(57)【要約】【課題】ピンホール検出器に被検出体が存在している様態で、短時間で精度の良い検出感度の校正が可能なピンホール検出器を提供することを目的としている。【解決手段】走行する被検出板１００ピンホール検出器であって、検出部１は、被検出板の幅方向に並置され、ピンホールの通過光を検出する複数の光電変換ユニット１１と、予め設定された径の校正ピンホールが存在する校正サンプルを固定し、校正ピンホールを通過させる所定のパルス光を発光する校正光源部１２ｃと、校正光源部を被検出板の幅方向に移動させ、予め設定された位置に停止させる校正光源駆動部１２ａとを備える校正サンプル設定部１２とを備え、校正光源部を幅方向に移動し予め設定された複数の校正位置で停止させ、パルス光を発光させ、複数の光電変換ユニットの幅方向の検出感度の校正を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する被検出板の一方の表面側に配置され、被検出板の全幅にわたって光を照射する光源部と、前記被検出板を挟んで前記光源部と対向して配置され、前記被検出板のピンホールを通過した前記光源部からの照射光を検出する検出部と、前記被検出板の両幅端部にそれぞれ幅方向に移動可能に設定され、前記光源部からの照射光が前記被検出板の幅端部を回り込んで検出部に入り込むのを防止するためのエッジマスクと、前記検出部の信号からピンホールの有無を判定する制御部と
を備えたピンホール検出器であって、
前記検出部は、前記被検出板の幅方向に並置され、前記ピンホールの通過光を検出する複数の光電変換ユニットと、
予め設定された径の校正ピンホールが存在する校正サンプルを固定し、前記校正ピンホールを通過させる所定のパルス光を発光する校正光源部と、前記校正光源部を前記被検出板を幅方向に移動させ、予め設定された校正位置に停止させる校正光源駆動部とを備える校正サンプル設定部と
を備え、
前記光源部からの照射光がない状態において、前記校正光源部を幅方向に移動し予め設定された複数の校正位置で停止させ、前記パルス光を発光させ、前記複数の光電変換ユニットの幅方向の検出感度の校正を行うようにしたことを特徴とするピンホール検出器。
【請求項２】
前記校正光源部は、ドーム型の反射笠と、前記反射笠の底部中心位置にピンホールが位置するように固定される校正サンプルと、当該ピンホールに集光されるように前記反射笠内に設ける複数のＬＥＤ光源とを備える請求項１に記載のピンホール検出器。
【請求項３】
前記校正サンプル設定部は、さらに、前記校正光源部を前記被検出板と前記複数の光電変換ユニットとの間の予め設定される高さ位置に設定する上下機構部と、前記校正光源駆動部は、前記校正光源部を前記上下機構部で設定された高さ位置で、予め設定される幅方向位置に設定するスライダー部と、前記被検出板が移動する軸方向に回転する回転アーム部とを備える請求項１に記載のピンホール検出器。
【請求項４】
前記制御部は、前記校正サンプル設定部に対して校正指令信号を送り、その応答として予め設定される設定位置完了信号を受信して、前記校正光源部に対して発光指令信号を送る自動校正制御部を備え、
前記制御部は、前記校正サンプルのピンホールを通過した発光信号を検出し、前記複数の光電変換ユニットの検出感度の自動校正を行うようにした請求項１に記載のピンホール検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所等の薄板圧延工程において、薄板に存在するピンホールを光学的手法で連続的に自動検出するピンホール検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に鋼板、ブリキ等の薄板に発生する欠陥の一種にその開口径が数μ〜数十μ程度のピンホールがある。従来、薄板圧延工程においては、この薄板に発生するピンホールを連続して検出するピンホール検出器が使用されていた。
【０００３】
このピンホール検出器は、検出性能を保証するため定期的なピンホールの検出感度の校正が要求されている。従来のピンホール検出器における検出感度の校正方法について図４、図５を参照して説明する。
【０００４】
従来のピンホール検出器の検出部１１０は、図４に示すように、一定方向に進行する長尺の被検出板１００の幅方向に平行に配置された蛍光灯などの光源部２と、この光源部２を被検出板１００に照射し、被検出板１００を透過した微弱光を検出する光電変換ユニット１１と、被検出体１００の幅方向に複数並置される複数の光電変換ユニット１１の検出信号からピンホールの有無を判定するピンホール検出制御部３ａとを備える。
【０００５】
ピンホール検出制御部３ａは、検出信号を増幅する増幅回路３ａ１、増幅された信号を予め設定されるピンホール設定回路３ａ３の設定レベルと比較するレベル判定回路３ａ２と、判定された出力を外部の送るピンホール出力回路３ａ４とを備える。
【０００６】
この光電変換ユニット１１は、被検出板１００の進行方向に平行な一定の線上に光を収束させる向きに配置された円筒レンズ１１ａと、この円筒レンズ１１ａの収束光線上に配置された光電子増倍管等の光検出器１１ｂと、円筒レンズ１１ａと光検出器１１ｂとの間に配置され円筒レンズ１１ａを透過した光のうち所定の角度範囲内の光のみを光検出器に入射させるスリット板１１ｃと、円筒レンズ１１ａを透過した直進光を光検出器１１ｂへ反射・集光させる凹面鏡１１ｄとを備える。
【０００７】
さらに、この検出部１１０は、図５に示すように、被検出板１００の幅方向の端部に被検出板１００と非接触状態に配置され、被検出板１００のピンホールを通過せずに円筒レンズ１１ａを透過する被検出板１００エッジ部から漏洩する所定の角度範囲の光が、円筒レンズ１１ａへ入射しないように遮光する２つのエッジマスク１５ａ、１５ｂを備えたものがある。(例えば、特許文献１参照。)。
【０００８】
次に、このようなピンホール検出器の従来の検出感度の校正方法について図５を参照して説明する。
【０００９】
図５（ａ）は、検出部１１０を被検出板１００の進行方向から見た断面図で、図５（ｂ）は、被検出板１００の位置に設定する校正板１０１を示す。また、図５（ｃ）は、この校正板１０１の取り付け穴Ａに設定するシャッター付テストサンプル１２０を示す。
【００１０】
校正板１０１に設ける取り付け穴Ａ１〜Ａ２５は、夫々の光電変換ユニット１１の中央部及び端部に設定される位置に設けられる。
【００１１】
シャッター付テストサンプル１２０は、例えば、１０μｍの穴を開けた校正サンプル１２０ａと、この校正サンプル１２０ａの穴を、予定の時間開閉するメカニカルシャッター１２０ｂとを備える。
【００１２】
シャッター時間は、被検出板１００のピンホールが、光電変換ユニット１１を通過する速度から、例えば、１ｍ秒程度の時間に設定される。
【００１３】
そして、夫々の光電変換ユニット１１の検出感度の校正は、この取り付け穴Ａ１〜Ａ２５にシャッター付テストサンプル１２０を置き、シャッターを操作し、検出信号が所定のレベルの範囲内に収まるように、光電変換ユニット１１の増幅回路３ａ１の検出信号の増幅度を調整する。この操作を、取り付け穴Ａ１〜Ａ２５の全ての位置において繰り返し行う。
【００１４】
このようなピンホールの検出感度の校正は、被検出板１００が存在しない状態、例えば、薄板圧延工程を流れる帯状の被検出板１００をカットして取り除き、校正板１０１を設定して行う必要があるため、感度の校正作業が制約される問題がある。
【００１５】
その為、代替として光電変換ユニット１１内にＬＥＤなどによる模擬光源を設けて、これを発光させて検出感度の構成をする方法も考えられるが、被検出板１００の穴を通過した微弱光を検出する光電変換ユニット１１の光学検出系の構成とは、光学的な設定条件が異なるため、精度の良い検出感度の校正が出来ない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特公昭６３−２４２５２号公報（図３、第１頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したような従来からの検出感度の校正方法では、校正作業に時間がかかることや、被検出板をカットしなければならない問題があることから、定期的な検出感度の校正が出来ない問題がある。
【００１８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、ピンホール検出器に被検出体が存在している様態で、短時間で精度の良い検出感度の校正が可能なピンホール検出器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明によるピンホール検出器は、走行する被検出板の一方の表面側に配置され、被検出板の全幅にわたって光を照射する光源部と、前記被検出板を挟んで前記光源部と対向して配置され、前記被検出板のピンホールを通過した前記光源部からの照射光を検出する検出部と、前記被検出板の両幅端部にそれぞれ幅方向に移動可能に設定され、前記光源部からの照射光が前記被検出板の幅端部を回り込んで検出部に入り込むのを防止するためのエッジマスクと、前記検出部の信号からピンホールの有無を判定する制御部とを備えたピンホール検出器であって、前記検出部は、前記被検出板の幅方向に並置され、前記ピンホールの通過光を検出する複数の光電変換ユニットと、予め設定された径の校正ピンホールが存在する校正サンプルを固定し、前記校正ピンホールを通過させる所定のパルス光を発光する校正光源部と、前記校正光源部を前記被検出板を幅方向に移動させ、予め設定された校正位置に停止させる校正光源駆動部とを備える校正サンプル設定部とを備え、前記光源部からの照射光がない状態において、前記校正光源部を幅方向に移動し予め設定された複数の校正位置で停止させ、前記パルス光を発光させ、前記複数の光電変換ユニットの幅方向の検出感度の校正を行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ピンホール検出器に被検出体が存在している様態で、短時間で精度の良い検出感度の校正が可能なピンホール検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の検出部の構成図。
【図２】本発明の校正光源部の構成図と自動校正の動作を説明する図。
【図３】本発明のピンホール検出器の構成図。
【図４】従来のピンホール検出器の構成図。
【図５】従来のピンホール検出器の校正方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例について図１乃至図３を参照して説明する。先ず、図３を参照して、本発明のピンホール検出器の全体の構成を説明する。
【００２３】
本発明のピンホール検出器は、走行する被検出板１００の一方の表面側に配置され、被検出板１００の全幅にわたって光を照射する光源部２と、被検出板１００を挟んで光源部２と対向して配置され、被検出板のピンホールを通過した光源部からの照射光を検出する複数の光電変換ユニット１１を有する検出部１を備える。
【００２４】
さらに、検出部１からの信号からピンホールの有無を判定する制御部３と、図１（ａ）の破線で示すように、被検出板１００の両幅端部にそれぞれ幅方向に移動可能に配置され、光源部２からの照射光が被検出板１００の幅端部を回り込んで検出部１に入り込むのを防止するためのエッジマスク１５ａ、及び１５ｂとを備える。
【００２５】
図３の各部について、図４で説明した各部と同一の部分は同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
図３のピンホール検出器が、図４と異なる点は、検出部１に校正サンプル１２０ａを通過したパルス光を予め設定された位置で発光する校正サンプル設定部１２を備え、制御部３には、この校正サンプル設定部１２に対して校正開始信号ｓ１を送り、校正サンプル設定部１２の位置設定完了信号ｓ２を受信してパルス光の発光を指令し、制御部３に検出感度の校正を指令する自動校正制御部３ｂを備えるようにしたことにある。
【００２７】
次に、図１を参照して、本発明の検出部１の構成について説明する。図１（ａ）は、校正サンプル設定部１２を説明するための検出部１の平面図、図１（ｂ）は、校正サンプル設定部１２の高さ方向の設定位置を説明するための正面断面図、図１（ｃ）は、後述する内箱１３に固定される複数の光電変換ユニット１１とこの校正サンプル設定部１２の位置関係を示す内部断面図である。
【００２８】
検出部１は、被検出板１００の幅方向に並置され、ピンホールの通過光を検出する複数の光電変換ユニット１１と、予め設定された径の校正ピンホールが存在する校正サンプルを固定し、校正ピンホールを通過させる所定のパルス光を発光する校正光源部１２ｃと、校正光源部１２ｃを被検出板１００の幅方向に移動させ、予め設定された位置に停止させる校正光源駆動部１２ａとを備える校正サンプル設定部１２とを備える。
【００２９】
保守性から複数の光電変換ユニット１１は、設置環境における操作性、保守性から内箱１３内に幅方向に並べて固定し、この内箱１３は、外箱１４に幅方向から挿入するように構成しても良い。
【００３０】
また、校正サンプル設定部１２は、校正光源部１２ｃを被検出板１００と複数の光電変換ユニット１１との間において、予め設定される高さ位置に設定する上下機構部１２ｂ１及び１２ｂ２と、校正光源駆動部１２ａは、校正光源部１２ｃを上下機構部１２ｂ１、１２ｂ２で設定された高さ位置で、幅方向の所定の位置に設定するスライダー部１２ａ１と被検出板１００が移動する軸方向に回転する回転アーム部１２ａ２とを備える。
【００３１】
次に、図２を参照して、校正光源部１２ｃの詳細について説明する。校正光源部１２ｃは、ドーム型の反射笠１２ｃ１と、この反射笠１２ｃ１の上部で反射笠２ｃ１の中心軸に対して４５度傾斜した角度で設けられる反射鏡１２ｃ２と、反射笠１２ｃ１の底部中心位置にピンホールが位置するように固定される校正サンプル１２０ａと、反射笠１２ｃ１の内面及び反射鏡１２ｃ２で反射した光線がピンホール位置に集光されるように設ける複数のＬＥＤ光源１２ｃ３とそのＬＥＤ電源１２ｃ４とを備える。
【００３２】
複数の光電変換ユニット１１の検出感度の校正は、校正光源部１２ｃで生成されるパルス光が校正サンプル１２０ａのピンホールを通過する光の強度と発光時間とで設定される。
【００３３】
そこで、光の強度は、予め設定されるピンホール径に対して、これを通過する光の強度が要求される値となるようにＬＥＤ光源１２ｃ３の発光波長、その数、及びＬＥＤ光源１２ｃ３に印加するパルス信号の波高値を選択し、また、その発光時間は、走行する被検出板１００のピンホールが光電変換ユニット１１を通過する時間に相当する程度に、ＬＥＤ電源１２ｃ４からＬＥＤ光源１２ｃ３に印加するパルス信号のパル幅時間を調整して設定する。
【００３４】
このように設定された校正光源部１２ｃによれば、機械的なシャッターと同様なパルス光を生成できるので、校正サンプル１２０ａを通過するパルス光に基づく検出感度の校正が可能となる。
【００３５】
また、パルス幅を選択することで、光電変換ユニット１１の応答速度を考慮した動的な感度校正が容易に可能となる。
【００３６】
次に、同じく図１及び図２を参照して、複数の光電変換ユニット１１に対する幅方向の位置を設定する校正光源駆動部１２ａについて説明する。
【００３７】
校正光源駆動部１２ａは、校正光源部１２ｃを搭載し、校正光源部１２ｃを被検出体１００の幅方向にボールネジ上で直線状に移動させ、予め設定される幅方向位置に設定する駆動制御部を有するスライダー部１２ａ１と、設定された幅方向位置で、校正光源部１２ｃを回転し、被検出体１００の移動方向の位置を設定するアーム回転部１２ａ２とを備える。
【００３８】
次に、図３を参照して、このように校正された校正サンプル設定部１２ａを有する検出部１の検出感度の校正動作を制御する自動校正制御部３ｂの動作例について説明する。
【００３９】
例えば、自動校正制御部３ｂは、ピンホールを検出中であるピンホール検出器１００の測定モードを校正モードに切り替え、光源部２に対して照明の消灯を指令し、また、校正サンプル設定部２の上下機構部１２ｂ１、１２ｂ２に対して予め設定された高さ位置に校正光源駆動部１２ａを設定する。
【００４０】
そして、校正開始指令信号ｓ１を校正光源駆動部１２ａに送る。校正光源駆動部１２ａは、予め定められたプログラムにしたがって、最初の校正位置に校正光源部１２ｃを移動する。そして、アーム回転部１２ａ２を回転して、校正サンプルを複数の光電変換ユニット１１の被検出体１００の移動方向の中心軸位置に設定し、設定完了信号ｓ２を自動校正制御部３ｂに送る。
【００４１】
次に、自動校正制御部３ｂは、校正光源部１２ｃに点灯指令信号ｓ３を送るとともに、ピンホール検出制御部３ａに校正指令信号ｓ４を送る。
【００４２】
そして、校正処理が完了する所定の時経過後、次の校正開始信号ｓ１を校正光源駆動部１２ａに送り、次の設定値で同様の校正動作を行う。以下、この動作を被測定体１００の検出幅の全域に対して実行する。
【００４３】
以上述べたように、本発明によれば、光源部２からの照射光がない状態において、校正光源部１２ｃを幅方向に移動し、予め設定された複数の位置でパルス光を発光させ、被検出体１００が存在した状態であっても光電変換ユニット１１の幅方向全域の検出感度の校正を自動的に行うことが出来る。
【００４４】
また、校正光源部１２ｃは任意の点に設定できるので、光電変換ユニット間の検出感度の相違だけでなく、検出間幅全域の検出感度のムラを検査できる効果もある。
【００４５】
尚、本発明は上述したような実施例に何ら限定されるものでなく、幅方向での設定位置、自動校正の手順などは、適宜、光電変換ユニットの構成に合わせても良く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１１０  検出部
２  光源部
３、３０  制御部
３ａ  ピンホール検出制御部
３ａ１  増幅回路
３ａ２  レベル判定回路
３ａ３  ピンホール設定回路
３ａ４  ピンホール出力回路
３ａ５  ゲイン制御回路
３ｂ  自動校正制御部
１１  光電変換ユニット
１１ａ  円筒レンズ
１１ｂ  光検出器
１１ｃ  スリット板
１１ｄ  凹面鏡
１２  校正サンプル設定部
１２ａ  校正光源駆動部
１２ａ１  スライダー部
１２ａ２  回転アーム部
１２ｂ１、１２ｂ２  上下機構部
１２ｃ  校正光源部
１２ｃ１  反射笠
１２ｃ２  反射鏡
１２ｃ３  ＬＥＤ光源
１２ｃ４ＬＥＤ電源
１３  内箱
１４  外箱
１５ａ、１５ｂ  エッジマスク
１００  被検出板
１０１  校正板
１１０  検出部
１２０  シャッター付校正サンプル
１２０ａ  校正サンプル
１２０ｂ  シャッター
ｓ１  校正開始信号
ｓ２  位置設定完了信号
ｓ３  点灯指令信号
ｓ４  校正指令信号
【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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