JPS5829444B2 - アツサプロフイルソクテイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚さ測定装置に関し、特に測定装置から電気信
号を受は厚さ偏差プロフィル信号情報を取り出す信号処
理装置の改善に係る。

金属板や他のストリップ形状物の製造において、厚さ、
クラウンより一般的に言えば厚さ偏差を測定する放射線
装置を使用することが数年来慣用されている。

１個以上の放射線検出器、普通は２個の検出器を使用す
ることも一般に実施されている。

この場合一方の検出器は通常細長い移動ストリップ材（
ウェブ）に近接した固定位置に装着され、他方の検出器
は前記一方の検出器よりも前方（上流）あるいは後方（
下流）に位置され前記移動ストリップに対して横切るよ
うに動かされる。

この２個の検出器から取り出された情報を相関させたり
解析する際に、これら２個の検出器はある特定の時間に
ストリップの同じ個所を検査しているとは限らず、２個
の検出器が互いに特定の関係に依存し合っていないとい
う事実から不具合が生じている。

更に測定が行なわれる周囲条件を一定に保つことが困難
なのでドリフトおよび不安定性の問題も生じている。

従って本発明の目的は、ドリフトによって生じる不正確
さを克服する改善された装置を具えたプロフィル測定装
置を提供することである。

本発明の他の目的は自動計測を行なうことができ且つ個
々の異なる位置で測定されることから生じる測定偏差を
補償できるプロフィル測定装置を提供することである。

本発明の装置は、ストリップの厚さをあられす信号を作
り出すための第１と第２の放射源および検出器ユニット
と、ストリップ速度をあられす信号を作り出す装置と、
厚さ信号の大きさをあられす持続時間を有しストリップ
速度信号によって制御される時間だけ分離されているパ
ルスを作り出すための厚さ信号および速度信号に応答す
る第１および第２の回路と、厚さパルス信号を代数的に
組合せて合成信号が零出力を発生するようにする装置と
、偏差プロフィルをあられす信号を作り出すためにこの
ようにして得られた信号を繰返しサンプリングするため
の装置と、装置全体のドリフト等による同じサンプル点
で零でない読みを補償する補正信号を作り出すため予め
設定された同じ長手方向の線において２つの走査装置の
交差点に応答する装置を含む。

以下添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は走査装置によって検査されるス） ＩＪツブ材
１０、および製造される材料の厚さ偏倚のフロフィルを
示す。

このストリップ材は矢印１１の方向に沿って長手方向に
動き、ストリップの支持および移動は図示しない公知の
装置により行なわれる。

ストリップに組合わされるローラ１２および１３は製造
作業およびクラウンの制御中は係合され、もしくは簡単
な測定ロールが組合わされて速度計発電機１４に機械的
に結合される。

この発電機１４は導線１５上に、ストリップ１０の速度
の大きさに比例し、通常の場合直流変化の電気信号を形
成する。

スｌ−ＩＪツブには放射を形成かつ受量するための走査
装置が組合わされる。

この放射はストリップを通過し、ストリップの厚さを特
徴とする特性の作用によって減衰する。

上記走査装置は固定ゲージ１８を有する。

このゲージ１８は一般にプライムゲージといわれ、放射
源１９および放射検知器２０を有する。

この検知器２０はストリップの厚さを表わす電気信号を
導線２１上に形成する。

可動ゲージ２２もストリップに組合わされる。

そして、このゲージ２２は、放射源２３と放射検知器２
４とを有する。

この検知器２４Ｆストリツプの厚さを表わす電気信号を
導線２５上に形成する。

ゲージ２２は支持ビーム２６上に移動可能なように支持
され、矢印２７で示すようにストリップを横断するよう
に往復走査運動する。

最初に、上記両ゲージはストリップに関して横断移動し
得るように取付けられてもよいことが分る。

そしてこのような移動は独立に制御し得るものとするこ
とができる。

しかし、後述するように、本実施例では、１つの固定ゲ
ージと１つの走査ゲージとによる装置が取上げられた。

さらに、放射形成および受量装置がストリップ測定装置
と結合されて通常の状態で用いられたことが分る。

このストリップ測定装置は周知であり、詳述しない。

同様に、走査装置用の取付および移動装置、このような
移動の制御装置もまた周知である。

しかしながら、可動走査器が支持および駆動装置と接続
するここによってスイッチ３０を用いた点については注
目すべきである。

このスイッチ３０は、通常の電気機械的性質のものであ
るが、可動ゲージ２２の放射源および放射検知器がスト
リップ１０上の予定された長手方向の線、たとえばスト
リップ１０の中心線に到達するとその状態を変化するよ
うに配置されている。

このスイッチおよびこのスイッチの動作、たとえば瞬時
閉成により形成された信号は導線３１に現れる。

導線２１および２５に形成された電気信号はコンバータ
回路３２および３３にそれぞれ与えられる。

この信号は、放射が通過したストリップの厚さを表わす
大きさの、正または負の直流変化アナログ信号である。

回路３２および３３はアナログ電圧を受け、パルス出力
を形成する。

このパルスはその間隔が直流入力信号に比例する。

このような回路は周知であり、しかも電圧を時間間隔に
変換するアナログ−ディジタルコンバータとして一般的
なものである。

ランプ比較回路または２重うンプ回路を用いることがで
きる。

回路３２および３３からのパルス出力はそれぞれ導線３
４および３５に現れ、それぞれスイッチ装置３６および
３７を作動させるために用いられる。

スイッチ装置３６および３７は単極単投形スイッチとし
て図示され、パルス持続の間閉じている。

このようなスイッチは、トランジスタその他の様な何ら
かの半導体スイッチとされるのが普通であるが、説明の
簡単化のため機械的装置として図示している。

回路３２および３３はまた、導線３８および３９上に極
性信号を形成する。

これらの信号は、導線２１および２５に受げた入力直流
信号の極性を示す。

導線３８および３９の信号は、それぞれスイッチ装置４
０および４１を作動させるために用いられる。

これらのスイッチ装置は単極双投スイッチとして図示さ
れており、スイッチ３６および３７を共に、直流電源の
正側または負側に接続するように動作する。

そして、仮にスイッチ４０が図示のように電源の負側に
接続され、スイッチ３６が回路３２からの出力パルスの
有る間閉じているとすると、同一間隔を有する一定振幅
の負のパルスがコンバータ出力として形成される。

コンバータ３２および３３に接続されたスイッチング回
路の出力は加算抵抗４２および４３を介して接続される
。

これらの抵抗４２および４３は、通常の差動演算増幅器
４４の負の入力端子に接続される。

回路３２および３３の動作は、さらにス） ＩＪツブ速
度信号によっても制御される。

この信号は導線１５上に現れ、導線１５は遅延制御回路
４５０入力に接続される。

回路３２および３３は、連続的に動作しないが、サンプ
ル入力制御信号によって動作する。

これら２つの回路のための信号は導線４６および４７上
に現れ、導線１５上の信号の大きさに従って回路４５に
より形成される。

同一横断線上でゲージ１８および２２によってストリッ
プ１０の厚さを測定し、これらの測定値を比較すること
が、ストリップの長手方向に、たとえば数インチもしく
は数フィート離れた測定値を比較することよりも望まし
い。

しかしながら、ゲージそれ自体はストリップの長手方向
に離れている。

そして、測定動作の１つを充分な時間間隔だけ遅らせる
ことが必要である。

これにより、横断線は上流のゲージから下流のゲージに
移動する。

この遅延は、回路４５によりストリップ速度にしたがっ
てパルスを発生することにより行われる。

このパルス持続時間は導線１５上の信号の大きさに逆比
例する。

速度が増加することにより導線１５の信号の大きさが増
すと、この信号は電圧制御遅延発生回路に、反転された
形で与えられる。

この発生回路はより短い時間間隔のパルスを形成する。

タイミング制御パルスは、単安定マルチバイブレータ４
８によって与えられる。

そしてこのパルスの後縁が、遅延回路４５を付勢し且つ
遅延時間Ｔｄを開始させるために用いられる。

これは、検知器２４が上流検知器でその出力がコンバー
タ３３に与えられ、遅延回路が導線４７上に最初にゲー
ト信号を与えるためである。

次いで出力信号は導線３５上に現れてスイッチ３７に与
えられ、且つまた双安定回路４９のセット入力に与えら
れる。

この後、回路４９のリセット入力への導線４６の出力は
コンバータ３２のゲート入力に与える出力信号を形成し
、導線３４上にその出力信号を形成させる。

差動増幅器４４に与えられる加算信号は、この増幅器４
４によって積分される。

この増幅器４４は、出力端子と負入力端子との間に接続
された帰還コンデンサ５０を有する。

スイッチング装置５１はコンデンサ５０に並列に接続さ
れ、制御論理回路５２からの信号に応答して閉じ、各測
定サイクルの終りにコンデンサ５０を完全に放電させる
。

差動増幅器４４の正入力端子は接地されるから、積分さ
れた信号は、変換器３２と３３により制御される回路に
よって発生される信号の差、すなわち代数和である、負
入力端子に加えられる信号を構成する。

増幅器４４を含む積分回路の出力端子は、スイッチング
装置５３を介して差動増幅器５４の負入力端子に接続さ
れる。

この増幅器５４には帰還コンデンサ５９が設けられてサ
ンプリング・ホールド回路を形成する。

この増幅器の正入力端子は接地される。

増幅器５４の出力側は加算抵抗５５を介して演算増幅器
５６の入力端子に接続される。

増幅器５６０入力端子と出力端子との間には負帰還抵抗
５７が接続される。

増幅器５６の出力端子は出力端子５８に接続される。

この接続端子５８にプロフィル信号が現われる。

スイッチング装置５３は制御論理回路５２によっても制
御される。

積分増幅器４４の出力側は反転増幅器６０とスイッチン
グ装置６１とを介して、差動増幅器６２の負入力端子に
も接続される。

増幅器６２の正入力端子は接地され、その出力端子と負
入力端子との間にはコンデンサ６３が接続され、サンプ
リング・ホールド積分増幅器を構成する。

増幅器６２の出力端子は加算抵抗６４を介して増幅器５
６０入力側に接続される。

スイッチング装置６１は双安定回路６５０セツト出力に
より制御されることがわかるであろう。

双安定回路６５は中心スイッチ３０により発生される信
号により制御され、制御論理回路５２からのタイミング
信号によりセットされる。

本発明の装置の初めの部分の動作は、以上の説明からほ
ぼ明らかであろうと考えられるが、第２図ａ−ｉに示す
波形図を参照して詳しく説明することにする。

第２図ａは論理回路５２からのタイミング信号により開
始されるパルス７１を示す。

このパルスは単安定マルチバイブレータ４８の出力で、
その後縁部は遅延間隔Ｔｄの開始点であり、導線４７に
信号を発生させる。

この信号によりコンバータ３３から「上流測定」出力が
発生される。

この出力を第２図Ｃに示す。

この出力が終る時に双安定回路４９がセットされ、その
ためにその回路のセット出力端子に第２図すに示すよう
なパルス出力が発生される。

このパルスの後縁部によりコンバータ３２がトリガされ
て、このコンバータは第２図ｄに示すような「下流測定
」出力パルスが発生される。

遅延時間Ｔｄは下流コンバータが上流コンバータにより
検査されたのと同じ横断線上の点をサンプリングするよ
うに選択される。

このようにして取り出されたサンプリング信号＆東その
大きさを表すパルス幅を持つパルスに変換され、パルス
幅および極性信号はスイッチ３６ 、３７ 。

４０．４１を作動させるために使用される。

このようにして発生された信号は加算抵抗４２゜４３を
介して積分増幅器４４０入力端子に加えられる。

前記したように、導線３５に現われるパルス出力により
スイッチング装置３７は閉じられて、振幅が一定で持続
時間が制御されるパルスを抵抗４３を介して積分増幅器
４４に与える。

この信号は第２図ｅに示すように積分されて所定の一定
スロープ７２を持つ出力信号を発生する。

この信号が達するレベルはパルス持続時間の関数である
。

パルスＴｐが終ると積分回路４４の出力は双安定回路４
９がリセットされるまでレベル７３に留まり、コンバー
タ３２によりパルスが発生され、抵抗４２を介してその
パルスは積分増幅器の入力端子に加えられる。

その時に第２図ｅに示す信号は逆向きに積分されて一定
スロープのランプ７４を発生する。

このランプ信号の持続時間はパルスＴｓのパルス巾によ
り決定される。

パルスＴｓがなくなると、積分器４４の出力はレベル７
５を保つ。

このレベルはスイッチ５３を閉じることによりサンプリ
ングされ、それにより積分器４４の出力を増幅器５４を
介して転送させる。

スイッチ５３を閉じる回路５２からの制御信号を第２図
ｆ−に示す。

増幅器５４とコンデンサ５９により保持されている信号
は抵抗５５を介して演算増幅器５６の入力端子にプロフ
ィル出力信号として与えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を一部ブロックおよび一部斜視的
に示す略回路図、第２図は第１図に示す装置の回路状態
を示す波形図である。 １０・・・・・・ストリップ材、１８，２２・・・・・
・固定ゲージ、１９，２３・・・・・・放射源、２０，
２４・・・・・・検知器、３２，３３・・・・・・電圧
−ハルス幅コンバータ、４４．６２・・・・・・積分増
幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１および第２の放射発生装置と、第１および第２
   の放射検出装置と、前記放射発生および検出装置を検査
   すべきス） ＩＪツブの両側に支持する装置と、ストリ
   ップを横方向に走査できるようにするために前記支持装
   置のうちの少くとも１つを横方向に動かす装置とを有し
   、前記第１および第２の検出装置はそれらの検出装置と
   それぞれ組合わされる放射装置との間のストリップの厚
   さを表わす信号を発生してなる、長手方向に動くス）
   ＩＪツブの検査に使用する厚さプロフィル測定装置にお
   いて、前記第１の放射検出装置の出力に接続された第１
   の回路と、前記第２の放射検出装置の出力に接続された
   第２の回路と、前記ストリップの速度を示す信号を形成
   する速度検出装置と、この速度検出装置に接続され前記
   ストリップの速度に応じた遅延信号を形成する遅延装置
   と、前記第１および第２の回路ならびに遅延装置に接続
   され前記ストリップの所定の横断方向線の部分にそれぞ
   れ対応する前記第１および第２の放射検出装置からのス
   トリップ厚さ信号を結合して前記第１および第２の放射
   検出装置により検出されたストリップ厚さの差を表わす
   差信号を出力し、ある横断方向線に関する差信号の組に
   よってストリップ厚さプロフィルを表わすようにした結
   合装置と、前記移動装置に接続され前記放射発生および
   放射検出装置の対が前記ストリップにおける同一の予め
   選択された長手方向部分上にあるときは電気的一致信号
   を形成する装置と、前記結合装置および一致信号形成装
   置に接続され補正信号を形成する第３の回路と、前記結
   合装置および第３の回路に接続された厚さプロフィル出
   力装置とをそなえたことを特徴とする厚さプロフィル測
   定装置。