JPH029682B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、赤外線、紫外線またはβ線等を応
用する透過型厚さ計に係り、特に投光器を含む測
定ヘツドが被測定物の端部にあつて照射される線
束の一部のみが被測定物を透過できない場合の透
過型厚さ計による端部計測方法および装置に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

一般に透過型厚さ計は、投光器と受光器との間
に被測定物を配置し、投光器よりの光が被測定物
を透過するときに、吸収、散乱によつて減衰し、
その減衰量が被測定物の厚さの関係であることを
利用して、被測定物の厚さを測定するものであ
る。

しかるに、赤外線、紫外線、β線等を利用した
透過型厚さ計は、被測定物に対する測定ヘツドの
測定スポツトが所定の面積を有している。従つ
て、この測定スポツトの一部が被測定物の端部に
位置すると（これをスポツトアウトという）、被
測定物を透過せずに直接光検出器に達した減衰さ
れない光またはβ線による影響で、被測定物の厚
さが薄めに計測される。通常、測定スポツトは
φ20〜30mmの円形または50×140mmの矩形であり、
円形の場合その半径相当分の10〜25mmは被測定物
の端部を適正に計測することができなくなる。な
お、実際には、さらに余裕をもつて被測定物の端
部30mmは適正に測定できないものとされている。

このため、従来においては、当初から被測定物
の端部を測定しないように、例えば測定ヘツドの
スキヤン幅を被測定物の幅より狭く設定したり、
一方被測定物の端部を測定ヘツドでスキヤンさせ
たとしても端部のデータは無視するようデータ処
理することが行われていた。従つてこのような操
作方式を採用する透過型厚さ計を押出成形による
合成樹脂シートもしくはフイルム製造装置に設置
して、合成樹脂シートもしくはフイルムの連続製
造を行う場合、透過型厚さ計からの厚さデータを
基に幅方向の厚さ調整を行うに際し、端部近辺の
厚さが不明となるため、作業者の勘に頼つて試行
錯誤的に調整することから、端部近辺の厚さのみ
ならず全体の厚さ調整も不具合となる難点があつ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、被測定物に対する透過型厚さ
計の測定スポツトの一部がスポツトアウトして、
照射される線束の一部だけが被測定物を透過する
ような場合においても、被測定物の厚さを適正に
計測することができる方法および装置を提供する
にある。

〔発明の要点〕

本発明に係る透過型厚さ計による端部計測方法
は、被測定物に対し投光器より透過された光量を
検出し、得られた検出信号に基づいて被測定物の
厚さを計測するよう構成した透過型厚さ計におい
て、被測定物の端部位置を検出すると共にこの被
測定物の端部位置に対する測定スポツトの中心位
置を検出し、この測定スポツトの中心位置をパラ
メータとして被測定物の端部における厚さの補正
演算を行うことを特徴とする。

前記の透過型厚さ計による端部計測方法におい
て、被測定物の端部位置に対する測定スポツトの
中心位置を投光器の全投光量に対する被測定物に
投光された光量の比の関数ｆ（ｘ）とし、被測定
物に対し投光器より透過された光量の検出信号Ｖ
と被測定物の厚さｔとの関係式 Ｖ＝V₀（１−ｒ）e^-〓^t 但し、V₀：光路がオープン時の測定信号 ｒ：被測定物の反射率 μ：被測定物の吸光係数 を、次式の補正演算式 Ｖ＝ｆ(x)・V₀(1-r)e^-〓^t＋｛１−ｆ(x)｝・V₀ により演算するようにすれば好適である。

また、本発明における前記端部計測法を実施す
る装置は、被測定物に対し投光器より透過された
光量を検出し、得られた検出信号に基づいて被測
定物の厚さを計測するよう構成した透過型厚さ計
において、被測定物に対し投光器より透過された
光量を電圧として検出する受光器と、被測定物の
端部位置に対する測定スポツトの中心位置を検出
する位置検出器とを設け、光路がオープン時の電
圧値と被測定物の反射率と被測定物の吸光係数と
をそれぞれ定数として記憶させた定数記憶器を設
け、前記受光器と位置検出器とにより検出された
信号をそれぞれパラメータとして前記各定数記憶
器に記憶された定数との乗算、減算、除算および
対数変換を行う回路を設けて被測定物の端部にお
ける厚さの補正演算を行うよう構成することを特
徴とする。

また、前記の透過型厚さ計による端部計測装置
において、受光器と位置検出器とにより検出され
た信号Ｖ，ｘをそれぞれパラメータとして各定数
記憶器に記憶された定数との乗算、減算、除算お
よび対数変換を行う回路は、位置検出器による検
出信号を被測定物に投光された光量の比の関数
〔ｆ（ｘ）〕に変換し、次式 Ｖ−｛１−ｆ(x)｝・V₀／ｆ(x)・V₀・(1-r) 但し、V₀：光路がオープン時の測定信号 ｒ：被測定物の反射率 の演算結果を対数変換し、被測定物の吸光係数
（μ）との除算を行つた後反転器で反転を行い、
次式 ｔ＝−１／μlnＶ−｛１−ｆ（ｘ）｝・V₀／ｆ（ｘ）・
V₀・（１−ｒ） の演算を行い、被測定物の端部における厚さ
（ｔ）の補正演算を行うよう構成すれば好適であ
る。

〔発明の実施例〕

次に、本発明に係る透過型厚さ計による端部計
測方法および装置の実施例につき添付図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

まず、本発明方法につき、赤外線厚さ計の場合
を例にとり説明する。しかるに、透過型厚さ計の
測定原理はベヤーの法則により、次式の関係が成
立する。

Ｖ＝V₀（１−ｒ）e^-〓^t ………(1) 但し、Ｖ：検出信号 V₀：光路がオープン時の測定電圧 ｒ：被測定物の反射率 μ：被測定物の吸光係数 ｔ：被測定物の厚さ 前記式(1)は、測定光線束全体が被測定物を透過
している場合に成立する。

そこで、今第１図に示すように、透過型厚さ計
の測定スポツト10の一部が被測定物１２の端部１
４からスポツトアウトすると、受光器における検
出信号Ｖは、被測定物１２を透過した光による検
出電圧V₁とスポツトアウト部分（斜線で示す）
を透過した光による検出電圧V₂との和として表
わされ、次式の関係が成立する。

Ｖ＝V₁＋V₂ ………(2) 但し、 V₁：被測定物を透過した光による検出電圧 V₂：スポツトアウト部分を透過した光による検
出電圧 ここで、前記測定スポツト１０に使用する光は
赤外光とすれば、前記各検出電圧V₁，V₂は次式
で示される。

V₁＝V₁₀・（１−ｒ）e^-〓^t ………(3) V₂＝V₂₀ ………(4) 但し、 V₁₀：被測定物を透過した光によるオープン時の
電圧 V₂₀：スポツトアウト部分を透過した光によるオ
ープン時の電圧 しかるに、前記式(1)、(3)より電圧V₁₀とV₀の関
係について次のように定義する。

V₁₀＝ｆ（ｘ）・V₀ ………(5) 但し、 ｆ（ｘ）：全投光量に対する被測定物に投光された
光量の比 ｘ：測定スポツト中心と被測定物の端部との距離 前記式(5)から電圧V₂₀は次式の関係が成立す
る。

V₂₀＝｛１−ｆ（ｘ）｝・V₀………(6) 前記式(5)、(6)を式(3)、(4)へ代入し、これらを式
(2)へ代入すれば、次式が得られる。

Ｖ＝ｆ(x)・V₀(1-r)e^-〓^t＋｛１−ｆ(x)｝・V₀
………(7) この式(7)より厚さｔについて整理すれば次式が
得られる。

ｔ＝−１／μln〔Ｖ−｛１−ｆ（ｘ）｝・V₀／ｆ（ｘ）
・V₀（１−ｒ）〕………(8) 従つて、前記式(8)によつて厚さｔを計算すれ
ば、被測定物の端部付近で測定スポツトの一部が
スポツトアウトした場合でも、被測定物の適正な
厚さを求めることができる。

なお、前記式(8)中のV₀、μ、ｒは事前の計器
校正によつて求められるので、ｆ（ｘ）を予め求
めておけばよい。例えば、ｆ（ｘ）は、測定スポ
ツトへの全投光量に対する被測定物に投入された
光量の比であるから、第１図に示すスポツトアウ
ト部分に相当する位置に鉄板等の完全遮蔽物を置
き、位置ｘと共に検出電圧を記憶すれば、これが
電圧V₁₀であるから、前記式(5)を変形し次式によ
つて求められる。

ｆ（ｘ）＝V₁₀／V₀ ………(9) 位置ｘを検出するには、被測定物１０の端部１
４の位置を検知する必要がある。この場合、例え
ば、第２図に示すように、透過型厚さ計の測定ヘ
ツド１６上に光電スイツチ等の検出器１８を測定
スポツト１０の中心に対応して１個取付けること
により、被測定物１０の端部１４を検出すること
ができる。代案として、第３図に示すように、前
記検出器１８を測定スポツト１０の中心より左右
にスポツトの半径Ｒ相当分ずらして、設定ヘツド
１６上に２個取付ければ、スポツトアウトの開始
位置および終了位置を検出することができ、被測
定物の厚さ計測とデータ出力の同時性を確保する
ことができる。また、厚さ測定中の検出電圧Ｖが
Ｖ＝V₀となつた位置からの逆算等によつて位置
ｘを算定することもできる。さらに、トリミング
等によつて被測定物の位置が一定である場合に
は、予め決定される位置ｘを記憶させておくこと
により、位置ｘの検出を省略することも可能であ
る。

以上、被測定物の厚さの検出が、電圧として与
えられる場合について説明したが、厚さの絶対値
が直接出力される型式の透過型厚さ計において
も、出力された厚さｔを前記式(1)へ代入すること
によりＶを求めれば、同様の手順で被測定物の端
部の厚さの計測が可能である。なお、β線を使用
する透過型厚さ計等では、前記式(1)の反射率ｒを
ｒ≒０として厚さを求める場合も多いが、この場
合には（１−ｒ）＝１とすることにより算出すれ
ば全く問題ない。

次に、前述した本発明に係る透過型厚さ計によ
る端部計測方法を実施する装置の一実施例とし
て、第４図にそのブロツク回路図を示す。すなわ
ち、第４図において参照符号２０は投光器を示
し、例えば赤外線ランプで構成する。この投光器
２０と対向して受光器２２を設け、これら投光器
２０と受光器２２との間に被測定物２４を配設す
る。しかるに、この受光器２２は、前記被測定物
２４を透過する投光器２０からの光量に比例して
所定の検出電圧Ｖを出力するよう機能する、例え
ば赤外線センサで構成する。一方、前記投光器２
０と受光器２２を内蔵する透過型厚さ計の測定ヘ
ツド２６には、その一側部に設けた端部検出器１
８（第２図および第３図参照）と対応して測定ヘ
ツド位置ｘを検出する位置検出器２８を設ける。

従つて、本実施例回路においては、前記受光器
２２で得られた検出電圧Ｖと位置検出器２８で得
られた位置信号ｘとを所定の演算回路に供給して
被測定物２４の厚さおよび端部厚さを計測するよ
う構成したものである。そこで、本実施例の演算
回路は、前記式(1)〜(8)を適宜演算するため、まず
３個の定数記憶器３０，３２，３４が設けられ
る。第１の定数記憶器３０は光路がオープンの時
の測定電圧V₀を記憶するものである。また、第
２の定数記憶器３２は被測定物の反射率ｒに関す
る定数（１−ｒ）を記憶するものである。そし
て、第３の定数記憶器３４は被測定物の吸光係数
μを記憶するものである。

しかるに、前記位置検出器２８で得られた位置
信号ｘは記憶器３６に全投光量に対する被測定物
に投光された光量の比ｆ（ｘ）として記憶される
〔前記式(5)参照〕。そして、この記憶器３６に記憶
された信号ｆ（ｘ）はそれぞれ減算回路３８と乗
算回路４０に供給される。減算回路３８では、１
−ｆ（ｘ）の減算を行つて得られた減算値を前記
定数記憶器３０に記憶された定数V₀と共に乗算
回路４２に供給され、前記式(6)の演算を行う。一
方、前記乗算回路４０では、前記定数記憶器３０
に記憶された定数V₀と信号ｆ（ｘ）とにより、前
記式(5)の演算を行い、得られた演算結果は前記定
数記憶器３２に記憶された定数（１−ｒ）と共に
乗算回路４４に供給されｆ（ｘ）・V₀・（１−ｒ）
の演算を行う。

また、前記受光器２２で得られた検出電圧Ｖ
は、減算回路４６に供給され、前記乗算回路４２
で得られた演算結果との減算Ｖ−｛１−ｆ（ｘ）｝・
V₀を行う。そして、この減算回路４６で得られ
た演算結果は、除算回路４８に供給され、前記乗
算回路４４で得られた演算結果との除算Ｖ−｛１
−ｆ（ｘ）｝・V₀／ｆ（ｘ）・V₀・（１−ｒ）を行う。
また、この除算回路４８で得られた演算結果は、
対数変換回路５０で対数変換ln
Ｖ−｛１−ｆ（ｘ）｝・V₀／ｆ（ｘ）・V₀・（１−ｒ）
され、次いで除算回路５ ２で前記定数記憶器３４に記憶された定数μとの
除算１／μlnＶ−｛１−ｆ（ｘ）｝・V₀／ｆ（ｘ）・V₀
・（１−ｒ）を行い、さら に反転器５４で反転を行つて前記式(8)の演算を行
い、厚さｔを演算する。

従つて、前述した回路構成により、前記式(1)〜
(8)に至る演算と実質的に同一の演算を装置的に行
い被測定物の端部の正確な計測を自動的に達成す
ることができる。因みに、本実施例装置を使用し
て被測定物の端部近辺における厚さを計測した場
合の計測値につき、ダイヤルゲージを使用した精
密測定値と従来法による測定値とを比較したとこ
ろ、第５図ａ，ｂ，ｃに示す結果が得られた。す
なわち、第５図ａは従来法による測定値、第５図
ｂは本発明方法による測定値、そして第５図ｃは
ダイヤルゲージを使用した測定値をそれぞれ示
す。これらの測定結果から明らかなように、本発
明方法によれば、ダイヤルゲージで測定した結果
と略近似した結果が得られることが了解されよ
う。しかしながら、従来法では被測定物の端部に
おいて著しい測定誤差が生じている。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明に
よれば、被測定物の端部位置とこの端部位置に基
づく測定スポツトの位置および透過光量を検出す
る一方、被測定物の反射率、吸光係数等の透過型
厚さ計における諸定数から演算される被測定物の
厚さに対し、特に被測定物の端部における測定誤
差を適正に補正し、被測定物全体に対し高精度の
厚さ測定を達成することができる。

従つて、本発明は、シート状被測定物の幅方向
における厚さ測定に好適に応用することができ
る。殊に、本発明によれば、被測定物の端部の検
出を簡便に行い、測定ヘツドの位置信号をパラメ
ータとして簡単な演算回路を構成することによつ
て高精度の厚さ測定を容易に自動化することがで
きる。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る透過型厚さ計による被測
定物の端部における厚さの計測方法の原理を示す
説明図、第２図は本発明方法を実施する際に被測
定物の端部位置を検出するため位置検出手段の一
実施例を示す説明図、第３図は第２図に示す位置
検出手段の別の実施例を示す説明図、第４図は本
発明方法を実施する装置の一実施例を示すブロツ
ク回路図、第５図ａ〜ｃは本発明方法と従来法と
の計測特性を比較して示すものであつて、第５図
ａは従来法による計測特性線図、第５図ｂは本発
明方法による計測特性線図、第５図ｃはダイヤル
ゲージによる計測特性線図である。 １０……測定スポツト、１２……被測定物、１
４……端部、１６……測定ヘツド、１８……検出
器、２０……投光器、２２……受光器、２４……
被測定物、２６……測定ヘツド、２８……位置検
出器、３０……定数記憶器、３２……定数記憶
器、３４……定数記憶器、３６……記憶器、３８
……減算回路、４０……乗算回路、４２……乗算
回路、４４……乗算回路、４６……減算回路、４
８……除算回路、５０……対数変換回路、５２…
…除算回路、５４……反転器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定物に対し投光器より透過された光量を
   検出し、得られた検出信号に基づいて被測定物の
   厚さを計測するよう構成した透過型厚さ計におい
   て、被測定物の端部位置を検出すると共にこの被
   測定物の端部位置に対する測定スポツトの中心位
   置を検出し、この測定スポツトの中心位置をパラ
   メータとして被測定物の端部における厚さの補正
   演算を行うことを特徴とする透過型厚さ計による
   端部計測方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の透過型厚さ計に
   よる端部計測方法において、被測定物の端部位置
   に対する測定スポツトの中心位置を投光器の全投
   光量に対する被測定物に投光された光量の比の関
   数ｆ（ｘ）とし、被測定物に対し投光器より透過
   された光量の検出信号Ｖと被測定物の厚さｔとの
   関係式 Ｖ＝V₀（１−ｒ）e^-〓^t 但し、V₀：光路がオープン時の測定信号 ｒ：被測定物の反射率 μ：被測定物の吸光係数 を、次式の補正演算式 Ｖ＝ｆ(x)・V₀(1-r)e^-〓^t＋｛１−ｆ(x)｝・V₀ により演算することを特徴とする透過型厚さ計に
   よる端部計測方法。 ３ 被測定物に対し投光器より透過された光量を
   検出し、得られた検出信号に基づいて被測定物の
   厚さを計測するよう構成した透過型厚さ計におい
   て、被測定物に対し投光器より透過された光量を
   電圧として検出する受光器と、被測定物の端部位
   置に対する測定スポツトの中心位置を検出する位
   置検出器とを設け、光路がオープン時の電圧値と
   被測定物の反射率と被測定物の吸光係数とをそれ
   ぞれ定数として記憶させた定数記憶器を設け、前
   記受光器と位置検出器とにより検出された信号を
   それぞれパラメータとして前記各定数記憶器に記
   憶された定数との乗算、減算、除算および対数変
   換を行う回路を設けて被測定物の端部における厚
   さの補正演算を行うよう構成することを特徴とす
   る透過型厚さ計による端部計測装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の透過型厚さ計に
   よる端部計測装置において、受光器と位置検出器
   とにより検出された信号Ｖ，ｘをそれぞれパラメ
   ータとして各定数記憶器に記憶された定数との乗
   算、減算、除算および対数変換を行う回路は、位
   置検出器による検出信号を被測定物に投光された
   光量の比の関数〔ｆ（ｘ）〕に変換し、次式 Ｖ−｛１−ｆ（ｘ）｝・V₀／ｆ（ｘ）・V₀・１−ｒ） 但し、V₀：光路がオープン時の測定信号 ｒ：被測定物の反射率 の演算結果を対数変換し、被測定物の吸光係数
   （μ）との除算を行つた後反転器で反転を行い、
   次式 ｔ＝−１／μlnＶ−｛１−ｆ（ｘ）｝・V₀／ｆ（ｘ）・
   V₀・（１−ｒ） の演算を行い、被測定物の端部における厚さ
   （ｔ）の補正演算を行うよう構成することを特徴
   とする透過型厚さ計による端部計測装置。