KR20160045037A - 스트립 이동 방향으로 연장되는 센서 바아를 구비한 평탄도 측정 롤 - Google Patents

스트립 이동 방향으로 연장되는 센서 바아를 구비한 평탄도 측정 롤 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써 스트립, 특히 금속 스트립의 평탄도 결함을 검출하는 평탄도 측정 롤로서, 롤 표면에 통합되어 있고 롤의 길이를 따라 축선방향으로 이격되어 있는 각각의 위치에 있는 스트립 인장응력 측정용의 복수의 측정 사이트를 갖고, 상기 측정 사이트 각각에는, 롤 표면과 동일한 높이로 되어 있고 1개 또는 복수 개의 힘 측정 센서 상에 지지되어 있는 측정체가 하나씩 구비되어 있어, 롤 표면의 상면도 관점에서, 측정체는 롤의 축에 수직하고 스트립-이동 방향으로 연장되는 길이 방향으로 가늘고 길게 뻗어 있으며, 측정체는 그 전체 길이 중 측정 길이를 형성하는 적어도 일부분에 걸쳐 일정한 폭을 갖고, 그 결과 측정 사이트는 각각의 축선방향 위치에서 롤의 일회전당 복수의 측정을 각각 수행할 수 있는 것인 평탄도 측정 롤에 관한 것이다.

Description

스트립 이동 방향으로 연장되는 센서 바아를 구비한 평탄도 측정 롤{FLATNESS-MEASURING ROLL HAVING SENSOR BARS EXTENDING IN THE STRIP-TRAVEL DIRECTION}
본 발명은, 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써 스트립, 특히 금속 스트립의 평탄도 결함을 검출하는 평탄도 측정 롤로서, 롤 표면에 통합되어 있고 롤의 길이를 따라 서로 다른 축선 방향 위치에 분포되어 있는 스트립 인장응력 측정용의 복수의 측정 사이트를 갖고, 상기 측정 사이트 각각에는, 롤 표면과 동일한 높이로 되어 있고 1개 또는 복수 개의 힘 측정 센서 상에 지지되어 있는 측정체가 하나씩 구비되어 있는 것인 평탄도 측정 롤에 관한 것이다.
이러한 평탄도 측정 롤은, 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써, 스트립, 특히 금속 스트립에서의 평탄도 결함을 검출하는 것으로서, 전체 스트립 폭에 걸쳐 스트립 인장응력 하에 있는 스트립은 특정의 권취 각도로 평탄도 측정 롤을 감싸고, 이와 같이 함으로써, 스트립 폭의 방향에서의 국부적인 길이방향 인장응력 분포에 관하여, 국부적인 접촉력을 평탄도 측정 롤에 인가하며, 이를 통해 스트립 인장응력의 분포가 검출될 수 있다. 이때, 개별 스트립 섹션의 길이 편차는 인장응력의 차로 나타내어지므로, 스트립의 결함과 특히 리플(ripple) 및 스트립의 휨은 스트립 폭에 걸쳐서의 스트립 인장응력의 분포로부터 바로 결정될 수 있다.
개개의 측정 사이트의 측정 유닛은 커버를 형성하는 데, 이러한 커버는 그 아래에 위치해 있는 힘 측정 센서, 예컨대 압전 결정체에 작용한다. 이 경우에, 압전 결정체를 사이에 두고서 커버를 롤에 맞닿게 죄는 것이 적절하다. 한편에서는 측정체 또는 커버와의 사이에서 그리고 다른 한편에서는 롤 본체와의 사이에서 힘 션트(shunt)를 최소화하기 위해, 측정체 또는 커버는 완전히 둘러싸는 갭에 의해 롤 표면으로부터 분리되어 있고, 롤과 접촉하는 일 없이, 오로지 힘 측정 센서에만 맞닿게 죄어져 있다. 따라서, 측정체 또는 커버는 응력을 받을 때, (완전히) 눈에 띄는 커버의 변형 없이, 힘 측정 센서에 밀어붙여진다.
이러한 측정 롤들이 예컨대 EP 0 595 072 [US 5,629,487] 또는 DE 10 2004 008 303 [US 7,357,022] 공보에 알려져 있다.
EP 0 595 072에 공지된 평탄도 측정 롤에서, 측정체는 각각의 로드 셀 상에 각각 놓여 있는 환형의 커버이다. 개개의 측정 사이트가 서로 다른 축선방향 위치에 대해 스트립 인장응력을 검출하도록, 복수 개의 상기한 측정 사이트가 스트립 폭에 걸쳐 분포되어 있다. 이 경우에, 측정 사이트들은 스트립 폭에 걸쳐서만 분포되어 있는 것이 아니라 롤의 주위에 둘레방향으로도 분포되어 있다. 각각의 측정 사이트는 각각의 회전 동안에 측정값을 형성하는 것을 가능하게 한다.
DE 10 2004 008 303 공보에서는, 측정체로서의 평탄도 센서 바아가 롤 표면에 통합되어 있고 센서 상에 지지되어 있으며, 스트립 폭에 걸쳐 인장응력의 분포를 결정하도록 롤의 축에 대해 경사를 이루며 연장되어 있어, 상기한 센서 바아가 한편에서는 특정 폭의 영역에 걸쳐 연장되고, 다른 한편에서는 롤 영역의 특정 각도 범위에 걸쳐 연장되어 있는 것인, 평탄도 측정 롤이 공지되어 있다. 롤 축에 대해 경사를 이루며 위치해 있는 상기한 센서 바아는, 롤(마찬가지로 스트립)의 서로 다른 각각의 축선방향 위치에 대해 연속적으로 측정을 복수회 행할 수 있게 하고, 그 결과 하나의 측정체(즉 하나의 센서 바아)가 서로 다른 축선방향 위치에서 측정을 행할 수 있다. 이 경우, 일반적으로 복수의 상기한 평탄도 센서 바아는 스트립 폭에 걸쳐 분포되어 있고, 측정 롤 또는 금속 스트립의 특정 폭 범위를 각각 커버한다.
이러한 공지의 평탄도 측정 롤은 일반적으로 성공적으로 입증되었으나; 특히 측정 정확도에 관하여서는 개선의 여지가 있다. 본 발명이 관여하고자 하는 부분이 이러한 점이다.
또한, DE 41 35 614 공보에는, 힘 측정 센서가 브리지에 의해 롤 상에서 둘레방향으로 덮여 있는 평탄도 측정 롤이 공지되어 있는데, 이 경우에 브리지가 롤의 단면에서의 양측에서 나사 볼트에 의해 직접 고정되어 있어, 측정 동안에 브리지의 휨이 발생한다.
유사하게, EP 2 447 198 [US 8,814,076] 공보에는, 측정 사이트 어레이가 롤의 리세스에 현수되어 있는 측정 롤이 공지되어 있다.
본 발명은, 측정 정확도를 향상시키면서도 간단한 방식으로 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써, 평탄도 결함을 검출 가능한, 전술한 분야의 평탄도 측정 롤의 창출을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위해, 본 발명은, 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써 스트립, 특히 금속 스트립의 평탄도 결함을 검출하는 평탄도 측정 롤로서, 롤 표면에 통합되어 있고 롤의 길이를 따라 축선방향으로 이격되어 있는 각각의 위치에 있는 스트립 인장응력 측정용의 복수의 측정 사이트를 갖고, 상기 측정 사이트 각각에는, 롤 표면과 동일한 높이로 되어 있고 1개 또는 복수 개의 힘 측정 센서 상에 지지되어 있는 측정체가 하나씩 구비되어 있으며, 롤 표면의 상면도 관점에서, 측정체는 롤의 축에 수직하고 스트립-이동 방향으로 연장되는 길이 방향으로 가늘고 길게 뻗어 있으며, 측정체는 그 전체 길이 중 측정 길이를 형성하는 적어도 일부분에 걸쳐 (실질적으로) 일정한 폭을 갖고, 이에 따라 측정 사이트는 각각의 축선방향 위치에서 롤의 일회전당 복수의 측정값을 각각 검출할 수 있는 것인 평탄도 측정 롤을 교시한다.
이를 위해, 본 발명은, 롤의 매회전마다 그리고 더 나아가 각 측정 사이클 내에, 하나의 개개의 측정 사이트(한편으로는 측정체에 의해 다른 한편으로는 힘 측정 센서(들)에 의해 형성됨)가 특정의 축선방향 위치 또는 스트립-폭 좌표에 대해 복수의 측정값을 검출하여, 예컨대 이들 측정값으로부터 평균값을 형성할 수 있도록, 평탄도 측정 롤 또는 그 측정 사이트가 구성되었을 때, 측정 정확도가 현저히 향상될 수 있다고 하는 발견에 기초로 하고 있다. 이러한 복수의 측정값과 평균값 산출을 통해, 측정의 불확실성과 측정 오차가 줄어들어, 측정 정확도가 향상된다. 이는 본 발명에 따르면, 그 길이 중 적어도 일부분에 걸쳐 실질적으로 일정한 폭을 갖는 측정체를 구비하도록 측정 사이트가 구성되어, 하나의 동일한 측정체가 시간의 경과에 따라 동일한 축선방향 위치에 대해 복수의 측정값을 검출한다는 점에서 달성된다. 동일한 폭을 갖는 측정체의 길이를 측정 길이라 정의한다.
예를 들어, 라운드 커버를 갖는 종래 기술에 따른 공지의 평탄도 측정 롤에서는, 스트립이 지나갈 때, 접촉 영역의 크기가 끊임없이 변화하고, 이러한 이유로 하나의 측정 사이클 내에서, 결과적으로는 롤의 일회전마다, 가장 큰 값만이 평가될 수 있는데, 본 발명의 해결방안에서는, 측정 길이의 범위 내에서 동일한 스트립-폭 좌표에 대해 대표적인 측정값들을 기록하고, 이 측정값들을 접촉 영역의 크기가 다르다는 이유로 부정확한 값인 것으로 간주하는 일이 없기 때문에, 측정 사이클마다, 결과적으로는 롱의 일회전마다, 복수의 "사용 가능한 측정값"을 검출할 수 있게 된다. 이 경우에, 측정체들은 일반적으로 알려진 방식으로 완전히 둘러싸는 갭에 의해 롤 표면으로부터 분리되어 있고, 오로지 힘 측정 센서에만 맞닿게 죄어져 있다. DE 41 35 614에 공지된 측정 사이트와는 달리, 측정 브리지를 변형함으로써 측정값들을 검출하는 것이 아니라, 측정체, 예컨대 센서 바아를 충분히 작동시킴으로써 측정값들을 검출하고, 그 결과 주변 영역에서만 측정 길이의 범위 내에서 스트립이 측정체를 덮고 있을 때에는, 측정값들이 이미 검출되어 있을 수 있다.
일반적으로, 그 길이의 특정 부분에 걸쳐서 실질적으로 일정한 폭을 갖는다면, 측정체에 대해 다양한 기하학적 형태가 고려될 수 있다. 따라서, 상기한 커버의 측정체들은 예컨대 정사각형으로 구성될 수 있지만; 폭보다는 길이가 큰 센서 바아와 같이 측정체들이 직사각형으로 (또는 띠 모양으로) 구성되는 것이 특히 바람직하다. 이 경우에, 본 발명은, (둘레방향에서) 측정체의 길이 또는 측정 길이가 길어서 각각의 축선방향 위치에 대해 복수의 측정값을 검출할 수 있다고 하는 발견에 기초로 하고 있다. 길이에 비해 폭을 줄이는 구성은, 복수의 측정체가 롤의 길이를 따라, 그리고 이에 따라 스트립 폭 전체에 걸쳐서도, 서로 나란히 일렬로 배치될 수 있고, 그 결과 스트립 폭에 걸쳐 측정의 해상도가 향상될 수 있다는 이점을 갖는다. 이를 목적으로, 측정체의 측정 길이는 권취 각도에 기초를 두고 있는 스트립과 롤의 접촉 길이보다 긴 것이 바람직하다.
예를 들어, 롤의 직경이 600 ㎜이고 권취 각도가 5?라고 하면, 이론적인 스트립의 접촉 길이는 약 26 ㎜가 된다. 센서 바아의 측정 길이가 80 ㎜이고 2 ㎜마다 측정을 하는 경우, 처음에는 스트립이 센서 바아와 0 내지 26 ㎜로 접촉하게 되고, 다음 측정에서는 2 ㎜ 내지 28 ㎜ 등으로 접촉하게 된다. 각각의 측정이 끝나면, 54 ㎜ 내지 80 ㎜로 접촉이 일어나고, 그 결과 이 예시적인 실시형태에서는 하나의 센서 바아를 이용하여 각 측정 사이클마다 각각의 스트립-폭 좌표에 대해 28회의 측정을 할 수 있게 된다.
측정체, 예를 들어 센서 바아는, 길이방향으로 줄지어 배치된(정렬된) (적어도) 2개의 힘 측정 센서 각각의 위에 놓여 있는 것이 특히 바람직하다. 힘 측정 센서들은 센서 바아의 단부 섹션에 각각 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에, 2개 또는 복수의 힘 측정 센서가 측정값의 검출에 사용될 수 있고, 여기서 두 신호는 모두 예컨대 합산된다. 이와 같이 함으로써, 센서 바아 또는 측정체가 주로 센서들 중의 하나의 영역에서, 또는 예컨대 센서들 사이의 영역에서 응력을 받는가의 여부와는 무관하게, 전체 측정 길이에 걸쳐서 신뢰 가능한 방식으로, 측정값들이 대표적으로 기록될 수 있다. 결과적으로 발생된 측정 힘은, 측정 동안에 센서 바아를 가로질러 이동하고, 그리고 - 롤의 직경에 따라서는 - 언제나 정확히 힘 측정 센서의 측정 방향에 있는 것은 아니며, 반경에 대해 오프셋되어 배향될 수 있기 때문에, 적어도 이론적으로는 "측정 에러"가 발생할 수 있다. 그러나, 이러한 편차는 통상의 롤 직경에서는 매우 작고, 그렇지 않다면 알고 있는 각도 위치에 기초하여 이러한 편차들 재검토하고 정정할 수 있는 가능성이 쉽게 존재한다.
바람직하게는 하나의 측정체, 예컨대 하나의 센서 바아가 2개의 힘 측정 센서, 예컨대 2개의 압전 요소 상에 놓이지만, 통상적으로 측정체, 예컨대 센서 바아를, 중앙에 위치한 힘 측정 센서 상에만 위치시키고, 이 개개의 힘 측정 센서를 사이에 두고서, 측정체와 롤을 죄는 구성도 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다. 이는 특히, 응력이 인가되는 동안에 (눈에 띄는) 변형이 발생하지 않을 정도로 측정체가 충분히 비가요성인 경우에도 가능하다. 그러나, - 전술한 바와 같이 - (적어도) 2개의 힘 측정 센서와 함께 1개의 측정체가 작동하는 것이 바람직하다.
복수의 측정 사이트가 측정 사이트의 그룹으로 묶이고, 이러한 측정 사이트의 그룹이 공통의 둘레방향 위치에서 롤의 길이를 따라 서로 간격을 두고 분배되어 위치해 있는 복수의 측정 사이트를 갖는 것이 매우 바람직하다. 이러한 방식에서는, 상기한 측정 사이트 그룹에 의해, 롤의 하나의 각도 위치에서 스트립 폭 전체에 걸쳐서의 스트립 인장응력의 분포를 동시에 측정하는 것이 가능할 수 있다. 비교적 좁은 측정체, 예컨대 센서 바아가 사용될 수 있지만, 공통의 각도 위치에 복수의 측정 사이트를 서로 나란히 위치시키는 것이 가능할 수 있다. 예컨대 라운드 커버 또는 측정 사이트와는 달리, 서로 나란히 위치한 측정 사이트들을 서로 둘레방향으로 오프셋되게 배치할 필요가 없다. 이 경우에는, 안정성을 이유로, 인접한 두 측정 사이트 사이에 소정의 (자유) 최소 간격을 유지하는 것이 적절한 데, 상기 간격은 예컨대 20 ㎜ 내지 100 ㎜, 바람직하게는 30 ㎜ 내지 70 ㎜이다. 이러한 방식에서는, 복수의 센서가 서로 바로 이웃해 위치되어 있더라도, 롤의 강성은 전반적으로 확보된다.
이 실시형태를 더 발전시킨 구성에서, 복수의 상기한 측정 사이트 그룹 또는 센서 바아 열을 롤의 주위에 둘레방향으로 분포시키는 것이 가능할 수 있어, 각 측정 사이트 그룹은 서로 다른 각도 위치에 위치된다. 이 경우에, 측정 사이트 그룹의 측정 사이트들은 각각 동일한 축선방향 위치 또는 스트립-폭 좌표에 위치되어, 측정 사이트 그룹들이 각각의 동일한 스트립-폭 좌표에 대해 측정을 하는 구성이 가능할 수 있다. 이 경우에, 롤이 일회전하는 동안에, 각각의 개별 센서 바아 그룹에 의해 스트립 폭 전체에 걸쳐서 완벽한 측정을 행하는 것이 가능할 수 있고, 그 결과 평균값 산출을 통해 측정 정확도가 더 향상된다. 별법으로서, 서로 다른 스트립-폭 좌표가 하나의 측정 사이트 그룹에 의해 측정되고 나서 다른 측정 사이트 그룹에 의해 측정되도록, 둘레방향으로 간격을 두고 나란히 배치된 두 측정 사이트 그룹의 측정 사이트들을, 축선방향에서 적어도 부분적으로 서로 오프셋되게 위치시키는 것도 또한 가능할 수 있다. 이렇게 함으로써, 스트립 폭에 걸쳐서의 측정의 해상도가 향상될 수 있고, 그 결과 거의 연속적인 해상이 가능해진다. 예를 들어, 롤의 외표면에 8열의 센서 바아가 위치되어 있고, 이들 센서 바아의 열은 하나의 열 내에서 각각 50 ㎜의 측정 간격을 두고 배치되어 있는 경우에, 롤의 일회전당 스트립 폭 방향으로 6.25 ㎜의 해상도가 얻어질 수 있다.
오프셋 배치 구성의 경우, 모든 측정 사이트 그룹이 특정 축선방향 위치에 측정 사이트를 갖는 구성, 즉 측정 사이트 그룹마다 적어도 하나의 측정 사이트가 항상 동일한 스트립-폭 좌표에, 예컨대 항상 스트립의 중앙에 배치되어 있는 구성은 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다. 이러한 측정 사이트는 기준 측정 사이트로서 사용될 수 있다. 동일한 스트립-폭 좌표에서의 측정에 편차가 발생하였다고 하면, 스트립의 인장응력이 변동된 것으로 결론내려질 수 있고, 그 결과 상기한 기준 측정 사이트의 도움으로, 스트립의 인장응력의 변동이 필터링될 수 있다.
상기 롤은, 일반적으로 알려진 방식으로, 코팅되지 않거나 코팅될 수 있다. 이를 목적으로, 일반적으로 알려진 코팅, 예컨대 고무/플라스틱으로 이루어진 코팅, 또는 예컨대 볼프람 카바이드 등의 하드 코팅을 이용할 수 있다. 코팅은 - 공지의 평탄도 측정 롤에서와 마찬가지로 - 각각의 용도에 맞춰 정해질 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 평탄도 측정 롤을 이용하여, 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써, 스트립의 평탄도 결함을 결정하는 방법을 그 대상으로 한다. 이 방법은, 롤의 일회전마다 각각의 축선방향 위치에 대해 복수의 측정값이 측정 사이트에 의해 검출된다는 점에서 구별된다. 바람직하게는, 각각의 축선방향 위치에 대해 측정 사이트로 검출한 측정값들로부터 평균값을 결정할 수 있다. 이 경우에, 측정 사이트 또는 센서 바아와 스트립의 접촉 길이는, 측정 사이트 또는 센서 바아의 길이보다 짧은 것이 바람직하다. 또한, 측정 롤의 매회전마다, 각각의 측정 사이트에 출현하기 전에, 힘 측정 센서의 리셋을 매번 행하는 것은 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다.
이하에서는, 단 하나의 실시형태만을 예시하는 도면을 참조로 하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.
도 1a는 롤 표면의 상면도의 관점에서 바라본 본 발명에 따른 평탄도 측정 롤을 보여주고;
도 1b는 도 1a에 따른 롤의 단면도이며;
도 2는 도 1b에 따른 롤의 확대 상세도이고;
도 3a 및 도 3b는 수정된 실시형태에서의 롤을 도 1a, 도 1b에 따라 보여주며;
도 4a 및 도 4b는 다른 실시형태에서의 롤을 도 1a, 도 1b에 따라 보여주고;
도 5a 및 도 5b는 수정된 실시형태에서의 롤을 도 1a, 도 1b에 따라 보여준다.
이들 도면은 직경이 D이고, 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써 스트립(2), 특히 금속 스트립의 평탄도 결함을 검출할 수 있는, 평탄도 측정 롤(1)을 보여준다. 이러한 평탄도 측정 롤은 통상적으로 수동적인 것으로서 스트립 처리 시스템에는 비작동 상태로 통합되어 있어, 연속 작동 도중에 스트립(2)의 평탄도를 검출할 수 있으며, 스트립은 평탄도 측정 롤(1) 둘레에 특정 권취 각도로 감긴다. 도 2에만 스트립(2)이 넌지시 나타내어져 있다. 이러한 평탄도 측정 롤(1)은 복수의 측정 사이트(3)를 갖는데, 이들 측정 사이트는 롤 표면에 통합되어 있고, 스트립의 인장응력을 측정하기 위해, 롤의 길이(B)에 걸쳐 분포되어 있는 서로 다른 축선방향 위치에 자리 잡고 있다. 각각의 측정 사이트(3)는 롤 표면과 동일한 높이로 되어 있는 측정체(4)를 각각 하나씩 구비하는데, 이 실시형태에서 측정체는 센서 바아(4)이며 2개의 힘 측정 센서(5) 상에 위치해 있다. 이러한 힘 측정 센서 또는 로드 셀(load cell)(5)은 예컨대 압전 결정체 또는 이러한 압전 결정체를 갖는 측정 요소일 수 있다. 측정체(4)는 힘 측정 센서(5)를 사이에 두고서 힘 측정 센서(5)의 커버로서 롤에 맞닿게, 예컨대 도면에는 도시되어 있지 않은 장착 나사, 장착 로드 등에 의해, 죄어져 있다. 이를 목적으로, 예컨대 DE 10 2004 008 303 또는 DE 10 2008 030 282[US 8,132,475]를 통해 일반적으로 알려진 해결방안을 다시 참조해 볼 수 있다.
본 발명에 따르면, 롤 표면의 상면도 관점에서, 측정체(4)는 롤의 축(6)에 수직하고 스트립-이동 방향으로 연장되는 그 길이 방향으로 배향되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 센서 바아(4)로서 구성되어 있는 측정체는, DE 10 2004 008 003에 따른 관련 기술에서와 같이, 롤의 축에 대해 경사진 상태로 위치해 있는 것이 아니라 똑바로 위치해 있다. 이 예에서, 상기한 센서 바아(4)는 그 전체 길이(l')의 거의 상당 부분에 걸쳐 일정한 폭(b)을 갖는다. 이러한 전체 길이(l')의 일부분을 측정 길이(l)라 한다. 이 실시형태에서, 센서 바아(4)는 그 전체 길이(l')뿐만 아니라 측정 길이(l)도 폭(b)보다 크다.
본 발명에 따른 실시형태에 의하면, 각각의 개별 측정 사이트(3)가 스트립의 각각의 폭 위치에서 롤의 일회전당 스트립의 인장응력에 대한 복수의 측정값을 취하는 것이 가능해진다. 롤의 직경(D)이 예컨대 600 ㎜이고 권취 각도가 5?라고 하면, 예컨대 측정 길이(l)가 80 ㎜인 센서 바아(4)로, 단일 측정 사이트에 의해 28개의 측정값이 형성되도록 롤의 일회전에서 2 ㎜마다 측정을 하여, 측정 사이트가 동일한 측정들이 행해질 수 있다. 이로써 측정 정확도가 현저히 향상되는데, 이는 예컨대 롤의 일회전마다 얻어지는 개개의 측정값들로부터 평균값을 정할 수 있기 때문이다.
도 1a와 도 1b는 상기한 예의 제1 실시형태를 보여주는 데, 이 실시형태에서는 모든 측정 사이트(3)가 공통의 둘레방향 위치 또는 각도 위치에서 롤의 길이를 따라 서로 간격(A)을 두고 줄지어 늘어서 있는 측정 사이트의 그룹(M)을 형성하고 있다. 따라서, 도 1a와 도 1b에 따른 이 실시형태에서, 모든 측정 사이트(3)는 서로 다른 축선방향 위치에 대한 측정값을 동시에 결정할 수 있다.
도 3a와 도 3b에 따른 수정된 실시형태에서는, 2개의 측정 사이트 그룹(M)이 마련되어 있는데, 이들 측정 사이트 그룹은 각각 축선방향으로 줄지어 늘어서 있고 또는 둘레방향에서 각각 위치해 있으며, 이를 위해 특정 각도로 오프셋되어 줄지어 배치되어 있다. 도 3a에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기한 두 측정 사이트 그룹(M)의 측정 사이트(3)들은 둘레방향으로 오프셋되어 있을 뿐만 아니라, 특히 축선방향으로도 서로 오프셋되게 배치되어 있다. 이러한 이유로, 어느 하나의 측정 사이트 그룹(M)은 다른 하나의 측정 사이트 그룹(M)과는 다른 축선방향 위치에 대해 측정값을 결정할 수 있어, 스트립 폭 전체에 걸쳐서의 롤의 해상도가 증대된다.
도 4a와 도 4b 또는 도 5a와 도 5b는 이러한 개념을 더 발전시킨 구성을 보여주는 데, 측정 사이트 그룹들이 축선방향으로 오프셋되어 있어, 스트립 폭 전체에 걸쳐서의 롤의 해상도를, 스트립 폭 전체에 걸쳐 거의 연속적으로 측정이 이루어지는 수준까지 높일 수 있다.
이 경우에는, 모든 측정 사이트 그룹(M)이 동일한 축선방향 위치에, 여기서는 롤의 중심에, 측정 사이트를 갖고 있다는 것도 또한, 도 4a와 도 4b 또는 도 5a와 도 5b로부터 확인할 수 있다. 따라서, 롤의 중심에 있는 이 센서 바아(4)는 기준으로 사용될 수 있고, 이 센서 바아(4)로 인해, 발생 가능한(일시적인) 스트립의 인장응력의 변화로부터 받는 영향을 필터링할 수 있다. 예를 들어 바로 연이어 위치해 있는 2개의 중앙 센서 바아(4)가 동일한 축선방향 위치에서 서로 다른 스트립 인장응력을 결정한다면, 이는 일시적인 스트립 인장응력의 변화에 비롯된 것으로 할 수 있다.
또한, 측정 롤(1)은 단부 베어링(7)에 수동적인 측정 롤로서 회전 가능하게 장착된다는 것을 상기한 도면들로부터 확인할 수 있다. 그러나 별법으로서, 가속 또는 감속시의 미끄러짐을 방지하기 위해 적어도 하나의 구동부, 예컨대 가속 장치를 롤에 마련하는 것도 가능하다. 상세한 설명은 생략한다.
개개의 센서 바아(4)는 넌지시 나타내어져 있기만 한 완전히 둘러싸는 갭(8)에 의해 롤 표면으로부터 분리되어 있고, 오로지 힘 측정 센서(5)에만 맞닿게 죄어져 있어, 센서 바아는 롤 본체 상에 (직접) 지지되어 있지는 않다. 이러한 식으로, 일반적으로 알려진 방식으로 힘의 션트(shunt)가 방지 또는 최소화된다. 또한, 이러한 배치 구성에 의해, 스트립과 센서 바아의 서로 다른 접촉 지점에 대해, 하나의 동일한 센서 바아로 비슷한 측정을 계속 행할 수 있게 된다.

Claims (16)

  1. 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써 스트립(2), 특히 금속 스트립의 평탄도 결함을 검출하는 평탄도 측정 롤(1)로서,
    롤 표면에 통합되어 있고 롤의 길이(B)를 따라 축선방향으로 이격되어 있는 각각의 위치에 있는 스트립 인장응력 측정용의 복수의 측정 사이트(3)를 갖고,
    상기 측정 사이트(3) 각각에는, 롤 표면과 동일한 높이로 되어 있고 1개 또는 복수 개의 힘 측정 센서(5) 상에 지지되어 있는 측정체(4)가 하나씩 구비되어 있으며,
    롤 표면(6)의 상면도 관점에서, 측정체(4)는 롤의 축에 수직하고 스트립-이동 방향으로 연장되는 길이 방향(R)으로 가늘고 길게 뻗어 있으며,
    측정체(4)는 그 전체 길이(l') 중 측정 길이(l)를 형성하는 적어도 일부분에 걸쳐 (실질적으로) 일정한 폭(b)을 갖고,
    측정 사이트(3)는 각각의 축선방향 위치에서 롤의 일회전당 복수의 측정값을 각각 검출할 수 있는 것인 평탄도 측정 롤.
  2. 제1항에 있어서, 측정체(4)는 폭에 비해 전체 길이(l') 및/또는 측정 길이(l)가 큰 센서 바아이고, 바람직하게는 전체 길이(l') 또는 측정 길이(l)가 폭(b)의 적어도 2배, 특히 바람직하게는 적어도 3배인 것인 평탄도 측정 롤.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측정체(4), 예를 들어 센서 바아는, 길이방향으로 줄지어 배치된 2개의 힘 측정 센서(5) 상에 놓여 있는 것인 평탄도 측정 롤.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 사이트의 그룹(M)이, 공통의 각도 위치에서 롤의 길이(B)를 따라 간격을 두고 배치된 복수의 측정 사이트(3)를 갖는 것인 평탄도 측정 롤.
  5. 제4항에 있어서, 복수의 측정 사이트 그룹(M)이, 둘레방향으로 간격을 두고 각각 서로 다른 각도 위치에 마련되어 있는 것인 평탄도 측정 롤.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 둘레방향으로 인접하여 줄지어 있는 두 측정 사이트 그룹(M)의 측정 사이트(4)들은 축선방향에서 적어도 부분적으로 서로 오프셋되게 위치되어 있는 것인 평탄도 측정 롤.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 측정 사이트 그룹(M)은, 예를 들어 특정 축선방향 위치에 기준 측정 사이트의 역할을 하는 측정 사이트(3)를 각각 하나씩 갖는 것인 평탄도 측정 롤.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 예를 들어 하나의 측정 사이트 그룹에는, 적어도 5개, 바람직하게는 적어도 8개, 예컨대 적어도 10개의 측정 사이트(3)가 롤 길이(B)에 걸쳐 간격을 두고 위치해 있는 것인 평탄도 측정 롤.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정체, 예를 들어 센서 바아는, 폭(b)이 10 ㎜ 내지 50 ㎜, 예컨대 10 ㎜ 내지 30 ㎜이고, 및/또는 전체 길이(l') 또는 측정 길이(l)가 50 ㎜ 내지 300 ㎜, 바람직하게는 50 ㎜ 내지 200 ㎜, 예컨대 60 ㎜ 내지 140 ㎜인 것인 평탄도 측정 롤.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정체(4)의, 예를 들어 센서 바아의 전체 길이(l') 또는 측정 길이(l)는, 롤 직경(D)의 5% 내지 20%인 것인 평탄도 측정 롤.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 인접한 두 측정 사이트 사이의 (자유) 간격(A)은 20 ㎜ 내지 100 ㎜인 것인 평탄도 측정 롤.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 측정체(4)는 완전히 둘러싸는 갭(8)에 의해 롤 표면으로부터 분리되어 있고, 오로지 힘 측정 센서(5)에만 맞닿게 죄어져 있는 것인 평탄도 측정 롤.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 평탄도 측정 롤을 이용하여, 스트립의 폭에 걸쳐 스트립 인장응력의 분포를 측정함으로써, 스트립의 평탄도 결함을 결정하는 방법으로서, 측정 사이트는 롤의 일회전마다 각각의 축선방향 위치에 대해 복수의 측정값을 각각 검출하는 것인 평탄도 결함 결정 방법.
  14. 제13항에 있어서, 각각의 축선방향 위치에 대해, 측정 사이트에 의해 검출된 측정값들로부터 평균값이 결정되는 것인 평탄도 결함 결정 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 측정체, 예컨대 센서 바아와 스트립의 접촉 길이는, 측정체, 예컨대 센서 바아의 길이 또는 측정 길이보다 짧은 것인 평탄도 결함 결정 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 롤의 매회전마다, 스트립이 측정체 상에 출현하기 전에, 힘 측정 센서의 리셋이 행해지는 것인 평탄도 결함 결정 방법.
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