決定するための方法、およびこの方法を実施するた
めの装置に関する。
性を決定するための方法、およびこの方法を実施するた
めの装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属板の冷間圧延および熱間圧延におい
て、材料ウエブの形に形成された金属板の好ましくない
凹凸が生じる。これらの凹凸は進行方向もしくは縦方向
およびこれに対して横断方向に延びる。これらの凹凸
は、材料ウエブの表面に対して直角な種々の強さのたわ
みを招き、それによって平面性が損なわれ、縦方向に対
して横断方向に配置されている材料ウエブの種々の縦方
向部分で異なるウエブ長さが生じる。それゆえ、金属板
の圧延時に形成された材料ウエブの平面性を監視し、平
面性から外れていたら圧延過程の条件を修正することが
必要である。
て、材料ウエブの形に形成された金属板の好ましくない
凹凸が生じる。これらの凹凸は進行方向もしくは縦方向
およびこれに対して横断方向に延びる。これらの凹凸
は、材料ウエブの表面に対して直角な種々の強さのたわ
みを招き、それによって平面性が損なわれ、縦方向に対
して横断方向に配置されている材料ウエブの種々の縦方
向部分で異なるウエブ長さが生じる。それゆえ、金属板
の圧延時に形成された材料ウエブの平面性を監視し、平
面性から外れていたら圧延過程の条件を修正することが
必要である。
【０００３】ウエブ伸長の値は、Ｉユニットの単位で測
定する。この場合、Ｉユニットは１０ -5 、たとえば１メ
ートル当たり１０μｍの相対的長さ変化を意味する。従
来の技術に基づき、平面性を測定するための種々の方法
が知られている。第１の方法は、パルス状のレーザ光線
を用いて材料ウエブの表面を走査するものであり、これ
によりレーザ光源からの距離点の格子を検出する。これ
に基づき材料ウエブのたわみ、したがって平面性を推定
する。
定する。この場合、Ｉユニットは１０ -5 、たとえば１メ
ートル当たり１０μｍの相対的長さ変化を意味する。従
来の技術に基づき、平面性を測定するための種々の方法
が知られている。第１の方法は、パルス状のレーザ光線
を用いて材料ウエブの表面を走査するものであり、これ
によりレーザ光源からの距離点の格子を検出する。これ
に基づき材料ウエブのたわみ、したがって平面性を推定
する。
【０００４】第２の方法は、光学的投影装置を用いて縞
のあるパターンのような幾何学的パターンを表面に投影
し、カメラを用いて監視するものである。表面のたわみ
によってパターンは歪み、この歪みの大きさが平面性の
尺度をなす。上述した２つの方法は無接触式に作動する
ので、好ましくは熱間圧延法に応用される。しかし、特
に熱間圧延においては周囲条件のために光学要素の頻繁
な保守が必要となる。さらに、いずれの方法においても
ウエブ厚さ断面を測定するために慣用的に使用される装
置に加えて、測定装置を配置することが必要である。こ
れらの装置は、原則として高エネルギーの電磁光線によ
って作動する。
のあるパターンのような幾何学的パターンを表面に投影
し、カメラを用いて監視するものである。表面のたわみ
によってパターンは歪み、この歪みの大きさが平面性の
尺度をなす。上述した２つの方法は無接触式に作動する
ので、好ましくは熱間圧延法に応用される。しかし、特
に熱間圧延においては周囲条件のために光学要素の頻繁
な保守が必要となる。さらに、いずれの方法においても
ウエブ厚さ断面を測定するために慣用的に使用される装
置に加えて、測定装置を配置することが必要である。こ
れらの装置は、原則として高エネルギーの電磁光線によ
って作動する。
【０００５】第３の方法は、互いに並置され、材料ウエ
ブと接触して一緒に転動する複数の圧力測定器を使用す
る。種々異なるたわみが種々異なる圧力を生ぜしめるの
で、測定された圧力を平面性の尺度として評価できる。
この方法の短所は、個々の圧力測定器が材料ウエブと機
械的に接触することにあり、この方法は特に熱間圧延法
には高温のため応用できない。しかし、冷間圧延におい
ても、この方法は、機械的接触が摩耗を招くという短所
を有している。
ブと接触して一緒に転動する複数の圧力測定器を使用す
る。種々異なるたわみが種々異なる圧力を生ぜしめるの
で、測定された圧力を平面性の尺度として評価できる。
この方法の短所は、個々の圧力測定器が材料ウエブと機
械的に接触することにあり、この方法は特に熱間圧延法
には高温のため応用できない。しかし、冷間圧延におい
ても、この方法は、機械的接触が摩耗を招くという短所
を有している。
【０００６】最後に、高エネルギーの電磁光線、たとえ
ばＸ線またはガンマ線を用いて、ウエブ厚さ断面および
ウエブ輪郭、すなわち材料ウエブの全幅にわたる形状お
よび位置を測定する方法および装置が知られている。し
かしこの方法によっては、従来は材料ウエブの平面性を
規定することは不可能であった。金属板のほかに、他の
材料でも材料ウエブ内に凹凸が生じることがあり、これ
らの凹凸も以下に記載する方法で測定できることを指摘
しておく。それゆえ、以下では金属ウエブではなく、常
に一般的に材料ウエブを対象とする。
ばＸ線またはガンマ線を用いて、ウエブ厚さ断面および
ウエブ輪郭、すなわち材料ウエブの全幅にわたる形状お
よび位置を測定する方法および装置が知られている。し
かしこの方法によっては、従来は材料ウエブの平面性を
規定することは不可能であった。金属板のほかに、他の
材料でも材料ウエブ内に凹凸が生じることがあり、これ
らの凹凸も以下に記載する方法で測定できることを指摘
しておく。それゆえ、以下では金属ウエブではなく、常
に一般的に材料ウエブを対象とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ウエ
ブ輪郭の値からウエブ伸長を計算して、材料ウエブの平
面性を決定するための方法および装置を提供することで
ある。
ブ輪郭の値からウエブ伸長を計算して、材料ウエブの平
面性を決定するための方法および装置を提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１に
記載した方法によって解決される。この方法では、最初
に、少なくとも２つの光線源と複数の検知器とを用いて
複数の測定点で測定値を検出する。この場合、測定点は
ウエブの材料内に縦方向に対して横断方向に互いに間隔
を置いて配置されている。
記載した方法によって解決される。この方法では、最初
に、少なくとも２つの光線源と複数の検知器とを用いて
複数の測定点で測定値を検出する。この場合、測定点は
ウエブの材料内に縦方向に対して横断方向に互いに間隔
を置いて配置されている。
【０００９】測定点は、それぞれ異なる立体角のもとで
光線を検知する少なくとも２つの検知器によって別個に
検出される。つまり、それぞれ一方の検知器が少なくと
も２つの光線源の一方に位置調整されており、他方の検
知器が他方の光線源に位置調整されている。それゆえ、
測定点とは、検知器によって把握される光線が貫通する
材料ウエブの容積範囲を意味する。
光線を検知する少なくとも２つの検知器によって別個に
検出される。つまり、それぞれ一方の検知器が少なくと
も２つの光線源の一方に位置調整されており、他方の検
知器が他方の光線源に位置調整されている。それゆえ、
測定点とは、検知器によって把握される光線が貫通する
材料ウエブの容積範囲を意味する。
【００１０】さらに、材料ウエブを光線源と検知器とに
対して相対的に縦方向に動かす。所定の間隔でほぼすべ
ての測定点を包含するそれぞれ１つの測定値列を検出す
る。次に、把握された各々の測定点について１組の検知
器対の測定値から材料ウエブの傾斜を計算する。これに
より、材料ウエブの所定の範囲にわたって延びる測定値
の格子およびこれと結び付いた傾斜値が生じる。
対して相対的に縦方向に動かす。所定の間隔でほぼすべ
ての測定点を包含するそれぞれ１つの測定値列を検出す
る。次に、把握された各々の測定点について１組の検知
器対の測定値から材料ウエブの傾斜を計算する。これに
より、材料ウエブの所定の範囲にわたって延びる測定値
の格子およびこれと結び付いた傾斜値が生じる。
【００１１】このとき、連続する測定値列について、縦
方向における光線源および検知器に対する材料ウエブの
周知の相対速度で傾斜の変化の波長および位相を計算す
るが、これらの変化が平面性を特徴づけている。この場
合、波長とは、上方または下方に等しいたわみを有す
る、連続する２つの範囲の間隔を意味する。さらに、波
長および位相から、縦方向の傾斜成分の値が最小である
ことが該当する、少なくとも１つの極値を計算する。こ
れにより、傾斜値はほぼ横方向成分しか有しないという
ことが保証されている。この横方向成分は、ウエブ伸長
を起因せしめる材料ウエブの横方向のたわみを特徴づけ
ることが保証されている。
方向における光線源および検知器に対する材料ウエブの
周知の相対速度で傾斜の変化の波長および位相を計算す
るが、これらの変化が平面性を特徴づけている。この場
合、波長とは、上方または下方に等しいたわみを有す
る、連続する２つの範囲の間隔を意味する。さらに、波
長および位相から、縦方向の傾斜成分の値が最小である
ことが該当する、少なくとも１つの極値を計算する。こ
れにより、傾斜値はほぼ横方向成分しか有しないという
ことが保証されている。この横方向成分は、ウエブ伸長
を起因せしめる材料ウエブの横方向のたわみを特徴づけ
ることが保証されている。
【００１２】各々の極値について極値測定値列を計算す
る。この極値測定値列はそれぞれ極値に最も近い測定値
列をなしている。なぜならば、測定値列は連続的ではな
く、材料ウエブにわたって離散的に分布して設けられて
いるからである。そうすることにより、極値に対する可
能な限り正確な近似が得られ、極値測定値列は横輪郭の
規定に必要な情報を含んでいる。
る。この極値測定値列はそれぞれ極値に最も近い測定値
列をなしている。なぜならば、測定値列は連続的ではな
く、材料ウエブにわたって離散的に分布して設けられて
いるからである。そうすることにより、極値に対する可
能な限り正確な近似が得られ、極値測定値列は横輪郭の
規定に必要な情報を含んでいる。
【００１３】横輪郭は極値測定値列の傾斜値の合計によ
って計算され、横輪郭から各々の測定点に対する極値に
おける凹凸の振幅が規定される。最後に、横輪郭の波長
および振幅からウエブ伸長を計算するが、この場合に縦
方向で連続している対応する測定点を含んでいる材料ウ
エブの各々の縦方向部分についてウエブ伸長を計算でき
る。
って計算され、横輪郭から各々の測定点に対する極値に
おける凹凸の振幅が規定される。最後に、横輪郭の波長
および振幅からウエブ伸長を計算するが、この場合に縦
方向で連続している対応する測定点を含んでいる材料ウ
エブの各々の縦方向部分についてウエブ伸長を計算でき
る。
【００１４】したがって本発明により、材料ウエブに対
して横方向および縦方向の光線の可変な吸収に基づい
て、材料ウエブにおける凹凸を求めることができる。さ
らに、有利には、それぞれの傾斜値に含まれている縦方
向の成分と、これに対して横断方向の成分とは互いに別
個に評価できる。好ましくは、検知器が材料ウエブによ
って減衰された光線の強度を測定する。この場合、減衰
の程度が光線によって貫通された材料ウエブの厚さの尺
度をなす。
して横方向および縦方向の光線の可変な吸収に基づい
て、材料ウエブにおける凹凸を求めることができる。さ
らに、有利には、それぞれの傾斜値に含まれている縦方
向の成分と、これに対して横断方向の成分とは互いに別
個に評価できる。好ましくは、検知器が材料ウエブによ
って減衰された光線の強度を測定する。この場合、減衰
の程度が光線によって貫通された材料ウエブの厚さの尺
度をなす。
【００１５】さらに、測定点が材料ウエブのほぼ全幅を
カバーすることが好ましい。そうすることによって、１
つの測定値列で材料ウエブの全幅を調べることが可能に
なる。この場合、光線源と検知器を縦方向に対して横断
方向に直線的に往復運動させることは必要ないが、検知
器の数は比較的多い。そのうえ、材料ウエブの縦方向の
運動の間に、検知器を追加的に材料ウエブに対して横断
方向に、２つの検知器の間隔の範囲の振幅で往復運動さ
せることによって、この方法の精度を高めることができ
る。そうすることによって、それぞれ２つの検知器の間
の範囲も把握でき、それによりさもなくば把握できない
材料ウエブの範囲も分析できる。
カバーすることが好ましい。そうすることによって、１
つの測定値列で材料ウエブの全幅を調べることが可能に
なる。この場合、光線源と検知器を縦方向に対して横断
方向に直線的に往復運動させることは必要ないが、検知
器の数は比較的多い。そのうえ、材料ウエブの縦方向の
運動の間に、検知器を追加的に材料ウエブに対して横断
方向に、２つの検知器の間隔の範囲の振幅で往復運動さ
せることによって、この方法の精度を高めることができ
る。そうすることによって、それぞれ２つの検知器の間
の範囲も把握でき、それによりさもなくば把握できない
材料ウエブの範囲も分析できる。
【００１６】さらにまた、測定点はそれぞれ少なくとも
２つの測定点の測定路にまとめることができる。好まし
くは、これらの測定路がそれぞれほぼ同数の測定点を有
しており、各々の測定路について傾斜の値を求める。さ
らに各々の測定路について別個にウエブ伸長を計算する
ことが好都合である。そうすることによって、隣り合う
測定点の情報がまとめられて、改善されたＳＮ比が達成
される。すべての測定点を１つの測定路にまとめ、また
は測定点のそれぞれ半分を２つの測定路にまとめること
が可能である。測定路の大きさは、測定値の品質に応じ
て調整できる。
２つの測定点の測定路にまとめることができる。好まし
くは、これらの測定路がそれぞれほぼ同数の測定点を有
しており、各々の測定路について傾斜の値を求める。さ
らに各々の測定路について別個にウエブ伸長を計算する
ことが好都合である。そうすることによって、隣り合う
測定点の情報がまとめられて、改善されたＳＮ比が達成
される。すべての測定点を１つの測定路にまとめ、また
は測定点のそれぞれ半分を２つの測定路にまとめること
が可能である。測定路の大きさは、測定値の品質に応じ
て調整できる。
【００１７】さらに好ましくは、フーリエ変換を用いて
凹凸の波長および位相を計算する。しかし、凹凸の波長
および位相を計算できる別の数学的方法を用いてもよ
い。上述したように、各々の極値について極値測定値列
を規定する。好ましくは極値の範囲におけるウエブ輪郭
を、極値測定値列とこれに隣接して配置された少なくと
ももう１つの測定値列とのデータから算術平均によって
計算する。それによって、同様にＳＮ比が改善される。
特に計算された極値の間に位置している両測定値列を評
価に用いる。
凹凸の波長および位相を計算する。しかし、凹凸の波長
および位相を計算できる別の数学的方法を用いてもよ
い。上述したように、各々の極値について極値測定値列
を規定する。好ましくは極値の範囲におけるウエブ輪郭
を、極値測定値列とこれに隣接して配置された少なくと
ももう１つの測定値列とのデータから算術平均によって
計算する。それによって、同様にＳＮ比が改善される。
特に計算された極値の間に位置している両測定値列を評
価に用いる。
【００１８】さらに好ましくは、ウエブ伸長の計算を公
式（振幅・π／波長）2 ・１０5 を用いてＩユニットの
単位で行う。ここで、振幅と波長は単位メートルで導入
される。この場合、材料ウエブの凹凸は正弦形であるこ
とが前提とされている。単純化して三角形を近似として
用いることもでき、それによりウエブ伸長を簡単に幾何
学的に規定できる。
式（振幅・π／波長）2 ・１０5 を用いてＩユニットの
単位で行う。ここで、振幅と波長は単位メートルで導入
される。この場合、材料ウエブの凹凸は正弦形であるこ
とが前提とされている。単純化して三角形を近似として
用いることもでき、それによりウエブ伸長を簡単に幾何
学的に規定できる。
【００１９】この方法を実施するためには、凹凸の波長
および位相を規定するために、複数の測定値列が必要で
ある。それゆえ、測定の開始時に第１の所定のウエブ長
さについて測定値列を検出し、その後で当該ウエブ値を
初めて評価することが好ましい。その後、つまり第１の
予定のウエブ伸長の後で、小さい方の第２の所定のウエ
ブ伸長を検出し、次いでそれぞれ最後に第１のウエブ全
長にわたって検出された測定値を評価する。言い換えれ
ば、第１のウエブ長さに対応する部分にわたって集めら
れた測定値列を、常にウエブ長さの規定のために評価す
る。
および位相を規定するために、複数の測定値列が必要で
ある。それゆえ、測定の開始時に第１の所定のウエブ長
さについて測定値列を検出し、その後で当該ウエブ値を
初めて評価することが好ましい。その後、つまり第１の
予定のウエブ伸長の後で、小さい方の第２の所定のウエ
ブ伸長を検出し、次いでそれぞれ最後に第１のウエブ全
長にわたって検出された測定値を評価する。言い換えれ
ば、第１のウエブ長さに対応する部分にわたって集めら
れた測定値列を、常にウエブ長さの規定のために評価す
る。
【００２０】たとえば、最初に１０メートルのウエブ長
さにわたってそれぞれ１０ｃｍの間隔で測定値を検出す
る。これにより、最初の１０メートルの後で第１の評価
結果が得られる。その後でさらに２メートルのウエブ長
さを測量し、次いで最後に測定された１０メートルを評
価する。そうすることによって評価結果の範囲内でスラ
イド式に平均値を形成することができる。
さにわたってそれぞれ１０ｃｍの間隔で測定値を検出す
る。これにより、最初の１０メートルの後で第１の評価
結果が得られる。その後でさらに２メートルのウエブ長
さを測量し、次いで最後に測定された１０メートルを評
価する。そうすることによって評価結果の範囲内でスラ
イド式に平均値を形成することができる。
【００２１】上記の課題はやはり本発明により請求項１
３に記載の特徴を有する装置によって解決される。その
他の特徴は従属請求項に記載されている。以下に、これ
らを実施例の記述に基づいて詳細に説明する。上記の課
題は、平面性を決定するために、ウエブ厚さ断面を測定
するための装置を使用することによっても解決される。
この装置は、少なくとも２つの光線源と、複数の検知器
と、検知器によって検出された測定値を評価するための
手段とを有している。これらの検知器は、互いに、かつ
光線源に対して間隔を置いて配置されていて、両者に対
して相対的に縦方向に運動する。検知器が材料ウエブ内
に配置されている測定点について測定値を形成し、評価
手段がこれらの測定値から測定点における傾斜を測定
し、これに基づいて平面性を計算する。
３に記載の特徴を有する装置によって解決される。その
他の特徴は従属請求項に記載されている。以下に、これ
らを実施例の記述に基づいて詳細に説明する。上記の課
題は、平面性を決定するために、ウエブ厚さ断面を測定
するための装置を使用することによっても解決される。
この装置は、少なくとも２つの光線源と、複数の検知器
と、検知器によって検出された測定値を評価するための
手段とを有している。これらの検知器は、互いに、かつ
光線源に対して間隔を置いて配置されていて、両者に対
して相対的に縦方向に運動する。検知器が材料ウエブ内
に配置されている測定点について測定値を形成し、評価
手段がこれらの測定値から測定点における傾斜を測定
し、これに基づいて平面性を計算する。
【００２２】このようにすることによって、従来ウエブ
厚さ断面の測定の目的のためだけに存在している装置
を、材料ウエブの平面性の測定および監視にも使用する
ことが初めて可能である。それゆえ、従来技術により公
知の上記方法を実施するために必要とされる装置は不要
なので、全体として技術的コストは著しく減少する。材
料ウエブのウエブ厚さ断面を測定するための既存の装置
によって平面性を決定できるので、本発明は既存の装置
の追加装備にも使用できる。なぜならば、本発明の方法
は、従来測定された測定値の詳細な分析を行うことにほ
ぼ等しいからである。
厚さ断面の測定の目的のためだけに存在している装置
を、材料ウエブの平面性の測定および監視にも使用する
ことが初めて可能である。それゆえ、従来技術により公
知の上記方法を実施するために必要とされる装置は不要
なので、全体として技術的コストは著しく減少する。材
料ウエブのウエブ厚さ断面を測定するための既存の装置
によって平面性を決定できるので、本発明は既存の装置
の追加装備にも使用できる。なぜならば、本発明の方法
は、従来測定された測定値の詳細な分析を行うことにほ
ぼ等しいからである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。図１および図２に、材料ウエ
ブ２の平面性を決定するための本発明の装置が示されて
いる。この装置は、ハウジング４を有している。ハウジ
ング４は、Ｃ字形に形成されていて、上部脚辺部６と下
部脚辺部８とを有している。上部脚辺部６内には２つの
光線源１０および１２が配置されており、これらの光線
源は材料ウエブの縦方向に対して横断方向に互いに間隔
を置いて配置されている。図１において、縦方向は図示
の平面に対して直角に延びており、図２では水平に延び
ている。
基づいて詳細に説明する。図１および図２に、材料ウエ
ブ２の平面性を決定するための本発明の装置が示されて
いる。この装置は、ハウジング４を有している。ハウジ
ング４は、Ｃ字形に形成されていて、上部脚辺部６と下
部脚辺部８とを有している。上部脚辺部６内には２つの
光線源１０および１２が配置されており、これらの光線
源は材料ウエブの縦方向に対して横断方向に互いに間隔
を置いて配置されている。図１において、縦方向は図示
の平面に対して直角に延びており、図２では水平に延び
ている。
【００２４】ここでは光線源１０および１２はＸ線源と
して形成されており、Ｘ線を所定の角度で下部脚辺部８
の方向に放射する。しかし、別の高エネルギーの電磁
線、特にガンマ線を放射することもできる。複数の検知
器１４および１６が下部脚辺部８内に縦方向に対して横
断方向に互いに間隔を置いて、かつ光線源１０および１
２に対して間隔を置いて配置されている。この場合、そ
れぞれ２つの検知器１４′−１６′、１４″−１
６″、．．．が、異なる２つの光線源１０および１２に
向けられており、それぞれ１対の検知器対を形成する。
して形成されており、Ｘ線を所定の角度で下部脚辺部８
の方向に放射する。しかし、別の高エネルギーの電磁
線、特にガンマ線を放射することもできる。複数の検知
器１４および１６が下部脚辺部８内に縦方向に対して横
断方向に互いに間隔を置いて、かつ光線源１０および１
２に対して間隔を置いて配置されている。この場合、そ
れぞれ２つの検知器１４′−１６′、１４″−１
６″、．．．が、異なる２つの光線源１０および１２に
向けられており、それぞれ１対の検知器対を形成する。
【００２５】別の実施例（図示しない）では、１つの測
定点について測定値を検出するために３つの検知器を使
用する。これにより、傾斜の規定においてより高い冗長
性が達成される。検知器１４および１６はここでは電離
箱であるが、たとえばシンチレーション・カウンタ、計
数管または半導体検知器から構成されることもできる。
これらは材料ウエブを貫通する光線の強度を測定する。
この強度は、材料ウエブを貫通する光線の貫通路の長さ
の尺度をなす。
定点について測定値を検出するために３つの検知器を使
用する。これにより、傾斜の規定においてより高い冗長
性が達成される。検知器１４および１６はここでは電離
箱であるが、たとえばシンチレーション・カウンタ、計
数管または半導体検知器から構成されることもできる。
これらは材料ウエブを貫通する光線の強度を測定する。
この強度は、材料ウエブを貫通する光線の貫通路の長さ
の尺度をなす。
【００２６】材料ウエブ２は、光線源１０および１２を
有する上部脚辺部６と、検知器１４および１６を有する
下部脚辺部８との間に配置されている。この場合、光源
１０と検知器１４′、１４″及び１４''' とによって形
成される軸線１８′、１８″及び１８''' と、光源１２
と検知器１６′、１６″及び１６''' とによって形成さ
れる軸線２０′、２０″及び２０''' とはほぼ材料ウエ
ブ２の範囲で交差し、それによって各検知器対１４′−
１６′、１４″−１６″及び１４''' −１６''' による
測定点２２を限定する。これにより、検知器対１４′−
１６′、１４″−１６″及び１４''' −１６''' の両検
知器は、それぞれ異なる立体角を把握する。このことは
図３及び図４に拡大して示されている。
有する上部脚辺部６と、検知器１４および１６を有する
下部脚辺部８との間に配置されている。この場合、光源
１０と検知器１４′、１４″及び１４''' とによって形
成される軸線１８′、１８″及び１８''' と、光源１２
と検知器１６′、１６″及び１６''' とによって形成さ
れる軸線２０′、２０″及び２０''' とはほぼ材料ウエ
ブ２の範囲で交差し、それによって各検知器対１４′−
１６′、１４″−１６″及び１４''' −１６''' による
測定点２２を限定する。これにより、検知器対１４′−
１６′、１４″−１６″及び１４''' −１６''' の両検
知器は、それぞれ異なる立体角を把握する。このことは
図３及び図４に拡大して示されている。
【００２７】図２に示されているように、ハウジング４
の範囲には、通過する材料ウエブを支持するローラ２４
が設けられている。さらに、この装置は、検知器１４お
よび１６によって検出された測定値を評価するための手
段（図示しない）を有している。この場合、以下に説明
するように、好ましくは少なくとも１つの計算器を有し
ている評価手段は、測定値に基づいて測定点２２におけ
る材料ウエブ２の傾斜を計算し、それに基づいて材料ウ
エブ２の平面性を計算する。
の範囲には、通過する材料ウエブを支持するローラ２４
が設けられている。さらに、この装置は、検知器１４お
よび１６によって検出された測定値を評価するための手
段（図示しない）を有している。この場合、以下に説明
するように、好ましくは少なくとも１つの計算器を有し
ている評価手段は、測定値に基づいて測定点２２におけ
る材料ウエブ２の傾斜を計算し、それに基づいて材料ウ
エブ２の平面性を計算する。
【００２８】図１および図２に示されている装置におい
て、検知器１４および１６は材料ウエブ２のほぼ全幅に
わたって配設されている。これにより、すべての検知器
の測定値を評価する際に、材料ウエブ２の全幅が把握さ
れる。しかし、材料ウエブの縦方向の運動の間に、検知
器１４および１６を追加的に材料ウエブ２に対して横断
方向に往復運動させることによって、この方法の精度を
高めることができる。この目的のために、駆動手段（図
示しない）が設けられている。往復運動の振幅は、材料
ウエブ２の縦方向に対して横断方向の２つの検知器１２
と１４との間隔の範囲にある。そうすることによって、
さもなくば把握できない、それぞれ２つの検知器１２と
１４の間の範囲も把握できる。
て、検知器１４および１６は材料ウエブ２のほぼ全幅に
わたって配設されている。これにより、すべての検知器
の測定値を評価する際に、材料ウエブ２の全幅が把握さ
れる。しかし、材料ウエブの縦方向の運動の間に、検知
器１４および１６を追加的に材料ウエブ２に対して横断
方向に往復運動させることによって、この方法の精度を
高めることができる。この目的のために、駆動手段（図
示しない）が設けられている。往復運動の振幅は、材料
ウエブ２の縦方向に対して横断方向の２つの検知器１２
と１４との間隔の範囲にある。そうすることによって、
さもなくば把握できない、それぞれ２つの検知器１２と
１４の間の範囲も把握できる。
【００２９】別の実施形態（図示しない）において、検
知器１４および１６は材料ウエブ２の幅の一部しかカバ
ーしない。ハウジング４の光線源１０、１２および検知
器１４、１６を調節するための駆動手段が設けられてお
り、これらの駆動手段は測定列中に縦方向に対してほぼ
横断方向の調節を引き起こす。これにより、比較的少な
い数の検知器１４および１６によって材料ウエブの全幅
が把握される。しかし、この場合は横断方向の調節のコ
ストが追加的に費やされなければならない。
知器１４および１６は材料ウエブ２の幅の一部しかカバ
ーしない。ハウジング４の光線源１０、１２および検知
器１４、１６を調節するための駆動手段が設けられてお
り、これらの駆動手段は測定列中に縦方向に対してほぼ
横断方向の調節を引き起こす。これにより、比較的少な
い数の検知器１４および１６によって材料ウエブの全幅
が把握される。しかし、この場合は横断方向の調節のコ
ストが追加的に費やされなければならない。
【００３０】検知器１４および１６によって検出された
測定値を評価するための手段は、複数の計算器として構
成されており、それぞれ１つの計算器または計算器群が
それぞれの評価値、たとえばウエブ厚さ、ウエブ幅、ウ
エブ輪郭および平面性を計算する。こうすることによっ
て、高速の平行評価が実現される。以下に本発明の方法
を、前述した装置を用いて実施する。複数の測定点２２
で測定値を検出する。この場合、測定点２２は材料ウエ
ブ２の材料内に縦方向に対して横断方向に互いに間隔を
置いて配置されている。材料ウエブ２は光線源１０およ
び１２と検知器１４および１６に対して相対的に縦方向
に動かされ、所定の間隔でそれぞれほぼすべての測定点
２２を包含する、それぞれ１つの測定値列２６を検出す
る。この場合、隣接する測定値列２６の対応する測定点
２２は、縦方向部分で平面性について検査されるべき材
料ウエブの縦方向部分を形成する。そうすることによっ
て、図５および図８に示されているように、材料ウエブ
２にわたって延びている測定点２２の格子が生じる。
測定値を評価するための手段は、複数の計算器として構
成されており、それぞれ１つの計算器または計算器群が
それぞれの評価値、たとえばウエブ厚さ、ウエブ幅、ウ
エブ輪郭および平面性を計算する。こうすることによっ
て、高速の平行評価が実現される。以下に本発明の方法
を、前述した装置を用いて実施する。複数の測定点２２
で測定値を検出する。この場合、測定点２２は材料ウエ
ブ２の材料内に縦方向に対して横断方向に互いに間隔を
置いて配置されている。材料ウエブ２は光線源１０およ
び１２と検知器１４および１６に対して相対的に縦方向
に動かされ、所定の間隔でそれぞれほぼすべての測定点
２２を包含する、それぞれ１つの測定値列２６を検出す
る。この場合、隣接する測定値列２６の対応する測定点
２２は、縦方向部分で平面性について検査されるべき材
料ウエブの縦方向部分を形成する。そうすることによっ
て、図５および図８に示されているように、材料ウエブ
２にわたって延びている測定点２２の格子が生じる。
【００３１】把握された各々の測定点２２について、検
知器１４′−１６′、１４″−１６″、．．．の対の測
定値に基づいて材料ウエブ２の傾斜を計算する。図３お
よび図４に示されているように、軸線１８′および２
０′によって形成される等しい立体角と、材料ウエブ２
の異なる傾斜において、これらの立体角に対して相対的
に、材料ウエブ２を貫通する光線の種々の貫通長さが生
じる。
知器１４′−１６′、１４″−１６″、．．．の対の測
定値に基づいて材料ウエブ２の傾斜を計算する。図３お
よび図４に示されているように、軸線１８′および２
０′によって形成される等しい立体角と、材料ウエブ２
の異なる傾斜において、これらの立体角に対して相対的
に、材料ウエブ２を貫通する光線の種々の貫通長さが生
じる。
【００３２】これらの貫通長さは、ａ、ｂもしくは
ａ′、ｂ′として矢印で表され、材料ウエブ２の内部の
異なる吸収を招く。これらの吸収は検知器１４′および
１６′の種々の測定値によって表現される。次いで、軸
線１８′および２０′の周知の立体角に基づき、一方で
は材料ウエブ２の厚さを、他方では材料ウエブ２の傾斜
を、次のように計算する。
ａ′、ｂ′として矢印で表され、材料ウエブ２の内部の
異なる吸収を招く。これらの吸収は検知器１４′および
１６′の種々の測定値によって表現される。次いで、軸
線１８′および２０′の周知の立体角に基づき、一方で
は材料ウエブ２の厚さを、他方では材料ウエブ２の傾斜
を、次のように計算する。
【００３３】両検知器１４および１６が、材料ウエブ２
を周知の互いに異なる立体角のもとで測量する。この場
合、検知器１４および１６によって検出された測定値に
基づき、材料ウエブの位置角度が、たとえば水平線を基
準として、周知の幾何学的加算定理を用いて計算され
る。この位置角度から傾斜が導き出される。連続する測
定値列について、縦方向における材料ウエブ２の周知の
相対速度で傾斜の変化の波長および位相を、フーリエ変
換によって計算する。この場合、これらの変化が材料ウ
エブ２の平面性を特徴づける。このことは、材料ウエブ
２の一部を示した図５および図８に概略的に示されてい
る。図５では縦方向は直角に延び、個々の測定値列２６
が水平範囲として示されている。これらの範囲は、規定
の角度で位置調節されて、それぞれの測定点２２の傾斜
を表す幾つかの直線を有している。これに基づいて、材
料ウエブ２の上昇している部分と下降している部分とを
表す、明るい範囲と暗い範囲とを有する特徴的なパター
ンが得られる。図５では、それぞれ２つの明るい範囲ま
たは暗い範囲の間隔が、凹凸の波長の尺度である。
を周知の互いに異なる立体角のもとで測量する。この場
合、検知器１４および１６によって検出された測定値に
基づき、材料ウエブの位置角度が、たとえば水平線を基
準として、周知の幾何学的加算定理を用いて計算され
る。この位置角度から傾斜が導き出される。連続する測
定値列について、縦方向における材料ウエブ２の周知の
相対速度で傾斜の変化の波長および位相を、フーリエ変
換によって計算する。この場合、これらの変化が材料ウ
エブ２の平面性を特徴づける。このことは、材料ウエブ
２の一部を示した図５および図８に概略的に示されてい
る。図５では縦方向は直角に延び、個々の測定値列２６
が水平範囲として示されている。これらの範囲は、規定
の角度で位置調節されて、それぞれの測定点２２の傾斜
を表す幾つかの直線を有している。これに基づいて、材
料ウエブ２の上昇している部分と下降している部分とを
表す、明るい範囲と暗い範囲とを有する特徴的なパター
ンが得られる。図５では、それぞれ２つの明るい範囲ま
たは暗い範囲の間隔が、凹凸の波長の尺度である。
【００３４】これに対して図８では、縦方向は左から右
に延びており、個々の測定点２２における種々異なる傾
斜、および極値とこれに付属している極値値列２８が三
次元的グラフではっきり見える。この場合グラフは、極
値の順序が規則的な正弦形で示されるように、非常に模
式的なものとなっている。これに対し材料ウエブでは、
ウエブ伸長によって引き起こされる極値は不規則的に生
じる。それゆえ正弦波と見なすのは、非常に簡略化され
た近似である。
に延びており、個々の測定点２２における種々異なる傾
斜、および極値とこれに付属している極値値列２８が三
次元的グラフではっきり見える。この場合グラフは、極
値の順序が規則的な正弦形で示されるように、非常に模
式的なものとなっている。これに対し材料ウエブでは、
ウエブ伸長によって引き起こされる極値は不規則的に生
じる。それゆえ正弦波と見なすのは、非常に簡略化され
た近似である。
【００３５】波長および位相に基づき、少なくとも１つ
の極値およびそれぞれ付属している最も近い極値測定値
列２８を計算する。この場合、極値測定値列２８は、傾
斜値がほぼ横方向成分しか有しておらず、したがって直
接横輪郭の計算に利用できる。これにより、縦方向成分
と横方向成分の分離がほぼ行われた。縦方向に対して横
断方向の一連の傾斜値が、図６に領域の包絡線３０とし
て示されている。
の極値およびそれぞれ付属している最も近い極値測定値
列２８を計算する。この場合、極値測定値列２８は、傾
斜値がほぼ横方向成分しか有しておらず、したがって直
接横輪郭の計算に利用できる。これにより、縦方向成分
と横方向成分の分離がほぼ行われた。縦方向に対して横
断方向の一連の傾斜値が、図６に領域の包絡線３０とし
て示されている。
【００３６】この場合、横方向輪郭に基づき、各々の測
定点２２について凹凸の振幅が規定される。最後に、波
長および振幅に基づき、材料ウエブの各々の縦方向部分
についてウエブ伸長が生じる。評価精度を高めるため
に、それぞれ複数の測定点を測定路にまとめることがで
き、次いで上述したように、これらの測定路についてそ
れぞれ１つのウエブ伸長を計算する。
定点２２について凹凸の振幅が規定される。最後に、波
長および振幅に基づき、材料ウエブの各々の縦方向部分
についてウエブ伸長が生じる。評価精度を高めるため
に、それぞれ複数の測定点を測定路にまとめることがで
き、次いで上述したように、これらの測定路についてそ
れぞれ１つのウエブ伸長を計算する。
【図１】本発明の方法を実施するための装置の縦方向の
概略的な側面図である。
概略的な側面図である。
【図２】図１に示す装置の縦方向に対して横断方向の概
略的な側面図である。
略的な側面図である。
【図３】材料ウエブの傾斜について、図１に基づく部分
拡大図で材料ウエブ中の光線経路を示す図である。
拡大図で材料ウエブ中の光線経路を示す図である。
【図４】材料ウエブの傾斜について、図１に基づく部分
拡大図で材料ウエブ中の光線経路を示す図である。
拡大図で材料ウエブ中の光線経路を示す図である。
【図５】材料ウエブの平面性を示す二次元的グラフを示
す図である。
す図である。
【図６】縦方向に対して横断方向の傾斜の推移を示すグ
ラフを示す図である。
ラフを示す図である。
【図７】傾斜の合計によって計算された輪郭を示すグラ
フを示す図である。
フを示す図である。
【図８】明瞭にするために極値の振幅を過度に高めて表
示した、材料ウエブの平面性を示す三次元的グラフを示
す図である。
示した、材料ウエブの平面性を示す三次元的グラフを示
す図である。
２…材料ウエブ
１０，１２…光線源
１４，１６…検知器
１８，２０…軸線
２２…測定点
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−196445（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−134905（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−135408（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−74755（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−137441（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−204111（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−234121（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−102009（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−230010（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−3364（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−271241（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−193505（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 15/04
G01B 11/30
Claims (17)
- 【請求項１】 材料ウエブの平面性を決定するための方
法であって、当該材料ウエブが縦方向を規定し、 少なくとも２つの光線源と複数の検知器とを用いて複数
の測定点で測定値を検出し、当該測定点が材料ウエブ内
の縦方向に対して横断方向に互いに間隔を置いて配置さ
れ且つそれぞれ異なる立体角で光線を検知する少なくと
も２つの検知器によって検出され、 材料ウエブを光線源と検知器とに対して相対的に縦方向
に動かし、所定の間隔でほぼすべての測定点を包含する
測定値列を検出し、 検出される各々の測定点について検知器対の測定値から
材料ウエブの傾斜を計算し、縦方向における既知の相対
速度において連続する測定値列について変化する傾斜の
波長および位相を計算し、 波長および位相から少なくとも１つの極値およびそれに
関連している最も近い極値測定値列を計算し、 極値測定値列の傾斜値の合計により横輪郭を計算し、さ
らに横輪郭の波長及び振幅を決定し、 横輪郭の波長および振幅からウエブ伸長を計算する、材
料ウエブの平面性を決定するための方法。 - 【請求項２】 検知器が材料ウエブによって減衰された
光線の強度を測定する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 測定点が材料ウエブのほぼ全幅をカバー
する請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 各々の、少なくとも２つの測定点を含む
測定路について傾斜値が計算される請求項１〜３のいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 各々の、少なくとも２つの測定点を含む
測定路についてウエブ伸長が計算される請求項１〜３の
いずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 それぞれの測定路がほぼ同数の測定点を
有している請求項４又は５に記載の方法。 - 【請求項７】 フーリエ変換を用いて平面性の波長およ
び位相が計算される請求項１〜６のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項８】 極値の範囲における材料ウエブの横輪郭
が、極値測定値列とこれに隣接して配置された少なくと
も１つの他の測定値列のデータから計算される請求項１
〜７のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項９】 公式（振幅・π／波長）2 ・１０5 を用
いてウエブ伸長がＩユニット単位で計算される請求項１
〜８のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１０】 最初に所定の第１のウエブ長さについ
て測定値を検出し、所定の第１のウエブ長さの後で、よ
り小さい所定の第２のウエブ長さについて測定値を検出
し、その後最後に第１のウエブ長さ全体にわたって検出
された測定値を評価する請求項１〜９のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項１１】 材料ウエブの平面性を決定するための
装置であって、当該材料ウエブ（２）が縦方向を規定
し、 縦方向に対して横断方向に互いに間隔を置いて配置され
且つ少なくとも２つの光線源（１０、１２）を有し、 縦方向に対して横断方向に互いに間隔を置き、かつ光線
源（１０、１２）に対して間隔を置いて配置されている
複数の検知器（１４、１６）を有していて、材料ウエブ
（２）が光線源（１０、１２）と検知器（１４、１６）
との間に配置され、 少なくとも２つの検知器（１４、１６）がそれぞれ２つ
の異なる光線源（１０、１２）に向けて位置調整されて
１組の検知器対を形成しており、 それぞれ１組の検知器対（１４、１６）と光線源（１
０、１２）によって形成された軸線が、ほぼ材料ウエブ
の範囲で交差し、それによって測定点（２２）を規定
し、 測定値から測定点（２２）における材料ウエブの傾斜値
を計算し且つこれに基づいて材料ウエブの平面性を計算
する評価手段を有する材料ウエブの平面性を決定するた
めの装置。 - 【請求項１２】 光線源（１０、１２）が高エネルギー
の電磁線、特にＸ線又はガンマ線を射出する請求項１１
に記載の装置。 - 【請求項１３】 検知器（１４、１６）が電離箱、シン
チレーション・カウンタ、計数管または半導体検知器か
ら構成される請求項１１又は１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 検知器（１４、１６）が材料ウエブ
（２）のほぼ全幅にわたって配置されている請求項１１
〜１３のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１５】 検知器（１４、１６）が材料ウエブ
（２）の幅の一部をカバーしており、光線源（１０、１
２）および検知器（１４、１６）を調節するための駆動
手段が設けられていて、当該駆動手段が一連の測定中に
縦方向に対してほぼ横断方向の調節を行う請求項１１〜
１４のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１６】 評価手段が複数の計算器から構成され
ており、各計算器又は計算器群がそれぞれの評価値を同
時に計算する請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の
装置。 - 【請求項１７】 ウエブ厚さ断面を測定するための装置
を平面性を決定するために使用する使用方法において、 当該装置が 少なくとも２つの光線源と、 互いに、かつ光線源に対して間隔を置いて配置され且つ
それぞれが異なる立体角で光線を検知する複数の検知器
を有し、材料ウエブが光線源と検知器との間に配置さ
れ、これらに対して相対的に縦方向に動かされ、 検知器によって検出された測定値を評価するための手段
とを有しており、 検知器が材料ウエブ内に配置された測定点に対する測定
値を求め、 評価手段が、測定値から測定点における傾斜値を計算
し、これに基づいて材料ウエブの平面性を計算する使用
方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924423 | 1999-05-28 | ||
| DE19947572:5 | 1999-10-01 | ||
| DE19924423:5 | 1999-10-01 | ||
| DE19947572A DE19947572C2 (de) | 1999-05-28 | 1999-10-01 | Verfahren zur Bestimmung der Planheit eines Materialbandes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001004350A JP2001004350A (ja) | 2001-01-12 |
| JP3486152B2 true JP3486152B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=26053555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000158650A Expired - Fee Related JP3486152B2 (ja) | 1999-05-28 | 2000-05-29 | 材料ウエブの平面性を決定するための方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6480802B1 (ja) |
| EP (1) | EP1055905B1 (ja) |
| JP (1) | JP3486152B2 (ja) |
| AT (1) | ATE270424T1 (ja) |
| ES (1) | ES2223334T3 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US20020194925A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-12-26 | Kenneth Grefve | Method and a device for improving the signal to noise ratio |
| KR100885946B1 (ko) * | 2002-05-29 | 2009-02-26 | 주식회사 포스코 | 측면 절단된 스트립의 직선도 자동 측정장치 |
| DE10312535B4 (de) * | 2003-03-20 | 2006-12-07 | Ims-Messsysteme Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum geometrischen Vermessen eines Materialbandes |
| US7157497B2 (en) * | 2003-06-20 | 2007-01-02 | Brian James Bequette | Method of enhancing an ornithine-urea cycle in ruminant gut tissues to detoxify ammonia and increase local urea recycling to the rumen for microbial protein synthesis |
| DE10346274A1 (de) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Siemens Ag | Verfahren und Steuervorrichtung zum Betrieb einer Walzstraße für Metallband |
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