(57)【要約】【課題】測定対象物に放射線ビームを照射して測定対象物の厚さを測定する厚さ測定装置において測定精度を向上させる。【解決手段】実施形態の厚さ測定装置は、測定対象物に放射線ビームを照射する放射線源と、測定対象物を介して放射線源に対向配置され、測定対象物を透過した放射線量を検出する放射線検出器と、放射線検出器が検出した放射線量に基づいて、測定対象物がないときの放射線量である基準線量が所定値範囲内となるように管電流あるいは管電圧を制御する制御部と、放射線検出器が検出した放射線量に基づいて測定対象物の厚さを算出する算出部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に放射線ビームを照射する放射線源と、
前記測定対象物を介して前記放射線源に対向配置され、前記測定対象物を透過した放射線量を検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器が検出した放射線量に基づいて、前記測定対象物がないときの放射線量である基準線量が所定値範囲内となるように管電流あるいは管電圧を制御する制御部と、
前記放射線検出器が検出した放射線量に基づいて前記測定対象物の厚さを算出する算出部と、
を備えた厚さ測定装置。
【請求項２】
変化前の前記管電流あるいは前記管電圧に対応する前記基準線量を前記所定値範囲内とするための前記管電流あるいは前記管電圧の変化量を予め記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部を参照して前記管電流あるいは前記管電圧を制御する、
請求項１記載の厚さ測定装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記記憶部を参照して行った前記管電流あるいは前記管電圧制御後の前記基準線量が前記所定値範囲内に収まらなかった場合に、前記記憶部を繰り返して前記基準線量が前記所定値範囲内に収まるようにするとともに、前記記憶部において最初に参照した参照値を前記基準線量が前記所定値範囲内に収まった時点の前記管電流あるいは前記管電圧に対応する値とする、
請求項１又は請求項２記載の厚さ測定装置。
【請求項４】
前記放射線ビームの光路上に、前記放射線ビームの波長成分のうち、長波長側の所定の成分を除去する板状フィルタ部材を挿入するフィルタ板挿入装置を備え、
前記制御部は前記板状フィルタ部材が挿入され、かつ、前記測定対象物がないときの放射線量を前記基準線量として前記管電流あるいは前記管電圧を制御する、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の厚さ測定装置。
【請求項５】
前記放射線は、Ｘ線あるいはγ線である、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の厚さ測定装置。
【請求項６】
測定対象物に放射線ビームを照射する放射線源と、前記測定対象物を介して前記放射線源に対向配置され、前記測定対象物を透過した放射線量を検出する放射線検出器と、を備えた厚さ測定装置で実行される方法であって、
前記放射線検出器により放射線量を検出させる過程と、
前記放射線検出器が検出した放射線量に基づいて、前記測定対象物がないときの放射線量である基準線量が所定値範囲内となるように管電流あるいは管電圧を制御する過程と、
前記放射線検出器が検出した放射線量に基づいて前記測定対象物の厚さを算出する過程と、
を備えた方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、厚さ測定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板の圧延工程では、圧延された鋼板にＸ線等の放射線を照射し、鋼板を透過後の放射線の減衰量から厚さを測定する厚さ測定装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような厚さ測定装置として、Ｘ線を用いたＸ線厚さ測定装置は、Ｘ線発生器からＸ線ビームを鋼板に照射し、鋼板を透過したＸ線を検出器にて検出し、鋼板がない場合のＸ線量に対するＸ線の減衰量から鋼板の厚さ（板厚）を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９６２６１号公報
【特許文献２】特開２０１７−１０６８３７号公報
【特許文献３】特開２００２−２２８４３１号公報
【特許文献４】特開平６−２１３６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、Ｘ線発生器から照射されるＸ線ビーム量が安定していないと、同一の厚さの鋼板を測定したとしても異なった結果が得られることとなり、厚さ測定精度が悪化する虞があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、厚さ測定装置において、測定精度を向上させることが可能な厚さ測定装置及び方法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】
【０００７】
実施形態の厚さ測定装置は、測定対象物に放射線ビームを照射する放射線源と、測定対象物を介して放射線源に対向配置され、測定対象物を透過した放射線量を検出する放射線検出器と、放射線検出器が検出した放射線量に基づいて、測定対象物がないときの放射線量である基準線量が所定値範囲内となるように管電流あるいは管電圧を制御する制御部と、放射線検出器が検出した放射線量に基づいて測定対象物の厚さを算出する算出部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態の厚さ測定装置の概要構成説明図である。
【図２】図２は、第１実施形態の制御演算装置の処理フローチャートである。
【図３】図３は、制御データベースの構成例の説明図である。
【図４】図４は、第２実施形態の制御演算装置の処理フローチャートである。
【図５】図５は、第３実施形態の厚さ測定装置の概要構成説明図である。
【図６】図６は、第３実施形態の制御演算装置の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に図面を参照して好適な実施形態について説明する。
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の厚さ測定装置の概要構成説明図である。
厚さ測定装置１０は、正面視Ｕ字形状である筐体１１と、筐体１１の下部に収納され、測定対象物である鋼板１２に放射線ビームとしてＸ線ビーム１３を照射するＸ線源であるＸ線発生器１４と、鋼板１２を介してＸ線発生器１４と対向配置され、鋼板１２を透過したＸ線量を検出する放射線検出器１５と、管電圧及び管電流を制御しつつＸ線発生器１４にＸ線発生用電力を供給するＸ線制御電源１６と、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、鋼板１２の所定箇所の厚さを演算するとともにＸ線制御電源１６の制御を行う制御演算装置１７と、を備えている。
上記構成において、制御演算装置１７は、Ｘ線制御電源１６の制御を行う際に参照する制御データベース（ＤＢ）１８を備えている。この制御データベース１８については後に詳述する。
【００１０】
図２は、第１実施形態の制御演算装置の処理フローチャートである。
まず、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００１１】
ステップＳ１１の判定において、測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にない場合には、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、基準線量の変動を抑制するために非厚さ測定時のＸ線量に相当する基準線量の検出を行う（ステップＳ１２）。
【００１２】
続いて制御演算装置１７は、検出した基準線量と目標となる所定の基準線量との差である基準線量の変動量が所定の基準変動量以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００１３】
ステップＳ１３の判定において、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である場合には、制御演算装置１７は、基準線量を制御する必要がないので処理をステップＳ１５に移行する。
【００１４】
ステップＳ１３の判別において、基準線量の変動量が所定の基準変動量以上である場合には、制御演算装置１７は、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満とするために制御データベース１８を参照し、Ｘ線制御電源１６の制御、すなわち、管電圧あるいは管電流の制御を行う（ステップＳ１４）。
【００１５】
ここで、制御データベース１８の構成例について説明する。
図３は、制御データベースの構成例の説明図である。
図３においては、管電圧を制御する場合の制御データベース１８の一例である。
【００１６】
制御データベース１８は、補正前の管電圧毎に基準線量変動量（％）と管電圧制御量（ｋＶ）との対応を示す複数（図３の例の場合、ｎ個）の基準線量変動量−管電圧制御量テーブル１８Ｄ１〜１８Ｄｎを備えている。
【００１７】
例えば、基準線量変動量−管電圧制御量テーブル１８Ｄ１においては、補正前の管電圧が５０ｋＶであった場合、例えば、基準線量変動量が＋０．２％であった場合には、管電圧の制御量が−０．１０ｋＶであるので、制御演算装置１７は、実際の管電圧ＶＴを次式で示す値となるようにＸ線制御電源１６を制御する。
ＶＴ＝５０−０．１０＝４９．９０（ｋＶ）
【００１８】
同様に例えば、基準線量変動量が−４．９％であった場合には、管電圧の制御量が＋２．４５ｋＶであるので、制御演算装置１７は、実際の管電圧ＶＴを次式で示す値となるようにＸ線制御電源１６を制御する。
ＶＴ＝５０＋２．４５＝５２．４５（ｋＶ）
【００１９】
以上の説明は、管電圧を制御する場合のものであったが、管電流を制御する場合には、基本的には、管電流は線形に変化するので、制御データベース１８としては、補正前の管電流は関係ないと考えられ、基準線量変動量（％）と管電流制御量（Ａ）との対応を示す一つの基準線量変動量−管電流制御量テーブルを備えるようにすればよい。
【００２０】
続いて制御演算装置１７は、鋼板１２の厚さ測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５の判定において、未だ鋼板１２の厚さ測定が終了していない場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、処理をステップＳ１１に移行し、以下、上述した処理を繰り返す。
【００２１】
ステップＳ１５の判定において、鋼板１２の厚さ測定が終了した場合には（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００２２】
一方、ステップＳ１１の判定において、測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にある場合には（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、鋼板１２を透過したＸ線量の検出を行う（ステップＳ１６）。
【００２３】
そして、制御演算装置１７は、基準線量とステップＳ１６で検出したＸ線量との差に相当するＸ線量の減衰量に基づいて鋼板１２の厚さ（板厚）を演算して（ステップＳ１７）、処理をステップＳ１５に移行する。
【００２４】
ステップＳ１５の判定において、未だ鋼板１２の厚さ測定が終了していない場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、制御演算装置１７は、処理をステップＳ１１に移行し、以下、上述した処理を繰り返す。
ステップＳ１５の判定において、鋼板１２の厚さ測定が終了した場合には（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、制御演算装置１７は、処理を終了する。
【００２５】
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、鋼板１２の厚さ測定を行う場合には、常に基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である状態を維持するので、測定精度を向上させることができる。
【００２６】
［２］第２実施形態
上記第１実施形態においては、予め記憶した制御データベース１８を参照して制御演算装置１７が基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である状態を維持していたが、本第２実施形態は必要に応じて学習を行い、制御データベース１８を更新するようにした実施形態である。
【００２７】
図４は、第２実施形態の制御演算装置の処理フローチャートである。
まず、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００２８】
ステップＳ２１の判定において、測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にない場合には、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、基準線量の変動を抑制するために非厚さ測定時のＸ線量に相当する基準線量の検出を行う（ステップＳ２２）。
【００２９】
続いて制御演算装置１７は、検出した基準線量と目標となる所定の基準線量との差である基準線量の変動量が所定の基準変動量以上となっているか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００３０】
ステップＳ２３の判定において、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である場合には、制御演算装置１７は、基準線量を制御する必要がないので処理をステップＳ２７に移行する。
【００３１】
ステップＳ２３の判別において、基準線量の変動量が所定の基準変動量以上である場合には、制御演算装置１７は、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満とするために制御データベース１８を参照し、Ｘ線制御電源１６の制御、すなわち、管電圧あるいは管電流の制御を行い、必要があれば制御データベース１８を更新するが（ステップＳ２４）、初回では、制御データベース１８の更新は行わない。
【００３２】
続いて制御演算装置１７は、再び処理をステップＳ２２に移行し、測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にない状態で放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、基準線量の変動を抑制するために非厚さ測定時のＸ線量に相当する基準線量の検出を行う（ステップＳ２２）。
【００３３】
続いて制御演算装置１７は、検出した基準線量と目標となる所定の基準線量との差である基準線量の変動量が所定の基準変動量以上となっているか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００３４】
ステップＳ２３の判定において、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である場合には、制御演算装置１７は、基準線量の制御が完了し、基準線量を制御する必要がないので処理をステップＳ２７に移行する。
【００３５】
ステップＳ２３の判別において、基準線量の変動量が所定の基準変動量以上である場合には、いまだ基準線量の制御が完了していないので、制御演算装置１７は、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満とするために制御データベース１８を参照し、Ｘ線制御電源１６の制御、すなわち、管電圧あるいは管電流の制御を行い、制御データベース１８を更新する（ステップＳ２４）。
【００３６】
具体的には、制御データベース１８の更新は、初回に参照した制御データベース１８の値を今回の制御量を加えた値に更新することとなる。
【００３７】
続いて制御演算装置１７は、再び処理をステップＳ２２に移行し、基準線量の変動量が基準変動量未満となるまで処理を繰り返すこととなる。
そして、最終的には、制御演算装置１７は、処理をステップＳ２７に移行し、鋼板１２の厚さ測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００３８】
ステップＳ２７の判定において、未だ鋼板１２の厚さ測定が終了していない場合には（ステップＳ２７；Ｎｏ）、処理をステップＳ２１に移行し、以下、上述した処理を繰り返す。
ステップＳ２７の判定において、鋼板１２の厚さ測定が終了した場合には（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００３９】
一方、ステップＳ２１の判定において、測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にある場合には（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、鋼板１２を透過したＸ線量の検出を行う（ステップＳ２５）。
【００４０】
そして、基準線量とステップＳ２５で検出したＸ線量との差に相当するＸ線量の減衰量に基づいて鋼板１２の厚さ（板厚）を演算して（ステップＳ２６）、処理をステップＳ２７に移行する。
【００４１】
そして、ステップＳ２７の判定において、未だ鋼板１２の厚さ測定が終了していない場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、制御演算装置１７は、処理をステップＳ２１に移行し、以下、上述した処理を繰り返す。
【００４２】
ステップＳ２７の判定において、鋼板１２の厚さ測定が終了した場合には（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、制御演算装置１７は、処理を終了する。
【００４３】
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、鋼板１２の厚さ測定を行う場合には、常に基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である状態を維持するとともに、管電圧あるいは管電流を制御するための制御データベースを最新の状態に更新するので、経時変化などの影響を低減して、測定精度を向上させることができる。
【００４４】
［３］第３実施形態
図５は、第３実施形態の厚さ測定装置の概要構成説明図である。
本第３実施形態の厚さ測定装置が図１の第１実施形態の厚さ測定装置と異なる点は、較正用（鋼）板２１をＸ線ビーム１３の光路中に挿入する較正用板挿入装置２２を備え、測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にない状態、かつ、較正用板２１を挿入した状態で放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、基準線量の変動を抑制するために非厚さ測定時のＸ線量に相当する基準線量の検出を行う点である。
【００４５】
このとき、較正用板２１を透過したＸ線ビーム１３は、軟Ｘ線（＝、波長が約０．１〜５０ｎｍの比較的長波長のＸ線であり、低エネルギーで透過性が弱いＸ線）の成分が除去された状態となっている。この軟Ｘ線の成分は、実際の鋼板１２の厚さ測定時にも鋼板１２により除去される成分であるので、より測定精度の向上が図れるのである。
【００４６】
図６は、第３実施形態の制御演算装置の処理フローチャートである。
図６においては、初期状態において、較正用板２１が挿入されていない状態では、鋼板１２が挿入された状態であるものとする。
【００４７】
まず制御演算装置１７は、較正用板挿入制御信号ＣＣを出力するとともに、較正用板２１が挿入されたか否かを判定する（ステップＳ３１）。
ステップＳ３１の判定において、較正用板２１が挿入されていると判定された場合には（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、基準線量の変動を抑制するために非厚さ測定時のＸ線量に相当する基準線量の検出を行う（ステップＳ３２）。
【００４８】
続いて制御演算装置１７は、検出した基準線量と目標となる所定の基準線量との差である基準線量の変動量が所定の基準変動量以上となっているか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【００４９】
ステップＳ３３の判定において、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である場合には（ステップＳ３３；Ｎｏ）、制御演算装置１７は、基準線量を制御する必要がないので処理をステップＳ３５に移行する。
【００５０】
ステップＳ３３の判別において、基準線量の変動量が所定の基準変動量以上である場合には、制御演算装置１７は、基準線量の変動量が所定の基準変動量未満とするために制御データベース１８を参照し、Ｘ線制御電源１６の制御、すなわち、管電圧あるいは管電流の制御を行う（ステップＳ３４）。
【００５１】
続いて制御演算装置１７は、鋼板１２の厚さ測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ３５）。
【００５２】
ステップＳ３５の判定において、未だ鋼板１２の厚さ測定が終了していない場合には（ステップＳ３５；Ｎｏ）、すなわち、較正用板２１を挿入した較正時基準線量検出あるいは実際の鋼板１２の厚さ測定処理が終了していない場合には、処理をステップＳ３１に移行し、以下、上述した処理を繰り返す。
【００５３】
ステップＳ３５の判定において、鋼板１２の厚さ測定が終了した場合には（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ３１の判定において、較正用板２１が挿入されていない場合には、測定対象の鋼板１２がＸ線ビーム１３が照射される測定位置にある場合であるので（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、制御演算装置１７は、放射線検出器１５から出力された放射線量検出信号に基づいて、鋼板１２を透過したＸ線量の検出を行う（ステップＳ３６）。
【００５５】
そして、制御演算装置１７は、基準線量とステップＳ３６で検出したＸ線量との差に相当するＸ線量の減衰量に基づいて鋼板１２の厚さ（板厚）を演算して（ステップＳ３７）、処理をステップＳ３５に移行する。
【００５６】
ステップＳ３５の判定において、未だ鋼板１２の厚さ測定が終了していない場合には（ステップＳ３５；Ｎｏ）、制御演算装置１７は、処理をステップＳ３１に移行し、以下、上述した処理を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ１５の判定において、鋼板１２の厚さ測定が終了した場合には（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、制御演算装置１７は、処理を終了する。
【００５８】
以上の説明のように、本第３実施形態によれば、実際に鋼板１２の厚さ測定を行う場合と同様なＸ線ビームの成分状態で基準線量の変動量が所定の基準変動量未満である状態に調整するので、軟Ｘ線成分の影響を受けずに測定精度を向上させることができる。
【００５９】
以上の説明においては、基本的に測定対象の鋼板１２が存在しない場合には、基準線量の変動を抑制するための処理を行うように構成していたが、所定時間毎あるいはオペレータの指示したタイミングで基準線量の変動を抑制するための処理を行うようにしてもよい。
【００６０】
以上の説明においては、放射線としてＸ線を用いる場合について説明したが、γ線等の他の放射線を用いるように構成することも可能である。
【００６１】
本実施形態の厚さ測定装置の制御算出装置１７は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ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、各種情報を表示する表示装置と、各種情報の入力を行う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。
【００６２】
本実施形態の厚さ測定装置（制御算出装置１７）で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ等の半導体記憶装置、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００６３】
また、本実施形態の厚さ測定装置（制御算出装置１７）で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の厚さ測定装置（制御算出装置１７）で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の厚さ測定装置（制御算出装置１７）のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら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】
【００６５】
１０    測定装置
１１    筐体
１２    鋼板
１３    Ｘ線ビーム
１４    Ｘ線発生器
１５    放射線検出器
１６    Ｘ線制御電源
１７    制御演算装置
１８    制御データベース
１８Ｄ１〜１８Ｄｎ  基準線量変動量−管電圧制御量テーブル
２１    較正用板（板状フィルタ部材）
２２    較正用板挿入装置（フィルタ板挿入装置）
【図１】
2019194537.tif 000003
【図２】
2019194537.tif 000004
【図３】
2019194537.tif 000005
【図４】
2019194537.tif 000006
【図５】
2019194537.tif 000007
【図６】
2019194537.tif 000008