JPH0640030B2 - 回転するロールの円周面の温度の測定法及び測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転するロールの円周面の温度の測定法及び装
置に関する。

回転するロールの表面温度を正確に測定することは、今
日においても、困難な技術上の問題である。特に、製
紙、プラスチックフィルム、繊維及びフリースの加工に
おいて、１℃以下の温度のずれを維持するが重要であ
る。この温度差は、絶対値で測定されるだけでなく、数
メートルの長さのロールに沿って算出された平均値から
のずれで測定されもする。特に具体的な例は、熱可塑性
の合成繊維製のフリースの硬化である。この場合、温度
は以下のように限定されていなければならない。即ち、
フリースがロールギャップを通過すると、フリースが結
合するほどに、繊維が互いに接着するが、これと同時
に、完成したフリースがまだ柔軟性を有するが板状にな
らないようにするため、結合が一定の程度に限定される
のである。このためには、その時々の作動速度に従って
温度を極めて正確に検知し制御することが、どうしても
必要である。

こうしたロールでの正確な温度測定の問題は、特に、ロ
ール円周面に温度センサを収容することが出来ないこと
に関連している。このためには、円周面の表面に複数の
孔が必要であるだろうが、そうすれば、円周面の表面は
不均等になってしまう。こうした不均等はロール表面に
示されるだろうし、不均等によって、破壊的な応力の集
中と、温度分布の妨害とが生じることがある。測定値を
回転するロールから外側へ伝達することは、コストが掛
かるであろう。

従って、実際には、外側からのロール円周面での測定が
考えられる。このためには、接触型温度センサによる方
法と、輻射計（Strahlungsthermometer）で作動する接
触なしの方法とがある。温度センサの接触による方法
は、温度センサへの伝達のために熱伝導を利用すること
が出来るので極めて正確であるが、通常、長時間の温度
追跡用に用いることが出来ないという欠点がある。即
ち、ロールの表面がしばしば製品の所望の品質に基づい
て最も精密に加工され、例えば研削及び研磨されてい
る。このような表面は、固定の接触型温度センサによる
摩擦により短い作動時間後に摩擦跡（Schleifspur）を
生じるであろう。摩擦跡は、製品、例えば巻取紙、ある
いはプラスチックの表面に付くので、許容出来ない。接
触せずに作動する、即ち放射測定に基づく装置は、こう
した欠点を有しないが、ロール表面が一定の輻射係数を
有することにより左右される。しかし、正にこのこと
は、ロールの作動領域内でしばしば不適当である。何故
ならば、作動温度が高い時、ロールに湿気が付着し、ロ
ール表面が曇ってしまって、輻射係数の変化を引き起こ
すからであって、こうした輻射係数の変化により、測定
された輻射が、ロール円周面に実際に存在する温度を明
白に推論することが出来ないからである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、回転するロールの円周面の温度を、か
なり長い作動時間の間、必要な信頼性をもって正確に測
定することが出来るようにすることである。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題は、ロールの作動領域の外側に形成された円
周溝の温度をロールに接触せずに測定し、所定の温度又
は所定の時間的温度分布からのずれを検知すると、円周
溝の内側にある箇所で接触型温度センサをロールの円周
面へ接触させることにより解決される。

本発明は、温度の長時間制御を、作動領域の外側にあっ
てウェブの作用下になく最適の輻射係数に関連して準備
され得る箇所で行うという思想に基づく。この箇所で、
温度は作動時間中にモニタされ、その際、磨耗に就いて
の問題は、作動するロールの表面にも、温度センサにも
生じない。

作動領域の外側に設置され接触せずに温度を測定する温
度センサ以外に、少なくとも他の１つの接触型温度セン
サが設置されており、これは作動領域の内側に設置され
ているが、ロール円周面に常時接触している訳ではな
く、接触なしに温度を測定する外側の温度センサが異常
を、即ち、これまで一定である温度からのずれ又は所定
の温度分布からのずれを検知する時にのみ、接触型温度
センサが接触させられる。このような必要な場合にの
み、接触型温度センサはロール円周面に接触され、自ら
に固有の正確さをもって、接触箇所の領域における温度
を測定する。こうした測定の結果に従って、ロール内の
温度の制御において必要な措置を講じることが出来る。
接触型温度センサはロール円周面に接触するが、このよ
うな短時間では、ロール表面と接触型温度センサとの重
要な磨耗は生じない。

２つの異なる温度センサをロールの異なった箇所で組み
合わせることにより、１つの接触型温度センサに固有の
正確さをもって、その接触型温度センサの磨耗の問題な
しに長時間温度を制御することが出来る。

一般的には、温度を作動領域の１箇所で測定するだけで
は不十分である。むしろ、温度の全分布を検知するため
には、複数の測定箇所が必要である。このことは、請求
項２及び３の構成に基づいて、同一の接触型温度センサ
を作動領域の複数の箇所で順次接触させるか、複数の接
触型温度センサを、作動領域全体に渡って分布された複
数の箇所で同時に接触させることにより起こり得る。

装置に関する本発明を具体化する温度測定装置は、請求
項４乃至６に記載されている。

本発明は、ロールの異なった箇所に設置された異なった
温度センサを組み合わせること及びこれらを協働させる
ことにある。異なった種類の個別の温度センサは公知で
ある。例えば西独公開公報第１８０６６３７号には、接
触することはないが、回転するロールの接触型温度測定
装置の構成要素である輻射計が示されている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を実施例に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図に示したロール１は、下ロール２と共
に、ウェブ４を圧延するロールギャップ３を形成してい
る。ロール１は作動領域５を有し、この作動領域５の境
界は第１図に破線で示されている。ウェブ４は作動領域
５の内側にある。実施例は金属製のロール円周面を有す
るロール１に関する。しかし、本発明は、例えばプラス
チック製の被覆を有するロールにも用いることが出来
る。作動領域５の、第１図の右側の境界の外側に、僅か
に窪みのついた環状の円周溝６が形成されており、これ
は、出来る限り不変の輻射係数を有するように準備され
ており、例えば黒色にされている。

全体として符号１０で示される温度測定装置は、ロール
１に平行に延びる支持部７を有する。この支持部７に、
輻射計８の形状をした接触なしに温度を測定する温度セ
ンサが固定されている。輻射計８のレンズ９は円周溝６
に対向しており、円周溝６の温度を輻射測定中に決定す
る。

作動領域５の内側の支持部７に、接触型温度センサ１１
が設置されており、これは、駆動装置１２によって、第
１図及び第２図に実線で示した接触・測定位置から後退
位置へ矢印２１の方向に移動され得る。この後退位置
で、接触型温度センサ１１はロール１の円周面と一定の
間隔を有しており、第２図で破線で示され、符号１１が
付されている。第１図に符号１３で示したガイドに取着
された接触型温度センサ１１は、ロール１に対しほぼ半
径方向に移動する。駆動装置１２は種々に、例えば電磁
石として、空気圧シリンダとして、あるいは類似の方法
で形成され得る。

非接触型の温度センサ（輻射計）８の測定信号は導線１
４、１５を介して制御手段２０へ送られ、制御手段２０
の出力信号は導線１６、１７を介して駆動装置１２へ送
られる。

制御手段２０は、円周溝６の温度が不均等である場合に
駆動装置１２を制御する構成になっている。円周溝６の
温度がこれまで一定である値からずれ始めるか、所定の
温度分布、例えば時間に比例した温度上昇が維持されな
いと、制御手段２０は制御信号を、例えば、電磁式の駆
動装置１２を制御する電圧を、あるいは空気圧ピストン
を制御する空気圧を出す。

駆動装置１２を制御する場合、接触型温度センサ１１
を、これがロール１の円周面に接触していない第２図に
破線で示した通常位置から、円周面に接触するまで前方
へ押し出して、測定を行う。第１図に示すように、測定
用の信号は導線１８，１９を通り、温度調節手段（図示
せず）に追従するために用いられ得る。１つの接触型温
度センサ１１のみを備える代わりに、作動領域５全体に
渡って配設された複数の接触型温度センサ１１を支持部
７に設けることも出来る。更に、制御手段２０が作動の
際に個々の接触型温度センサ１１を順次作動領域５の複
数の箇所でロール１の円周面に接触させ、こうしてロー
ル１に沿って温度分布を検出することも可能である。

幾つかの実験から、本発明の温度測定装置により作動領
域５の内側の温度を、±０．２℃の正確さをもって再生
可能に決定することが出来ることが明らかになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はロール装置の平面図、第２図は第１図の線II−
IIに沿った断面図である。 １……ロール、５……作動領域、６……円周溝、１１…
…接触型温度センサ、１２……駆動装置、２０……制御
手段。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロールの作動領域の外側に形成された円周
   溝の温度を前記ロールに接触せずに測定し、所定の温度
   又は所定の時間的温度分布からのずれを検知すると、前
   記円周溝の内側のある箇所で接触型温度センサを前記ロ
   ールの円周面へ接触させる、回転するロールの円周面の
   温度の測定法。
2. 【請求項２】前記接触型温度センサを、前記作動領域全
   体に渡って分布された複数の箇所で、順次前記ロールの
   前記円周面へ接触させることを特徴とする請求項１に記
   載の測定法。
3. 【請求項３】複数の接触型温度センサを、前記作動領域
   全体に渡って分布された複数の箇所で、同時に前記ロー
   ルの前記円周面へ接触させることを特徴とする請求項１
   に記載の測定法。
4. 【請求項４】ロール（１）の作動領域（５）の外側に設
   けられ一定の輻射係数を有する環状の円周溝（６）へ向
   けられている接触なしに作動する温度センサ（８）と、
   前記ロール（１）の円周面から通常間隔を有するが、前
   記作動領域（５）の内側のある箇所で駆動装置（１２）
   により前記ロール（１）の前記円周面と接触することが
   出来る接触型温度センサ（１１）とを、接触なしに作動
   する前記温度センサ（８）が所定の温度又は所定の時間
   的温度分布からのずれを測定した時、前記駆動装置（１
   ２）を制御することが出来る制御手段（２０）とに組み
   合わせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの
   １に記載の方法を実施する、回転するロールの円周面の
   温度測定装置。
5. 【請求項５】複数の接触型温度センサ（１１）が、前記
   作動領域（５）全体に渡って分布された複数の箇所で、
   前記駆動装置（１２）により前記ロール（１）の前記円
   周面と接触することが出来ることを特徴とする請求項４
   に記載の温度測定装置。
6. 【請求項６】前記作動領域（５）全体に渡って分布され
   た複数の箇所に設置され、同時に前記ロール（１）の前
   記円周面と接触することが出来る複数の接触型温度セン
   サ（１１，１１，．．．）を有することを特徴とする請
   求項４に記載の温度測定装置。