(57)【要約】【課題】一対のマイクロ波距離計アンテナを用いた板厚測定装置において、容易に校正をすることができる、マイクロ波式板厚測定装置の校正装置及び校正方法を提供すること。【解決手段】マイクロ波式板厚測定装置１の一対のマイクロ波距離計アンテナの測定エリアにおいて、自身の板厚方向に対向する平面が一対のマイクロ波距離計アンテナの対向軸Ｃに対して直交して配される板状の板厚校正片４２と、一対のマイクロ波距離計アンテナのマイクロ波の電界振動方向と対向軸Ｃとに直交する方向に平行な方向に延在し、自身が延在する方向における板厚校正片４２の両端面に少なくとも一つずつ接続されることで板厚校正片４２を保持し、対向軸Ｃに平行な方向における長さがマイクロ波の波長λの１／２以下となる複数の保持部４１ａ，４１ｂと、複数の保持部４１ａ，４１ｂに接続され、板厚校正片４２を所定の測定位置に固定する架台４０と、を備える。【選択図】図８
2019174402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界振動方向が平行となるように対向して配される一対のマイクロ波距離計アンテナを有するマイクロ波式板厚測定装置の校正に用いられる、マイクロ波式板厚測定装置の校正装置であって、
前記マイクロ波式板厚測定装置の一対の前記マイクロ波距離計アンテナの測定エリアにおいて、自身の板厚方向に対向する平面が一対の前記マイクロ波距離計アンテナの対向軸に対して直交して配される板状の板厚校正片と、
一対の前記マイクロ波距離計アンテナのマイクロ波の電界振動方向と前記対向軸とに直交する方向に平行な方向に延在し、自身が延在する方向における前記板厚校正片の両端面に少なくとも一つずつ接続されることで前記板厚校正片を保持し、前記対向軸に平行な方向における長さが、前記マイクロ波の波長λの１／２以下となる複数の保持部と、
一対の前記マイクロ波距離計アンテナから照射されるマイクロ波の照射領域外に配され、複数の前記保持部に接続され、前記板厚校正片を所定の測定位置に固定する架台と、
を備えることを特徴とするマイクロ波式板厚測定装置の校正装置。
【請求項２】
前記板厚校正片は、前記平面の平面寸法が０．２ｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波式板厚測定装置の校正装置。
【請求項３】
複数の前記保持部は、前記対向軸に平行な方向における長さである幅が前記板厚校正片の板厚よりも小さく、前記対向軸に平行な方向に対して前記平面である上面及び下面から突出しないように設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ波式板厚測定装置の校正装置。
【請求項４】
複数の前記保持部は、前記対向軸に平行な方向における両端面が、自身の延在方向からみて鋭角に切り欠かれた形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ波式板厚測定装置の校正装置。
【請求項５】
電界振動方向が平行となるように対向して配される一対のマイクロ波距離計アンテナを有するマイクロ波式板厚測定装置を再現測定方式で用いる際の、マイクロ波式板厚測定装置の校正方法であって、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ波式板厚測定装置の校正装置を用いて、前記一対のマイクロ波距離計アンテナの測定エリアにおける、前記対向軸に平行な方向での位置が異なる複数の測定位置に前記板厚校正片を配する配置工程と、
複数の前記測定位置にて前記マイクロ波式板厚測定装置で前記板厚校正片の板厚を測定する測定工程と、
前記測定工程にて測定される前記板厚校正片の板厚の測定結果から、前記マイクロ波式板厚測定装置における被測定物の測定位置の違いによる板厚の測定誤差を校正する校正工程と、
を備えることを特徴とするマイクロ波式板厚測定装置の校正方法。
【請求項６】
前記マイクロ波式板厚測定装置で測定される被測定物に応じて、前記板厚校正片を複数の異なる板厚に変化させ、各板厚において、前記配置工程及び前記測定工程を行い、
校正工程では、前記測定工程にて測定される板厚の異なる複数の前記板厚校正片の板厚の測定結果から、前記マイクロ波式板厚測定装置における前記被測定物の前記測定位置及び基準板厚の違いによる板厚の測定誤差を校正することを特徴とする請求項５に記載のマイクロ波式板厚測定装置の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波式板厚測定装置の校正装置及び校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚鋼板の製造工程では、仕上圧延工程として仕上圧延機で複数回（パス）の圧延処理を行うことで、最終的な目標厚みの厚鋼板を製造する。この際、各圧延処理の間には、被圧延材の板厚の測定が行われ、板厚の測定結果に基づいて、圧延処理での圧下量が調整される。このような板厚測定方法としては、移動する厚鋼板にγ線を透過させ、γ線が透過する際の減衰度合いから板厚を求める方法が知られている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１５９０９号公報
【特許文献２】特開平５−２２８５２２号公報
【特許文献３】特開平４−２７３０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、γ線を用いた板厚測定方法では、板厚が厚くなると測定精度が低くなり、測定ができなくなる。また、γ線を用いた板厚測定方法では、応答性が低いため、移動する厚鋼板を測定する際には、測定精度が低くなる。このため、測定精度が高く、応答性が高い板厚測定方法が求められている。
測定精度が高く、応答性が高い板厚測定方法としては、被測定物を上下方向または左右方向に挟むＣ型またはＯ型の枠体のアーム部に、一対のマイクロ波距離計アンテナを設けた板厚測定装置が考えられる。このような板厚測定装置では、使用する前に装置の校正を行う必要があるが、この校正にはマイクロ波ビームの広がりに対して無限大の平面広さを持ち、さらに平坦精度が数十μｍ以上と高い板厚校正片を用いる必要がある。また、板厚測定装置の校正では、板厚校正片を一対のマイクロ波距離計アンテナの対向軸に対して直交させて設ける必要がある。
【０００５】
しかしながら、このような板厚校正片を用意することは難しいことに加え、板厚校正片は大きく重量があることから、容易に設置することができなかった。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、一対のマイクロ波距離計アンテナを用いた板厚測定装置において、容易に校正をすることができる、マイクロ波式板厚測定装置の校正装置及び校正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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、電界振動方向が平行となるように対向して配される一対のマイクロ波距離計アンテナを有するマイクロ波式板厚測定装置の校正に用いられる、マイクロ波式板厚測定装置の校正装置であって、上記マイクロ波式板厚測定装置の一対の上記マイクロ波距離計アンテナの測定エリアにおいて、自身の板厚方向に対向する平面が一対の上記マイクロ波距離計アンテナの対向軸に対して直交して配される板状の板厚校正片と、
一対の上記マイクロ波距離計アンテナのマイクロ波の電界振動方向と上記対向軸とに直交する方向に平行な方向に延在し、自身が延在する方向における上記板厚校正片の両端面に少なくとも一つずつ接続されることで上記板厚校正片を保持し、上記対向軸に平行な方向における長さが、上記マイクロ波の波長λの１／２以下となる複数の保持部と、一対の上記マイクロ波距離計アンテナから照射されるマイクロ波の照射領域外に配され、複数の上記保持部に接続され、上記板厚校正片を所定の測定位置に固定する架台と、を備えることを特長とするマイクロ波式板厚測定装置の校正装置が提供される。
【０００７】
本発明の一態様によれば、電界振動方向が平行となるように対向して配される一対のマイクロ波距離計アンテナを有するマイクロ波式板厚測定装置を再現測定方式で用いる際の、マイクロ波式板厚測定装置の校正方法であって、上記の校正装置を用いて、上記一対のマイクロ波距離計アンテナの測定エリアにおける、上記対向軸に平行な方向での位置が異なる複数の測定位置に上記板厚校正片を配する配置工程と、複数の上記測定位置にて上記マイクロ波式板厚測定装置で上記板厚校正片の板厚を測定する測定工程と、上記測定工程にて測定される上記板厚校正片の板厚の測定結果から、上記マイクロ波式板厚測定装置における被測定物の測定位置の違いによる板厚の測定誤差を校正する校正工程と、を備えることを特長とするマイクロ波式板厚測定装置の校正方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、一対のマイクロ波距離計アンテナを用いた板厚測定装置において、容易に校正をすることができる、マイクロ波式板厚測定装置の校正装置及び校正方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マイクロ波式板厚測定装置を示す斜視図である。
【図２】マイクロ波式板厚測定装置による板厚の測定方法を示す模式図である。
【図３】マイクロ波式板厚測定装置の校正方法を示す斜視図である。
【図４】マイクロ波式板厚測定装置の校正方法を示す模式図である。
【図５】マイクロ波式板厚測定装置の校正方法を示す模式図である。
【図６】校正の際に、板厚校正片の平坦精度が低い状態を示す模式図である。
【図７】校正の際に、板厚校正片の平面が対向軸に対して直交していない状態を示す模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るマイクロ波式板厚測定装置の校正装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るマイクロ波式板厚測定装置の校正装置を示す部分平面図である。
【図１０】図９のＩ−Ｉ線矢視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るマイクロ波式板厚測定装置の校正方法を示す模式図であり、マイクロ波の電場振動方向に平行な方向からみた模式図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るマイクロ波式板厚測定装置の校正方法を示す模式図であり、マイクロ波の電場振動方向に直交する方向からみた模式図である。
【図１３】マイクロ波の特性を示す模式図であり、金属簾をマイクロ波の電場振動方向に直交する方向に配した状態を示す模式図である。
【図１４】マイクロ波の特性を示す模式図であり、金属簾をマイクロ波の電場振動方向に平行な方向に配した状態を示す模式図である。
【図１５】一対の保持部をマイクロ波の電場振動方向に平行な方向に延在させて配した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するように、本発明の実施形態を例示して多くの特定の細部について説明する。しかしながら、かかる特定の細部の説明がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかである。また、図面は、簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
【００１１】
＜マイクロ波式板厚測定装置＞
本発明の説明に先立ち、マイクロ波式板厚測定装置について説明をする。マイクロ波式板厚測定装置１は、図１に示すように、被測定物として移動する鋼板２の板厚を測定する装置であり、枠体１０と、第１のアンテナ１１と、第２のアンテナ１２とを備える。図面において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交する軸である。また、ｘ軸及びｙ軸は水平方向に平行な軸であり、ｚ軸は鉛直方向に平行な軸である。さらに、マイクロ波式板厚測定装置１は、ｘ軸の負方向側へと移動する鋼板２の板厚を測定する。
【００１２】
枠体１０は、ｘ軸方向からみてＣ型の形状を有し、移動する鋼板２を挟んで配される。
第１のアンテナ１１は、マイクロ波距離計アンテナであり、マイクロ波を用いて第１のアンテナ１１から鋼板２までの距離である第１の距離Ｌ１（ｍｍ）を測定する。第１のアンテナ１１は、マイクロ波を照射する送信用のアンテナと反射したマイクロ波を受信する受信用のアンテナとを有する。また、第１のアンテナ１１は、Ｃ型の枠体１０のｚ軸正方向側の先端に、マイクロ波の照射方向がｚ軸負方向側となるように設けられる。
【００１３】
第２のアンテナ１２は、第１のアンテナ１１と同様な、マイクロ波距離計アンテナであり、マイクロ波を用いて第２のアンテナ１２から鋼板２までの距離である第２の距離Ｌ２（ｍｍ）を測定する。第２のアンテナ１２は、マイクロ波を照射する送信用のアンテナと反射したマイクロ波を受信する受信用のアンテナとを有する。また、第２のアンテナ１２は、Ｃ型の枠体１０のｚ軸負方向側の先端に、マイクロ波の照射方向がｚ軸正方向側となるように設けられる。さらに、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２は、移動する鋼板２を挟んで、ｚ軸方向に互いに対向して設けられる。第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２とが対向する、ｚ軸方向に平行な軸を、対向軸Ｃという。また、鋼板２が通過するｚ軸方向の領域を測定エリアＬｄという。
【００１４】
このようなマイクロ波式板厚測定装置１を用いて鋼板２の板厚を測定する場合、被測定材厚との比率で０．２％の測定精度が求められる。このため、マイクロ波式板厚測定装置１を用いた測定では、絶対方式ではなく、測定精度の高い再現測定方式の測定方法が用いられることとなる。
絶対方式の測定方法では、図２に示すように、第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２とから鋼板２にマイクロ波を照射し、その反射波を測定する。これにより、第１のアンテナ１１から鋼板２の表面までの第１の距離Ｌ１、第２のアンテナ１２から鋼板２の表面までの第２の距離Ｌ２が測定される。図２に示すように、鋼板２の板厚方向がｚ軸に平行となり、鋼板２の平面（図２における上下方向の端面）が移動方向であるｘ軸に平行となる場合には、鋼板２の板厚ｄ（ｍｍ）は、下記（１）式で算出される。（１）式において、Ｌａ（ｍｍ）は第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２との離間距離を示す。
ｄ＝Ｌａ−（Ｌ１＋Ｌ２）  ・・・（１）
【００１５】
しかし、絶対方式の測定方法では、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２に高精度なマイクロ波距離計を用いたとしても、各マイクロ波距離計の測定誤差（例えば、測定対象誤差、変動誤差、非リニア誤差）や、構造体機構の誤差等から数％程度の測定精度となることから、０．２％の測定精度とすることは難しい。
【００１６】
一方、再現測定方式の測定方法では、事前にマイクロ波式板厚測定装置１の校正を行い、絶対方式と同様に測定された板厚ｄを補正することで、真の板厚を算出する。具体的には、（１）式で求められる板厚ｄに対して、鋼板２のｚ軸方向の通過位置や板厚に応じた補正をすることで真の板厚が算出することができる。再現測定方式の測定方法では、マイクロ波距離計の測定誤差や構造体機構の誤差を相殺あるいは軽減することができるため、求められる０．２％の測定精度を達成することができることとなる。
【００１７】
上記の校正では、異なる板厚の複数の板厚校正片を用いて、各板厚校正片を測定エリアＬｄ内の複数の測定位置に配してそれぞれ板厚を測定することで通常の校正が行われる。この際、図３〜図５に示すように、板厚校正片３の板厚方向に対向する面である平面（ｚ軸の正方向側及び負方向側の端面）を対向軸Ｃに対して直交させた状態で配した状態で、板厚校正片３の板厚の測定が行われる。図４には、測定エリアＬｄのｚ軸負方向側端に板厚校正片３を配した状態、図５には、測定エリアＬｄのｚ軸正方向側端に板厚校正片３を配した状態を示す。図４及び図５に示すように、校正では、板厚校正片３を測定エリアＬｄ内の複数の測定位置に配し、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２を用いて、各測定位置での板厚校正片３の板厚を測定することで、真の板厚に対する測定誤差を求める。そして、測定位置の違いによる測定誤差と、板厚の違いによる測定誤差との関係から、校正が行われる。
【００１８】
このような校正では、通常、板厚校正片３は、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２のマイクロ波ビームの広がりに対し無限大の平面広さＡを有する必要がある。マイクロ波ビームの広がりに対する無限大の平面広さＡとは、必要な測定精度に対して影響（例えば、他の物体によるマイクロ波の反射成分等）が無視できる平面広さである。例えば、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の測定距離が１．５ｍの場合、板厚校正片３が無限大の平面広さＡを有するには、板厚校正片３の測定面（板厚方向に対向する平面）に１．０ｍ程度以上の平面寸法（ｍ）が必要となる。平面寸法は、直径がその値となる新円を少なくとも含む平面の形状及び寸法である。これは、例えば、板厚校正片３を、一辺が１．０ｍ以上の方形の板材とする必要があるということになる。板厚校正片３の平面寸法が、マイクロ波ビームのマイクロ波ビームの広がりに対し無限大の平面広さＡより小さい場合、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の少なくとも一方のマイクロ波の照射領域に板厚校正片３を支持する部材を設ける必要が出てくる。この場合、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の少なくとも一方において、板厚校正片３との距離を正確に測定することが困難となるため、校正精度が低下することとなる。なお、板厚校正片３は、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２のマイクロ波ビームの広がりに対し無限大の平面広さＡを有する板材であれば、円盤状のように他の形状の板材であってもよい。板厚校正片３が円盤状の板材である場合において、測定面が１．０ｍ程度以上の平面寸法を有するためには、板厚校正片３を直径が１．０ｍ以上の円盤状の板材とする必要がある。
【００１９】
また、板厚校正片３は、要求精度にもよるが、平面の平坦精度を数十μｍ以下とする必要があり、さらに板厚の異なる複数枚を用意する必要がある。さらに、板厚校正片３の平坦精度は、±１０μｍ以下とすることが好ましい。このため、このように平坦精度が高く大きな板厚校正片３を用意することは難しいものとなる。平坦精度が低い場合、図６に示すように、マイクロ波距離計アンテナは最も近い距離を測定することとなるため、平坦精度の低さから誤差が生じた板厚ｄ１が測定される。このため、校正精度が低くなることとなる。
【００２０】
さらに、このような校正では、板厚校正片３を対向軸Ｃに対して直交させる必要がある。板厚校正片３が対向軸Ｃに対して直交していない場合、図７に示すように、マイクロ波距離計アンテナは最も近い距離を測定することとなるため、本当の板厚ｄではなく、傾きにより誤差が生じた板厚ｄ２が測定される。このため、校正精度が低くなることとなる。しかしながら、上述のように平面寸法が大きく、重量が大きな板厚校正片３を、対向軸Ｃに対して直交させるように配することは容易ではない。さらに、この校正では、板厚校正片３をｚ軸方向に対して異なる複数の測定位置に配する必要があり、全ての測定位置において、板厚校正片３を対向軸Ｃに対して直交させることは難しいものとなる。
つまり、マイクロ波式板厚測定装置１を用いて、０．２％の測定精度で板厚の測定をするには、再現測定方式の測定方法で測定を行う必要があるが、再現測定方式で測定を行う際に必要な校正には困難性が伴っていた。
【００２１】
＜校正装置＞
本発明の一実施形態に係る校正装置４について説明する。校正装置４は、図８〜図１０に示すように、一対の架台４０ａ，４０ｂと、一対の保持部４１ａ，４１ｂと、板厚校正片４２とを備える。
一対の架台４０ａ，４０ｂは、マイクロ波式板厚測定装置１の第１のアンテナ１１及び第２のアンテナの対向軸Ｃに平行な方向である、ｚ軸方向に延在する部材である。一対の架台４０ａ，４０ｂは、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２のマイクロ波の照射領域外に配される。また、一対の架台４０ａ，４０ｂは、自身の延在方向の一端であるｚ軸負方向側端が地面に対して固定される。さらに、一対の架台４０ａ，４０ｂは、自身の延在方向の他端側であるｚ軸正方向側には、一対の保持部４１ａ，４１ｂがそれぞれ固定される。さらに、一対の架台４０ａ，４０ｂは、不図示の昇降機構を有し、延在方向の長さが調整可能に構成されることが好ましい。昇降機構としては、例えば、一対の架台４０ａ，４０ｂの一端側に設けられるシリンダー等の伸縮可能な機構や、一対の架台４０ａ，４０ｂが分割可能に構成される機構等が用いられてもよい。
【００２２】
一対の保持部４１ａ，４１ｂは、一対の架台４０ａ，４０ｂの延在方向に対して直交する方向であるｘ軸方向に延在する金属製の薄板である。一対の保持部４１ａ，４１ｂが延在する方向は、後述するように、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２から照射されるマイクロ波の電界振動方向と直交する方向と、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の対向軸Ｃに直交する方向とに平行な方向である。なお、本実施形態では、マイクロ波式板厚測定装置１の第１のアンテナ１１及び第２のアンテナは、照射されるそれぞれのマイクロ波の電界（電場）振動方向が、平行となるように配される。また、一対の保持部４１ａ，４１ｂであるこの薄板の寸法について、長手方向（ｘ軸方向）の長さを単に長さ、長手方向に直交する板厚方向（ｙ軸方向）の長さを厚み、長手方向及び板厚方向に直交する幅方向（ｚ方向）の長さを幅とそれぞれいう。一対の保持部４１ａ，４１ｂの厚みは、後述するように校正精度を高めるため、一対の保持部４１ａ，４１ｂによって板厚校正板４２が保持可能な程度に、できるだけ薄いことが好ましい。また、一対の保持部４１ａ，４１ｂの厚みは、３ｍｍ以下である。一対の保持部４１ａ，４１ｂの厚みが３ｍｍ超となる場合、一対の保持部４１ａ，４１ｂの位置を第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２が検出してしまうため、校正の精度が低下する可能性がある。また、一対の保持部４１ａ，４１ｂは、図１０に示すように、幅方向の両端側が、端側になるほど板厚が小さくなり、先端が鋭角となるように切り欠かれた形状を有することが好ましい。さらに、一対の保持部４１ａ，４１ｂは、幅が板厚校正片４２の板厚よりも小さく、マイクロ波の波長λの１／２以下であることが好ましく、幅方向の端が板厚校正片４２の平面である、上面及び下面に対してｚ軸の正方向側及び負方向側に突出しないように設けられることが好ましい。
【００２３】
板厚校正片４２は、金属製の方形の板材であり、互いに対向する一対の側面には一対の保持部４１ａ，４１ｂの先端が固定される。また、板厚校正片４２は、板厚方向が一対の架台４０ａ，４０ｂの延在方向と平行となるように設けられる。板厚校正片４２の平面寸法は、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の測定距離に応じて、反射波を用いた測定が可能な程度の大きさを有していればよく、測定面における直径がマイクロ波強度のピークの１／２となる直径の１／５倍以上となることが好ましい。また、板厚校正片４２の平面寸法は、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２のマイクロ波ビームの広がりに対して無限大の平面広さＡを持つ大きさよりも小さな平面寸法となる。例えば、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の測定距離が１．５ｍの場合、板厚校正片４２の平面寸法は、０．２ｍ以上とすることが好ましい。つまり、板厚校正片４２は、一辺が０．２ｍ以上の方形の形状とすることが好ましい。なお、板厚校正片４２の形状は、方形に限定されるものではなく、直径が０．２ｍ以上の円形のように、０．２ｍ以上の平面寸法が得られるようであれば他の形状であってもよい。また、板厚校正片４２の平面の平坦精度は、求められる公正精度に応じて適宜設定されるが、鋼板の板厚を測定するような場合には数十μｍ以下とすることが好ましい。さらに、板厚校正片４２は、後述する校正方法において、校正に必要な板厚に設定される。
【００２４】
＜マイクロ波式板厚測定装置の校正方法＞
本実施形態では、マイクロ波式板厚測定装置１を用いて、鋼板２等の板状の被測定物の板厚を再現測定方式の測定方法で測定する。この測定では、複数の異なる板厚の板厚校正片４２を用いて、板厚校正片４２の測定位置と板厚の測定誤差との関係を求め、マイクロ波式板厚測定装置１を校正する。
【００２５】
校正では、まず、校正装置４の板厚校正片４２の板厚を所定のものとして、マイクロ波式板厚測定装置１の被測定物の対称軸方向の位置の違いによる測定誤差を調べる。校正では、校正装置４の板厚校正片４２を複数の異なる板厚に変えて、各板厚についてマイクロ波式板厚測定装置１の測定誤差をそれぞれ調べる。
被測定物の対称軸方向の位置の違いによる測定誤差を調べる際には、板厚校正片４２を、第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２との間の所定に位置に配置する配置工程と、配置工程の後に配置された位置での板厚校正片４２の板厚を測定する測定工程とを繰り返し行う。この際、配置工程を行う毎に校正装置４の昇降機構を用いて板厚校正片４２の位置を変化させることで、対向軸Ｃの軸方向（ｚ軸に平行な方向）の複数の測定位置における板厚校正片４２の板厚を測定する。
【００２６】
配置工程では、板厚校正片４２を対向軸Ｃに平行なｚ軸方向の所定の高さに、板厚校正片４２の平面が対向軸Ｃに直交するように配し、さらに、対向軸Ｃがこの平面の略中心を通るように板厚校正片４２を配する。そして、板厚校正片４２は、配置工程が繰り返される毎に、それまでの測定位置とは異なる位置に配される。例えば、繰り返される複数回の配置工程のうち最初の配置工程では、測定エリアＬｄのｚ軸負方向側端に板厚校正片４２を配する。そして、その後の配置工程では、板厚校正片４２を配する測定位置を、直前の配置工程に配した位置よりもｚ軸正方向側とする。そして、最終的に、繰り返される複数回の配置工程のうち最後の配置工程では、測定エリアＬｄのｚ軸正方向側端に板厚校正片４２を配する。
【００２７】
また、配置工程では、図１１及び図１２に示すように、一対の保持部４１ａ，４１ｂの長手方向が、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２から照射されるマイクロ波ビームの電界方向５（電界振動方向でありｙ軸方向（座標系が右手系である場合にはｘ軸方向））に直交、つまりｘ軸方向に平行となるように、校正装置４を設ける。
ここで、マイクロ波（電磁波）は、以下の（ａ）〜（ｅ）の特性を有する。
（ａ）マイクロ波は電磁波であり横波で進む。
（ｂ）マイクロ波は電界（電場）方向と９０度のズレを持つ磁界（磁場）方向で校正される。
（ｃ）アンテナから送出されるマイクロ波は必ず決まった偏波状態をとる。
（ｄ）電界（電場）振動方向と直交する方向の金属線簾又は金属帯簾は電場の振動を妨げない。
（ｅ）電界（電場）振動方向と並行な方向の金属線簾又は金属帯簾は電場の振動を妨げ、マイクロ波の反射現象を生じる（マイクロ波距離計機能）。
【００２８】
この特性について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３に示すように、金属線簾の延在方向を、電界（電場）振動方向と並行に配した場合、マイクロ波は金属線簾で反射し、反射波が形成される。金属線簾は、延在方向に対して直交する方向に並んで配された複数の金属線からなる簾状の形状を有する。また、金属線簾の延在方向は、並んで配された複数の金属線の延在方向である。これに対して、図１４に示すように、金属線簾の延在方向を、電界（電場）振動方向と直交させて配した場合、マイクロ波は金属線簾で反射されず、金属線簾を透過して透過波となる。つまり、金属線に対してマイクロ波距離計からマイクロ波を照射する際には、金属線を電界（電場）振動方向と直交させて配した場合、反射波が形成されないことから、マイクロ波距離計では金属線を検出することができないこととなる。なお、ここでは、金属線簾について説明したが、金属線の代わりに金属帯を用いた金属帯簾の場合においても同様である。
【００２９】
本実施形態に係る校正装置及び校正方法は、このマイクロ波の特性に注目することで、知見したものであり、板厚校正片４２の平面大きさを小さくしても校正の必要条件を可能としたものである。
つまり、一対の保持部４１ａ，４１ｂの長手方向が照射されるマイクロ波ビームの電界方向に直交するように配することで、一対の保持部４１ａ，４１ｂがマイクロ波の反射現象を起こすことなく板厚校正片４２を保持することができる。このため、板厚校正片４２の平面大きさを小さくし、一対の保持部４１ａ，４１ｂをマイクロ波の照射範囲に配しても、一対の保持部４１ａ，４１ｂでマイクロ波の反射現象が起きず、板厚校正片４２に対する測定距離だけが検出されることとなる。
【００３０】
一方、図１５に示すように、一対の保持部４１ａ，４１ｂの長手方向が、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２から照射されるマイクロ波ビームの電界方向に並行、つまりｙ軸方向に平行となるように校正装置４を設ける場合、一対の保持部４１ａ，４１ｂでマイクロ波の反射現象が起きてしまう。このため、一対の保持部４１ａ，４１ｂからの反射波によって、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２に誤差が生じることとなる。また、このような現象による誤差は、図１５のような場合に限らず、一対の保持部４１ａ，４１ｂの長手方向が、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２から照射されるマイクロ波ビームの電界方向に対して直交していなければ程度に違いがあるものの生じるものとなる。
【００３１】
測定工程では、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２を用いて、直前の配置工程によって所定の測定位置に配された板厚校正片４２の板厚を測定する。この際、第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２とからマイクロ波を板厚校正片４２に対して照射し、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２にて反射波をそれぞれ測定し、第１の距離Ｌ１及び第２の距離Ｌ２を測定する。そして、第１の距離Ｌ１及び第２の距離Ｌ２の測定結果と、（１）式とを用いて、板厚校正片３の板厚ｄを算出する。
【００３２】
なお、板厚校正片４２のｚ軸方向の測定位置は、後述するように、マイクロ波式板厚測定装置１の求められる測定精度に応じた校正が可能なように、測定位置の数及び各測定位置のｚ軸方向の位置が設定される。例えば、複数の測定位置は、測定エリアＬｄのｚ軸正方向側端及びｚ軸負方向側端の２箇所と、この２箇所の測定位置を含んで等間隔に配される数箇所程度としてもよい。
【００３３】
そして、測定位置毎の板厚の測定結果から、測定に用いた板厚校正片３の板厚におけるマイクロ波式板厚測定装置１の誤差を算出する。この際、横軸をｚ軸方向の測定位置、縦軸を測定された板厚ｄを実際の板厚で除算した校正係数とした複数のプロットに対して、最小二乗法で近似曲線を求めることで、誤差として、測定位置に応じた校正係数を算出するようにしてもよい。
【００３４】
その後、他の板厚の全ての板厚校正片３についても、同様に、配置工程と測定工程とをそれぞれ繰り返し行い、各板厚における誤差を算出する。この場合、板厚校正片４２の板厚を変えた複数の校正装置４を用いてもよく、校正装置４の板厚校正片４２、または板厚校正片４２及び一対の保持部４１ａ，４１ｂを、着脱可能な構成とすることで板厚を変化させてもよい。
【００３５】
さらに、全ての板厚の板厚校正片３について校正係数を求めた後、異なる板厚についての複数の校正係数を用いてマイクロ波式板厚測定装置１の校正を行う（校正工程）。校正工程では、マイクロ波式板厚測定装置１によって測定される被測定物の板厚について、基準板厚及びｚ軸方向の測定位置に応じた誤差がなくなるように、マイクロ波式板厚測定装置１を設定する。基準板厚は、被測定物の製造時に設定された板厚である。例えば、被測定物が鋼板２の場合には、基準板厚は、鋼板２の圧延時の設定板厚としてもよい。そして、基準板厚に対して板厚校正片４２が同じ板厚もしくは同程度の板厚における誤差、または板厚校正片４２の異なる複数の板厚の誤差から推定される基準板厚相当での誤差を用いて校正が行われる。なお、異なる板厚の複数の板厚校正片４２を用いて測定誤差を調べる際には、測定される可能性がある被測定物の全ての板厚、または測定される可能性がある被測定物の全ての板厚の校正の傾向が把握できる程度の種類の板厚が用いられることが好ましい。
【００３６】
＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
【００３７】
例えば、上記実施形態では、校正装置４は一対の保持部４１ａ，４１ｂを有するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。校正装置４の保持部は、板厚校正片４２を所定の高さで固定させた状態で支持可能で、且つマイクロ波の反射波を生じさせないものであれば、他の形態であってもよい。例えば、校正装置４の保持部は、マイクロ波の電界振動方向と直交する方向に延在する部材であり、マイクロ波の電界振動方向と直交する方向側の板厚校正片４２の両端面の少なくとも片方に複数設けられてもよい。
【００３８】
また、上記実施例では、一対の保持部４１ａ，４１ｂを金属製の薄板（ｚ軸方向の厚みがλ／２以下）としたが、本発明はかかる例に限定されない。一対の保持部４１ａ，４１ｂは、ｙ軸方向の長さが３ｍｍ以下であれば、他の断面形状のものであってもよい。例えば、一対の保持部４１ａ，４１ｂは、断面形状が円形であり、線径が３ｍｍ以下の金属製の線材であってもよい。また、一対の保持部４１ａ，４１ｂは、一対の架台４０ａ，４０ｂ及び板厚校正片４２に接続可能であれば、金属以外の素材からなるものであってもよい。
【００３９】
さらに、上記実施形態では、マイクロ波式板厚測定装置１は第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２とが鉛直方向であるｚ軸方向に対向するように設けられるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ｘ軸方向やｙ軸方向といった水平方向に平行な方向に対向するように設けられてもよい。
さらに、上記実施形態では、被測定物を鋼板２としたが、本発明はかかる例に限定されない。被測定物は、板状の形状であれば、鋼板２以外のものであってもよい。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、校正する際に、板厚校正片４２の板厚を複数に異なる板厚に変化させるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、マイクロ波式板厚測定装置１にて測定される被測定物の基準板厚が略一定であるような場合には、板厚を変化させず、基準板厚に応じた所定の板厚の板厚校正片４２のみで構成を行ってもよい。
さらに、上記実施形態では、校正装置４は一対の架台４０ａ，４０ｂを備えるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。校正装置４の架台は、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２のマイクロ波の照射領域外に配され、一対の保持部４１ａ，４１ｂに接続され、板厚校正片４２を所定の測定位置に固定可能な構成であればよく、形状や材質は特に限定されるものではない。例えば、校正装置４の架台は、一対の保持部４１ａ，４１ｂに接続される一体型の部材であってもよい。また、一対の架台４０ａ，４０ｂが延在する方向は、対向軸Ｃに平行な方向に限らず、反射の影響を小さくするために、一対の架台４０ａ，４０ｂ同士の板厚校正片３側の離間距離が大きくなるように、ｚ軸に対して傾いた方向としてもよい（放射形状）。
【００４１】
さらに、上記実施形態では、枠体１０がｘ軸方向からみてＣ型の形状を有するとしたが、本発明はかか例に限定されない。枠体１０は、被測定物の厚み方向に対向して第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２を設けることができ、これらのアンテナの間に被測定物が挿通可能な形状であればよく、例えばｘ軸方向からみてＯ型の形状を有していてもよい。
【００４２】
＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係るマイクロ波式板厚測定装置１の校正装置４は、電界振動方向が平行となるように対向して配される一対のマイクロ波距離計アンテナ（第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２）を有するマイクロ波式板厚測定装置１の校正に用いられる校正装置４であって、マイクロ波式板厚測定装置１の一対のマイクロ波距離計アンテナの測定エリアＬｄにおいて、自身の板厚方向に対向する平面が一対のマイクロ波距離計アンテナの対向軸Ｃに対して直交して配される板状の板厚校正片４２と、一対のマイクロ波距離計アンテナのマイクロ波の電界振動方向と対向軸Ｃとに直交する方向に平行な方向に延在し、自身が延在する方向における板厚校正片４２の両端面に少なくとも一つずつ接続されることで板厚校正片４２を保持し、対向軸Ｃに平行な方向における長さが、マイクロ波の波長λの１／２以下となる複数の保持部４１ａ，４１ｂと、複数の保持部４１ａ，４１ｂに接続され、板厚校正片４２を所定の測定位置に固定する架台４０と、を備える。
【００４３】
上記（１）の構成によれば、複数の保持部４１ａ，４１ｂがマイクロ波の照射領域に在っても、マイクロ波の特性から、複数の保持部４１ａ，４１ｂでマイクロ波が反射されないため、板厚校正片４２からのみの反射波は形成されることとなる。これにより、板厚校正片４２の平面広さＡを、マイクロ波ビームの広がりに対して無限大の広さよりも小さくしても、板厚校正片４２の板厚を測定することができる。このため、構成のために平坦精度の高い板厚校正片を小さくすることができる。これにより、マイクロ波式板厚測定装置１を容易に校正することができるようになる。
【００４４】
（２）上記（１）の構成において、板厚校正片４２は、平面の平面寸法が０．２ｍ以上である。
上記（２）の構成によれば、鋼板の板厚を測定するマイクロ波式板厚測定装置１で通常用いられる、測定距離が１．５ｍ以内のマイクロ波距離計アンテナにおいて、充分な精度で校正を行うことができる。
【００４５】
（３）上記（１）または（２）の構成において、複数の保持部４１ａ，４１ｂは、対向軸Ｃに平行な方向における長さである幅が板厚校正片４２の板厚よりも小さく、対向軸Ｃに平行な方向に対して平面である上面及び下面から突出しないように設けられる。
マイクロ波距離計アンテナは、一般的に、近くにあるものの反射波から距離を測定する。このため、上記（３）の構成によれば、一対のマイクロ波式距離計アンテナに対して、複数の保持部４１ａ，４１ｂよりも板厚校正片４２の方が近くに配されることとなる。これにより、複数の保持部４１ａ，４１ｂからわずかに反射波が形成されたとしても、マイクロ波式距離計アンテナは、板厚校正片４２までの距離を測定することとなることから、精度よく校正を行うことができるようになる。
【００４６】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、複数の保持部４１ａ，４１ｂは、対向軸Ｃに平行な方向における両端面が、自身の延在方向からみて鋭角に切り欠かれた形状を有する。
上記（４）の構成によれば、複数の保持部４１ａ，４１ｂの対向軸Ｃに平行な方向における両端面において、マイクロ波がより反射し難くなる。このため、より精度よく校正を行うことができる。
【００４７】
（５）本発明に一態様に係るマイクロ波式板厚測定装置１の校正方法は、電界振動方向が平行となるように対向して配される一対のマイクロ波距離計アンテナを有するマイクロ波式板厚測定装置１を再現測定方式で用いる際の校正方法であって、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の校正装置４を用いて、一対のマイクロ波距離計アンテナの測定エリアＬｄにおける、対向軸Ｃに平行な方向で軸方向の位置が異なる複数の測定位置に板厚校正片４２を配する配置工程と、複数の測定位置にてマイクロ波式板厚測定装置１で板厚校正片４２の板厚を測定する測定工程と、測定工程にて測定される板厚校正片の板厚の測定結果から、マイクロ波式板厚測定装置１における被測定物の測定位置の違いによる板厚の測定誤差を校正する校正工程と、を備える。
【００４８】
（６）上記（５）の構成において、マイクロ波式板厚測定装置１で測定される被測定物に応じて、板厚校正片４２を複数の異なる板厚に変化させ、各板厚において、配置工程及び測定工程を行い、校正工程では、測定工程にて測定される板厚の異なる複数の板厚校正片４２の板厚の測定結果から、マイクロ波式板厚測定装置１における被測定物の測定位置及び基準板厚の違いによる板厚の測定誤差を校正する。
上記（５）及び（６）の構成によれば、上記（１）〜（４）と同様な効果が得られ、マイクロ波式板厚測定装置１を簡易に校正することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  マイクロ波式板厚測定装置
１０  枠体
１１  第１のアンテナ
１２  第２のアンテナ
１３  測定エリア
２  鋼板
３  板厚校正片
４  校正装置
４０ａ，４０ｂ  架台
４１ａ，４１ｂ  保持部
４２  板厚校正片
５  磁場方向
６  金属簾
【図１】
2019174402.tif 000003
【図２】
2019174402.tif 000004
【図３】
2019174402.tif 000005
【図４】
2019174402.tif 000006
【図５】
2019174402.tif 000007
【図６】
2019174402.tif 000008
【図７】
2019174402.tif 000009
【図８】
2019174402.tif 000010
【図９】
2019174402.tif 000011
【図１０】
2019174402.tif 000012
【図１１】
2019174402.tif 000013
【図１２】
2019174402.tif 000014
【図１３】
2019174402.tif 000015
【図１４】
2019174402.tif 000016
【図１５】
2019174402.tif 000017