JPS61138108A

JPS61138108A - ロ−ルプロフイ−ル測定方法および装置

Info

Publication number: JPS61138108A
Application number: JP26008784A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Ichikawa; 文彦市川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-12-11
Filing date: 1984-12-11
Publication date: 1986-06-25
Also published as: JPH0317283B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、金属材料の圧延工程等に用いられるロールプ
ロフィール測定方法および装置に関する。

［従来の技術〕従来、鉄鋼等の圧延工程等において、ロール形状′５・
□を測定する方法としては、ロール軸方向に平行となる
ようにロール表面に沿って架台を配置し、該′架台に１
つないし複数の距離計を取付け、距離計とロール表面と
の距離を測定して、ロールのプロフィールを求めようと
する方法が知られている。距離計としては、特開昭５８
−９２８０７で述べられているような差動トランス式、
渦流式、容量式、特開昭５８−５２４５０で述べられて
いるようなウォータマイクロ式等が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、ミルハウジングにロールを組込んだまま
、オンラインでロール形状を必要測定精度の１０ルで測
定しようとする場合には、上記各距離計によるロールプ
ロフィール測定方法には種々の問題を生ずる。即ち、差
動トランス等の接触式センサーは、ロール高速回転及び
振動に対する追従性、接触部の摩耗の問題がある。ウォ
ータマイクロ式では高圧ロールクーラントの存在に基づ
く圧力変動が測定精度に問題を与え、また。

ロールの高速回転に対する追従性等に問題がある。また
、渦流式では、熱間″圧延等でロール表面に黒皮が生成
する場合、測定精度に問題がある。

また、ロールプロフィールのオンライン測定では、上記
のような距離計の問題以外に、測定の基準となる架台の
寸法精度、特にその真直度を強振動かつ高温下で変形さ
せることなく高精度に保つ必要があり、その実現は極め
て困難である。この点に関しては、特開昭５８−９２８
０７　、特開昭５８−９２８０８に見られるような方法
が提案されているが、これらの方法はレーザ光を使うた
め光路のための空間を確保する必要があること、光軸が
強振動、高温下で変化しないように、光源、ミラー等に
対策を構する必要があり、また装置のコンパクト化が困
難でミルハウジング内の狭い場所に用いるには困難があ
る。すなわち、このような諸問題が存在するため、オン
ラインでのロールプロフィール測定技術はまだ確立され
ていないのが現状である。

本発明は、オンラインにおいて、ロールプロフィールを
高精度に測定可能とすることを目的する。

［問題点を解決するための手段］本発明の第１に係るロールプロフィール測定方法は、基
準架台の基準面におけるロール軸に平行な方向に沿う複
数位置に固定された水柱構造の各宅超音波距離計によっ
て、ロール表面までの距離を測定するとともに、各主超
音波距離計のそれぞれとロール軸に直交する方向に関し
て相対変位することのない状態に係合された水柱構造の
各副超音波距離計によって、基準架台のロール軸に平行
な方向に沿って張り設けられている基準ワイヤまでの距
離を測定し、各副超音波距離計の距離出力とロール軸方
向位置との対応関係から基準架台の変位に基づく基準面
の位置を補正する状態下で、各主超音波距離計の距離出
力とロール軸方向位置との対応関係から基準面とロール
表面とのロール軸方向における距離変化分布を測定する
ようにしたものである。

また、本発明のｍ２に係るロールプロフィール測定装置
は、ロール軸に平行な基準面を備える基準架台と、基準
架台のロール軸に平行な方向に沿って張り設けられる基
準ワイヤと、基準架台の基準面におけるロール軸に平行
な方向に沿う複数位置に固定され、それぞれロール表面
までの距離を測定する水柱構造の各主超音波距離計と、
各主超音波距離計のそれぞれとロール軸に直交する方向
に関して相対変位することのなし１状態に結合され、そ
れぞれ基準ワイヤまでの距離を測定する水柱構造の各副
超音波距離計と、上記各超音波距離計の距離出力を走査
するスキャナと、スキャナによって走査された各超音波
距離計の距離出力を得て、各副超音波距離計の距離出力
とロール軸方向位置との対応関係から基準架台の変位に
基づく基準面の位置を補正する状態下で、各主超音波距
離計の距離出力とロール軸方向位置との対応関係から井
僧面とロール表面とのロール軸方向における距離変化分
布を演算する演算装置と、演算装置の演算結果をロール
プロフィールとして表示する表示装置とを有してなるよ
うにしたものである。

［作　用］本発明によれば、水柱構造の超音波距離計を用いること
により、悪環境下にあるロールプロフィールを無接触か
つ高い追従性の下で高精度に測定可能である。また、コ
ンパクトな構成により、距離計が設置される架台の変形
に基づく測定誤差を補正することが可能となる。したが
って、本発明によれば、オンラインにおいて、ロールプ
ロフィールを高精度にｉＪ４定することが可能となる。

〔実施例］第１図は本発明の一実施例に係るロールプロフィール測
定装置ｌＯを示す測定系統図、第２図は第１図の要部を
拡大して示す模式図である。

第１図に″おいて、ロール１１は左右一対のロールチョ
ック１２に支持されている０両ロールチョンクＩ２には
、基準架台１３の両端部が固定されている。基準架台１
３は、ロール１１に対向する部分にロール軸に平行な基
準面１４を備えている。なお、基準架台１３は、鋼管等
の中空体からなり、ロール軸に平行な方向に延びる水充
填室１５を備えている。

基準架台１３の両端部には、基準ワイヤ１６の両端部が
結合され、基準ワイヤ１６は、水充填室１５の内部にお
いて、ロール軸に平行な方向に沿って張り設けられてい
る。基準ワイヤ１６の一端は、バネ１７を介して基準架
台１３の一端部に結合され、これにより、基準ワイヤ１
６を一定の張力で真直状に張り設けることを可能として
いる。なお、基準ワイヤ１６の張力は、大きい程その真
直度の保持状態が良いが、現実的には１例えば直径１　
ｍｍのピアノ線では３０〜４０Ｋｇが適当であり、この
場合に、実験によれば、張力が１０％変化してもその真
直度の変化は５１４１１／ｍ以内である。

基準架台１３の基準面１４には、そのロール軸に平行に
沿う複数位置に複数の水柱構造の主超音波距離計１８（
１８Ａ〜１８Ｅ）が固定されている、各主超音波距離計
１８は、基準面１４からロール１１の表面までの距離を
測定可能としている。１９（１９Ａ〜１９Ｅ）は、主超
音波距離計１８の距離検出回路である。

基準架台１３の水充填室１５内に位置する各主超音波距
離計Ｌ８の背面側には各副超音波距離計２０（２０Ａ〜
２０Ｅ）が固定されている。各副超音波距離計２０は、
各主超音波距離計１８のそれぞれとロール軸に直交する
方向に関して相対変位することない状態下で、基準面１
４から基準ワイヤ１６までの距離を測定可能としている
。２１（２１Ａ〜２１Ｅ）は、副超音波距離計２０の距
離検出回路である。ここで、基準ワイヤ１６は基準面１
４が基準架台１３の変形によって曲り等の変位を生じて
も一定の真直度を保つので、各副超音波距離計２０の距
離出力によって基準面１４の真直度を補正することが可
能となる。

上記基準架台１３の水充填室１５には、水供給部２２内
の水がポンプ２３．流量計２４を介して圧送可能とされ
、この水は、各主超音波距離計１８の送信、受信する超
音波を伝播可能とする水ジェツトを形成可能とするとと
もに、各副超音波距離計２０の送信、受信する超音波を
伝播可能としている。なお、この水は、基準架台１３の
冷却、基準ワイヤ１６の振動減衰にも寄与する。

すなわち、前記主超音波距離計１８は、ロール軸方向に
おける基準面１４とロール１１の表面との距離分布を測
定し、前記副超音波距離計２０はロール軸方向における
基準面１４と常に一定の真直度を保つ基準ワイヤ１６と
の距離分布を測定する。したがって、各副超音波距離計
２０の距離出力によって基準面１４の真直度を補正する
状態下で、各主超音波距離計１８の距離出力に基づく。

基準面１４とロール１１の表面とのロール軸方向におけ
る距離変形分布を演算すれば、基準架台１３に変形を生
じても、プロフィールを正確に測定することが可能とな
る。

そこで、この実施例においては、各主超音波距離計１８
、副超音波距離計２０の距離出力を演算処理するため、
上記各超音波距離計１８．２０の距離出力を走査するス
キャナ２５と、スキャナ２５によって走査された各超音
波距離計１８゜２０の距離出力を得て、各副超音波距離
計２０の距離出力とロール軸方向位置との対応関係から
基準架台１３の変位に基づく基準面１４の位置を補正す
る状態下で、各主超音波距離計１８の距離出力とロール
軸方向位置との対応関係から基準面１４とロール１１の
表面とのロール軸方向における距離変化分布を演算する
演算装置２６と、演算装置２６の演算結果をロールプロ
フィールとして表示する表示袋Ｍ２７を備えている。

次に、上記実施例によるロールプロフィールの測定手順
について、各５個の主超音波距離計１８及び副超音波距
離計２０を用いる場合について説明する。まず、各超音
波距離計１８．２０ｔ−固定配置してなる基準架台１３
をロールチョック１２に取付け、ポンプ２３の作動によ
って基準架台１３の水充填室１５に水を供給し、各超音
波距離計１８．２０のノズルを通して各超音波距離計１
８．２０とそれらの被測定体としてのロールエ１の表面
もしくは基準ワイヤ１６との間に水柱を形成する。次に
、各超音波距離計１８．２０の作動により、それぞれ所
定の周期例えば、ｉｎ秒でそれらの測定距離を出力する
。演算装置２６は、スキャナ２５を制御し、まず各主超
音波距離計１８の５つの距離出力を取゛込み、つぎに各
副超音波距離計２０の５つの距離出力を取込む、さらに
、演算装置２６は、第３図に示すように、各主超音波距
離計１８の距離出力をＰＬ、Ｐ２・・・Ｐ５とし、各副
超音波距離計２０の距離出力をＳｌ。

Ｓ２・・・Ｓ５とし、基準ワイヤ１６のＸ軸からの距離
をＷｌ、Ｗ２・・・Ｗ５とし、ｚｉ−ｐｉ＋ｓｉ＋ｗｉ　（ｉ　＝　１　、２・・・５
）　　　−（１）の演算を行ない、演算結果Ｚｉによっ
て基準架台１３の変形に影響されないロール１１（７）
真のプロフィールを得る。ここで、Ｗｉは、あらかじめ
プｒ：！フィールのわかっているロールについて測定し
、決定しておく。なお、演算装置２６の演算結果は、表
示装置２７に表示される。

次に、上記実施例の具体的実施結果に基づいて説明する
。第４図（Ａ）はマイクロメータを用いて、ロールのプ
ロフィールを測定した実測値と本発明方法によって測定
した結果を示したもので、本発明方法による測定結果は
実測値と良く一致している。これに対し、第４図（Ｂ）
は基準架台に２０Ｋｇの重りを下げて故意に基準架台を
曲げた場合の測定例を示したものであり、各主超音波距
離計の距離出力Ｐｉは基準架台の曲り（約１ｏｏｔｔ、
）のため真のロールのプロフィールが得られていない、
しかしながら、各副超音波距離計２０の距離出力Ｓｉに
より、基準架台の曲りが検出されており、このＳｉで補
正したプロフィールＺｉは実測値と良く一致しており、
本発明方法の実用性が確認された。すなわち、上記実施
例により、基準ワイヤを＆準にして、各超音波距離計が
設置されている基準架台の真直度をリアルタイムまたは
それに近い状態でモニタして補正することにより、基準
架台の熱反り等に基づく真直度の変化による影響を受け
ることなく、オンラインでロールプロフィールを高精度
に測定可能となる。また、基準架台の中空部に水柱形成
のための水を供給することから、基Ｍ架台の中空部に基
準ワイヤを張り設けた真直度の測定において、超音波距
離計を用い、非接触で真直度を測定することが可能とな
る。また、上記水により基準ワイヤの振動の減衰を早め
、かつ基準架台及び超音波距離計の冷却も同時に行なう
ことが可能である。このことは、装置のコンパクト化を
可能とじ、基準架台の熱反りを極力抑える効果にもつな
がり、ロールプロフィールのオンライン測定をより高精
度で行うことを可能とする。

したがって、上記実施例によれば、以下の効果を有する
。即ち、鉄鋼業の圧延工程においてロールの縦断面形状
（プロフィール）は、圧延製品の形状寸法に密接に関係
する。上記実施例によれば悪環境下でロールプロフィー
ルをオンラインで信頼性高く、かつ高精度で測定するこ
とが可能となる。したがって、圧延中に、ロールの温度
上昇による熱膨張を検出することが可能となり、この大
きさに応じて適切な制御、例えばロールベンディングの
変更等を行なえば、従来より形状、プロフィールが格役
に優れた圧延製品を得ることが可能となる。また、圧延
中にロールの摩耗情況を検出可能となり、ロールの組換
え時期の最適決定等、ロール管理を的確に行なうことが
可能となる。さらに、オンラインにおけるロール研削と
組合せて、何時でも、どのサイズでも圧延できるロール
チャンスフリー圧延の実現も可能となる。

なお、上記実施例は、基準架台１３を中空構造とし、そ
の水充填室１５内に基準ワイヤ１６を張り設ける場合に
ついて説゛明した。しかしながら、本発明においては、
基準架台が中空体から成るものでなく、また水充填室を
備えることを必ずしも必要としない、この場合には、各
超音波距離計１８．２０の水柱形成用の水は、水供給管
路によって供給される。

次に、上記各超音波距離計１８．２０に用いて好適な超
音波距離計の一例としての、超音波距離計３０について
詳細に説明する。超音波距離計３０は、第５図および第
６図に示すように、超音波探触子ヘッド３１を有してい
る。探触子ヘッド３１は、水ジェツトを噴出可能とする
ノズル３２を備えるとともに、水ジエツト内を移動する
超音波の送信、受信を行う振動子３３を備え、振動子３
３と被測定体３４（ロール１１の表面もしくは基準ワイ
ヤ１６）との間の超゛音波の伝播時間を測定して、被測
定体までの距＄ｄｉを測定可能としている。超音波距離
計３０は、ノズル３２の内部における中間位置に、入射
超音波パルスエネルギーの一部を反射し、他の一部を通
過させる基准反射体３５を備えている。基準反射体３５
は、金属性薄板等に超音波のビーム直径よりわずかに小
ざな孔゛を開口されてなり、振動子３３から一定の□距
離ｄＯに固定されている。それにより、振動子３３から
発せられた超音波の一部はこの反射体３５で反射されて
振動子３３に戻り第７図に示す波形ａの反射パルスＰｏ
として観察され、振動子３３より発せられる超音波の他
の一部は反射体３５の孔を通過して被測定体３４に達し
、そこで反射して：辰動子３３に戻り波形ａの反射パル
スｐｉ　として観測される。なお、第７図に示す波形ａ
のパルスＰａは励振パルスである。

ここで、超音波距離計３０は、主パルス発生器３６と、
主パルス発生器３６に同期して振動子３３を励振するパ
ルサ３７と、励振パルスＰａおよび反射パルスＰＯ，Ｐ
ｌを受信増巾するレシーバ３８とを備えている。また、
超音波距離計３０は、主パルス発生器３６のパルスから
一定の遅延の後に、基準反射体３５からの反射パルスＰ
Ｏのレシーバ３８への到達時間の近傍で第７図に波形す
で示すようなある巾を持ったパルスｐｂを発生し、反射
パルスＰＯを有効とし１反射パルスＰ１を無効とする遅
延パルス発生器３９を備えている。また、超音波距離計
３０は、主パルス発生器３６のパルスから一定の遅延の
後に、被測定体３４からの反射パルスＰＩのレシーバ３
８への到達時間の近傍で第７図に波形Ｃで示すようなあ
る［４１を持ったパルスＰｃを発生し、反射パルスＰ１
を有効とし、反射パノンスＰＯを無効とする遅延パルス
発生器４０を備えている。また１Ｍｉ音波距離計３０は
、波形ａと波形すの積を取ることによってパルス列ｄを
作成するミキサ４１を備えるとともに、波形＆と波形Ｃ
の積を取ることによってパルス列ｅを作成するミ午す４
２を備えている。また　超音波距離計３０は、ミキサ４
１の出力パルスに基づいてクロックパルス発生器４３の
発生パルス数を計数し、励橡パルスＰａと反射パルスＰ
Ｏとの時間間隔１０を測定するパルスカウンタ４４を備
えている。また、距離測定装置１０は、ミキサ４２の出
力パルスに基づいてクロックパルス発生器４３の発生パ
ルス数を計数し、励振パルスＰａと反射パルスＰＩどの
時間間隔ｔ１を測定するパルスカウンタ４５を備えてい
る。また、超音波距離計３０は演算処理器４６を備えて
いる。

ｖｔ算処理器４６は、Ｌ記時間間隔ｔｏおよび振動子３
３と基準反射体３５とが成す距＃ｄＯから、その時の水
中の音速Ｃを下記（２）式によって算出する。

Ｃ＝　ｄＯ／　（ｔＯ−Δ）　　　　・・・（２）また
、演算処理器４６は、下記（３）式に示すように、時間
間隔ｔ１に上記音速Ｃを乗じて、振動子３３と被測定体
３４とが成す距ｇＩｄを演算し、出力可能としてい・る
。

ｄｉ＝（ｔｌ−Δ）ＸＣ・・・（３）なお、上記Δは、超音波が水中以外の部分および電気パ
ルスがケーブル等を伝わる無駄時間であり１測定系によ
って定まる一定値である。

なお、上記超音波距離計３０において、主パルス発生器
３６は立上り′ｊ！４渡時間２０ｎ秒程度の鋭いパルス
を発生させる。また、振動子３３の振動周波数はＩＯＭ
）１２程度である。また、クロックパルスはｌ　Ｇ）１
２のものを使用可能である。また、演算処理器４６はマ
イクロプロセッサを使用可能である。

次に、上記超音波距離計３０による測定手順について説
明する。この超音波距離計３０において、レシーバ３８
の出力波形は第７図の波形ａに示すようになり、前述の
ように、Ｐａは励振パルス、ＰＯは基準反射体３５から
の反射パルス、Ｐｌは被測定体３４からの反射パルスで
ある。遅延パルス発生器３９は、波形すに示すように、
反射パルスＰＯを含む位置に主パルス発生器３６のパル
スに同期して遅延パルスＰｂを発生する。遅延パルス発
生器４０は、同様にして、波形Ｃに示すように、反射パ
ルスＰ１を含む位置に遅延パルスＰｃを発生する。ミキ
サ４１は波形ａと波形すの積を取り、パルス列ｄを作り
、同様にして、ミキサ４２は波形ａと波形Ｃからパルス
列ｅを作る。パルスカウンタ４４は、パルス列ｄにより
ゲートが開閉され、クロックパルス発生器４３のパルス
をカウントすることにより、時間間隔ＥＯを計測する。

同様にして、パルスカウンタ４４による計測時と同時刻
もしくは短い時間差の間にパルスカウンタ４５が時間間
隔ｔｌを計測する。演算処理器４６は、上記パルスカウ
ンタ４４．４５の計数結果に基づき、前記（２）式およ
び（３）式により、距離ｄｌを演算し、出力する。

上記超音波距離計３０による測定系においては、Ｉ　０
８２以上のクロックパルスの周波数を使うので、水の音
速が１，５００ｍ／秒であるから、変位測定の分解能は
ｌｐｍ以上に向とすることが可能である。また、（２）
式および（３）式の音速Ｃは、測定位置における水の音
速であり、リアルタイムで測定位置における音速を計り
、水温による音速変化の補正を行うことになる。

したがって、上記超音波距離計３０を用いた距雑測定に
よれば、水温の変化、温度勾配に起因する測定誤差を完
全に排除することが可能となり、かつ１ｇｍ以上の高分
解能で距離の測定を行うことが可能となる。

なお、上記第６図は１時間間隔１０，２の測定を同時も
しくは短い時間差の内に行う場合について説明した。し
かしながら、水温の変化がゆるやかな場合には、第８図
に示す変形例におけるように、リレー５１を用いて、時
間間隔１０．２の測定を交互に行うことも可能である。

この場合は、ミキサ、パルスカウンタをそれぞれ一台に
削減可能である。

第９図は上記超音波距離計３０による距＃測定結果を示
す線図であり、ロール表面を５０ルのステップで変位さ
せた時の出力を示している。この第９図によれば、±２
ｐ程度の良好な測定が可能となることが認められる。

また、第１０図は６水の温度を５℃〜４５℃変化させた
時の出力変化を示す線図である。この第１０図によれば
、音速の補正を行わない場合には±１，０００　ｊＬ程
度の誤差が生ずるのに対し、上記超音波距離計３０にお
いては、５ルｍ以内の誤差で収まることが認められる。

すなわち、従来の超音波距離計の精度が±５０ｇである
のに対し、超音波距離計３０によれば、その測定精度が
±５用以内となり、従来に比して１０倍以上の精度向上
が認められる。

［発明の効果］以上のように、本発明の第１に係るロールプロフィール
測定方法は、基準架台の基準面におけるａ−ル軸に平行
な方向に沿う複数位置に固定された水柱構造の各主超音
波距離計によって、ロール表面までの距離を測定すると
ともに、各主超音波距離計のそれぞれとロール軸に直交
する方向に関して相対変位することのない状態に係合さ
れた水柱構造の各副超音波距離計によって、基準架台の
ロール軸に平行な方向に沿って張り設けられている基準
ワイヤまでの距離を測定し、各副超音波距離計の距離出
力とロール軸方向位置との対応関係から基準架台の変位
に基づく基準面の位置を補正する状態下で、各主超音波
距離計の距離出力とロール軸方向位置との対応関係から
基準面とロール表面とのロール軸方向における距離変化
分布を測定するようにしたものである。

また、本発明のＳ２に係るロールプロフィール測定装置
は、ロール軸に平行な基準面を備える基準架台と、基準
架台のロール軸に平行な方向に沿って張り設けられる基
準ワイヤと、基準架台の基準面におけるロール軸に平行
な方向に沿う複数位置に固定され、それぞれロール表面
までの距離を測定する水柱構造の各主超音波距離計と、
各主超音波距離計のそれぞれとロール軸に直交する方向
に関して相対変位することのない状態に結合され、それ
ぞれ基準ワイヤまでの距離を測定する水柱構造の各副超
音波距離計と、上記各超音波距離計の距離出力を走査す
るスキャナと、スキャナによって走査された各超音波距
離計の距離出力を得て、各副超音波距離計の距離出力と
ロール軸方向位置との゛対応関係から基準架台の変位に
基づく基準面の位置を補正する状態下で、各主超音波距
離計の距離出力とロール軸方向゛位置との対応関係から
基準面とロール表面とのロール軸方向における距離変化
分布を演算する演算装置と、演算装置の演算結果をロー
ルプロフィールとして表示する表示装置とを有してなる
ようにしたものである。

したがって、オンラインにおいてロールプロフィールを
高精度に測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るロールプロフィール測
定装置を示す測定系統図、＠２図は第１図の要部を拡大
して示す模式図、第３図は演算装置によるデータ処理方
法を説明する模式図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に
よるロールプロフィールの測定結果を示す線図、第５図
は本発明の実施に用いられる超音波距離計の一例を示す
断面図、第６図は第５図の距離計め距離検出回路を示す
ブロック図　第７図は第６図の距離検出回路における波
形図　第８図は第６因の距離検出回路の変形例を示すブ
ロック図、第９図は第５図の超音波距離計による測定結
果を示す線図、第１０図は第５図の超音波距離計におけ
る音速補正の効果を示す線図である。】０・・・ロールプロフィール１１　定装Ｒ１１１・・
・ロール、　　　　　１３・・・基準架台。１４・・・基準面、　　　　　】５・・・水充填室、１
６・・・基準ワイヤ、　　　　１８・・・主超音波距離
計。１９・・・距離検出回路、　　２０・・・副超音波距離
計、２１・・・距離検出回路、　　２５・・・スキャナ
。２６・・・演算装置、　　　２７・・・表示装置、３０
・・・超音波距離計。３１・・・超音波探触子へ・ンド、３２・・・ノズル、　　　　　３３・・・振動子、３４
・・・被測定体、　　　　３５・・・基準反射体、３６
・・・主パルス発生器、３７・・・パルサ、３８・・・
レシーバ。３９．４０・・・チェンバルス発生器、４４、“４５・
・・パルスカウンタ４６・・・演算処理泰。代理人　弁理士　　　塩　川　修　治第２図第４図第５図水第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基準架台の基準面におけるロール軸に平行な方向
に沿う複数位置に固定された水柱構造の各主超音波距離
計によって、ロール表面までの距離を測定するとともに
、各主超音波距離計のそれぞれとロール軸に直交する方
向に関して相対変位することのない状態に係合された水
柱構造の各副超音波距離計によって、基準架台のロール
軸に平行な方向に沿って張り設けられている基準ワイヤ
までの距離を測定し、各副超音波距離計の距離出力とロ
ール軸方向位置との対応関係から基準架台の変位に基づ
く基準面の位置を補正する状態下で、各主超音波距離計
の距離出力とロール軸方向位置との対応関係から基準面
とロール表面とのロール軸方向における距離変化分布を
測定するロールプロフィール測定方法。
（２）前記主超音波距離計と副超音波距離計が、それぞ
れ、水柱構造の超音波探触子ヘッドの内部に振動子を設
けるとともに、該振動子と被測定体との間の一定位置に
入射超音波パルスエネルギの一部を反射し、他の一部を
通過させる基準反射体を設け、励振パルスと基準反射体
による反射パルスの間の時間間隔ｔ０、および励振パル
スと被測定体からの反射パルスの間の時間間隔ｔ１を測
定し、上記時間間隔ｔ０および振動子と基準反射体とが
成す距離ｄ０からその時の水中の音速Ｃを算出して、上
記時間間隔ｔ１にその音速Ｃを乗じて、振動子と被測定
体との間の距離を演算する特許請求の範囲第１項に記載
ロールプロフィール測定方法。
（３）ロール軸に平行な基準面を備える基準架台と、基
準架台のロール軸に平行な方向に沿って張り設けられる
基準ワイヤと、基準架台の基準面におけるロール軸に平
行な方向に沿う複数位置に固定され、それぞれロール表
面までの距離を測定する水柱構造の各主超音波距離計と
、各主超音波距離計のそれぞれとロール軸に直交する方
向に関して相対変位することのない状態に結合され、そ
れぞれ基準ワイヤまでの距離を測定する水柱構造の各副
超音波距離計と、上記各超音波距離計の距離出力を走査
するスキャナと、スキャナによって走査された各超音波
距離計の距離出力を得て、各副超音波距離計の距離出力
とロール軸方向位置との対応関係から基準架台の変位に
基づく基準面の位置を補正する状態下で、各主超音波距
離計の距離出力とロール軸方向位置との対応関係から基
準面とロール表面とのロール軸方向における距離変化分
布を演算する演算装置と、演算装置の演算結果をロール
プロフィールとして表示する表示装置とを有してなるロ
ールプロフィール測定装置。
（４）前記基準架台が、ロール軸に平行な方向に延びる
水充填室を備え、基準ワイヤおよび各副超音波距離計を
上記水充填室に配設してなる特許請求の範囲第３項に記
載のロールプロフィール測定装置。
（５）前記主超音波距離計と副超音波距離計が、それぞ
れ水柱を形成する水ノズルの途中に基準反射体を設けた
水柱構造の超音波探触子ヘッドと、主パルス発生器と、
主パルス発生器に同期して超音波探触子の振動子を励振
するパルサと、励振パルスおよび反射パルスを受信増巾
するレシーバと、主パルス発生器のパルスから一定時間
の遅延の後にノズル途中の基準反射体、および被測定体
からの各反射パルスの到達時間近傍で、ある巾を持った
パルスを発生し、各反射パルスを有効、無効にする遅延
パルス発生器と、励振パルスとノズル途中の基準反射体
および被測定体からの各反射パルスの時間間隔ｔ０、ｔ
１を測定するパルスカウンタと、上記時間間隔ｔ０およ
び振動子と基準反射体とが成す距離ｄ０からその時の水
中の音速Ｃを算出し、上記時間間隔ｔ１にその音速Ｃを
乗じて、振動子と被測定体との距離を演算する演算処理
器とを有してなる特許請求の範囲第３項に記載のロール
プロフィール測定装置。