KR20020070824A - 다점계측 두께 측정계 - Google Patents

다점계측 두께 측정계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다점계측 두께 측정계에 관한 것으로서, 검출부(2)내에 배열되는 전리상자(5)를 피측정물(4)의 흐름방향에 대하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨 배치로 하고, 이에 의해 종래의 전리상자의 배치에서 존재했던 방사선에 대한 감도가 낮은 영역, 즉 불감대를 없애는 것이 가능해져 피측정물(4)의 폭 방향측정을 연속적으로 정밀도 높게 실시할 수 있는 것으로, 피측정물에 대하여 폭 방향으로 전리상자의 방사선 감도에 대한 차가 적은, 보다 정밀도 높은 판두께 측정이 가능해지는 다점계측 두께 측정계를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

다점계측 두께 측정계{MULTIPOINT THICKNESS MEASUREMENT SYSTEM}
본 발명은 방사선을 사용하여 피측정물의 두께를 비접촉으로 측정하는 다점계측 두께 측정계에 관한 것이다.
최근, 철강업에서의 압연의 형상제어의 필요성이 높아짐에 따라서 보다 제어에 적합한 판형상의 측정기가 요구되고 있다. 종래, 판 폭방향의 두께 측정은 주사형 두께 측정계 등으로 실시해 왔지만, 피측정물은 판두께 측정중에도 연속적으로 이동하고 있는 경우가 대부분이므로, 그대로는 판형상을 구하는 것이 불가능하다. 따라서 많은 경우, 주사형 두께 측정계 이외에 판 중심을 측정하는 두께 측정계를 도입하여 이에 의해 얻어진 데이터를 기초로 보정을 실시하여 판형상을 구하고 있다.
다점계측 두께 측정계에 대해서 도 15를 참조하여 설명한다. 수평으로 배치된 판형상의 피측정물(4)의 판방향 상하에 약간 거리를 두고 대향하도록 역 ㄷ자형 프레임(1)의 상측에 검출부(2) 하측에 발생기(3)를 배치한다. 검출부(2)의 출력신호는 두께 연산기(7)에 보내어진다. 검출부(2)와 발생기(3)는 역 ㄷ자형 프레임(1)에 고정되어 있다. 검출부(2) 내에는 원통형상의 전리상자(5)가 피측정물(2)의 폭방향으로 복수개 평행으로 배치되고, 이들이 발생기(3)로부터 출력되는 부채꼴 형상의 방사선을 감지하지만, 전리상자(5)의 형상은 원통형으로 그 중심부와 단부에서는 방사선에 대한 감도에 큰 차이가 있다. 이에 대하여, 도 16∼도 18을 사용하여 더 설명한다.
도 16은 전리상자(5)와 피측정물(4)의 위치관계를 나타내는 사시도이다. 발생기(3)로부터 출력되는 부채꼴의 방사선을 파선으로 나타내고 있다. 도 17은 전리상자(5)의 바로 위에서 본 상태를 도시한 AA' 화살표에 의한 도면이다. 전리상자(5)는 도 17에 도시한 바와 같이 피측정물(4)에 대하여 평행으로 배열되어 있다. 전리상자(5)의 단부는 중심부에 비해 감도가 낮으므로, 피측정물(4)의 하이스폿(결함)의 검출이 곤란하다.
도 18에 전리상자(5)를 피측정물(4)에 대하여 평행으로 배열한 경우의 감도분포를 나타낸다. 도 18에 도시한 바와 같이, 전리상자(5)의 감도가 낮으므로 정밀도 높게 판두께 측정을 할 수 없게 되는 불감대가 주기적으로 존재하게 되어, 폭방향의 연속적인 두께값이 얻어지지 않게 된다.
또한, 가장자리부를 고분해능·고정밀도로 측정 가능한 장치의 필요성도 높아지고 있지만, 종래의 다점계측 두께 측정계로는 전리상자와 전리상자 사이에 존재하는 방사선에 대한 감도가 낮은 영역(이후 불감대라고 부름)에서 정밀도 높은 측정을 실시할 수 없고, 연속적인 가장자리 형상을 얻는 것이 곤란하다.
상술한 바와 같이 다점계측 두께 측정계에서는 측정위치에서의 판두께는 전리상자의 높이 방향으로 입사한 방사선량의 총합의 평균을 구하여 판두께로 변환하지만, 전리상자는 원통형상 때문에, 중심부가 가장 방사선에 대한 감도가 높고, 단부에 근접함에 따라 그 감도는 낮다는 특성이 있다.
그 때문에, 측정 포인트가 마침 불감대인 경우, 전리상자의 높이 방향 전체 영역이 불감대가 된다. 이 때문에, 상기 위치에서 감도가 현저하게 낮아지고, 피측정물의 폭방향의 판두께 측정시에 측정할 수 없는 부분이 생긴다.
또한, 피측정물의 가장자리부로부터 임의의 거리에서의 위치의 두께 측정을 실시하는 경우에서, 폭 측정계 등의 외부장치부터 피측정물의 폭값을 연산기에 입력하고, 피측정물의 사행량에 맞추어 다점계측 두께 측정계를 이동장치(6)에 의해 이동시켜 측정을 실시하고 있지만, 대차(臺車)가 목표위치로 이동할 때까지는 목표위치에서의 측정을 실시할 수 없다.
한편, 전리상자를 인접시켜 배열한 경우, 인접하는 전리상자로부터의 산란선이 전리상자에 입사되므로 가장자리부의 정밀도 저하, 분해능력 저하 등 측정결과에 악영향을 미칠 우려가 있다.
본 발명은 이상의 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 측정위치에 따른 방사선에 대한 감도의 차를 감소시키고, 보다 좋은 폭방향 측정이 가능해지는 다점계측 두께 측정계를 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 다점계측 두께 측정계의 구성을 도시한 정면도,
도 2는 제 1 실시형태에서의 전리상자의 배열을 도시한 사시도,
도 3은 도 2에서 전리상자의 바로 위에서 본 상태를 도시한 AA'화살표에 의한 도면,
도 4는 제 1 실시형태에서의 전리상자의 폭방향에 대한 감도분포를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 다점계측 두께 측정계의 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 다점계측 두께 측정계의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 다점계측 두께 측정계의 구성을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 다점계측 두께 측정계의 구성을 도시한 도면,
도 9는 제 5 실시형태에서의 목표측정위치가 실제의 측정위치 사이에 있는경우에 목표측정위치의 판두께값을 보간하여 구하는 그래프를 도시한 도면,
도 10은 제 5 실시형태에서의 피측정물이 사행(蛇行)한 경우에 목표측정위치의 판두께값을 보간하여 구하는 그래프를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 제 6 실시형태에서의 전리상자의 회전각도를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 제 6 실시형태에서의 전리상자 내부직경, 전리상자 중심부에 대한 가스량비 등을 사용하여 전리상자의 회전각도를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명의 제 6 실시형태에서의 전리상자 외부직경, 가스충만계수 등을 사용하여 전리상자의 회전각도를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 다점계측 두께 측정계의 주요부의 구성을 도시한 도면,
도 15는 종래예의 구성을 도시한 정면도,
도 16은 종래예에서의 전리상자의 배열을 도시한 사시도,
도 17은 도 16에서 전리상자의 바로 위에서 본 상태를 도시한 AA'사시도 및
도 18은 종래예에서의 전리상자의 폭방향에 대한 감도분포를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 역 ㄷ자형 프레임 2: 검출부
3: 발생기 4: 피측정물
5: 전리상자 6: 다점계측 두께 측정계 이동장치
7: 두께 연산기 8: 폭 측정계
9: 가장자리 센서 10: 외부장치
11: 불감대 12: 분리판
13: 산란선 14: 방사선
상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 관한 발명은 방사선원, 전리상자를 갖고 방사선원으로부터 방사되어 피측정물을 투과하여 입사된 방사선의 레벨에 관련된 출력신호를 얻는 검출수단 및 상기 검출수단의 출력신호로부터 피측정물의 두께를 연산하는 연산수단을 구비하며, 전리상자를 피측정물의 흐름 방향에 대해서 임의의 각도 회전시켜 배열한 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 관한 발명에 의하면 종래의 전리상자의 배치에서 존재했던 불감대의 부분을 없애는 것이 가능해지고, 피측정물의 두께의 폭방향 측정을 연속적으로 정밀도 높게 실시할 수 있다.
청구항 2에 관한 발명은 청구항 1에 기재된 다점계측 두께 측정계에서 연산수단이 피측정물의 폭을 측정하는 수단에 의해 측정된 폭값이 입력되고, 피측정물의 가장자리 위치, 또는 중심위치를 연산하고 검출수단의 출력신호로부터 연산한 두께에 대한 피측정물의 가장자리 위치, 또는 중심위치로부터의 위치를 특정할 수 있는 것임을 특징으로 한다.
청구항 3에 관한 발명은 청구항 1의 다점계측 두께 측정계에서 상기 연산수단이 피측정물의 가장자리를 검출하는 수단으로부터의 출력신호가 입력되고, 피측정물의 가장자리 위치를 연산하고 검출수단의 출력신호로부터 연산한 두께에 대한 피측정물의 가장자리 위치로부터의 위치를 특정할 수 있는 것임을 특징으로 한다.
청구항 4에 관한 발명은 청구항 1에 기재된 다점계측 두께 측정계에서 연산수단이, 외부장치로부터의 중심의 어긋남량이 입력되고 피측정물의 중심위치를 연산하여 검출수단의 출력신호로부터 연산한 두께에 대한 피측정물의 중심위치로부터의 위치를 특정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 관한 발명은 청구항 1에 기재된 다점계측 두께 측정계에서 전리상자가 목표측정위치를 포함하는 소정 범위의 위치에 배열되어 있는 것으로 하고, 연산수단이 피측정물의 폭을 측정하는 수단, 또는 피측정물의 가장자리를 검출하는 수단, 또는 외부장치로부터의 출력신호가 입력되고 피측정물의 사행량을 구함과 동시에 복수의 측정위치의 두께값을 기초로 측정위치간의 두께값을 산출하기 위한 보간함수를 구하고, 보간함수에 의해 목표측정위치로부터 사행량 어긋난 위치의 두께값을 연산하는 것임을 특징으로 한다.
청구항 5에 관한 발명에 의하면 목표측정위치로부터 피측정물이 어긋난 경우에도 연속적으로 두께를 측정할 수 있다.
청구항 6에 관한 발명은 청구항 1에 기재된 다점계측 두께 측정계에서 전리상자는 원통의 측면으로부터 방사선을 입사하는 구조인 것으로 하고, 전리상자의 전체 길이와, 전리상자측벽의 두께에 안전율을 곱하여 구한 불감대의 값을 사용하여, 피측정물의 흐름방향에 대하여 불감대가 없어지는 전리상자의 회전각도를 결정한 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 관한 발명은 청구항 1에 기재된 다점계측 두께 측정계에서 전리상자는 원통의 측면으로부터 방사선을 입사하는 구조의 것으로 하고, 전리상자의 전체 길이와, 전리상자 내부직경 및 전리상자 중심부에 대한 가스량비를 사용하여 구한 불감대의 값을 사용하여 피측정물의 흐름방향에 대하여 불감대가 없어지는 전리상자의 회전각도를 결정한 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 관한 발명은 청구항 1에 기재한 다점계측 두께 측정계에서 전리상자는 원통의 측면으로부터 방사선을 입사하는 구조의 것으로 하고, 전리상자의 전체 길이와, 전리상자 외부직경 및 가스충만계수를 사용하여 구한 불감대의 값을 사용하여 피측정물의 흐름방향에 대하여 불감대가 없어지는 전리상자의 회전각도를 결정한 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 관한 발명은 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 다점계측 두께 측정계에서 인접하는 2개의 전리상자간에 분리판을 삽입한 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 관한 발명에 의하면 인접한 전리상자로부터 입사하는 산란선의 영향이 없어지고, 가장자리부의 정밀도 저하, 분해능력 저하 등 측정결과에 악영향을 미치는 요인이 없는 우수한 측정을 실시할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 도면에서 종래예를 도시한 도면을 포함하고, 동일한 부호는 동일 부분 또는 대응부분을 나타낸다.
(제 1 실시형태)
도 1∼도 4를 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1에서 판형상의 피측정물(4)의 판두께를 측정할 수 있도록 다점계측 두께 측정계 이동장치(6)에 의한 역 ㄷ 자형 프레임(1)의 폭방향 이동조작이 실시된다. 역 ㄷ자형 프레임(1)에는 아래쪽에는 발생기(3), 위쪽에 검출부(2)가 고정되어 있다. 또한, 검출부(2) 내에는 전리상자(5)가 배열되어 있다.
발생기(3)로부터 출력되는 방사선은 피측정물(4)을 투과하여 전리상자(5)에 입사된다. 입사된 방사선은 전리상자(5)내에 밀봉된 기체를 광전흡수, 콤프톤 산란(compton scattering), 전자쌍 생성 등의 작용에 의해 전리하고, 이 때 발생한 전하는 전극간에 가해진 전계에 의해 전극에 끌어 당겨져, 전극에서 재결합하여 중성의 원자로 되돌아간다. 이 때 흘러나온 전류가 검출부(2)의 출력신호가 되고, A/D변환된 후에 두께 연산기(7)에 보내어져 피측정물(4)의 두께값으로 변환된다.
종래예에서는 상술한 바와 같이 전리상자(5)를 피측정물(4)에 대하여 평행으로 배열하고 있으므로 불감대가 주기적으로 존재하여, 폭방향의 연속적인 두께값이 얻어지지 않았다. 그래서, 상기 실시형태에서는 전리상자(5)의 배열을 변경하여 불감대를 없애도록 하고 있다.
도 2는 상기 실시형태에서의 전리상자(5)와 피측정물(4)의 위치관계를 나타내는 사시도이다. 발생기(3)로부터 출력되는 부채꼴상의 방사선을 파선으로 나타내고 있다. 도 3은 전리상자(5)의 바로 위에서 본 상태를 도시한 AA' 화살표에 의한 도면이다. 전리상자(5)의 배열을 도 3에 도시한 바와 같이 피측정물(4)에 대하여 비스듬히 배열한 구조로 한다. 이와 같이, 전리상자(5)를 피측정물(4)의 바로 위에서 본 평면상에서, 피측정물(4)의 흐름방향에 대하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 임의의 각도회전시킨 상태로 배열함으로써, 종래의 전리상자의 배치에서 존재한 불감대의 부분을 없애는 것이 가능해지고, 피측정물(4)의 폭방향 측정을 연속적으로 정밀도 높게 실시할 수 있다.
도 4에 전리상자(5)를 피측정물(4)의 흐름방향에 대하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킨 상기 실시형태에서의 감도분포를 나타낸다. 도면으로부터 밝혀진 바와 같이, 피측정물(4)의 판 폭방향에 대해서 일정 이상의 감도를 얻는 것이 가능해진다. 따라서, 피측정물(4)에 국소적으로 하이스폿(결함)이 있었던 경우, 이것을 용이하게 검출할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태의 구성을 도시한 도면이다. 상기 실시형태에서는 두께 연산기(7)에서, 제 1 실시형태의 경우와 동일하게 검출부(2)의 출력신호로부터 피측정물(4)의 두께 값을 연산함과 동시에 폭 측정계(8)에서 측정된 판 폭값을 두께 연산기(7)에 입력하고 피측정물(4)의 판 가장자리 위치, 또는 판 중심 위치를 연산한다.
따라서, 연산기(7)에서는 검출부(2)의 출력신호로부터 연산한 두께에 대해서 피측정물(4)의 판 가장자리 위치, 또는 판중심 위치로부터의 위치를 특정할 수 있다.
(제 3 실시형태)
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태의 구성을 도시한 도면이다. 상기 실시형태에서는 두께 연산기(7)에서 제 1 실시형태의 경우와 동일하게 검출부(2)의 출력신호로부터 피측정물(4)의 두께값을 연산하고 또한 가장자리 센서(9)에서 검출된 신호를 두께 연산기(7)에 입력하고 피측정물의 판 가장자리 위치를 연산한다.
따라서, 연산기(7)에서는 검출부(2)의 출력신호로부터 연산한 두께에 대해서 피측정물의 판 가장자리 위치로부터의 위치를 특정할 수 있다.
(제 4 실시형태)
도 7은 본 발명의 제 4 실시형태의 구성을 도시한 도면이다. 상기 실시형태에서는 두께 연산기(7)에서 제 1 실시형태의 경우와 동일하게 검출부(2)의 출력신호로부터 피측정물(4)의 두께값을 연산함과 동시에 상위의 계산기 등의 외부장치(10)에서 판 중심 어긋난 양을 두께 연산기(7)에 입력하고 판중심 위치를 연산한다.
따라서, 연산기(7)에서는 검출부(2)의 출력신호로부터 연산한 두께에 대해서 피측정물(4)의 판중심 위치로부터의 위치를 특정할 수 있다.
(제 5 실시형태)
도 8∼도 10은 본 발명의 제 5 실시형태를 설명하는 도면이다.
도 8은 제 1 실시형태와 같은 구성의 다점계측 두께 측정계를, 피측정물(4)의 가장자리부로부터 임의의 거리 떨어진 목표위치의 판두께를 측정하기 위해 사용하는 경우의 구성을 도시하고 있다. 다점계측 두께 측정계는 피측정물(4)의 가장자리로부터 임의의 거리 떨어진 목표위치를 측정하기 위해, 상기 위치를 중심으로 한 소정 범위의 위치에 판두께를 측정할 수 있도록 전리상자(5)를 배열한다.
두께 연산기(7)에서, 검출부(2)의 출력신호로부터 목표측정위치 근방의 소정 범위의 복수의 측정위치에서의 판두께 값(11, 12, 13)이 구해지고, 또한 폭 측정계(8), 또는 가장자리 센서(9)로부터의 출력신호에 의해 가장자리 위치가 구해지면, 도 9에 도시한 바와 같이 판두께 값(11, 12, 13)을 각각 가장자리 위치로부터 측정 위치까지에서의 거리에 대응한 위치에 플롯하고, 상기 판두께 측정결과를보간함수(14)로 연결하고 그래프화할 수 있다. 목표측정위치가 실제의 측정위치 사이에 위치하는 경우에도 보간함수(14)로부터, 가장자리 위치로부터 임의의 거리(15) 떨어진 목표측정위치의 판두께값(16)을 구할 수 있다.
또한, 피측정물(4)은 통판되어 올 때 폭방향으로 사행하면서 오는 경우가 대부분이다. 폭 측정계(8), 또는 가장자리 센서(9), 또는 외부장치(10) 등으로부터의 판폭, 또는 가장자리 위치, 또는 중심 어긋남량(사행량) 등을 나타내는 출력신호를 두께 연산기(7)에 입력하고 피측정물(4)의 사행량을 연산한다. 그리고, 목표측정위치 근방의 판두께 측정결과를 보간함수로 연결하고 도 10에 도시한 바와 같이 그래프화한다. 즉, 목표측정위치에서의 판두께값(17)과 그 근방의 위치에서의 판두께값(18, 19)을 보간함수(20)에서 연결한다. 폭 측정계(8) 등으로부터 얻은 가장자리 위치에 의해 판 어긋남량 즉 사행량(21)이 산출된 경우, 보간함수(20)로부터 판두께값(22)이 구해진다. 상기 값을 목표측정위치의 판두께값으로 함으로써, 목표측정위치로부터 피측정물(4)이 어긋난 경우에도 연속적으로 판두께를 측정할 수 있게 된다.
(제 6 실시형태)
도 11∼도 13은 본 발명의 제 6 실시형태를 설명하는 도면이다. 전리상자(5)의 방사선에 대한 감도는 전리상자(5)내의 가스량에 비례한다. 전리상자(5) 단부에서는 가스량이 적으므로 감도가 저하되고, 전리상자(5)의 측벽부분에서는 방사선에 대한 감도가 없어진다.
상기 실시형태에서는 전리상자(5)가 원통의 측면으로부터 방사선을 입사하는구조인 것으로 하고, 도 11에 도시한 바와 같이 피측정물의 흐름방향에 대하여 상기 불감대가 없어지는 전리상자(5)의 회전각도(α)를 결정한다.
우선, 회전각도(α)를 결정하는 제 1 방법으로서, 전리상자의 전체 길이와, 전리상자측벽의 두께에 안전율을 곱하여 구한 불감대의 값을 사용하여 구할 수 있다. 즉, 전리상자(5)의 전체 길이를 2L로 하고, 전리상자측벽의 두께(t)에 안전율(γ)을 곱하여 구한 불감대(11)의 값을 T(=t·γ)로 한 경우, 피측정물(4)의 흐름방향에 대하여 불감대가 없어지는 전리상자(5)의 회전각도(α)는 α=tan-1(T/L)로서 구해진다. 안전율(γ)은 임의의 정수(예를 들어, 2)로 한다.
다음에, 회전각도(α)를 결정하는 제 2 방법으로서 전리상자의 전체 길이와, 전리상자 내부직경 및 전리상자 중심부에 대한 가스량비를 사용하여 구한 불감대의 값을 사용하여 구할 수 있다. 도 12에 도시한 바와 같이 전리상자(5)의 중심부(O)에 대하여 가스량비가 c가 되는 위치를 불감대(11)와의 경계가 되는 위치로 하고, 중심부(O)를 지나는 수평선상의 상기 위치를 B로 한다. 즉, 위치 B는 전리상자 내부직경을 2r로 했을 때, 위치 B로부터 그 위쪽의 내벽의 위치 C까지의 거리를 l1로 하면, l1=c·r이 되는 위치로 한다. 또한, 도면에서 중심부(O)의 위쪽의 내벽의 위치를 A, 중심부(O)로부터 위치 B까지의 거리를 t", 위치 B로부터 그 수평방향의 내벽의 위치 D까지의 거리를 t'로 하고, OA와 OC가 이루는 각도를 β로 한다.
여기에서 l1=c·r이지만 도면에서 l1=rcosβ가 되므로, c=cosβ가 되고, 따라서 전리상자 중심부에 대한 가스량비(c)가 주어지면 각도 β를 구할 수 있다. 또한, 도면에서 t"=rsinβ이므로 불감대(11)의 값 T는 다음과 같이 하여 구할 수 있다.
그리고, 이와 같이 하여 구한 불감대(11)의 값 T와 전리상자(5)의 전체길이(2L)로부터 피측정물(4)의 흐름방향에 대해서 불감대가 없어지는 전리상자(5)의 회전각도(α)를 α=tan-1(T/L)로 하여 구할 수 있다. 또한, 전리상자 중심부에 대한 가스량비(c)는 임의의 정수(예를 들어, 0.5)로 할 수 있다.
또한, 제 3 방법으로서 전리상자의 전체 길이와, 전리상자 외부직경 및 가스충만계수(가스가 충만하고 있는 유효직경의 계수)를 사용하여 구한 불감대의 값을 사용하여 구할 수 있다. 전리상자 외부직경을 2R로 했을 때 도 13에 도시한 바와 같이 전리상자(5)의 중심부(O)를 지나는 수평선상에서 중심부(O)로부터의 거리가 전리상자 외부직경의 반의 값(R)에 가스충만계수(c')를 곱한 값의 위치 E를 불감대(11)와의 경계로 하고, 불감대(11)의 값(T)을 다음과 같이 하여 구한다.
그리고, 이와 같이 하여 구한 불감대(11)의 값(T)과 전리상자(5)의 전체 길이(2L)로부터 피측정물(4)의 흐름방향에 대해서 불감대가 없어지는 전리상자(5)의회전각도(α)를 α=tan-1(T/L)로 하여 구할 수 있다. 또한, 가스충만계수(c')는 임의의 정수(예를 들어 0.7∼0.8정도의 값)으로 할 수 있다.
(제 7 실시형태)
도 14는 본 발명의 제 7 실시형태를 설명하는 도면이다. 제 1∼제 6 실시형태와 같이, 전리상자(5)를 복수개 인접시켜 배열하고 있는 경우, 전리상자(5)에는 발생기(3)로부터 방사된 방사선(14) 이외에 인접하는 전리상자(5)로부터의 산란선(13)이 입사되므로, 가장자리부의 정밀도 저하, 분해능력 저하 등 측정결과에 악영향을 미치는 경우가 있다.
그래서, 상기 실시형태에서는 이와 같은 산란선(13)의 영향을 감소시키기 위해 인접하는 전리상자(5) 사이에 분리판(12)을 배치하고 있다.
분리판(12)의 두께는 산란선을 충분히 흡수할 수 있는 두께로 하고 분리판(12)의 길이, 높이에 대해서는 각각 전리상자(5)의 길이, 높이와 동등 이상으로 한다.
또한, 분리판(12)의 재질은 스텐레스강(예를 들어 SUS304)을 사용할 수 있지만, 산란선을 흡수할 수 있는 재질이면 한정되지 않는다. 예를 들어, 텅스텐, 아연 등을 사용할 수 있다.
또한, 선흡수 계수가 큰 재질의 것일수록 판두께를 얇게 할 수 있다.
또한, 이와 같이 분리판(12)을 사용한 경우, 피측정물(4)의 흐름방향에 대해서 불감대가 없어지는 전리상자(5)의 회전각도(α')는 분리판(12)의 판두께를 t2로했을 때, 제 6 실시형태의 경우의 T 대신, (T+0.5t2)를 사용하여 α'=tan-1{(T+0.5t2)/L}로 하여 구할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 전리상자의 배치를 피측정물의 흐름방향에 대하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시킴으로써 방사선 감도가 낮은 영역이 감소하고, 측정영역 전체에 걸쳐어 감도의 변화가 적은 다점계측 두께 측정계를 얻을 수 있고, 피측정물에 국소적으로 하이스폿(결함)이 있는 경우에, 이것을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 입력된 신호로부터 사행량을 구하고 이것을 각 측정위치간을 보간한 함수에 적용함으로써 피측정물의 사행에 의한 목표측정위치의 어긋남에 대응할 수 있고, 목표측정위치 부근의 측정을 연속적으로 실시할 수 있다.

Claims (9)

  1. 방사선원, 전리상자를 갖고, 상기 방사선원으로부터 방사되어 피측정물을 투과하여 입사된 방사선의 레벨에 관련된 출력신호를 얻는 검출수단 및 상기 검출수단의 출력신호로부터 상기 피측정물의 두께를 연산하는 연산수단을 구비하고, 상기 전리상자를 상기 피측정물의 흐름방향에 대해서 임의의 각도회전시켜 배열한 것을 특징으로 하는 다점계측 두께 측정계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산수단은 상기 피측정물의 폭을 측정하는 수단에 의해 측정된 폭값이 입력되고 상기 피측정물의 가장자리 위치, 또는 중심위치를 연산하고 상기 검출수단의 출력신호로부터 연산한 두께에 대한 상기 피측정물의 가장자리 위치, 또는 중심위치로부터의 위치를 특정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다점계측 두께 측정계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산수단은 상기 피측정물의 가장자리를 검출하는 수단으로부터의 출력신호가 입력되고 상기 피측정물의 가장자리 위치를 연산하고 상기 검출수단의 출력신호로부터 연산한 두께에 대한 상기 피측정물의 가장자리 위치로부터의 위치를 특정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다점계측 두께 측정계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산수단은 외부장치로부터의 중심 어긋남량이 입력되고, 상기 피측정물의 중심위치를 연산하고 상기 검출수단의 출력신호로부터 연산한 두께에 대한 상기 피측정물의 중심위치로부터의 위치를 특정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다점계측 두께 측정계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전리상자는 목표측정위치를 포함하는 소정범위의 위치에 배열되어 있으며, 상기 연산수단은 상기 피측정물의 폭을 측정하는 수단, 또는 상기 피측정물의 가장자리를 검출하는 수단, 또는 외부장치로부터의 출력신호가 입력되고, 상기 피측정물의 사행량을 구함과 동시에 복수의 측정위치의 두께값을 기초로 측정위치간의 두께값을 산출하기 위한 보간함수를 구하고, 상기 보간함수에 의해 상기 목표측정위치로부터 상기 사행량 어긋난 위치의 두께값을 연산하는 것을 특징으로 하는 다점계측 두께 측정계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전리상자는 원통의 측면으로부터 방사선을 입사하는 구조의 것으로 하고, 상기 전리상자의 전체 길이와, 상기 전리상자측벽의 두께에 안전율을 곱하여 구한 불감대의 값을 사용하여, 상기 피측정물의 흐름방향에 대해서 상기 불감대가 없어지는 상기 전리상자의 회전각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 다점계측 두께측정계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    원통의 측면으로부터 방사선을 입사하는 구조의 것으로 하고, 상기 전리상자의 전체 길이와, 상기 전리상자의 내부직경 및 상기 전리상자 중심부에 대한 가스량비를 사용하여 구한 불감대의 값을 사용하여, 상기 피측정물의 흐름방향에 대해서 상기 불감대가 없어지는 상기 전리상자의 회전각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 다점계측 두께 측정계.
  8. 제 1 항에 있어서,
    원통의 측면으로부터 방사선을 입사하는 구조의 것으로 하고, 상기 전리상자의 전체 길이와, 상기 전리상자의 외부직경 및 가스충만계수를 사용하여 구한 불감대의 값을 사용하여, 상기 피측정물의 흐름 방향에 대해서 상기 불감대가 없어지는 상기 전리상자의 회전각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 다점계측 두께 측정계.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접하는 2개의 상기 전리상자간에 분리판을 삽입한 것을 특징으로 하는 다점계측두께 측정계.
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