JP4483809B2 - Radiographic tubular material wall thickness measuring device - Google Patents
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Description
本発明は放射線透過式管状材肉厚測定装置に関し、特に、走行中の管状材の芯ぶれに対応しつつ、管状材の肉厚を精度よく測定する方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a radiation-transmitting tubular material thickness measuring apparatus, and is particularly suitable for application to a method for accurately measuring the thickness of a tubular material while dealing with the runout of the tubular material during travel.
シームレス管の肉厚寸法の高精度化の要求に答えるため、シームレス管の仕上圧延機として用いられるストレッチレデューサの直後に、放射線透過方式を採用した熱間肉厚計を設置することが行われている。
また、例えば、特許文献1〜3には、少なくとも3本の放射線ビームが正奇数多角形を形成するように交差させながら管状材に投射し、その時の放射線ビームの透過率を計測することにより、管状材の肉厚を非接触で測定する方法(多点測定方式)が開示されている。
また、例えば、特許文献4〜7には、管状材の外径を超える幅の放射線ビームを管状材に投射し、その時の放射線ビームの減衰量に基づいて管状材の平均肉厚を非接触で測定する方法(断面平均測定方式)が開示されている。
In order to respond to the demand for higher accuracy in the thickness of seamless pipes, a hot wall thickness gauge using a radiation transmission method has been installed immediately after the stretch reducer used as a finishing mill for seamless pipes. Yes.
Further, for example, in
For example, in Patent Documents 4 to 7, a radiation beam having a width exceeding the outer diameter of the tubular material is projected onto the tubular material, and the average thickness of the tubular material is determined in a non-contact manner based on the attenuation amount of the radiation beam at that time. A measurement method (cross-sectional average measurement method) is disclosed.
しかしながら、多点測定方式では、肉厚の測定精度を確保するためには、放射線ビームにより形成される正奇数多角形の中心と管状材の中心とを一致させる必要があり、そのずれは0.1mm〜1mmのオーダーに抑える必要がある。このため、ストレッチレデューサを通して10m/s程度の速度で高速に走行しているシームレス管の肉厚測定に多点測定方式を適用すると、シームレス管の芯ぶれを0.1mm程度のオーダーに抑える必要があり、高精度なピンチローラ装置などが必要になることから、付帯装置のコストアップを招くという問題があった。 However, in the multipoint measurement method, in order to ensure the measurement accuracy of the wall thickness, it is necessary to match the center of the positive / odd polygon formed by the radiation beam with the center of the tubular material, and the deviation is 0. It is necessary to keep the order of 1 mm to 1 mm. For this reason, if the multipoint measurement method is applied to the wall thickness measurement of a seamless pipe that is traveling at a high speed of about 10 m / s through a stretch reducer, it is necessary to suppress the runout of the seamless pipe to the order of about 0.1 mm. In addition, since a highly accurate pinch roller device or the like is required, there is a problem in that the cost of the auxiliary device is increased.
また、断面平均測定方式では、管状材の芯ぶれが発生しても、測定誤差が発生しないようにするために、管状材の芯ぶれの許容量を上回るように、放射線源および検出器の幅を設定する必要があり、肉厚計の大型化および高価格化を招くだけでなく、厚肉管では管状材の肉厚に対する放射線の計数変化が小さくなり、測定精度が劣化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式を併用するとともに、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能な放射線透過式管状材肉厚測定装置を提供することである。
In addition, in the cross-sectional average measurement method, the width of the radiation source and the detector should be larger than the allowable amount of run-out of the tubular material so that measurement errors do not occur even if the run-out of the tubular material occurs. In addition to increasing the size and cost of the wall thickness gauge, there is a problem that the measurement accuracy of the thick wall pipe is reduced because the change in the counting of radiation with respect to the wall thickness of the tubular material is reduced. It was.
Therefore, an object of the present invention is to reduce the measurement accuracy of the thick-walled tube while suppressing the complication of the apparatus configuration and using the cross-sectional average measurement method together, and the thickness of the radiation transmissive tubular material It is to provide a measuring device.
上述した課題を解決するために、請求項1記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置によれば、管状材を横切るようにライン状放射線ビームを出射するライン状放射線源と、前記管状材の長手方向に並べて配置され、前記管状材を透過したライン状放射線ビームを検出する第1および第2検出器と、前記ライン状放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第1または第2検出器にて検出された放射線減衰量に基づいて、前記管状材の肉厚を算出する第1肉厚算出手段と、前記ライン状放射線ビームが前記管状材を斜めに横切るように前記ライン状放射線源を回転させる回転制御手段と、前記管状材を斜めに横切るように出射されたライン状放射線ビームを絞り込むことにより、互いに平行なスポット状の第1および第2放射線ビームを生成するコリメータと、前記第1および第2放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第1および第2検出器にてそれぞれ検出された測定結果の比に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量を算出する芯ぶれ算出手段と、前記芯ぶれ量に基づいて前記第1検出器による測定結果および前記第2検出器による測定結果を補正することにより、前記管状材の肉厚を算出する第2肉厚算出手段とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, according to the radiation transmitting tubular material thickness measuring apparatus according to
これにより、ライン状放射線源を回転させることで、ライン状放射線ビームから互いに平行なスポット状の2本の放射線ビームを生成することが可能となり、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式を用いて管状材の肉厚を算出することが可能となるとともに、2本の平行な放射線ビームを管状材に透過させることで、管状材の芯ぶれ量および肉厚を算出することができる。このため、放射線ビームにより形成される正奇数多角形の中心と管状材の中心とを一致させる必要がなくなり、管状材の芯ぶれが発生する場合においても、管状材の肉厚を精度よく測定することが可能となるとともに、2本の放射線ビームの間隔を調整することで、肉厚に対する放射線の計数変化を調整することが可能となり、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能となる。 Thus, by rotating the line radiation source, it becomes possible to generate two spot-shaped radiation beams parallel to each other from the line radiation beam, and the cross-sectional average measurement while suppressing the complication of the apparatus configuration. It is possible to calculate the thickness of the tubular material using the method, and to calculate the amount of runout and the thickness of the tubular material by transmitting two parallel radiation beams through the tubular material. . For this reason, it is no longer necessary to match the center of the positive / odd polygon formed by the radiation beam with the center of the tubular material, and the thickness of the tubular material is accurately measured even when the tubular material is run out. In addition, by adjusting the distance between the two radiation beams, it is possible to adjust the change in the counting of the radiation with respect to the wall thickness, and it is possible to suppress the deterioration of measurement accuracy in the thick wall tube. It becomes.
また、請求項2記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置によれば、前記管状材の外径を既知とし、前記管状材の仮の肉厚が与えられた時の前記管状材の芯ぶれ量対「前記第1検出器による測定結果と前記第2検出器による測定結果との比」の関係が記述された校正データを取得する校正データ取得手段を備え、前記芯ぶれ算出手段は、前記第1検出器および前記第2検出器による実測値から、これらの実測値の比を求め、前記実測値の比に対応した芯ぶれ量を前記校正データから読み取ることにより、前記管状材の芯ぶれ量を算出することを特徴とする。
これにより、校正データを参照することで、第1検出器および第2検出器による実測値の比から管状材の芯ぶれ量を算出することができ、管状材に芯ぶれが発生している場合においても、システム構成の複雑化を抑制しつつ、管状材の肉厚を校正することが可能となる。
According to the radiation transmitting tubular material thickness measuring apparatus according to claim 2, the tubular material core runout when the outer diameter of the tubular material is known and the provisional thickness of the tubular material is given. Calibration data acquisition means for acquiring calibration data in which a relationship between a quantity and a “ratio between a measurement result by the first detector and a measurement result by the second detector” is described; By calculating the ratio of these measured values from the measured values obtained by the first detector and the second detector, and reading the amount of runout corresponding to the ratio of the measured values from the calibration data, the runout of the tubular material An amount is calculated.
Thus, by referring to the calibration data, the amount of runout of the tubular material can be calculated from the ratio of the measured values by the first detector and the second detector, and the runout has occurred in the tubular material However, the thickness of the tubular material can be calibrated while suppressing the complexity of the system configuration.
また、請求項3記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置によれば、前記管状材の芯ぶれ量がゼロの位置における前記第1放射線ビームの透過長または前記第2放射線ビームの透過長と、前記管状材の肉厚との関係が記述された換算データを取得する換算データ取得手段を備え、前記肉厚算出手段は、前記芯ぶれ算出手段にて算出された管状材の芯ぶれ量に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量がゼロの位置における前記第1放射線ビームの透過長または前記第2放射線ビームの透過長を求め、前記第1放射線ビームの透過長または前記第2放射線ビームの透過長に対応した前記管状材の肉厚を前記換算データから読み取ることにより、前記管状材の肉厚を算出することを特徴とする。 According to the radiation transmission type tubular material thickness measuring apparatus according to claim 3, the transmission length of the first radiation beam or the transmission length of the second radiation beam at a position where the amount of runout of the tubular material is zero. Conversion data acquisition means for acquiring conversion data describing the relationship with the thickness of the tubular material, wherein the thickness calculation means is based on the amount of runout of the tubular material calculated by the runout calculation means. Based on this, the transmission length of the first radiation beam or the transmission length of the second radiation beam at a position where the amount of runout of the tubular material is zero is obtained, and the transmission length of the first radiation beam or the transmission length of the second radiation beam is determined. The thickness of the tubular material is calculated by reading the thickness of the tubular material corresponding to the permeation length from the converted data.
これにより、管状材に芯ぶれが発生している場合においても、芯ぶれ量がゼロの位置における換算データを用いることで、第1検出器または第2検出器による実測値から管状材の肉厚を求めることができ、管状材の芯ぶれが発生する場合においても、システム構成の複雑化を抑制しつつ、管状材の肉厚を精度よく測定することが可能となる。 Thereby, even when the runout occurs in the tubular material, the thickness of the tubular material can be calculated from the actual measurement value by the first detector or the second detector by using the conversion data at the position where the runout amount is zero. Therefore, even when the tubular material runs out of core, it is possible to accurately measure the thickness of the tubular material while suppressing the complexity of the system configuration.
以上説明したように、本発明によれば、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式にて管状材の肉厚を算出することが可能となるとともに、2本の平行な放射線ビームを管状材に透過させることで、管状材の芯ぶれ量および肉厚を算出することができ、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the thickness of the tubular material can be calculated by the cross-sectional average measurement method while suppressing the complexity of the apparatus configuration, and two parallel radiation beams can be calculated. By allowing the tubular material to permeate, it is possible to calculate the amount of runout and the thickness of the tubular material, and it is possible to suppress deterioration of measurement accuracy in the thick-walled tube.
以下、本発明の実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置が提供されるストレッチレデューサの概略構成を示す斜視図である。
図1において、ストレッチレデューサには、管状材1を3方向から挟み込むようにそれぞれ配置された圧延ロール2a〜2c、3a〜3c、4a〜4cが管状材1の走行方向に沿って設置されている。また、ストレッチレデューサの直後には、管状材1の肉厚を非接触で測定する放射線透過式管状材肉厚測定装置5が設置されている。さらに、ストレッチレデューサには、管状材1を上下方向から挟み込むようにそれぞれ配置されたピンチローラ6a、6b、7a、7bが放射線透過式管状材肉厚測定装置5の前後に設置されている。そして、圧延ロール2a〜2c、3a〜3c、4a〜4cにて管状材1の長手方向にストレッチをかけ、肉厚を延伸(ストレッチ)させながら外径を縮小(レジュース)し圧延することにより、肉厚寸法および外径寸法が所望の値に調整されたシームレス管を製造することができる。
そして、ストレッチレデューサにて圧延された管状材1は放射線透過式管状材肉厚測定装置5に送られ、走行中の管状材1の肉厚が放射線透過式管状材肉厚測定装置5にてリアルタイムで測定される。
Hereinafter, a radiation transmission tubular material thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a stretch reducer provided with a radiolucent tubular material thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, rolling
Then, the
図2は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の概略構成を示す斜視図である。
図2において、線源容器11には、ライン状放射線源12が収容され、ライン状放射線源12からライン状放射線ビームBLが出射されるように配置されている。なお、ライン状放射線源12としては、例えば、アレイ上に配列されたγ線源を用いることができる。また、放射線透過式管状材肉厚測定装置5には、管状材1を間にしてライン状放射線源12に対向するようにして配置された検出器16a、16bが設けられ、ライン状放射線源12と検出器16a、16bとの間には、コリメータ14、15が設けられている。ここで、コリメータ14、15には、ライン状放射線源12から出射されたライン状放射線ビームBLを絞り込むことにより、互いに平行なスポット状の2本の放射線ビームB1、B2を生成する開口部14a、14b、15a、15bがそれぞれ設けられている。
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a radiation transmitting tubular material thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 2, a
なお、放射線ビームB1、B2は、管状材1が芯ぶれしてない状態において、管状材1の中心から対称になるように生成することができる。例えば、放射線ビームB1は管状材1の中心から横方向に−5mmの位置を透過し、放射線ビームB2は管状材1の中心から横方向に+5mmの位置を透過するように配置することができる。この結果、管状材1が芯ぶれしてない状態においては、検出器16a、16bによる測定値は理論的には互いに等しくなる。また、コリメータ14、15は、管状材1の位置が放射線ビームB1、B2の出射方向に変動した場合においても、放射線ビームB1、B2の透過量に差(指示差)が発生しないように放射線ビームB1、B2を充分絞ることができるように構成することができる。
The radiation beams B1 and B2 can be generated so as to be symmetric from the center of the
また、放射線透過式管状材肉厚測定装置5には、ライン状放射線ビームBLを管状材1に透過させることにより、管状材1の肉厚を算出する第1演算処理装置21(以下、この方法による測定方式を断面平均測定方式という。)、放射線ビームB1、B2を管状材1に透過させることにより、管状材1の芯ぶれ量および肉厚を算出する第2演算処理装置22(以下、この方法による測定方式を平行2ビーム測定方式という。)、断面平均測定方式または平行2ビーム測定方式に応じてコリメータ14、15を移動させる移動制御部23、断面平均測定方式または平行2ビーム測定方式に応じてライン状放射線ビームBLを水平面内で回転させる回転制御部24が設けられている。
Further, the radiation transmitting tubular material thickness measuring
そして、平行2ビーム測定方式にて管状材1の芯ぶれ量および肉厚を算出する場合、回転制御部24は、ライン状放射線源12から出射されたライン状放射線ビームBLが管状材1を斜めに横切るように線源容器11を回転させる。なお、線源容器11の回転角としては、例えば、管状材1の長手方向に対して80度に設定することができる。また、移動制御部23は、ライン状放射線ビームBLが開口部14a、14b、15a、15bをそれぞれ介してスポット状の2本の平行な放射線ビームB1、B2に絞り込まれるように、ライン状放射線源12と検出器16a、16bとの間にコリメータ14、15を移動させる。
Then, when calculating the runout amount and thickness of the
そして、管状材1を透過した放射線ビームB1、B2が検出器16a、16bにそれぞれ入射すると、検出器16a、16bによる計測値が第2演算処理装置22に送られる。そして、第2演算処理装置22は、検出器16a、16bによる計測値に基づいて管状材1の芯ぶれ量および肉厚を算出することができる。
一方、断面平均測定方式にて管状材1の肉厚を算出する場合、回転制御部24は、ライン状放射線源12から出射されたライン状放射線ビームBLが管状材1を垂直に横切るように線源容器11を回転させる。また、移動制御部23は、ライン状放射線ビームBLが管状材1の全断面を横切ることができるように、コリメータ14、15を退避させる。
そして、管状材1を透過したライン状放射線ビームBLが検出器16a、16bにそれぞれ入射すると、検出器16a、16bによる計測値が第1演算処理装置21に送られる。そして、第1演算処理装置21は、検出器16a、16bによる計測値に基づいて管状材1の肉厚を算出することができる。
Then, when the radiation beams B1 and B2 transmitted through the
On the other hand, when calculating the thickness of the
Then, when the linear radiation beam BL transmitted through the
これにより、ライン状放射線源12を回転させることで、ライン状放射線ビームBLから互いに平行なスポット状の2本の放射線ビームB1、B2を生成することが可能となり、装置構成の複雑化を抑制しつつ、断面平均測定方式を用いて管状材1の肉厚を算出することが可能となるとともに、2本の平行な放射線ビームB1、B2を管状材1に透過させることで、管状材1の芯ぶれ量および肉厚を算出することができる。このため、放射線ビームにより形成される正奇数多角形の中心と管状材1の中心とを一致させる必要がなくなり、管状材1の芯ぶれが発生する場合においても、管状材1の肉厚を精度よく測定することが可能となるとともに、2本の放射線ビームB1、B2の間隔を調整することで、肉厚に対する放射線の計数変化を調整することが可能となり、厚肉管での測定精度の劣化を抑制することが可能となる。
As a result, by rotating the
具体的には、図3に示すように、各放射線ビームB1、B2が2枚の平板状の板状部を測定するようにでき、厚板用γ線厚さ計の測定原理に基づいた測定が可能となるため、現状実用化されている厚板厚さ計と同等の測定精度を持たせることができる。この結果、図4に示すように、断面平均測定方式に比べて、放射線に基づく誤差を大幅に改善することができる。特に、厚肉管においてこの効果が大きい。 Specifically, as shown in FIG. 3, each of the radiation beams B1 and B2 can measure two flat plate-like portions, and the measurement is based on the measurement principle of a γ-ray thickness meter for thick plates. Therefore, it is possible to provide measurement accuracy equivalent to that of a plate thickness gauge that is currently in practical use. As a result, as shown in FIG. 4, the error based on radiation can be greatly improved as compared with the cross-sectional average measurement method. In particular, this effect is significant in thick-walled tubes.
図5は、図2の放射線透過式管状材肉厚測定装置の平行2ビーム方式による測定方式を示す断面図である。
図5において、第2演算処理部22には、芯ぶれ算出部21a、校正データ取得部21b、肉厚算出部21cおよび換算データ取得部21dが設けられている。ここで、芯ぶれ算出部21aは、検出器16a、16bによる検出結果に基づいて管状材1の芯ぶれ量Sを算出することができる。また、校正データ取得部21bは、管状材1の外径を既知とし、管状材1の仮の肉厚が与えられた時の管状材1の芯ぶれ量S対「検出器16a、16による測定結果との比」の関係が記述された校正データを取得することができる。なお、管状材1の仮の肉厚として、圧延時の管状材1の狙い肉厚を第1近似として用いることができる。また、校正データは、実験または理論計算により予め求めることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a measurement method using a parallel two-beam method of the radiation transmitting tubular material thickness measuring apparatus of FIG.
In FIG. 5, the second
さらに、肉厚算出部21cは、芯ぶれ算出部21aにて算出された芯ぶれ量Sに基づいて検出器16a、16bによる測定結果を補正することにより、管状材1の肉厚Tを算出することができる。また、換算データ取得部21dは、管状材1の芯ぶれ量Sがゼロの位置における放射線ビームB1、B2の透過長と管状材1の肉厚Sとの関係が記述された換算データを取得することができる。なお、換算データは、実験または理論計算により予め求めることができる。
Further, the wall
そして、ライン状放射線源12から出射されたライン状放射線ビームBLは、コリメータ14にて2本の平行なスポット状の放射線ビームB1、B2に絞られた後、管状材1を透過し、さらにコリメータ15にて絞られた後、検出器16a、16bにそれぞれ入射する。その結果、放射線ビームB1、B2は管状材1に対して千鳥状に配列され、管状材1の長手方向に配置された2台の独立な検出器16a、16bに独立な放射線ビームB1、B2として入射する。そして、放射線ビームB1、B2が検出器16a、16bにそれぞれ入射すると、検出器16a、16bによる計測値が第2演算処理部22に送られる。そして、検出器16a、16bによる計測値が第2演算処理部22に送られると、芯ぶれ算出部21aは、検出器16a、16bによる計測値に基づいて管状材1の芯ぶれ量Sを算出する。ここで、芯ぶれ算出部21aは、管状材1の芯ぶれ量Sを算出する場合、検出器16a、16bによる計測値を検出器16a、16bから受け取ると、これらの計測値の比を求め、この計測値の比に対応した芯ぶれ量Sを校正データから読み取ることにより、管状材1の芯ぶれ量を算出することができる。
The line-shaped radiation beam BL emitted from the line-shaped
そして、管状材1の芯ぶれ量Sが芯ぶれ算出部21aにて算出されると、その芯ぶれ量Sが肉厚算出部21cに送られる。そして、肉厚算出部21cは管状材1の芯ぶれ量Sを受け取ると、芯ぶれ算出部21aにて算出された芯ぶれ量Sに基づいて検出器16a、16bによる計測値を補正することにより、管状材1の肉厚Tを算出する。ここで、肉厚算出部21cは、管状材1の肉厚Tを算出する場合、芯ぶれ算出部21aにて算出された管状材1の芯ぶれ量Sに基づいて、管状材1の芯ぶれ量Sがゼロの位置における放射線ビームB1、B2の透過長を求め、放射線ビームB1、B2の透過長に対応した管状材1の肉厚Tを換算データから読み取ることにより、管状材1の肉厚Tを算出することができる。
Then, when the runout amount S of the
なお、放射線ビームB1、B2の透過長に対応した管状材1の肉厚Tがそれぞれ求まると、これらの肉厚Tの相加平均をとることにより、最終的な管状材1の肉厚Tとすることができる。
ここで、管状材1の芯ぶれがあった時は、放射線ビームB1が管状材1の中心に近づけば、放射線ビームB2は管状材1の中心から遠ざかる。すなわち、放射線ビームB1、B2は、管状材1の中心に対して相反する方向に移動する。そして、放射線ビームB1が管状材1の中心に近づくと、放射線ビームB1の透過長は、芯ぶれ量Sがゼロの位置における透過長に比べて短くなる。一方、放射線ビームB2が管状材1の中心に遠ざかると、放射線ビームB2透過長は、芯ぶれ量Sがゼロの位置における透過長に比べて長くなる。この結果、検出器16a、16bによる計測値の比は、管状材1の芯ぶれ量Sに対してほぼ直線関係が得られる。
When the thickness T of the
Here, when there is a runout of the
図6は、本発明の一実施形態に係る芯ぶれに対する指示比率の関係を示す図である。
図6において、例えば、放射線ビームB1が管状材1の中心から−5〜0mmの間の位置にずれるとともに、放射線ビームB2が管状材1の中心から+5〜+10mmの間の位置にずれた場合、検出器16a、16bによる計測値の比は、管状材1の芯ぶれ量Sに対してほぼ直線関係が得られることが判る。反対に、放射線ビームB1が管状材1の中心から+5〜+10mmの間の位置にずれるとともに、放射線ビームB2が管状材1の中心から−5〜0mmの間の位置にずれた場合においても、検出器16a、16bによる計測値の比は、管状材1の芯ぶれ量Sに対してほぼ直線関係が得られることが判る。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the indication ratio with respect to the runout according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 6, for example, when the radiation beam B1 is shifted to a position between −5 and 0 mm from the center of the
さらに、管状材1の芯ぶれ量Sがさらに増大し、管状材1の中心に近づいた方の放射線ビームB1、B2が管状材1の中心を通り過ぎた場合においても、検出器16a、16bによる計測値の比は、管状材1の芯ぶれ量Sに対してほぼ直線関係を得ることができる。
例えば、射線ビームB1が管状材1の中心から0〜+5mmの間の位置にずれるとともに、放射線ビームB2が管状材1の中心から+10〜+15mmの間の位置にずれた場合においても、検出器16a、16bによる計測値の比は、管状材1の芯ぶれ量Sに対してほぼ直線関係が得られることが判る。反対に、放射線ビームB1が管状材1の中心から−10〜−15mmの間の位置にずれるとともに、放射線ビームB2が管状材1の中心から0〜−5mmの間の位置にずれた場合においても、検出器16a、16bによる計測値の比は、管状材1の芯ぶれ量Sに対してほぼ直線関係が得られることが判る。
この結果、検出器16a、16bによる計測値の比と、管状材1の芯ぶれ量Sとの間の直線関係を利用することにより、検出器16a、16bによる計測値から管状材1の芯ぶれ量Sを求めることができる。
Furthermore, even when the amount of runout S of the
For example, even when the ray beam B1 is shifted to a position between 0 and +5 mm from the center of the
As a result, by using the linear relationship between the ratio of the measurement values obtained by the
なお、上述した実施形態では、管状材1の仮の肉厚が与えられた時の管状材1の芯ぶれ量S対「検出器16a、16による測定結果との比」の関係が記述された校正データを生成する場合、管状材1の仮の肉厚として、圧延時の管状材1の狙い肉厚を第1近似肉厚として用いる方法について説明したが、圧延時の管状材1の狙い肉厚を第1近似肉厚として求めた管状材1の実際の肉厚を第2近似肉厚とした時の管状材1の芯ぶれ量S対「検出器16a、16による測定結果との比」の関係が記述された校正データを用いることにより、管状材1の第2近似芯ぶれ量を算出し、この第2近似芯ぶれ量に基づいて管状材1の芯ぶれを補正する補正することにより、管状材1の第3近似肉厚を求めるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the relationship between the amount of runout S of the
さらに、管状材1の第3近似肉厚が求まると、第3近似肉厚が与えられた時の管状材1の芯ぶれ量S対「検出器16a、16による測定結果との比」の関係が記述された校正データを用いることにより、管状材1の第3近似芯ぶれ量を算出し、この第3近似芯ぶれ量に基づいて管状材1の芯ぶれを補正する補正することにより、管状材1の第4近似肉厚を求めるようにしてもよい。
そして、所望の精度以内に解が収束するまで以上の処理を繰り返すことにより、管状材1の肉厚の近似精度を上げることができる。
Further, when the third approximate thickness of the
And the approximate precision of the thickness of the
図7は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の断面平均測定方式による概略構成を示す斜視図である。
図7において、断面平均測定方式にて管状材1の肉厚を算出する場合、ライン状放射線源12から出射されたライン状放射線ビームBLが管状材1を垂直に横切るように線源容器11が回転されるとともに、ライン状放射線ビームBLが管状材1の全断面を横切ることができるように、図2のコリメータ14、15が退避される。
そして、管状材1を透過したライン状放射線ビームBLが検出器16a、16bにそれぞれ入射すると、検出器16a、16bによる計測値が図2の第1演算処理装置21に送られる。そして、第1演算処理装置21は、検出器16a、16bによる計測値に基づいて管状材1の肉厚を算出することができる。
FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of a radiographic tubular material thickness measuring device according to an embodiment of the present invention by a cross-sectional average measurement method.
In FIG. 7, when calculating the thickness of the
And when the linear radiation beam BL which permeate | transmitted the
図8は、本発明の一実施形態に係る放射線透過式管状材肉厚測定装置の断面平均測定方式による測定方式を示す断面図である。
図8(a)において、管状材1が芯ぶれを起した場合においても、ライン状放射線ビームBLが管状材1の全断面を横切ることができるようにするため、ライン状放射線ビームBLの幅は管状材1の外径を超えるように設定される。
そして、図8(b)に示すように、管状材1がない場合には、検出器16a、16bによる計測値N0は均一な値となるのに対して、管状材1がある場合には、管状材1にて放射線が減衰され、検出器16a、16bによる計測値Nsは管状材1に肉厚に応じて小さくなる。
このため、第1演算処理装置21は、ライン状放射線ビームBLを管状材1に透過させた時に検出器16a、16bにて検出された計測値N0、Nsに基づいて、管状材1の肉厚を算出することができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a measurement method based on a cross-sectional average measurement method of the radiation transmitting tubular material thickness measuring apparatus according to one embodiment of the present invention.
In FIG. 8 (a), even when the
As shown in FIG. 8B, when the
For this reason, the first
1 管状材
2a〜2c、3a〜3c、4a〜4c 圧延ロール
6a、6b、7a、7b ピンチローラ
5 放射線透過式管状材肉厚測定装置
11 線源容器
12 ライン状放射線源
14、15 コリメータ
14a、14b、15a、15b 開口部
16a、16b 検出器
20 制御装置
21 第1演算処理装置
22 第2演算処理装置
23 移動制御部
24 回転制御部
21a 芯ぶれ算出部
21b 校正データ取得部
21c 肉厚算出部
21d 換算データ取得部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記管状材の長手方向に並べて配置され、前記管状材を透過したライン状放射線ビームを検出する第1および第2検出器と、
前記ライン状放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第1または第2検出器にて検出された放射線減衰量に基づいて、前記管状材の肉厚を算出する第1肉厚算出手段と、
前記ライン状放射線ビームが前記管状材を斜めに横切るように前記ライン状放射線源を回転させる回転制御手段と、
前記管状材を斜めに横切るように出射されたライン状放射線ビームを絞り込むことにより、互いに平行なスポット状の第1および第2放射線ビームを生成するコリメータと、
前記第1および第2放射線ビームを前記管状材に透過させた時に前記第1および第2検出器にてそれぞれ検出された測定結果の比に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量を算出する芯ぶれ算出手段と、
前記芯ぶれ量に基づいて前記第1検出器による測定結果および前記第2検出器による測定結果を補正することにより、前記管状材の肉厚を算出する第2肉厚算出手段とを備えることを特徴とする放射線透過式管状材肉厚測定装置。 A linear radiation source that emits a linear radiation beam across the tubular material;
A first detector and a second detector which are arranged side by side in the longitudinal direction of the tubular material and detect a linear radiation beam transmitted through the tubular material;
First thickness calculating means for calculating the thickness of the tubular material based on the radiation attenuation detected by the first or second detector when the linear radiation beam is transmitted through the tubular material; ,
Rotation control means for rotating the linear radiation source so that the linear radiation beam crosses the tubular material obliquely;
Collimators for generating spot-shaped first and second radiation beams parallel to each other by narrowing a line-shaped radiation beam emitted so as to obliquely cross the tubular material;
A core that calculates the amount of runout of the tubular material based on the ratio of the measurement results detected by the first and second detectors when the first and second radiation beams are transmitted through the tubular material. Blur calculation means;
And a second thickness calculating means for calculating the thickness of the tubular material by correcting the measurement result by the first detector and the measurement result by the second detector based on the amount of runout. A radiation-transmitting tubular material wall thickness measuring device.
前記芯ぶれ算出手段は、前記第1検出器および前記第2検出器による実測値から、これらの実測値の比を求め、前記実測値の比に対応した芯ぶれ量を前記校正データから読み取ることにより、前記管状材の芯ぶれ量を算出することを特徴とする請求項1記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置。 When the outer diameter of the tubular material is known, and the provisional thickness of the tubular material is given, the amount of runout of the tubular material versus the measurement result by the first detector and the measurement result by the second detector Calibration data acquisition means for acquiring calibration data describing the relationship of the ratio to
The runout calculation means obtains a ratio of these measured values from the measured values obtained by the first detector and the second detector, and reads the amount of runout corresponding to the measured value ratio from the calibration data. The radiation transmission type tubular material thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein the amount of runout of the tubular material is calculated by:
前記肉厚算出手段は、前記芯ぶれ算出手段にて算出された管状材の芯ぶれ量に基づいて、前記管状材の芯ぶれ量がゼロの位置における前記第1放射線ビームの透過長または前記第2放射線ビームの透過長を求め、前記第1放射線ビームの透過長または前記第2放射線ビームの透過長に対応した前記管状材の肉厚を前記換算データから読み取ることにより、前記管状材の肉厚を算出することを特徴とする請求項2記載の放射線透過式管状材肉厚測定装置。 Conversion for obtaining conversion data describing the relationship between the transmission length of the first radiation beam or the transmission length of the second radiation beam and the thickness of the tubular material at a position where the amount of runout of the tubular material is zero With data acquisition means,
The wall thickness calculating unit is configured to transmit the first radiation beam through the first radiation beam at a position where the tube runout amount of the tubular material is zero based on the runout amount of the tubular material calculated by the runout calculating unit. 2 Obtaining the transmission length of the radiation beam, and reading the thickness of the tubular material corresponding to the transmission length of the first radiation beam or the transmission length of the second radiation beam from the converted data, thereby obtaining the thickness of the tubular material The radiation transmitting tubular material thickness measuring apparatus according to claim 2, wherein:
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