JPS626481Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱間板材の幅、長さ計に関し、特に測
定時間の短縮を図つた幅、長さ計を提案するもの
である。

厚板圧延を可逆圧延機にて圧延する場合にスラ
ブ又は圧延材の形状若しくは幅、長さを測定する
ことは次パスの圧延制御のために不可欠であり、
このために種々の形状測定装置或は幅、長さ計が
開発されている。第４図に略示する装置はカナダ
KELK社製の幅、長さ計である。鉛直軸回りに回
転される正９角柱状の回転多面鏡９１は周面に各
１枚の反射鏡９１１，９１２…９１９を備えてお
り、測定対象の熱間板材１０の上方に位置する。
この回転多面鏡９１の周囲であつて、その上縁に
近い高さ位置には相互に90゜離隔させて、受光面
を下向きにしたフオトダイオード等の受光素子９
２１，９２２，９２３，９２４が配されている。
各受光素子には夫々反射鏡９３，９５及び凹面鏡
９４からなる光学系を備えており、熱間板材１０
から発せられた光（赤外線）が反射鏡９３、回転
多面鏡９１の反射鏡、凹面鏡９４及び反射鏡９５
を経て受光素子９２１等に受光されるようにして
いる。なお凹面鏡９４は光ビームを収束してこれ
を受光素子９２１等に達せしめる作用をする。反
射鏡９３はパルスモータ（図示せず）に連結され
ており、受光素子へ入射せしめる光の反射角度を
変じ、その受光視野の副走査を行い、また回転多
面鏡９１はその回転により主走査を行うように光
学的配置を定めている。

第３図は受光視野の走査状態を示している。実
線は受光素子９２１の走査状態を示し、熱間板材
１０の幅方向を主走査方向とし、長さ方向を副走
査方向としており、主走査は回転多面鏡９１の回
転による反射角の変更により幅方向の一側縁から
他側縁に向けて行われ、また副走査は受光素子９
２１に設けた光学系の反射鏡９３のパルスモータ
の断続回転による反射角の変更にて、長さ方向の
一端から他端に向けて行われる。

一点鎖線は受光素子９２１と対向する位置に配
された受光素子９２３の走査状態を示し、主走査
方向が前記他側縁から前記一側縁に向かうように
逆方向となること、副走査が受光素子９２３に設
けた光学系の反射鏡９３によつて行われることが
異る外は上述したところと同様である。

破線は受光素子９２２の走査状態を示し、熱間
板材１０の長さ方向を主走査方向とし、幅方向を
副走査方向としており、主走査は回転多面鏡９１
の回転による反射角の変更により長さ方向の一端
から他端に向けて行われ、また副走査は受光素子
９２２に設けた光学系の反射鏡９３のパルスモー
タの断続回転による反射角の変更にて幅方向の一
側縁から他側縁に向けて行われる。

二点鎖線は受光素子９２２と対向する位置に配
された受光素子９２４の走査状態を示し、主走査
方向が前記他端から前記一端に向かうように逆方
向になること、副走査が受光素子９２４に設けた
光学系の反射鏡９３によつて行われることが異る
外は上述したところと同様である。

受光素子９２１〜９２４は熱間板材１０からの
光を受光している場合と、それ以外の部分からの
光を受光している場合とでその出力レベルが異
り、夫々の前置増幅信号は波形整形回路９６１，
９６２，９６３，９６４にて２値化され、寸法演
算回路９７へ読込まれる。第５図は波形整形回路
９６１〜９６４の出力波形を示しておりハイレベ
ル部分が熱間板材１０からの光を受光している時
間に相当する。回転多面鏡９１は定速回転してい
るのでこのハイレベル部分の時間をクロツクパル
スの計数等に依り測定することによつて各副走査
位置における幅寸法、長さ寸法が算出されること
になる。而してこの装置は回転多面鏡９１が９面
の反射鏡を有し夫々40゜ずつその位相を異にして
いるのに対し受光素子は90゜（＝40゜×２＋10
゜）の角度を隔てて配置されているので回転多面
鏡１回転につき各受光素子が９回ずつ合計36回の
走査が行われ、即ち回転多面鏡が10゜回転する都
度、何れかの受光素子に係る走査が行われ、第５
図に示すように回転多面鏡９１の回転方向に縦つ
て受光素子９２１，９２２，９２３，９２４の順
にハイレベルの信号が反復的に得られていく。主
走査方向を幅方向とする受光素子９２１，９２３
の副走査方向位置（つまり主走査を行う長さ方向
位置）は同位置となるように制御され、これは受
光素子９２２，９２４についても同様である。副
走査方向の同位置について得られたハイレベルの
パルスの時間幅、即ち熱間板材１０の幅、長さの
データは平均化処理され熱間板材１０の移動によ
る誤差要因を排除している。このために回転多面
鏡１回転につき幅、長さ夫々につき９ケ所のデー
タが得られることになる。

さて可逆圧延機による圧延は圧縁材の進行方向
を反転しながら反復実行されるが、圧延能率を向
上する上からは、幅、長さの測定又は形状測定の
ために圧延材を静止させる時間を短縮することが
望まれ、可能であれば進行方向反転時の瞬時的停
止時間を利用して測定できるのが理想である。し
かしながら上述の装置では圧延材の静止時間を少
なからず必要とし、その分だけ圧延能率を低下さ
せるところとなつていた。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、複数視野の走査を同時的に行う構成として
測定速度を高めた熱間板材の幅、長さ計を提供す
ることを目的とする。

以下本考案をその実施例を示す図面に基いて詳
述する。第１図は本考案に係る幅、長さ計（以下
本案品という）の全体的模式図であり、鉛直軸回
りに回転される回転多面鏡１１は正８角柱状をな
し周面に各１枚の反射鏡１１１，１１２…１１８
を備えており、測定対象の熱間板材１０の上方に
位置する。この回転多面鏡１１の周囲であつて、
その上縁に近い高さ位置には相互に所定角度離隔
させて、受光面を下向きにしたフオトダイオード
等の受光素子１２１，１２２，１２３，１２４が
配されている。各受光素子１２１〜１２４には前
述した従来品同様に副走査のための反射鏡（反射
プリズムでもよい）１３１，１３２，１３３，１
３４、光収束のための凹面鏡１４及び受光素子へ
光を向ける反射鏡１５からなる光学系が設けられ
ていて、熱間板材１０から発せられた光が反射鏡
１３１等、凹面鏡１４及び反射鏡１５を経て受光
素子１２１等に受光されるようにしている。反射
鏡１３１，１３２，１３３，１３４は夫々にパル
スモータ２０１，２０２，２０３，２０４に連結
されていて、受光視野の副走査のために各パルス
モータによつて所定角度ずつ断続的に回転され
る。測定視野の走査態様は前述の従来品と同様で
あつて、略々第３図に示されているとおりであ
る。これを時系列的にみると、次のように相違し
ている。即ち従来品においては第５図に示すよう
に、まず受光素子９２１に係る幅方向の一方への
走査、次いで受光素子９２２に係る長さ方向の一
方への走査、次に受光素子９２３に係る幅方向の
他方への走査、次に受光素子９２４に係る長さ方
向の他方への走査という順序で走査が反復されて
いつたのに対し、本案品では第２図に示すように
まず受光素子１２１に係る幅方向の一方への走査
と、受光素子１２２に係る長さ方向の一方への走
査とを同時的に行い、次いで受光素子１２３に係
る幅方向の他方への走査と、受光素子１２４に係
る長さ方向の他方への走査とを同時的に行うとい
う順序で走査が反復されていく。これを実現する
ために受光素子１２１と、回転多面鏡１１の回転
していく方向にある受光素子１２２とは90゜を隔
てており、受光素子１２２よりも回転多面鏡１１
の回転していく方向にある受光素子１２３は受光
素子１２２と112.5゜（＝90゜＋45゜／２）隔つ
ており、更に受光素子１２３よりも回転多面鏡１
１が回転していく方向にある受光素子１２４は受
光素子１２３と90゜隔てている。従つて受光素子
１２４と受光素子１２１とは67.5゜（＝90゜−45
゜／２）離隔している。即ち相隣して90゜離隔す
る２つの受光素子１２１，１２２に対して他の２
つの相隣する受光素子（90゜離隔する）１２３，
１２４が22.5゜だけ遅れた位相で走査を行うよう
にしてある。

これを説明すると８面の回転多面鏡の１反射角
の角度は45゜（＝360゜／８）であり、この45゜
内を受光素子群（ここでは対設された２つの受光
素子からなる）で分け合うことになるから、群が
２つの本考案では45゜／２＝22.5°の位相差を有
するように対向受光素子を配置すればよいことに
なる。

なお、これに伴い１つの受光素子の有効受光視
野角度は22.5゜以内とする。つまり本案品によれ
ば回転多面鏡１１の１回転によつて各素子が８回
ずつ合計32回の走査が行われる。そして受光素子
１２１と１２３とは同じ長手方向位置を相前後し
て走査するように夫々のパルスモータ２０１と２
０３とは副走査制御回路２１によつて連動駆動さ
れる。また受光素子１２２と１２４とも同じ幅方
向位置を相前後して走査するように夫々のパルス
モータ２０２と２０４とは副走査制御回路２２に
よつて連動駆動される。

受光素子１２１及び１２３を前置増幅してなる
信号は波形整形回路１６１及び１６３に入力され
てここで２値信号に変換され、寸法演算回路１７
１へ読込まれる。一方受光素子１２２及び１２４
を前置増幅してなる信号は波形整形回路１６２及
び１６４に入力されてここで２値信号に変換さ
れ、寸法演算回路１７２へ読込まれる。寸法演算
回路１７１及び１７２は夫々波形整形回路１６１
及び１６２から、また同じく１６３及び１６４か
ら各同時的に読込む信号に基き幅及び長さを演算
する。幅、長さの夫々の長さ方向位置及び幅方向
位置（つまり副走査位置）は副走査制御回路２
１，２２から寸法演算回路１７１，１７２夫々へ
も与えられるパルスモータ駆動信号によつて特定
され、幅、長さの演算結果と関連づけられ、適宜
の記録装置１８にて記録され、また表示装置１９
に表示され、更に図示しない圧延制御系へ転送さ
れる。

本案品は前述のように回転多面鏡の１回転につ
き各受光素子が８回ずつの走査を行い、寸法演算
回路１７１，１７２においては従来品同様の平均
化処理を行うので回転多面鏡の１回転につき幅、
長さとも８カ所のデータを得ることになる。一方
データ処理は幅方向データ、長さ方向データが
夫々寸法演算回路１７１及び１７２の両者にて同
時的に処理されるので、回転多面鏡１１の回転数
は従来品回転多面鏡９１の２倍に迄高め得る。従
つて寸法演算回路のデータ処理能力により走査周
期が規制され、また回転多面鏡の回転速度を高め
る上での障害がないものとすれば本案品は従来品
の２×8/9＝1.78倍の測定速度を実現できる。ま
た周囲の反射鏡の周方向寸法が同一であるとする
と、本案品の回転多面鏡１１は従来品の回転多面
鏡の8/9の周長（従つて直径）を有することとな
り、小型化、軽量化の上でも実益があり、更に前
述のように回転多面鏡１１の回転速度を高める上
で有用である。

なお本考案によれば熱間板材１０の縦横方向と
22.5゜位相ずれした受光素子が存在することにな
り、この受光素子は反射鏡１３１等の角度調整に
より板材の縦横方向に走査させる事は可能である
が、位相がずれた分だけ、板材の縦横方向の視点
が対峙受光素子とずれる事になり、この分は測定
誤差となり得る。しかし、回転多面鏡１１の周囲
に配する最初の入光反射鏡１３１等の位置を対象
物（板材）に対して充分小さな円周内とする事に
より該誤差は充分小さくする事ができ、実質的に
は無視し得る誤差量である。

以上のように本考案に係る熱間板材の幅、長さ
計は周面に８枚の反射鏡を有する８角柱状の回転
多面鏡と、該回転多面鏡周りに、前記反射鏡から
の受光位相が一側に相隣するものと90゜、他側に
相隣するものと90±22.5゜異なるよう配した４個
の受光素子と、各受光素子へ熱間板材が発する光
を導くべく設けられており、副走査のために可動
とした反射手段を含み、回転多面鏡の反射鏡によ
る反射にて主走査を行わせるべく構成した視野走
査手段と、前記受光位相が180±22.5゜異なる受
光素子２個からの信号を一組として処理すべく設
けられた２つの出力信号処理回路とを備えるもの
であるから測定速度を高め得、従つて測定のため
に熱間板材を静止させる時間が短縮でき、その分
圧延能率の向上が図れ、これに伴い圧延材の熱損
失を減少でき熱経済上の実益も享受できる等、本
考案は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案品の全体的構成を示す模式図、第
２図は走査順序を示すタイムチヤート、第３図は
走査状態を示す説明図、第４図は従来より公知の
幅、長さ計の全体的構成を示す模式図、第５図は
その走査順序を示すタイムチヤートである。 １１……回転多面鏡、１２１，１２２，１２
３，１２４……受光素子、１３１，１３２，１３
３，１３４……反射鏡、１４……凹面鏡、１５…
…反射鏡、１７１，１７２……寸法演算回路、２
１，２２……副走査制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 周面に８枚の反射鏡を有する８角柱状の回転多
   面鏡と、該回転多面鏡周りに、前記反射鏡からの
   受光位相が一側に相隣するものと90゜、他側に相
   隣するものと90±22.5゜異なるよう配した４個の
   受光素子と、各受光素子へ熱間板材が発する光を
   導くべく設けられており、副走査のために可動と
   した反射手段を含み、回転多面鏡の反射鏡による
   反射にて主走査を行わせるべく構成した視野走査
   手段と、前記受光位相が180±22.5゜異なる受光
   素子２個からの信号を一組として処理すべく設け
   られた２つの出力信号処理回路とを備えることを
   特徴とする熱間板材の幅、長さ計。