JPH01282404A - 熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装置 - Google Patents
熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装置Info
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- JPH01282404A JPH01282404A JP11225088A JP11225088A JPH01282404A JP H01282404 A JPH01282404 A JP H01282404A JP 11225088 A JP11225088 A JP 11225088A JP 11225088 A JP11225088 A JP 11225088A JP H01282404 A JPH01282404 A JP H01282404A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装置に
係り、特に、処理対象の薄鋼板を通過経路水平位置に対
して垂れ下がらせて熱処理する連続熱処理炉において、
該薄鋼板の垂れ下がり量（以下、カテナリ量と称する）
を計測する際に用いるのに好適な、熱処理炉内の帯材の
位置測定方法及び装置に関する。
係り、特に、処理対象の薄鋼板を通過経路水平位置に対
して垂れ下がらせて熱処理する連続熱処理炉において、
該薄鋼板の垂れ下がり量（以下、カテナリ量と称する）
を計測する際に用いるのに好適な、熱処理炉内の帯材の
位置測定方法及び装置に関する。
連続焼鈍ｒ等の熱処理炉で薄鋼板等のストリップを熱処
理している際に、該ストリップのカテナリ量は適正な値
に維持する必要がある。即ち、このカテナリ量が少な過
ぎるとストリップにかかる張力が過大となり該ストリッ
プに異常伸びや破断を生じることがあり、又逆に、該カ
テナリ量が多過ぎるとストリップが炉床に接触して表面
に疵が付いてしまうことがあるからである。 このような炉床への接触を防ぐため炉内寸法を大きくし
た場合、温度分布を均一化することが困難となり、スト
リップの品質安定上の問題が生ずると共に、燃料の効率
的な使用を図れないことから、連続焼鈍炉内の大きさは
ストリップに過大な張力がかからない程度のカテナリ量
を許容する範囲内で可能な限り小さくする必要がある。 従って、この場合のカテナリ量は、このような小さな炉
内においてもストリップが炉床に接触せず、且つ加熱用
バーナから常に一定距離となるところを通板するように
精度良く制御しなければならない。 このような要請に対して、炉内のストリップのカテナリ
量を自動的に計測する技術が従来から種々、提案されて
いる。そのような技術の中に、光線によりカテナリ量を
計測するようにした技術が、特開昭５７−２０６８０６
、特公昭６２−５２０１７、特公昭６２−３０２４７で
示されている。 これら公報記載の技術は、いずれも投光器からストリッ
プ上に光線を照射し、ストリップのカテナリ量変動によ
り移動する光点の移動量を所定の検出手段で検出し、検
出された移動量から三角測定法等を用いてカテナリ量を
検出するようにしたものである。これら技術はいずれも
ストリップに対して上部方向から光を投射し、且つ上部
方向から光点をテレビカメラで撮影しているため、テレ
ビカメラや光源等の測定機器が熱処理炉上部方向に設け
られることになる。
理している際に、該ストリップのカテナリ量は適正な値
に維持する必要がある。即ち、このカテナリ量が少な過
ぎるとストリップにかかる張力が過大となり該ストリッ
プに異常伸びや破断を生じることがあり、又逆に、該カ
テナリ量が多過ぎるとストリップが炉床に接触して表面
に疵が付いてしまうことがあるからである。 このような炉床への接触を防ぐため炉内寸法を大きくし
た場合、温度分布を均一化することが困難となり、スト
リップの品質安定上の問題が生ずると共に、燃料の効率
的な使用を図れないことから、連続焼鈍炉内の大きさは
ストリップに過大な張力がかからない程度のカテナリ量
を許容する範囲内で可能な限り小さくする必要がある。 従って、この場合のカテナリ量は、このような小さな炉
内においてもストリップが炉床に接触せず、且つ加熱用
バーナから常に一定距離となるところを通板するように
精度良く制御しなければならない。 このような要請に対して、炉内のストリップのカテナリ
量を自動的に計測する技術が従来から種々、提案されて
いる。そのような技術の中に、光線によりカテナリ量を
計測するようにした技術が、特開昭５７−２０６８０６
、特公昭６２−５２０１７、特公昭６２−３０２４７で
示されている。 これら公報記載の技術は、いずれも投光器からストリッ
プ上に光線を照射し、ストリップのカテナリ量変動によ
り移動する光点の移動量を所定の検出手段で検出し、検
出された移動量から三角測定法等を用いてカテナリ量を
検出するようにしたものである。これら技術はいずれも
ストリップに対して上部方向から光を投射し、且つ上部
方向から光点をテレビカメラで撮影しているため、テレ
ビカメラや光源等の測定機器が熱処理炉上部方向に設け
られることになる。
従って、前記技術を実際の連続焼鈍炉に実施する場合、
比較的高温となり易い炉の上部位置に前記測定機器を設
置する必要があり、これら測定機器を熱に対して充分に
保護するためには、その保護装置が大型化し、経済性が
低いものとなる。又、前記技術においては、光を照射す
る装置と、ストリップ上の光点を撮像する装置を別体に
設ける必要があるため、測定機器自体が大型化し設置空
間を広くとらなければならないという問題点がある。
比較的高温となり易い炉の上部位置に前記測定機器を設
置する必要があり、これら測定機器を熱に対して充分に
保護するためには、その保護装置が大型化し、経済性が
低いものとなる。又、前記技術においては、光を照射す
る装置と、ストリップ上の光点を撮像する装置を別体に
設ける必要があるため、測定機器自体が大型化し設置空
間を広くとらなければならないという問題点がある。
本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
で、熱処理ｒ上部方向に測定機器等を設けることなく非
接触且つ応答性良く帯材の長手方向に対する直角方向位
置を測定できる熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装
置を提供することを目自勺とする。
で、熱処理ｒ上部方向に測定機器等を設けることなく非
接触且つ応答性良く帯材の長手方向に対する直角方向位
置を測定できる熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装
置を提供することを目自勺とする。
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱処理炉で熱処理される帯材の長手方向に対
する直角方向の位１を測定する方法であって、鉛直方向
視野が制御可能で、且つ、焦点距離が調節可能な赤外線
テレビカメラを、前記帯材側方の所定位置に設け、該赤
外線テレビカメラにより炉内を撮影して炉内の温度分布
を示す熱画像信号を作成し、作成された熱画像信号から
、前記帯材の幅方向端部の位置を認識し、認識結果に基
づき、該端部を視野的所定位置に入れるように視野を制
御したときの、前記赤外線テレビカメラの鉛直方向視野
を求め、前記端部に焦点を合わせたときの前記赤外線テ
レビカメラの焦点距離を求め、求められた前記視野及び
焦点距離に基づき、前記帯材の長手方向に対する直角方
向の位置を求めることにより、前記目的を達成したもの
である。 なお、前記赤外線テレビカメラには、視野的所定位置の
被撮影物に自動的に焦点を合わせる機能を有するものを
用いることができる。 又本発明は、熱処理炉内で熱処理される帯材のカテナリ
量又は蛇行量を測定するための装置であって、前記帯材
側方の所定位置に設けられ、水平面に対する撮影方向角
度が制御可能で、且つ、焦点距離が調節可能な、炉内を
撮影することにより炉内温度分布を示す熱画像信号を作
成するための赤外線テレビカメラと、作成された熱画像
信号に所定の処理を施すことにより前記帯材の幅方向端
部を認識するための手段と、認識結果に基づき、該端部
を視野的所定位置に入れて撮影したときの前記赤外線テ
レビカメラの撮影方向角度を求めるための手段と、前記
端部に前記赤外線テレビカメラの焦点を合わせたときの
焦点距離を求めるための手段と、求められた撮影方向角
度及び伝達された焦点距離に基づき、前記帯材のカテナ
リ量及び蛇行量を求めるための演算部と、求められた帯
材のカテナリ量及び蛇行量を表示するための表示部と、
を備えることにより、同じく前記目的を達成したもので
ある。 なお、前記赤外線テレビカメラには、視野的所定位置の
被撮影物に自動的に焦点を合わせる機能を有するものを
用いることができる。
する直角方向の位１を測定する方法であって、鉛直方向
視野が制御可能で、且つ、焦点距離が調節可能な赤外線
テレビカメラを、前記帯材側方の所定位置に設け、該赤
外線テレビカメラにより炉内を撮影して炉内の温度分布
を示す熱画像信号を作成し、作成された熱画像信号から
、前記帯材の幅方向端部の位置を認識し、認識結果に基
づき、該端部を視野的所定位置に入れるように視野を制
御したときの、前記赤外線テレビカメラの鉛直方向視野
を求め、前記端部に焦点を合わせたときの前記赤外線テ
レビカメラの焦点距離を求め、求められた前記視野及び
焦点距離に基づき、前記帯材の長手方向に対する直角方
向の位置を求めることにより、前記目的を達成したもの
である。 なお、前記赤外線テレビカメラには、視野的所定位置の
被撮影物に自動的に焦点を合わせる機能を有するものを
用いることができる。 又本発明は、熱処理炉内で熱処理される帯材のカテナリ
量又は蛇行量を測定するための装置であって、前記帯材
側方の所定位置に設けられ、水平面に対する撮影方向角
度が制御可能で、且つ、焦点距離が調節可能な、炉内を
撮影することにより炉内温度分布を示す熱画像信号を作
成するための赤外線テレビカメラと、作成された熱画像
信号に所定の処理を施すことにより前記帯材の幅方向端
部を認識するための手段と、認識結果に基づき、該端部
を視野的所定位置に入れて撮影したときの前記赤外線テ
レビカメラの撮影方向角度を求めるための手段と、前記
端部に前記赤外線テレビカメラの焦点を合わせたときの
焦点距離を求めるための手段と、求められた撮影方向角
度及び伝達された焦点距離に基づき、前記帯材のカテナ
リ量及び蛇行量を求めるための演算部と、求められた帯
材のカテナリ量及び蛇行量を表示するための表示部と、
を備えることにより、同じく前記目的を達成したもので
ある。 なお、前記赤外線テレビカメラには、視野的所定位置の
被撮影物に自動的に焦点を合わせる機能を有するものを
用いることができる。
薄鋼板等の帯材を熱処理炉で熱処理する際に、炉の入側
において、炉内雰囲気は高温であるのに対して、帯材は
未加熱であるため、それらの両者間には相当な温度差が
ある。又、炉内の入側以外の部分においても、炉内雰囲
気と帯材間には温度差が存在する１発明者はこの温度差
に鑑みて、種々の考察の結果、赤外線テレビカメラで炉
内を撮影して炉内温度分布を示す熱面（１（温度分布画
像あるいはサーモグラフィともいう）信号を作成し、こ
の熱画像信号に基づき炉内帯材の（幅方向）＠部の位置
を認識し、そして、この認識された帯材の端部を赤外線
テレビカメラの視野内に入れた場合に、そのときの赤外
線テレビカメラの鉛直方向視野及び該赤外線テレビカメ
ラの焦点距離から、演算により帯材の長手方向に対する
直角方向位置を測定できることに着目し、本発明を創案
したものである。 従って、炉の側方から赤外線テレビカメラで炉内を撮影
して帯材端部位置を非接触且つ応答性良く測定すること
ができ、炉上方に赤外線テレビカメラ等の測定機器を設
置する必要がないため、赤外線テレビカメラ等の検出機
器が比較的高温とならず、機器の耐久性が向上すると共
に熱に対する保護装置も大型化せず経済性が高い、又、
光源等を用いずに、赤外線テレビカメラのみで炉内の帯
材を撮影して該赤外線テレビカメラの焦点距離や鉛直方
向視野を調節すればよいため、赤外線テレビカメラ及び
その付属機器等で帯材位１を測定することができる。更
に、赤外線テレビカメラによる撮影により非接触且つ応
答性良く帯材長手方向に対する直角方向位置例えば帯材
のカテナリ量や蛇行量を測定できるため、検出されたカ
テナリ量あるいは蛇行量により熱処理材の張力制御を容
易且つ高精度に実施して生産性を向上させることが可能
となる。 なお、赤外線テレビカメラを、視野的所定位置の被撮影
物に自動的に焦点を合わせる機能を有するものとすれば
、連続的に搬送される帯材の幅方向端部までの焦点距離
を人手を介さずに迅速、且つ、精度良く連続して合わせ
ることができ、従って、更に測定の効率化、高精度化を
図ることができる。
において、炉内雰囲気は高温であるのに対して、帯材は
未加熱であるため、それらの両者間には相当な温度差が
ある。又、炉内の入側以外の部分においても、炉内雰囲
気と帯材間には温度差が存在する１発明者はこの温度差
に鑑みて、種々の考察の結果、赤外線テレビカメラで炉
内を撮影して炉内温度分布を示す熱面（１（温度分布画
像あるいはサーモグラフィともいう）信号を作成し、こ
の熱画像信号に基づき炉内帯材の（幅方向）＠部の位置
を認識し、そして、この認識された帯材の端部を赤外線
テレビカメラの視野内に入れた場合に、そのときの赤外
線テレビカメラの鉛直方向視野及び該赤外線テレビカメ
ラの焦点距離から、演算により帯材の長手方向に対する
直角方向位置を測定できることに着目し、本発明を創案
したものである。 従って、炉の側方から赤外線テレビカメラで炉内を撮影
して帯材端部位置を非接触且つ応答性良く測定すること
ができ、炉上方に赤外線テレビカメラ等の測定機器を設
置する必要がないため、赤外線テレビカメラ等の検出機
器が比較的高温とならず、機器の耐久性が向上すると共
に熱に対する保護装置も大型化せず経済性が高い、又、
光源等を用いずに、赤外線テレビカメラのみで炉内の帯
材を撮影して該赤外線テレビカメラの焦点距離や鉛直方
向視野を調節すればよいため、赤外線テレビカメラ及び
その付属機器等で帯材位１を測定することができる。更
に、赤外線テレビカメラによる撮影により非接触且つ応
答性良く帯材長手方向に対する直角方向位置例えば帯材
のカテナリ量や蛇行量を測定できるため、検出されたカ
テナリ量あるいは蛇行量により熱処理材の張力制御を容
易且つ高精度に実施して生産性を向上させることが可能
となる。 なお、赤外線テレビカメラを、視野的所定位置の被撮影
物に自動的に焦点を合わせる機能を有するものとすれば
、連続的に搬送される帯材の幅方向端部までの焦点距離
を人手を介さずに迅速、且つ、精度良く連続して合わせ
ることができ、従って、更に測定の効率化、高精度化を
図ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、鋼板１０を第２図及び第３図に示される
ような、連続焼鈍Ｆ１２で連続的に搬送しながら焼鈍す
る際に、該鋼板１０を含む熱処理Ｆ１２内を赤外線テレ
ビカメラ１４で撮像して炉内の温度分布を示す熱画像信
号を作成し、該熱画像信号に所定の処理を施し、鋼板１
０の赤外線テレビカメラ１４０１１端部を認識し、この
認識に基づき該端部を視野中心に入れるように鉛直方向
視野（実施例の場合、俯角）を制御したときの該赤外線
テレビカメラ１４の俯角及び焦点距離から前記鋼板１０
のカテナリ量及び蛇行量を求めるようにした装置である
。なお、第２図は、前記連続焼鈍Ｆ１２を赤外線テレビ
カメラ１４を含む、パスラインに平行な横断面図であり
、第３図は、前記連続焼鈍炉１２を前記赤外線テレビカ
メラ１４の走査方向に沿う縦断面図である。又、この装
置の電気的な構成のブロック図を第１図に示す。 この装置は、第１図に示されるように、主に、前記赤外
線テレビカメラ１４、該赤外線テレビカメラ１４のレン
ズ部１８、サーボｉ構２０、第１の信号処理部２２、第
２の信号処理部２４、表示装置２６とで構成される。な
お、第１図において、符号２７は赤外線テレビカメラ１
４を前記連続焼鈍炉１２からの輻射熱より守る輻射熱防
護ガラス、２８は前記連続焼鈍炉１２のＦ壁である。 前記赤外線テレビカメラ１４は、後記焦点距離制御部３
２からの焦点距離制御信号によりレンズ部１８の焦点距
離を制御して該カメラ１４の視野中心部の被撮影物（こ
の場合、鋼板１０）に焦点を合わせる自動焦点機能を有
している。又、前記赤外線テレビカメラ１４は、第２図
及び第３図に示されるように、パスライン上で相隣り合
う搬送ロール１６間の中央部の、鋼板１０のカテナリ量
が最大となる位置の側方であり、且つ、鋼板１０を連続
焼鈍炉１２の側面外側から適当な俯角（実施例の場合３
０°〜４５°）で捕え得る高さの所に設置されている。 更に、赤外線テレビカメラ１４は、サーボ機構２０によ
り、前記パスラインと直交する垂直面内で旋回・走査さ
れてその俯角が制御されるようになっている。 前記第１の信号処理部２２には、第１図に示されるよう
に赤外線テレビカメラ１４からの熱画像信号を受信し、
該熱画像信号から鋼板１０の該赤外線テレビカメラ１４
１！Ｉ端部の位置を認識するための画像演算部３０と、
前記熱画像信号に基づき赤外線テレビカメラ１４に明瞭
な前記端部近傍の熱画像信号が得られるようにレンズ部
１８に前記焦点距離制御信号を出力するための焦点距離
制御部３２とが設けられている。なお、焦点が前記端部
に合ったときの焦点距離は焦点信号として後記板端位置
演算部３６に入力される 前記第２の信号処理部２４には、前記画像演算部３０で
認識された鋼板１０の端部に基づき、赤外線テレビカメ
ラ１４の視野中央部に実際の鋼板１０のカメラ側端部を
入れるために必要なカメラ１４の俯角を求め、その俯角
を角度信号としてサーボ機構２０や後記板端位置演算部
３６に出力するためのカメラ角度制御部３４と、前記焦
点距離制御部３２から入力された焦点信号及びカメラ角
度制御部３４から入力された角度信号に主に基づき、鋼
板１０の前記端部の位置を求めて、その位置から鋼板１
０のカテナリ量及び蛇行量を算出するための板端位置演
算部３６とが備えられる。 前記表示装置２６は、板端位置演算部３６から外部へ出
力されるカテナリ量及び蛇行量を陰極線管（ＣＲＴ）に
表示し、この連続焼鈍ラインの操業管理の資料とするも
のである。又、この出力されるカテナリ量及び蛇行量は
前記鋼板１０の張力を制御するための張力制御装置（図
示省略）に出力されて、鋼板１０の張力を目標値に制御
するようになっている。 以下、実施例の作用を説明する。 連続焼鈍Ｐ１２においてはその炉内において鋼板１ｏに
熱を吸収させることにより、該鋼板１０を焼鈍するが、
このため、通常は鋼板１０の温度が炉内雰囲気温度に対
して低い温度となる。 このように焼鈍されている鋼板１０を第２図及び第３図
に示されるように赤外線テレビカメラ１４で撮影し、熱
画像（サーモグラフィー）信号を作成してテレビ画面に
表示したものの一例を第４図に示す。 図の熱画像信号は、被写界深度を浅くした赤外線テレビ
カメラ１４で撮影して作成したもので、高温部を白色で
、低温部を黒色で示している。この熱画像信号において
は、鋼板１０の赤外線テレビカメラ１４１￥！ｌに近い
側の端部に焦点が一致し、且つ、視野中心部（図の符号
ＦＯで示す）に該端部が一致するようになっている。こ
のように前記鋼板１０の前記端部を赤外線テレビカメラ
１４の視野中心に一致させると共に焦点を合わせる手順
を次に説明する。 即ち、赤外線テレビカメラ１４で作成された熱画像信号
を画像演算部３０に伝達し、該画像演算部３０において
、熱画像信号の画面中央を第４図中符号Ｂで示される走
査線に沿って縦方向に一次元走査する。この走査の結果
、第５図に示されるような前記走査線上の温度分布を示
す一次元信号が得られる。そして、この−次元信号を下
方より上方へ微分すれば、温度勾配を示す第６図の如き
レベル信号が得られる。この場合に、第６図に示す所定
の負の信号基準値ａを越える図中符号すで示す信号レベ
ルは鋼板１０の端部と認識される。 これは、炉内に比べて鋼板１０は温度が低く、従って、
鋼板１０の端部においては温度勾配が大きな負の値とな
るからである。 この認識結果はカメラ角度制御部３４に入力され、該カ
メラ角度制御部３４は信号レベルｂに対応する熱画像信
号中の部分を熱画像の中心部とするべく、即ち、前記端
部を前記赤外線テレビカメラ１４の視野中心とする赤外
線テレビカメラ１４の撮影方向角度の指令をサーボ機構
２０に伝達する。該サーボ機構２０は伝達された角度信
号に基づき、該赤外線テレビカメラ１４の俯角を変化さ
せて、前記端部を前記赤外線テレビカメラ１４の視野中
心にする。 以上のようにして赤外線テレビカメラ１４の視野中心に
鋼板１０のカメラｒＭ＠部が一致するようになる。なお
、前記カメラ角度制御部３４でサーボ機構２０に出力し
た角度信号は同時に前記板端位置演算部３６に入力され
る。 又、画像演算部３０では熱画像信号中の赤外線テレビカ
メラ１４の視野（図の符号ＦＯ）中心の上部を占める鋼
板１０の端部及び端部近傍の画像が明瞭となるように、
画像信号の変化に追従して焦点距離制御部３２によりレ
ンズ部１８を駆動させて赤外線テレビカメラ１４の焦点
を制御する。 なお、その際のレンズ部１８の焦点距離は焦点信号とし
て前記板端位置演算部３６に入力される。 前記板端位置演算部３６において行なわれるカテナリ量
り及び蛇行量を求める手順について次に説明する。 この場合、パスライン、赤外線テレビカメラ１４、該赤
外線テレビカメラ１４の旋回・走査面に沿う鋼板１０の
断面の位置は７図に示されるようになり、図において符
号αが前記赤外線テレビカメラ１４の俯角、ｆが赤外線
テレビカメラ１４から鋼板カメラ側端部までの距離、β
は該赤外線テレビカメラ１４から該鋼板１０までの水平
距離、Ｇは前記パスラインから該赤外線テレビカメラ１
４中心までの鉛直路Ｍ（高さ）、Ｄは赤外線テレビカメ
ラ１４取付は位１よりラインセンタまでの距離である。 板端位置演算部３６は、まず、焦点制御部３２より入力
される焦点信号から距離ｆを求め、カメラ角度制御部３
４より入力される角度信号から俯角αを求め、次いで、
求められた距離ｆ、俯角α及び予め設定された前記高さ
Ｇから次式（１）によりカテナリ量りを算出する。 ｈ＝（ｆ−５ｉｎα） −Ｇ ・・（１）又、鋼板
１０の蛇行量は、鋼板１０中心の炉幅方向中心部からの
偏心量Ｊとして求めることができる。 即ち、距離りから鋼板１０の幅Ｗの１／２の値（Ｗ／２
）を引いた値（Ｄ−Ｗ／２）が、前記信心量１が生じて
いない場合の赤外線テレビカメラ１４中心から鋼板１０
の水平圧Ｈ℃である。従って、この値（Ｄ−Ｗ／２）と
現在の距ＭＪ２から、偏心ｉｌは次式（２）を用いて求
めることができる。 ｎ＝Ｄ−Ｗ／２−ｆｌ ・・・ （２）なお、こ
の場合の距Ｊｌｌは焦点信号から得られた距Ｈｆと俯角
αから次式（３）を用いて求めることができる。 ぶ＝ｆ−ｃｏｓα ・・・（３） 又、鋼板１０の幅Ｗは測定の容易性を考慮して連続焼鈍
炉１２の前方で測定することが望ましい。 以上のようにして、カテナリ量り及び清心ｆｋｌ（蛇行
量に相当）を連続焼鈍炉１２外部から赤外線テレビカメ
ラ１４で撮影して求めることができるため、閉鎖された
連続焼鈍Ｐ１２の炉内雰囲気が乱れず、且つ、検出機器
に熱の影響が生ずることなく、非接触で求めることがで
きる。 このようにして求められたカテナリｉｈび清心Ａｌｌは
、外部に出力して例えば、所定の張力制御装置に入力す
ることにより、連続焼鈍ラインの張力制御を容易且つ高
精度に行なうことができる。 又、前記カテナリ量り及び偏心量１を表示装置２６に表
示することにより、操業者がその表示によりＩ＆適に連
続焼鈍炉１２の操業を行なうことができる。 なお、前記実施例においては、認識する帯材の端部を赤
外線テレビカメラ側の端部として焦点合わせの容易性を
確保していた。しかしながら、焦点を合わせすべき端部
は、該カメラ（ＰＩ端部に限定されず、その反対側端部
にするようにしてもよい。 又、前記実施例では、赤外線テレビカメラの鉛直方向視
野を俯角で求めるようにしていた。これにより、赤外線
テレビカメラのみで炉内の帯材を撮影して該赤外線テレ
ビカメラの焦点距離や撮影角度を調節すればよいため、
赤外線テレビカメラ及びその付属機器等の一体にまとま
った機器で帯材位置を測定することができ、従って、狭
い場所にもこれら機器を設置することが可能で、設置の
自由度が高いものとなった。しかしながら、本発明を実
施する際には、実施例装置を用いることに限定されず、
例えば赤外線テレビカメラ自体の鉛直方向位置を変化可
能として、その位置から前記鉛直方向視野を求めるよう
にすることができる。 更に、前記実施例においては、赤外線テレビカメラを連
続焼鈍炉の外に設けて、連続焼鈍炉内の白雲囲気を乱さ
ず、且つ、赤外線テレビカメラへの熱の影響を抑えるこ
とができた。しかしながら、赤外線テレビカメラ１４の
設！位置は、炉外に限定されるものではなく、例えば赤
外線テレビカメラ全体に所定のｉｎを施し、且つ、炉内
雰囲気を乱さないようにして連続焼鈍炉内の所定位置に
設置することができる。
。 この実施例は、鋼板１０を第２図及び第３図に示される
ような、連続焼鈍Ｆ１２で連続的に搬送しながら焼鈍す
る際に、該鋼板１０を含む熱処理Ｆ１２内を赤外線テレ
ビカメラ１４で撮像して炉内の温度分布を示す熱画像信
号を作成し、該熱画像信号に所定の処理を施し、鋼板１
０の赤外線テレビカメラ１４０１１端部を認識し、この
認識に基づき該端部を視野中心に入れるように鉛直方向
視野（実施例の場合、俯角）を制御したときの該赤外線
テレビカメラ１４の俯角及び焦点距離から前記鋼板１０
のカテナリ量及び蛇行量を求めるようにした装置である
。なお、第２図は、前記連続焼鈍Ｆ１２を赤外線テレビ
カメラ１４を含む、パスラインに平行な横断面図であり
、第３図は、前記連続焼鈍炉１２を前記赤外線テレビカ
メラ１４の走査方向に沿う縦断面図である。又、この装
置の電気的な構成のブロック図を第１図に示す。 この装置は、第１図に示されるように、主に、前記赤外
線テレビカメラ１４、該赤外線テレビカメラ１４のレン
ズ部１８、サーボｉ構２０、第１の信号処理部２２、第
２の信号処理部２４、表示装置２６とで構成される。な
お、第１図において、符号２７は赤外線テレビカメラ１
４を前記連続焼鈍炉１２からの輻射熱より守る輻射熱防
護ガラス、２８は前記連続焼鈍炉１２のＦ壁である。 前記赤外線テレビカメラ１４は、後記焦点距離制御部３
２からの焦点距離制御信号によりレンズ部１８の焦点距
離を制御して該カメラ１４の視野中心部の被撮影物（こ
の場合、鋼板１０）に焦点を合わせる自動焦点機能を有
している。又、前記赤外線テレビカメラ１４は、第２図
及び第３図に示されるように、パスライン上で相隣り合
う搬送ロール１６間の中央部の、鋼板１０のカテナリ量
が最大となる位置の側方であり、且つ、鋼板１０を連続
焼鈍炉１２の側面外側から適当な俯角（実施例の場合３
０°〜４５°）で捕え得る高さの所に設置されている。 更に、赤外線テレビカメラ１４は、サーボ機構２０によ
り、前記パスラインと直交する垂直面内で旋回・走査さ
れてその俯角が制御されるようになっている。 前記第１の信号処理部２２には、第１図に示されるよう
に赤外線テレビカメラ１４からの熱画像信号を受信し、
該熱画像信号から鋼板１０の該赤外線テレビカメラ１４
１！Ｉ端部の位置を認識するための画像演算部３０と、
前記熱画像信号に基づき赤外線テレビカメラ１４に明瞭
な前記端部近傍の熱画像信号が得られるようにレンズ部
１８に前記焦点距離制御信号を出力するための焦点距離
制御部３２とが設けられている。なお、焦点が前記端部
に合ったときの焦点距離は焦点信号として後記板端位置
演算部３６に入力される 前記第２の信号処理部２４には、前記画像演算部３０で
認識された鋼板１０の端部に基づき、赤外線テレビカメ
ラ１４の視野中央部に実際の鋼板１０のカメラ側端部を
入れるために必要なカメラ１４の俯角を求め、その俯角
を角度信号としてサーボ機構２０や後記板端位置演算部
３６に出力するためのカメラ角度制御部３４と、前記焦
点距離制御部３２から入力された焦点信号及びカメラ角
度制御部３４から入力された角度信号に主に基づき、鋼
板１０の前記端部の位置を求めて、その位置から鋼板１
０のカテナリ量及び蛇行量を算出するための板端位置演
算部３６とが備えられる。 前記表示装置２６は、板端位置演算部３６から外部へ出
力されるカテナリ量及び蛇行量を陰極線管（ＣＲＴ）に
表示し、この連続焼鈍ラインの操業管理の資料とするも
のである。又、この出力されるカテナリ量及び蛇行量は
前記鋼板１０の張力を制御するための張力制御装置（図
示省略）に出力されて、鋼板１０の張力を目標値に制御
するようになっている。 以下、実施例の作用を説明する。 連続焼鈍Ｐ１２においてはその炉内において鋼板１ｏに
熱を吸収させることにより、該鋼板１０を焼鈍するが、
このため、通常は鋼板１０の温度が炉内雰囲気温度に対
して低い温度となる。 このように焼鈍されている鋼板１０を第２図及び第３図
に示されるように赤外線テレビカメラ１４で撮影し、熱
画像（サーモグラフィー）信号を作成してテレビ画面に
表示したものの一例を第４図に示す。 図の熱画像信号は、被写界深度を浅くした赤外線テレビ
カメラ１４で撮影して作成したもので、高温部を白色で
、低温部を黒色で示している。この熱画像信号において
は、鋼板１０の赤外線テレビカメラ１４１￥！ｌに近い
側の端部に焦点が一致し、且つ、視野中心部（図の符号
ＦＯで示す）に該端部が一致するようになっている。こ
のように前記鋼板１０の前記端部を赤外線テレビカメラ
１４の視野中心に一致させると共に焦点を合わせる手順
を次に説明する。 即ち、赤外線テレビカメラ１４で作成された熱画像信号
を画像演算部３０に伝達し、該画像演算部３０において
、熱画像信号の画面中央を第４図中符号Ｂで示される走
査線に沿って縦方向に一次元走査する。この走査の結果
、第５図に示されるような前記走査線上の温度分布を示
す一次元信号が得られる。そして、この−次元信号を下
方より上方へ微分すれば、温度勾配を示す第６図の如き
レベル信号が得られる。この場合に、第６図に示す所定
の負の信号基準値ａを越える図中符号すで示す信号レベ
ルは鋼板１０の端部と認識される。 これは、炉内に比べて鋼板１０は温度が低く、従って、
鋼板１０の端部においては温度勾配が大きな負の値とな
るからである。 この認識結果はカメラ角度制御部３４に入力され、該カ
メラ角度制御部３４は信号レベルｂに対応する熱画像信
号中の部分を熱画像の中心部とするべく、即ち、前記端
部を前記赤外線テレビカメラ１４の視野中心とする赤外
線テレビカメラ１４の撮影方向角度の指令をサーボ機構
２０に伝達する。該サーボ機構２０は伝達された角度信
号に基づき、該赤外線テレビカメラ１４の俯角を変化さ
せて、前記端部を前記赤外線テレビカメラ１４の視野中
心にする。 以上のようにして赤外線テレビカメラ１４の視野中心に
鋼板１０のカメラｒＭ＠部が一致するようになる。なお
、前記カメラ角度制御部３４でサーボ機構２０に出力し
た角度信号は同時に前記板端位置演算部３６に入力され
る。 又、画像演算部３０では熱画像信号中の赤外線テレビカ
メラ１４の視野（図の符号ＦＯ）中心の上部を占める鋼
板１０の端部及び端部近傍の画像が明瞭となるように、
画像信号の変化に追従して焦点距離制御部３２によりレ
ンズ部１８を駆動させて赤外線テレビカメラ１４の焦点
を制御する。 なお、その際のレンズ部１８の焦点距離は焦点信号とし
て前記板端位置演算部３６に入力される。 前記板端位置演算部３６において行なわれるカテナリ量
り及び蛇行量を求める手順について次に説明する。 この場合、パスライン、赤外線テレビカメラ１４、該赤
外線テレビカメラ１４の旋回・走査面に沿う鋼板１０の
断面の位置は７図に示されるようになり、図において符
号αが前記赤外線テレビカメラ１４の俯角、ｆが赤外線
テレビカメラ１４から鋼板カメラ側端部までの距離、β
は該赤外線テレビカメラ１４から該鋼板１０までの水平
距離、Ｇは前記パスラインから該赤外線テレビカメラ１
４中心までの鉛直路Ｍ（高さ）、Ｄは赤外線テレビカメ
ラ１４取付は位１よりラインセンタまでの距離である。 板端位置演算部３６は、まず、焦点制御部３２より入力
される焦点信号から距離ｆを求め、カメラ角度制御部３
４より入力される角度信号から俯角αを求め、次いで、
求められた距離ｆ、俯角α及び予め設定された前記高さ
Ｇから次式（１）によりカテナリ量りを算出する。 ｈ＝（ｆ−５ｉｎα） −Ｇ ・・（１）又、鋼板
１０の蛇行量は、鋼板１０中心の炉幅方向中心部からの
偏心量Ｊとして求めることができる。 即ち、距離りから鋼板１０の幅Ｗの１／２の値（Ｗ／２
）を引いた値（Ｄ−Ｗ／２）が、前記信心量１が生じて
いない場合の赤外線テレビカメラ１４中心から鋼板１０
の水平圧Ｈ℃である。従って、この値（Ｄ−Ｗ／２）と
現在の距ＭＪ２から、偏心ｉｌは次式（２）を用いて求
めることができる。 ｎ＝Ｄ−Ｗ／２−ｆｌ ・・・ （２）なお、こ
の場合の距Ｊｌｌは焦点信号から得られた距Ｈｆと俯角
αから次式（３）を用いて求めることができる。 ぶ＝ｆ−ｃｏｓα ・・・（３） 又、鋼板１０の幅Ｗは測定の容易性を考慮して連続焼鈍
炉１２の前方で測定することが望ましい。 以上のようにして、カテナリ量り及び清心ｆｋｌ（蛇行
量に相当）を連続焼鈍炉１２外部から赤外線テレビカメ
ラ１４で撮影して求めることができるため、閉鎖された
連続焼鈍Ｐ１２の炉内雰囲気が乱れず、且つ、検出機器
に熱の影響が生ずることなく、非接触で求めることがで
きる。 このようにして求められたカテナリｉｈび清心Ａｌｌは
、外部に出力して例えば、所定の張力制御装置に入力す
ることにより、連続焼鈍ラインの張力制御を容易且つ高
精度に行なうことができる。 又、前記カテナリ量り及び偏心量１を表示装置２６に表
示することにより、操業者がその表示によりＩ＆適に連
続焼鈍炉１２の操業を行なうことができる。 なお、前記実施例においては、認識する帯材の端部を赤
外線テレビカメラ側の端部として焦点合わせの容易性を
確保していた。しかしながら、焦点を合わせすべき端部
は、該カメラ（ＰＩ端部に限定されず、その反対側端部
にするようにしてもよい。 又、前記実施例では、赤外線テレビカメラの鉛直方向視
野を俯角で求めるようにしていた。これにより、赤外線
テレビカメラのみで炉内の帯材を撮影して該赤外線テレ
ビカメラの焦点距離や撮影角度を調節すればよいため、
赤外線テレビカメラ及びその付属機器等の一体にまとま
った機器で帯材位置を測定することができ、従って、狭
い場所にもこれら機器を設置することが可能で、設置の
自由度が高いものとなった。しかしながら、本発明を実
施する際には、実施例装置を用いることに限定されず、
例えば赤外線テレビカメラ自体の鉛直方向位置を変化可
能として、その位置から前記鉛直方向視野を求めるよう
にすることができる。 更に、前記実施例においては、赤外線テレビカメラを連
続焼鈍炉の外に設けて、連続焼鈍炉内の白雲囲気を乱さ
ず、且つ、赤外線テレビカメラへの熱の影響を抑えるこ
とができた。しかしながら、赤外線テレビカメラ１４の
設！位置は、炉外に限定されるものではなく、例えば赤
外線テレビカメラ全体に所定のｉｎを施し、且つ、炉内
雰囲気を乱さないようにして連続焼鈍炉内の所定位置に
設置することができる。
第１図は本発明の実施例に係る鋼板位置測定装置の電気
的な構成を示す、一部側面図を含むブロック線図、第２
図は前記位置測定装置が連続焼鈍炉側方に設けられてい
る状態を示す、一部ブロック線図を含む水平方向断面図
、第３図は同じく鉛直方向断面図、第４図は前記実施例
装置で作成された熱画像信号の例を示す線図、第５図は
該熱画像信号の走査結果の温度分布を示す線図、第６図
は該温度分布を微分した信号レベルを示す線図、第７図
は前記実施例装置においてカテナリ量及び蛇行量を演算
する手順を説明するための鋼板及び赤外線テレビカメラ
の位置関係を示す、一部断面図を含む要部配置図である
。 １０・・・鋼板（帯材）、 １２・・・連続焼鈍炉、 １４・・・赤外線テレビカメラ、 １８・・・レンズ部、 ２０・・・サーボ機構、 ２２・・・第１の信号処理部、 ２４・・・第２の信号処理部、 ２６・・・表示装置、 ２７・・・防護ガラス、 ２８・・・炉壁、 ３０・・・画像演算部、 ３２・・・焦点距離制御部、 ３４・・・カメラ角度制御部、 ３６・・・板端位置演算部。
的な構成を示す、一部側面図を含むブロック線図、第２
図は前記位置測定装置が連続焼鈍炉側方に設けられてい
る状態を示す、一部ブロック線図を含む水平方向断面図
、第３図は同じく鉛直方向断面図、第４図は前記実施例
装置で作成された熱画像信号の例を示す線図、第５図は
該熱画像信号の走査結果の温度分布を示す線図、第６図
は該温度分布を微分した信号レベルを示す線図、第７図
は前記実施例装置においてカテナリ量及び蛇行量を演算
する手順を説明するための鋼板及び赤外線テレビカメラ
の位置関係を示す、一部断面図を含む要部配置図である
。 １０・・・鋼板（帯材）、 １２・・・連続焼鈍炉、 １４・・・赤外線テレビカメラ、 １８・・・レンズ部、 ２０・・・サーボ機構、 ２２・・・第１の信号処理部、 ２４・・・第２の信号処理部、 ２６・・・表示装置、 ２７・・・防護ガラス、 ２８・・・炉壁、 ３０・・・画像演算部、 ３２・・・焦点距離制御部、 ３４・・・カメラ角度制御部、 ３６・・・板端位置演算部。
Claims (4)
- （１）熱処理炉で熱処理される帯材の長手方向に対する
直角方向の位置を測定する方法であつて、鉛直方向視野
が制御可能で、且つ、焦点距離が調節可能な赤外線テレ
ビカメラを、前記帯材側方の所定位置に設け、 該赤外線テレビカメラにより炉内を撮影して炉内の温度
分布を示す熱画像信号を作成し、作成された熱画像信号
から、前記帯材の幅方向端部の位置を認識し、 認識結果に基づき、該端部を視野内所定位置に入れるよ
うに視野を制御したときの、前記赤外線テレビカメラの
鉛直方向視野を求め、 前記端部に焦点を合わせたときの前記赤外線テレビカメ
ラの焦点距離を求め、 求められた前記視野及び焦点距離に基づき、前記帯材の
長手方向に対する直角方向の位置を求めることを特徴す
る熱処理炉内の帯材の位置測定方法。 - （２）請求項１において、赤外線テレビカメラが、視野
内所定位置の被撮影物に自動的に焦点を合わせる機能を
有することを特徴とする熱処理炉内の帯材の位置測定方
法。 - （３）熱処理炉内で熱処理される帯材のカテナリ量又は
蛇行量を測定するための装置であつて、前記帯材側方の
所定位置に設けられ、水平面に対する撮影方向角度が制
御可能で、且つ、焦点距離が調節可能な、炉内を撮影す
ることにより炉内温度分布を示す熱画像信号を作成する
ための赤外線テレビカメラと、 作成された熱画像信号に所定の処理を施すことにより前
記帯材の幅方向端部を認識するための手段と、 認識結果に基づき、該端部を視野内所定位置に入れて撮
影したときの前記赤外線テレビカメラの撮影方向角度を
求めるための手段と、 前記端部に前記赤外線テレビカメラの焦点を合わせたと
きの焦点距離を求めるための手段と、求められた撮影方
向角度及び伝達された焦点距離に基づき、前記帯材のカ
テナリ量及び蛇行量を求めるための演算部と、 求められた帯材のカテナリ量及び蛇行量を表示するため
の表示部と、 を備えたことを特徴とする熱処理炉内の帯材の位置測定
装置。 - （４）請求項３において、赤外線テレビカメラが、視野
内所定位置の被撮影物に自動的に焦点を合わせる機能を
有することを特徴とする熱処理炉内の帯材の位置測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11225088A JPH01282404A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11225088A JPH01282404A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01282404A true JPH01282404A (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14582004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11225088A Pending JPH01282404A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 熱処理炉内の帯材の位置測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01282404A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04354828A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-09 | Nkk Corp | 横型連続焼鈍炉における被焼鈍材の炉内張力検出方法 |
| KR100953072B1 (ko) * | 2002-11-14 | 2010-04-13 | 주식회사 포스코 | 스트립 온도를 이용한 스트립 위치제어장치 및 방법 |
| JP2013010985A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Jfe Steel Corp | 横型連続熱処理炉における金属帯の張力検出方法 |
| JP2013035010A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Jfe Steel Corp | スラブ幅検出装置、スラブ幅検出方法、及び加熱炉内のスラブ配置制御装置 |
| JP2019203166A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | 中外炉工業株式会社 | 横型カテナリー式搬送装置 |
| JP2021179414A (ja) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法 |
| US11254197B2 (en) * | 2019-09-03 | 2022-02-22 | Ok Biotech Co. Ltd. | Tour bus |
-
1988
- 1988-05-09 JP JP11225088A patent/JPH01282404A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04354828A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-09 | Nkk Corp | 横型連続焼鈍炉における被焼鈍材の炉内張力検出方法 |
| KR100953072B1 (ko) * | 2002-11-14 | 2010-04-13 | 주식회사 포스코 | 스트립 온도를 이용한 스트립 위치제어장치 및 방법 |
| JP2013010985A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Jfe Steel Corp | 横型連続熱処理炉における金属帯の張力検出方法 |
| JP2013035010A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Jfe Steel Corp | スラブ幅検出装置、スラブ幅検出方法、及び加熱炉内のスラブ配置制御装置 |
| JP2019203166A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | 中外炉工業株式会社 | 横型カテナリー式搬送装置 |
| US11254197B2 (en) * | 2019-09-03 | 2022-02-22 | Ok Biotech Co. Ltd. | Tour bus |
| JP2021179414A (ja) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法 |
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