(57)【要約】【課題】パスライン変動およびパスアングル変動による誤差を補正して、より高精度に板状の被測定物の幅方向の厚みプロファイルを測定することができる厚みプロファイル測定装置を提供する。【解決手段】実施形態の厚みプロファイル測定装置は、Ｘ線発生器と複数の電離箱を有する検出器とを備える検出部と、Ｘ線発生器から出力されるＸ線が物質を透過する際に、その物質の板厚、材質によってＸ線の減衰量が異なる特性を利用して、複数の電離箱による検出結果より被測定物の幅方向の板厚を測定する制御部とを備える厚みプロファイル測定装置である。このような厚みプロファイル測定装置において、検出器を通過する被測定物のパスライン変動量を求める第１変動量測定手段と、第１変動量測定手段により求めたパスライン変動量を基に、パスライン変動による板厚の測定誤差を補正した板厚プロファイルを求める第１補正手段とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生器と複数の電離箱を有する検出器とを備える検出部と、前記Ｘ線発生器から出力されるＸ線が物質を透過する際に、その物質の板厚、材質によってＸ線の減衰量が異なる特性を利用して、前記複数の電離箱による検出結果より板状の被測定物の幅方向の板厚を測定する制御部とを備える厚みプロファイル測定装置において、
前記検出器を通過する被測定物のパスライン変動量を求める第１変動量測定手段と、
前記第１変動量測定手段により求めた前記パスライン変動量を基に、パスライン変動による板厚の測定誤差を補正した板厚プロファイルを求める第１補正手段と、
を備えた厚みプロファイル測定装置。
【請求項２】
板厚毎・パスライン変動量毎の補正量が設定されたパスライン変動誤差補正テーブルを備え、前記第１補正手段は、設定板厚および前記第１変動量測定手段により求めた前記パスライン変動量を基に、前記パスライン変動誤差補正テーブルの該当する補正値を用いて、前記パスライン変動による厚み誤差の補正を行う、請求項１に記載の厚みプロファイル測定装置。
【請求項３】
前記検出器を通過する被測定物のパスアングル変動量を測定する第２変動量測定手段と、
前記第２変動量測定手段により求めた前記パスアングル変動量を基に、パスアングル変動による板厚の測定誤差を補正した板厚プロファイルを求める第２補正手段と、をさらに備えた請求項１または請求項２に記載の厚みプロファイル測定装置。
【請求項４】
前記第１変動量測定手段および前記第２変動量測定手段はそれぞれ、前記複数の電離箱の各々の位置に対応して、前記パスライン変動量および前記パスアングル変動量を求め、前記第１補正手段および前記第２補正手段はそれぞれ、前記複数の電離箱の各々の位置に対応して、前記パスライン変動による板厚の測定誤差および前記パスアングル変動による板厚の測定誤差を補正した板厚プロファイルを求める、請求項３に記載の厚みプロファイル測定装置。
【請求項５】
前記第１変動量測定手段により求めたパスライン変動量、前記第２変動量測定手段により求めたパスアングル変動量、ならびに、前記第１補正手段および前記第２補正手段により補正した板厚の測定結果にラベリング処理を施すようにした請求項４に記載の厚みプロファイル測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、厚みプロファイル測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な板状の物体（ここでは鋼板を例とする）の製造ラインにおいて、鋼板の幅方向の厚みプロファイルをリアルタイムに測定する厚みプロファイル測定装置が用いられている。従来の厚みプロファイル測定装置は、厚みプロファイルを測定するために、Ｘ線発生器と鋼板の幅方向に複数の電離箱を有する検出器とで構成される検出部を備えている。検出部では、鋼板を透過するＸ線発生器からのＸ線量を、各電離箱で電気信号に変換し、その電流を積分型ＡＤ変換器でディジタル変換し電流値として、厚みプロファイル測定装置の制御部へと伝送する。
【０００３】
制御部では、内蔵されるマイクロコンピュータにより、上記電流値と、設定値および事前に校正処理で求めておいた検量線パラメータとを用いて、板厚を演算し、板厚偏差を出力する。このような厚みプロファイル測定装置では、電離箱を複数用いて多点測定することで、幅方向の板厚プロファイルをリアルタイムに測定することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７０８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような厚みプロファイル測定装置を用いて鋼板の幅方向の板厚プロファイルを測定する際に、パスライン変動（鋼板が厚みプロファイル測定装置を通過すべき基準となる位置からの高さ変動）およびパスアングル変動（鋼板が厚みプロファイル測定装置を通過する際に幅方向に傾いた場合の傾きの変動）が発生する。
【０００６】
パスライン変動が発生し、Ｘ線発生器、検出器および鋼板の位置関係が変化すると、上記従来技術においては、検出器に入射されるＸ線の散乱線量が変化し、厚み誤差が発生してしまうという問題が生じる。さらに、パスアングル変動が発生すると、鋼板に対し斜めにＸ線が透過するため、上記従来技術においては、電離箱とＸ線発生器の位置関係で異なる厚み誤差が発生してしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線発生器と板状の被測定物の幅方向に複数の電離箱を有する検出器とを備えた厚みプロファイル測定装置において、パスライン変動およびパスアングル変動による誤差を補正して、より高精度に板状の被測定物の幅方向の厚みプロファイルを測定することができる厚みプロファイル測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の厚みプロファイル測定装置は、Ｘ線発生器と複数の電離箱を有する検出器とを備える検出部と、Ｘ線発生器から出力されるＸ線が物質を透過する際に、その物質の板厚、材質によってＸ線の減衰量が異なる特性を利用して、複数の電離箱による検出結果より被測定物の幅方向の板厚を測定する制御部とを備える厚みプロファイル測定装置である。このような厚みプロファイル測定装置において、検出器を通過する被測定物のパスライン変動量を求める第１変動量測定手段と、第１変動量測定手段により求めたパスライン変動量を基に、パスライン変動による板厚の測定誤差を補正した板厚プロファイルを求める第１補正手段とを備えた。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態にかかる厚みプロファイル測定装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、実施形態の厚みプロファイル測定装置の制御部の、厚みプロファイル測定にかかる機能構成を示す図である。
【図３】図３は、レーザ発振器からレーザ照射した被測定物の表面をエリアＣＣＤカメラで撮影して得られるレーザ投影画像の変化例を示した図である。
【図４】図４は、パスライン変動誤差補正テーブルの一例を示した図である。
【図５】図５は、被測定物の厚みＴ、被測定物を通過するＸ線の通過長Ｔ、および補正前厚みＴ”の関係を説明する図である。
【図６−１】図６−１は、パスライン変動誤差補正を実施した場合と実施しない場合の板厚の検出結果を示した図である。
【図６−２】図６−２は、２００ｍｍのパスライン変動が有った場合の様子を示した図である。
【図７−１】図７−１は、パスアングル変動誤差補正を実施した場合と実施しない場合の板厚の検出結果を示した図である。
【図７−２】図７−２は、５度のパスアングル変動が有った場合の様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
はじめに、厚みプロファイル測定装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態にかかる厚みプロファイル測定装置の全体構成を示す概略図である。
【００１１】
本実施形態の厚みプロファイル測定装置は、Ｘ線発生器１１と板状の被測定物（鋼板等）３の幅方向に複数の電離箱を有する検出器１２とで構成される検出部１を備える。被測定物３の厚みプロファイルを測定する際、検出部１を通過する被測定物３に対し、Ｘ線発生器１１からＸ線を照射する。そして、この被測定物３を透過するＸ線量を検出器１２の各電離箱で電気信号に変換し、その電流を積分型ＡＤ変換器（図示せず）でアナログ／ディジタル変換し、検出信号（電流値）として制御部２に伝送する。制御部２は、マイクロコンピュータを備えており、このマイクロコンピュータにより、検出部１から受ける電流値と、設定値および事前に校正処理で求めておいた検量線パラメータを用いて、板厚を演算し、板厚偏差を出力する（誤差補正無しの場合）。また、制御部２は、検出部１のＸ線照射に係る制御など検出部１の各種制御も行う。
【００１２】
以上の構成および板厚の算出方法は、従来の厚みプロファイル測定装置と同様であるが、本実施形態の厚みプロファイル測定装置の制御部２は、図２に示すように、パスライン変動量測定部２１、パスライン変動誤差補正部２２、パスアングル変動量測定部２３、パスアングル変動誤差補正部２４、および後述のパスライン変動誤差補正テーブル２５を備える。
【００１３】
パスライン変動量測定部２１は、被測定物３のパスライン変動量を求める。パスライン変動誤差補正部２２は、パスライン変動量測定部２１により求めたパスライン変動量を基に、後述のように、パスライン変動による板厚の測定誤差を補正した板厚プロファイルを求める。パスアングル変動量測定部２３は、検出部１を通過する被測定物３のパスアングル変動量を測定する。パスアングル変動誤差補正部２４は、パスアングル変動量測定部２３により求めたパスアングル変動量を基に、後述のように、パスアングル変動による板厚の測定誤差を補正した板厚プロファイルを求める。
【００１４】
なお、制御部２は、マイクロコンピュータと、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭや内蔵ＨＤＤなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、液晶ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００１５】
上記パスライン変動誤差補正テーブル２５および上記マイクロコンピュータが実行する制御プログラムは、上記内蔵ＨＤＤなどの記憶装置または上記外部記憶装置に格納されており、マイクロコンピュータが制御プログラムを主記憶装置としてのＲＡＭにロードし実行することにより、当該マイクロコンピュータが、上記パスライン変動量測定部２１、パスライン変動誤差補正部２２、パスアングル変動量測定部２３、および、パスアングル変動誤差補正部２４として機能する。
【００１６】
また、本実施形態の厚みプロファイル測定装置の検出部１は、被測定物３の幅方向にレーザ発振器１３およびエリアＣＣＤカメラ１４を備えている。パスライン変動量測定部２１およびパスアングル変動量測定部２３は、レーザ発振器１３からレーザ照射した被測定物３の表面をエリアＣＣＤカメラ１４で撮影して得られるレーザ投影画像（カメラ画像）の変化（図３参照）から、被測定物３のパスライン変動量およびパスアングル変動量を求める。または、レーザ発振器１３およびエリアＣＣＤカメラ１４に代えて、その他の検出器（センサ等）を用いて、被測定物３のパスライン変動量およびパスアングル変動量を検出する。
【００１７】
そして、被測定物３のパスライン変動量およびパスアングル変動量が求められると、以下のパスライン変動誤差補正およびパスアングル変動誤差補正を行う。
【００１８】
（１）パスライン変動誤差補正
制御部２には、図４に一例を示す、板厚毎・パスライン変動量（基準位置（パスライン０ｍｍ）からの高さデータ）毎の補正量が設定されたパスライン変動誤差補正テーブル２５が予め登録されている。制御部２のパスライン変動誤差補正部２２は、設定板厚および検出したパスライン変動量を基に、パスライン変動誤差補正テーブル２５の該当する補正値を用いて、パスライン変動による厚み誤差の補正を行う。
【００１９】
（２）パスアングル変動誤差補正
Ｘ線発生器１１からのＸ線の、被測定物３への照射角度は、検出器１２の各電離箱の位置毎に異なる。このため、パスアングル補正量は、Ｘ線ビーム角度と被測定物３の角度の２つの角度により、各電離箱毎に補正量を決定する。
【００２０】
図５に示すように、被測定物３に照射されるＸ線ビームは被測定物３に対し垂直でないため、厚みＴの被測定物３を通過するＸ線の通過長はＴではなく、Ｔ’（＝Ｔ／ｃｏｓθ；ただし、θはＸ線ビーム角度であり、垂直に対し時計方向を正とする）となる。このため、制御部２において検量線は、Ｘ線の通過長がＴ’の時に被測定物３の厚みをＴとして認識するようになっている。ここで、パスアングル変動のため被測定物３が、その幅方向に角度φ（ただし、水平に対し反時計方向を正とする）だけ傾いた場合のＸ線通過長Ｔ”とすると、補正前厚みＴ”から補正後厚みＴ’を求める補正式は下式となる。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
また、被測定物３の角度φの符号をＸ線ビーム角度θと同様、時計方向を正とする場合は、補正式は下式で表すことができる。
【００２３】
【数２】
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【００２４】
被測定物３の傾きがφの場合、上記のようにして補正することで、パスアングル変動誤差補正を実施できる。
【００２５】
（３）ラベリング処理
検出部１に同期信号を入力し、検出部１から同期して得られた検出結果を基に求めたパスライン変動量（高さ）、パスアングル変動量（角度）、板厚の結果にラベリングを行い、一致するラベル毎に上記パスライン変動誤差補正およびパスアングル変動誤差補正を実施することで、通板中のパスライン変動量およびパスアングル変動量の変化に追従した補正を行うことができる。
【００２６】
ここで、パスライン変動誤差補正を実施した場合と実施しない場合の板厚の検出結果を図６−１に示す。図６−２に示すような２００ｍｍのパスライン変動が有った場合、この２００ｍｍのパスライン変動に対し、前述のパスライン変動誤差補正を実施することにより板厚誤差が板厚の０．９％から０．１％に軽減された。
【００２７】
次に、パスアングル変動誤差補正を実施した場合と実施しない場合の板厚（Ｔ＝２ｍｍ）の検出結果を図７−１に示す。図７−２に示すような、５度のパスアングル変動が有った場合、この５度のパスアングル変動に対し、パスアングル変動誤差補正を実施することにより板厚誤差（板厚偏差）が板厚の１．９７％から０．１％に軽減された。
【００２８】
以上説明したとおり、上記実施形態の厚みプロファイル測定装置によれば、パスライン変動およびパスアングル変動による誤差を補正した、より高精度な、被測定物３の幅方向の厚みプロファイルを測定することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１  検出部
２  制御部
３  被測定物
１１  Ｘ線発生器
１２  検出器
１３  レーザ発振器
１４  エリアＣＣＤカメラ
２１  パスライン変動量測定部
２２  パスライン変動誤差補正部
２３  パスアングル変動量測定部
２４  パスアングル変動誤差補正部
２５  パスライン変動誤差補正テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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