JPS5977302A - 非磁性シ−ト状物の肉厚測定装置 - 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】 この発明はプラスチックのような非磁性シート状物の肉
厚を、非接触方式で連続的に測定する測定装置に関する
。

従来、プラスチックや紙などの非磁性シート状物の肉厚
を、シート状物の走行中に測定するための装置として、
種々の測定装置が存在している。これらの測定装置には
、測定子がシート状物に接触して肉厚を測定する接触式
のものと、シート状物に対し機械的な接触を行わずに、
肉厚測定を行う非接触式のものとがある。

ここで接触式の測定装置においては、シート状物が弾性
のある材料や圧縮性のある材料でできている場合には、
測定子の接触圧や摩擦抵抗の影響で正確な肉厚測定が難
しかったこと、さらに測定子を取付けるためのスペース
や可動するためスペースを大きく取らなけノしばならな
いこと、およびシート状物の肉厚変化に対する対応にも
制約をうける等の欠点を有しているために、このような
シート状物の肉厚測定には、非接触式の測定装置を用い
ることが好ましい。

従来の非接触式の測定装置としては、例えば特開昭４６
−４２９６号公報に示されるような、シート状物の単位
面積あたシの重量を測定するだめの基材重量ゲージを基
準化する方法が知られている。この基利重量ゲージは放
射線源と放射線検出器とを有し、これらの隙間を走行す
るシート材料に向けて放射線を放射し、シート状物を通
過する放射線の量を検出することＫよシ、シート状物の
肉厚測定を行うものであった。

然しなから、上記のような従来の放射線を利用する肉厚
測定装置は、安全性、経済性および測定精度の点で必ず
しも満足のいくものではなかった。

この発明は上記のよう役従来の非接触式の肉厚測定装置
の問題点を解決するためになされたものであって、簡易
な装置で、シートの肉厚の厚薄による誤差精度に関係の
ない適応性の広いシート状物の流れ方向および幅方向に
対する厚さ制御、厚さ目標値適応制御、生産量：制御お
よびスタートアップ短縮制御等において制御回路におけ
る演算時間が非常に短いシート状物の肉厚測定装置を提
供する（とを目的とするものである。

この発明による測定装置は、走行する測定すべきシート
状物の一方の側に、帯磁性基準板（以下基準板という）
が設けられ、シート状物の他方の側に基準板と対向し、
シート状物の幅方向に往復動されるように静電容量セン
サが設けられておし、静電容量センサによってシート状
物およびエアギャップを含む基準板までの静電界−４値
を測定することによシ、シート状物の肉厚を測定する。

静電容量センサは基準板が一方の極板となシ、静電容量
センサの極板との間でコンデンサを形成し、基準板との
間に貯えられる静電容量に応じた電圧を出力し、この出
力が基準板と静電容量センサとの間に供給されるシーｌ
−秋物によって変化することによシ−ト状物毎厚さを測
定することとなる。

そしてこの測定は、静電容量センサは通常基準板との距
離を一定の基準距離とすると、シート状物につき異なる
材質毎に異なる厚さ毎の異につた出力を示チという特性
を利用してされるものであり、それには基準距離の場合
の各異外る材質のシート状物毎の静電容量が示す肉厚の
基準値を制御回路に設定して、基゛準距離の際の静電容
量センサからの出力を前記制御回路に入力して、両者を
比較してシート状物の厚さを出力することによって行わ
れる。

ところで静電容量センサは、基準板との距離が変化する
と、他の争件に変化がなくとも、異なる静電容量値を出
力するものであり、他方において、基準板は熱膨張に上
る変化・撓みによる変化等の機械系の経時的又は周囲環
境からの変化の発生を掛けることができない。したがつ
てこのような変化が発生すると、前記のようにしてシー
ト状物をその１棟測定すると、その測定値に誤差を生ず
ることとなυ、これを示しているのが第１〜第３図であ
る。

第１図における基準板３と静電容量センサ１４との距離
ｔＡを基準距離とし、シートの肉厚が０闘のとき、セン
サ１４の出力電圧Ｖが±０となるように設定すると、第
３図に示すように、シート１５の肉厚による出力ｌ特性
曲線Ａがえられる。そして基準板３とセンサ１４との距
離が第２図に示すようにｔｂ　（ｔａ　＞　ｔｂ’　）
に変化すると、同じシート１５であっても、第３図の特
性曲線Ｂ′にみられるように異なる出力かえられる。

そこでこのような誤差の発生を防止するために、この発
明による測定装置は、さらに静電容量センサ１４と並列
して同じ側に電磁センサ１３を配置し、また制御回路に
ｌｌｉ静電容量センサ１４と基準板３との距離が変化し
た場合、そのシｊ化に応じて発生する静電容量の変化を
距離換算マツプとして記憶させている。そして電磁セン
ザ１３から距離の変化に伴い、異々つた出力が制御回路
に入力すると、この入力を距離換算マツプとの対比にお
いて、静電容量センサ１４からの入力の補正演算が行わ
れ、それにより正しい肉厚を出力することとカるのでち
ゃ、このようにして第３図の特性曲線Ｗにつき補正した
ものが、同図に特性曲線Ｂとして示されている。この電
磁センサ１３は基準板３が一方の電極となって、この基
準板３と電磁センサ１３の電極間の磁束に応じた′［ｄ
１圧を出力することによシ、基準板３との距離を測定す
るようになっており、その出力特性を示すのが第４図で
あって、その特性曲線Ｃは直線状となシ、これに基づき
出力値の増減による距離の増減が簡単に知ることができ
る。

以下この発明を図面に示す実施例に基づいて説明を行う
。

第５、第６図において、互に平行に対向して設値された
一対の側板１，２上には、この側板１．２と直交するよ
うに帯磁性の基準板３が側板１，２間に架設されている
。さらに側板工。

２間には基準板３の下方位間に基準板３と対向するよう
にドライブボールスクリュ４が、両端部をそれぞれ軸受
５，６によって回転自在に架設されておシ、またスクリ
ュ４の一端は側板１の外側に突出されて、機枠７に固定
されたステッピングモータ８の回転軸にカップリング９
で連結されている。また側板１，２間にはスクリュ４の
両側方部にそれぞれ平行にスライドバーｉｏ、ｔｉが架
設されている。

スクリュ４にはセンサボルダ１２が、はぼ中央部を貫通
された状態で螺合さ）ｔて取シ付けられておシ、さらに
スライドパー１０．１１がセンサホルダ１２を貫通して
、センサホルダ１２がスクリュ４０回転に伴って′πり
板１，２間を往復動するようになっている。

センサボルダ１２の上面には電磁センサ１３と静電容量
センサ１４が、スクリュ４の軸方向と直交する方向に並
べられて取り付けられている。また電磁センサ１３およ
び静電容量センサ１４の上端と基準板３の下面との間に
は所定の間隔で空間が形成され、シート１５を基準板３
、電磁センサ１３および静電容量センサ１４と無接触で
通過さぜるようになっている。シート１５は基準板３の
前方部および後方部に、図示しない機枠に回転自在に取
り伺けらｈたテンションガイドローラ１６，１７によっ
てガイドされるようになっている。

電磁センサ１３は、第７図に示すように、アンプ１８を
介してＡ／Ｉ）コンピータエ９に接続さノ１１１．Ａ／
Ｉ）コンバータ１９はマイクロコンピュータ２０に接続
されている。寸だ静電容量センサ１４（づ１、同図に示
すように、アンプ２１を介してＡ／Ｄ：１ンバータ２２
に接続され、Ａ／Ｄコンバータ２２はコンピュータ２０
に接続されている。２３は表示装置である。

またステッピングモータ８は、コンピュータ２０と連結
されて、コンピュータ２０からの信月によつで駆動され
るようにガっている。

ヤードを参照しながら説明する。

コンピュータ２０には、前記のようにシート１５の拐質
毎の基準板３と静電容器センサ１４とが基準距離（例え
ば第１図のもの）にある際の静電容量から見られるシー
ト１５の厚さの基準値および基準距離が変化した場合の
静電容量の変化を示す距離換算マツプを記憶させておく
。

そこで第８図においてスタート信号を入れると、シート
１５が基準板３と電磁センサ１３および静電容量センサ
１４との中間を走行し、第７図に示すように、ステッピ
ングモータ８がコンピュータ２ｏからの作動信号ａによ
って駆動さｉｌ、スクリュ４が回転されることにょシ、
センサホルダ１２がシート１５の幅方向に往復動される
。そして電磁センサ１３はセンサホルダ１２が往復動さ
れる間に基準平板３との間の磁束に応じた電圧すを出刃
する（第９図）。この電圧すはアンプ１８を介してＡ／
’Ｄコンバーク１９に入力され、このＡ　／　Ｄコンバ
ータ１９　＆ｊ：電圧すをディジタル信号ｄに変換し、
コンピュータ２０に入力する。コンピュータ２０に入力
されたディジタル信号ｄは、コンピュータ２０にあらか
じめ記憶されている距離換算マツプと対照され、基４板
３と静電容量センサ１４間の距離が決定さノ］、る。

一方静電容埼センサ１４はセンサボルダ１２の往復動中
に第１０図に示すように静電容量値を示す′ｉ’ｆｊ、
圧ｅ″ｆ：出力し、この電圧ｅは第７図に示すようにア
ンプ２１を介してＡ　／　Ｄコンバータ２２に入力され
、Ａ／Ｄコンバータ２２はコンピュータ２０からのパル
ス信号すによって電圧ｅをディジタル信号ｇに変換して
コンピュータ２０に入力する。このコンピュータ２０に
入力されたディジタル信号ｇは、コンピュータ２０にあ
らかじめ記憶されている距離換算マツプのうちディジタ
ル信号ｄによって選択されたデータと対比され、シート
１５の肉厚が決定されて出力され、表示装置２３に表示
され、又はレコーダ等に記録されることとなる。

なお前記の測定装置においては、両センサ１３゜１４が
シート１５の流れ方向に対して一直線上に配置したが、
これは離して設けてもよく、この場合は出力の発生にず
れを生じ、このずれはシートの流れ速度が大きくなれば
なる程大きくなる。しかしこのずれの補正は、シートの
流れ速度とセンサ°の走査速度とから機械的なｉｔ算に
よシ容易に行うことができ、またステッピングモータは
エンコーダ付きのインダクションモータに代えてもよい
。

この発明は上記のように構成したことによシ、従来の放
射線を利用するような非接触式のフィルムシート肉厚測
定装置に比べて安全性に問題がなく、放射線源、放射線
検出器といったような複雑で高価な設備を必要としない
ので、装置の低廉化を図ることができ、さらに電磁セン
サを用いて静電客員センサによるフィルムシートの肉厚
測定値を補正するようになっているので、測定装置の精
密な加工精度および組立精度が要求されることがなく製
作が容易であシ、また測定装置の各部分の自重または熱
膨張等によるたわみＫよる測定誤差がキャンセルされる
ので、正確な肉厚測定を行うことができるという優れた
効果を有しているものであり、また制御回路で演算処理
して肉厚測定を行っているので、高速でデータ処理を行
うことができ、データの記憶や貯蔵、過去のデータの検
索や解析を容易に行うことができるという効果も有して
いるものである。

【図面の簡単な説明】

第１１第２図は、それぞれこの発明による測定装置の使
用時における異なる状態を示す一部縦断側面図、第３図
は第１、第２図における出力特性相図、第４図は前記測
定装置における基準板と電磁センサとの距離と出力値と
の特性線図、第５図はこの発明の実施例の縦断正面図、
第６図は第５図の線６−６による断面図、第７図は同」
二の制御回路の概略図、第８図はこの発明の実施例の作
動フローチャート、第９図は同上の電磁センサが測定し
たアナログ線図の１例を示す図面、第１０図は同上の静
電容量センサが測定したアナログ線図の１例を示す図面
である。 １．２・・・側　板　　　　　　３・・・基準板４・・
・スクリュ　　　　　８・・・モータ１２・・・センサ
ホルダ　　１３・・・電磁センサ１４・・・静電客員セ
ンサ　１５・・・シー　ト１６　、１７・・・ガイドロ
ーラ　１８．２１・・・アンプ１９　、２２・・・Ａ／
Ｄコンバータ　　２ｏ・・・マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　非磁性シート状物を走行させる走行部材と、この
   シート状物の走行平面の一方の側に設けられた帯磁性の
   基準板と、前記走行平面の他方の側において、前記基準
   板までの距離を測定してその測定値を出力する電磁セン
   サおよび同基準板との間の静電容量を測定してその測定
   値を出力する静電容量センサを、前記走行平面と間隔を
   おいて並列配置したセンサホルダと、このセンサホルダ
   をシート状物の走行方向に直交して往復動させる駆動部
   材と、基準板と静電容量センサとの距離が所定値の際に
   おける静電容量値に対応した各シート状物毎の厚さを基
   準値として設定し、電磁センサによる測定値を入力し、
   その測定値が前記所定値の際は、前記基準値をそのまま
   出力し、′α電磁センサ測定値が前記所定値から変化し
   た際は、その変化によシ静電容量センサからの入力値を
   補正演算して、その補正により正規の肉厚を出力する制
   御回路とを具えていることを特徴とする非磁性シート状
   物の肉厚測定装置。