JPH02122208A - 寸法測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ１発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は被測定物の外形寸法を非接触で測定する装置、
特に自ら発光する被測定部材の寸法（たとえば高温圧延
丸棒等の鋼材の直径）を光学的に測定する装置に関する
。

（２）従来の技術 線材、棒鋼及び丸ビレシト等の丸棒の圧延工程において
、丸棒の直径を非接触で測定することは、その測定値に
よりオンラインでミル制御を行う際高品質の圧延丸棒を
得るために極めて重要である。

非接触で測定することは対象物の丸棒が高温でありまた
高速で移動することを考えれば必然的なものであり、そ
して非接触による手段は丸棒の一方向での測定だけでは
なく全周に亘って多方向からの測定も容易に可能でなけ
ればならない。一方向の測定では丸棒の断面が真円でな
い場合に正しい直径及び断面形状を知ることができない
からである。従来非接触の手段のうち光学的な手段によ
る装置が多く提案されており、その代表的なものは特公
昭５９−２５４４２号公報に示されるものである。その
公報に記載された装置は点光源からの光がコリメータの
凸レンズにより平行光線として丸棒に照射され、結合レ
ンズを通って複数個配列された光電変換素子上に陰影像
を結ぶ。この陰影像の寸法が丸棒の直径寸法に対応して
いるので、光電変換素子の出力信号から丸棒の直径寸法
が得られる。また、その装置全体を丸棒の回りに回転可
能にして、多方向からの測定も可能である。また、同じ
く光学的な手段の装置として実開昭５７１９９８０８号
公報に示されるものが知られている。これはレーザー発
振器からの光ビームを回転ミラーと凸レンズにより等速
かつ平行に走査して丸棒に照射する。照射後の光ビーム
は凸レンズを経てその焦点位置にある光電変換器に入り
、光ビームが丸棒によって遮られる時間を計測して直径
寸法を知るというものである。

（３）発明が解決しようとする課題 ところが、前記したような従来の光学的な手段による装
置は非接触な手段による装置としては精度が良好であり
実用性の高い装置であるが、被測定物の丸棒の直径が大
きくなると、それに従って凸レンズの径を大きくしなけ
ればならず、レンズの製作が困難となり、また点光源や
レーザ発振器のような光源装置を必要としており、装置
製作に費用がかかるいう欠点があった。

本発明では、前述の事情に鑑みてなされたもので、被測
定物の大きさに左右されず、光源や高価なレンズを必要
としない簡単な構成の光学的寸法測定装置を提供するこ
とを課題とする。

Ｂ０発明の構成 （１）課題を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明の寸法測定装置は、発
光する被測定物から所定距離だけ離れた位置に配置され
た回転ミラーと、この回転ミラーの回転中心で反射され
た前記被測定物からの光を検出する光電変換素子と、前
記光電変換素子が前記被測定物からの光を受けている間
の回転ミラーの回転角を検出するミラー回転角検出手段
と、前記所定距離の値と前記ミラーの回転角とから前記
被測定物の寸法を算出する演算回路とを備えたことを特
徴とする。

（２）作　用 前述の構成を備えた本発明の寸法測定装置は、前記光電
変換素子が前記被測定物からの光を受けでいる間の回転
ミラーの回転量をθとすれば、回転ミラーの回転中心か
ら被測定物の両端を結んだ線のなす角は２θとなる。し
たがって、前記所定距離（被測定物と回転ミラーとの距
離）！の値を定めておけば、その！およびθの値から被
測定物の外径を算出することができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

図は本発明による寸法測定装置の一実施例を示す図であ
る。図において１は被測定物であり、例えば製鉄所にお
ける熱間圧延ラインでの丸棒であり、約８００°Ｃの高
温であり、自ら光を放っている。

２はパルスモータ（図示されていない）により一定の角
速度で回転する回転ミラーであり、丸棒の中心から所定
距離ｌだけ離れた位置にある。３は全体が筒状のピンホ
ール装置であり、回転ミラー２の回転中心からの光を光
電変換素子４に導くように配置されている。５は光電変
換素子４がらの信号とパルスモータからの信号が入力さ
れるアンド回路、６はアンド回路５からの信号を数える
カウンター回路である。この実施例では前記符号４゜５
．６等で示された構成要素からミラー回転角検出手段が
構成されている。７は、カウンター回路６からの信号が
入力され、所定路１ｉｉＩｌｐ、及びパルスモータの１
回転におけるパルス数及び関係式が設定されており、被
測定物の直径χを演算する演算回路、８は演算回路７か
らの出力信ぢである直径Ｘを指示又は記録する装置であ
る。

次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用につい
て説明する。被測定物１は自ら光を発する熱間圧延ライ
ンの丸棒であり、そこから発する光は回転ミラー２の回
転中心で反射され、ピンポル装置３に向けられる。こご
で反射光のうち一定方向（回転ミラー２の回転中心と光
電変換素子とを結ぶ方向）の線状の光のみが通過する。

通過した光は光電変換素子４で受りるが、受けている光
は回転ミラー２の中心から被測定物である丸棒の外形へ
引いた２本の接線の範囲内からの光である。その２本の
接線のなす角を２０とすればその間の回転ミラーの回転
角度は反射の法則により、θである。丸棒の直径をＸと
すれば、幾何学的関係によりｓｉｎ　θ−（ｘ　／　２
　）　／　１２すなわちｘ＝２、ｅｓｉｎ　θである。

ここで！は定数であり、θは次のようにして求める。ず
なわぢ回転ミラー４を回転させるパルスモータのパルス
信号と光電変換素子４からの矩形波信号がアンド回路５
へ入力され、その出力がカウンター回路６へ入力されて
パルスがカウントされる。演算回路７ではカウンター回
路６からのパルス数と設定されている定数であるパルス
モータの１回転におけるパルス数との比から角度θを求
め、同じく設定されている定数ｌとから２ｎｓｉｎ　θ
（−ｘ）を演算する。このようにして求めた丸棒の直径
Ｘを表わず信号は指示または記録装置８へ送られる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記実施
例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載さ
れた本発明を逸脱することなく、種々の設計変更を行う
ことが可能である。

例えば、回転ミラーの代わりにポリゴン回転ミラーを使
うこともできる。

また光電変換素子４が光を受けている間の回転ミラー２
の回転角度θは、その間のパルスモータのパルス数と一
回転におけるパルス数との比により求めたが、回転ミラ
ー２の回転角速度がねかつているときは、その間の時間
により求めてもよい。

この場合は光電変換素子４からの矩形波信号の立上りと
立下がりによりタイマーを動作させればよい。

さらに被測定物１は丸棒としたが断面が多角形等の他の
材料でもその外形寸法の測定に本発明を適用できるのは
いうまでもない。また一方向だけでなく他方向からの寸
法の測定は装置全体を回転させれば容易に行うことがで
きる。

Ｃ０発明の効果 前述のように、本発明の」法測定装置は、前記光電変換
素子が前記被測定物からの光を受けている間の回転ミラ
ーの回転角と前記所定距離（被測定物と回転ミラーとの
距離）ｆの値とから被測定物の外径を算出しているので
、光源や高価なレンズを用いずに被測定物の外径を求め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の寸法測定装置の一実施例を示す図である。 １・・・被測定物、２・・・回転ミラー、３・・・ビン
ポール装置、４・・・光電変換素子、５・・・アンド回
路、６・・・カウンター回路、７・・・演算回路、８・
・・指示または記録装置 特 許 出 願 人 株式会社 島津製作所 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光する被測定物から所定距離だけ離れた位置に配置さ
   れた回転ミラーと、この回転ミラーの回転中心で反射さ
   れた前記被測定物からの光を検出する光電変換素子と、
   前記光電変換素子が前記被測定物からの光を受けている
   間の回転ミラーの回転角を検出するミラー回転角検出手
   段と、前記所定距離の値と前記ミラーの回転角とから前
   記被測定物の寸法を算出する演算回路とを備えた寸法測
   定装置。