(57)【要約】【課題】被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能な電気抵抗計測方法及びその装置を提供する。【解決手段】互いに絶対値が等しい正及び負の二値符号を有する擬似ランダム信号Ｓ１を発生させ、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「＋１」である場合は、この擬似ランダム信号Ｓ１の符号を、「＋１」から「−１」または「−１」から「＋１」の順番で時間的に偶数等分して参照用信号Ｓ３を生成し、一方、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「−１」である場合は、この擬似ランダム信号Ｓ１の符号を、「−１」から「＋１」または「＋１」から「−１」の順番で時間的に偶数等分して参照用信号Ｓ３を生成し、生成した参照用信号Ｓ３を、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂに印加する。【選択図】図１
2008249464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶対値が等しく、符号が異なる二値の参照用信号により変調した電流を被測定物に印加し、該印加された電流によって前記被測定物内に生じた電圧を検出し、該検出した電圧と前記参照用信号とを相関演算処理し、該相関演算処理の結果に基づいて、前記被測定物の電気抵抗を計測する電気抵抗計測方法であって、
前記参照用信号が、そのパルス幅を擬似ランダム信号の最短パルス幅の偶数等分した時間とし、且つパルス符号の切り替り順番が、前記擬似ランダム信号の符合に応じて異なることを特徴とする電気抵抗計測方法。
【請求項２】
前記検出した電圧から、ノイズ成分を分離した信号成分の導電電圧信号を生成し、該生成した導電電圧信号と前記参照用信号とにより前記相関演算処理を行うことを特徴とする請求項１に記載した電気抵抗計測方法。
【請求項３】
絶対値が等しく、符号が異なる二値のパルス列であって、パルス幅を擬似ランダム信号の最短パルス幅の偶数等分した時間とし、且つパルス符号の切り替り順番が、前記擬似ランダム信号の符号に応じて異なったパルス列からなる参照用信号を生成する信号加工手段と、
前記生成された参照用信号により変調した電流を、被測定物に設置した一対の電流印加用電極により印加する電流印加手段と、
前記印加された電流によって前記被測定物内に生じた電圧を、電圧検出用電極により検出する電圧検出手段と、
前記検出した電圧と前記参照用信号とを相関演算処理し、該相関演算処理の結果に基づいて前記被測定物の電気抵抗を算出する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする電気抵抗計測装置。
【請求項４】
前記信号加工手段は、
前記最短パルスの時間幅の、絶対値が等しく、符号が異なる二値のパルスを出力するクロック発生手段と、
絶対値が等しく、符号が異なる二値の擬似ランダム信号を出力する擬似ランダム信号発生手段と、
前記クロック発生手段から出力されるパルスと、前記擬似ランダム信号発生手段から出力される前記擬似ランダム信号とを乗算演算して前記参照用信号を生成する乗算演算手段と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載した電気抵抗計測装置。
【請求項５】
前記被測定物は、低電気抵抗体及び電気的に接地されている物体のうち少なくとも一方であり、
前記電圧検出用電極は、前記一対の電流印加用電極の間に複数本が設置されることを特徴とする請求項３または４に記載した電気抵抗計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、金属等、導電性の良好な被測定物の電気抵抗を計測する電気抵抗計測方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高炉に用いられるカーボン煉瓦等、電気抵抗の低い被測定物の電気抵抗を計測する方法としては、一般的に、被測定物に四本の電極を設置して被測定物の電気抵抗を計測する、４端子法が用いられる場合が多い。
この４端子法は、まず、電流発生源に接続された一対の電流印加用電極を被測定物に設置し、電圧計に接続された一対の電圧検出用電極を、一対の電流印加用電極の間に、一定の間隔を隔てて設置する。
【０００３】
そして、電流発生源で発生した電流を、一対の電流印加用電極を介して被測定物に印加するとともに、一対の電圧検出用電極に生じる電圧を電圧計によって検出して、オームの法則により被測定物の電気抵抗を求める方法である。この方法では、被測定物と各電極との接触電気抵抗が低くなるほど、電気抵抗の計測精度が向上する。
このような方法を用いて被測定物の電気抵抗を計測する場合、被測定物の電気抵抗が低いと、電圧計によって検出される電圧も低くなってしまうため、電気抵抗の測定精度を向上させるためには、被測定物に印加する電流値を大きくする必要がある。
【０００４】
しかしながら、例えば、金属の電気抵抗を測定する場合、直流電流を印加して、この電流により金属内に生じる電圧を検出するが、電流値が大きいと、ジュール熱により金属が加熱されて、部分的な温度差による熱起電力が発生するおそれがある。
熱起電力が発生すると、熱起電力により、信号成分にノイズ電圧が生じてしまい、ノイズ電圧と信号成分との区別が困難となる。特に、被測定物が金属である場合等、被測定物が温度によって電気抵抗が大きく変化する場合は、電気抵抗の正確な計測が更に困難となるという問題が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、熱起電力により生じるノイズ電圧と信号成分とを区別するために、被測定物へ印加する電流を交流電流とすることが考えられる。この場合、信号成分は交流（正弦波）であり、熱起電力は直流であるため、熱起電力と区別して信号成分のみを検出することが可能となる。
しかしながら、電流は磁束を発生するため、被測定物へ印加する電流を正弦波とした場合では、時間に応じて磁束が変化し、この磁束の時間的な変化が誘導起電力を生じる場合がある。
【０００６】
また、被測定物へ印加する電流値が大きいほど、誘導起電力が大きくなるため、金属等、電気抵抗が低い被測定物の電気抵抗を測定する場合は、検出される電圧が小さくなり、誘導起電力と検出電圧が、同等または異なる値となってしまうことがある。このため、電気抵抗の正確な計測が困難となるという問題が生じるおそれがある。
また、磁束による影響が、装置の分解能よりも小さくなるような低電流を使用した場合、検出される電圧のＳ／Ｎ比を十分確保するためには、増幅器を使用する必要がある。しかしながら、低い電圧を増幅可能な増幅器は比較的高価であるため、このような増幅器を用いると、コストが増加してしまうという問題が生じるおそれがある。
【０００７】
このような問題を解決するため、例えば、特許文献１に記載されている電気抵抗計測方法が用いられている。
特許文献１に記載されている電気抵抗計測方法は、まず、電流印加用電極に印加する印加信号として擬似ランダム信号を用い、電圧検出用電極間に生じる電圧を、電流信号から変換された電圧信号とともに、信号処理手段へ入力する。
信号処理手段では、電流波形及び電圧波形に対して、擬似ランダム信号の符号の切り替わりにおいて発生する誘導ノイズを除外する処理を行い、さらに、電流波形と電圧波形との相関演算処理を行う。
【０００８】
そして、得られた相関波形中における最大値（ピーク値）が電極間に生じた電圧であるため、オームの法則に基づいて、この電圧を電流値で除算することにより、被測定物の電気抵抗を計測する方法である。
【特許文献１】特開２００６−１７７６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載した電気抵抗計測方法では、被測定物が、高温の溶融金属である場合や、加熱された金属等の低電気抵抗体である場合等では、被測定物の内部における温度分布が不均等となるため、被測定物に熱雑音や熱起電力が発生するおそれがある。
被測定物に熱雑音や熱起電力が発生すると、これらの影響により、ホワイトノイズやドリフトノイズ等のノイズ電圧が、検出される信号成分に生じてしまい、電気抵抗の計測精度が低下してしまうという問題が生じるおそれがある。
【００１０】
また、特許文献１に記載した電気抵抗計測方法では、被測定物が電気的に接地された構造物である場合には、迷走電流ノイズや誘導ノイズの影響により、検出される信号成分にドリフトノイズを含むノイズ電圧が生じるおそれがある。
検出される信号成分にドリフトノイズを含むノイズ電圧が生じると、電圧値または電気抵抗値の正確な測定が困難となるため、電気抵抗の計測精度が低下してしまうという問題が生じるおそれがある。
本発明は、上述したような問題点に着目してなされたもので、被測定物の電気抵抗が低い場合であっても、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能な、電気抵抗計測方法及びその装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、絶対値が等しく、符号が異なる二値の参照用信号により変調した電流を被測定物に印加し、該印加された電流によって前記被測定物内に生じた電圧を検出し、該検出した電圧と前記参照用信号とを相関演算処理し、該相関演算処理の結果に基づいて、前記被測定物の電気抵抗を計測する電気抵抗計測方法であって、
前記参照用信号が、そのパルス幅を擬似ランダム信号の最短パルス幅の偶数等分した時間とし、且つパルス符号の切り替り順番が、前記擬似ランダム信号の符合に応じて異なることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によると、絶対値が等しく、符号が異なる二値の参照用信号を、そのパルス幅を擬似ランダム信号の最短パルス幅の偶数等分した時間とし、且つパルス符号の切り替り順番を、擬似ランダム信号の符合に応じて異ならせている。
このため、検出される信号成分にノイズ電圧が生じている場合であっても、ノイズ電圧の影響を抑制することが可能となるため、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【００１３】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記検出した電圧から、ノイズ成分を分離した信号成分の導電電圧信号を生成し、該成分した導電電圧信号と前記参照用信号とにより前記相関演算処理を行うことを特徴とするものである。
本発明によると、被測定物内に生じた電圧を検出し、この検出した電圧から、ノイズ成分を分離した信号成分の導電電圧信号を生成し、この生成した導電電圧信号と参照用信号とにより相関演算処理を行う。
このため、高いＳ／Ｎ比で被測定物の電気抵抗を計測することが可能となり、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【００１４】
次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、絶対値が等しく、符号が異なる二値のパルス列であって、パルス幅を擬似ランダム信号の最短パルス幅の偶数等分した時間とし、且つパルス符号の切り替り順番が、前記擬似ランダム信号の符号に応じて異なったパルス列からなる参照用信号を生成する信号加工手段と、
前記生成された参照用信号により変調した電流を、被測定物に設置した一対の電流印加用電極により印加する電流印加手段と、
前記印加された電流によって前記被測定物内に生じた電圧を、電圧検出用電極により検出する電圧検出手段と、
前記検出した電圧と前記参照用信号とを相関演算処理し、該相関演算処理の結果に基づいて前記被測定物の電気抵抗を算出する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする電気抵抗計測装置である。
【００１５】
本発明によると、電圧検出手段によって検出した電圧と、擬似ランダム信号の符号に応じて異なったパルス列からなる参照用信号とを相関演算処理し、この相関演算処理の結果に基づいて、被測定物の電気抵抗を算出している。
このため、検出される信号成分にノイズ電圧が生じている場合であっても、ノイズ電圧の影響を抑制することが可能となるため、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【００１６】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した発明であって、前記信号加工手段は、
前記最短パルスの時間幅の、絶対値が等しく、符号が異なる二値のパルスを出力するクロック発生手段と、
絶対値が等しく、符号が異なる二値の擬似ランダム信号を出力する擬似ランダム信号発生手段と、
前記クロック発生手段から出力されるパルスと、前記擬似ランダム信号発生手段から出力される前記擬似ランダム信号とを乗算演算して前記参照用信号を生成する乗算演算手段と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、信号加工手段が、クロック発生手段から出力されるパルスと、擬似ランダム信号発生手段から出力される擬似ランダム信号とを乗算演算して、参照用信号を生成する乗算演算手段を備えている。
このため、高いＳ／Ｎ比で被測定物の電気抵抗を計測することが可能となり、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【００１７】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項３または４に記載した発明であって、前記被測定物は、低電気抵抗体及び電気的に接地されている物体のうち少なくとも一方であり、
前記電圧検出用電極は、前記一対の電流印加用電極の間に複数本が設置されることを特徴とするものである。
本発明によると、被測定物が、例えば、高温の溶融金属である場合や、加熱された金属等である場合等、低電気抵抗体である場合であっても、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
また、本発明によると、被測定物が、例えば、カーボン煉瓦の高炉である場合等、電気的に接地されている構造物である場合であっても、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被測定物の電気抵抗が低い場合であっても、被測定物の電気抵抗の計測精度を向上させることが可能となるため、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
まず、図１から図７を参照して、本実施形態の電気抵抗計測装置の構成を説明する。
図１は、本実施形態の電気抵抗計測装置１の構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の電気抵抗計測装置１は、信号生成手段２と、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂと、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂと、相関演算手段８を備えており、例えば、カーボン煉瓦の高炉等の被測定物１０に対して、電気抵抗を測定する際に用いるものである。
【００２０】
信号生成手段２は、擬似ランダム信号発生手段１２と、パルス発生手段１４と、信号加工手段１６を備えており、二本の電流印加用ケーブル１８ａ，１８ｂを介して、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂと接続されている。
擬似ランダム信号発生手段１２は、発振器（図示せず）が接続されており、発振器による周波数制御に基づいて、擬似ランダム信号Ｓ１を発生させ、この発生させた擬似ランダム信号Ｓ１を、信号加工手段１６へ出力する機能を有している。なお、本実施形態では、擬似ランダム信号Ｓ１として、Ｍ系列信号を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００２１】
図２は、本発明で用いる、擬似ランダム信号発生手段１２で発生させた擬似ランダム信号Ｓ１を示す図である。
図２に示すように、擬似ランダム信号発生手段１２で生成された擬似ランダム信号Ｓ１は、互いに絶対値が等しい正及び負の二値符号を有し、二値符号のうち正の符号は「＋１」であり、負の符号は「−１」である。なお、図２中では、一例として、擬似ランダム信号Ｓ１の符号長を１２７とした場合を示している。
【００２２】
パルス発生手段１４は、擬似ランダム信号発生手段１２から出力されるパルスの最小周期に対して、偶数等分した周期のパルス周期を有するパルス信号Ｓ２を繰り返し発生させ、この発生させたパルス信号Ｓ２を、擬似ランダム信号Ｓ１と同期して（パルスの立上がり、立下がりのタイミングが一致）、信号加工手段１６へ出力する機能を有している。なお、本実施形態では、一例として、パルス周期が、擬似ランダム信号発生手段１２から出力されるパルスの最小周期に対して、二等分した周期とする場合について説明する。
【００２３】
信号加工手段１６は、擬似ランダム信号Ｓ１とパルス信号Ｓ２が入力されると、これらの信号を乗算処理して参照用信号Ｓ３を生成し、この生成した参照用信号Ｓ３を、二本の電流印加用ケーブル１８ａ，１８ｂを介して、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂから被測定物１０に印加する機能を有している。
ここで、生成した参照用信号Ｓ３を一対の電流印加用電極４ａ，４ｂから被測定物１０に印加する際には、図示しない公知のＤ／Ａコンバータを用いて、参照用信号Ｓ３を、デジタル信号からアナログ信号に変換し、信号加工手段１６から二本の電流印加用ケーブル１８ａ，１８ｂを介して、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂへ出力する。
【００２４】
図３は、参照用信号Ｓ３の生成手順を示す図である。なお、図３（ａ）は、擬似ランダム信号Ｓ１の一部を示す図であり、図３（ｂ）は、パルス信号Ｓ２の一部を示す図、図３（ｃ）は、参照用信号Ｓ３の一部を示す図である。
信号加工手段１６では、図３（ａ）に示すような、最小パルス幅をＷｍｉｎとする擬似ランダム信号Ｓ１と、図３（ｂ）に示すような、最小パルス幅Ｗｍｉｎを二等分したパルス幅のパルス信号Ｓ２とを乗算処理し、図３（ｃ）に示すような、参照用信号Ｓ３を生成している。
【００２５】
このとき、パルス信号Ｓ２の周期はＷｍｉｎ／２であり、パルス信号Ｓ２の符号の切り替りタイミングと、擬似ランダム信号Ｓ１の符号の切り替りタイミングが一致するように、同期をとられている。
したがって、擬似ランダム信号Ｓ１とパルス信号Ｓ２とを乗算処理することにより、図３（ｃ）に示すような、参照用信号Ｓ３が生成される。具体的には、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「＋１」である場合は、この擬似ランダム信号Ｓ１の符号が、「＋１」から「−１」の順番で時間的に偶数等分される。一方、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「−１」である場合は、この擬似ランダム信号Ｓ１の符号が、「−１」から「＋１」の順番で時間的に偶数等分される。
【００２６】
なお、図３（ｃ）中では、パルス幅の長い箇所が存在するが、これは、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が、「＋１」から「−１」または「−１」から「＋１」へ変化するタイミングの箇所である。これは、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が変化するタイミングの箇所では、擬似ランダム信号Ｓ１とパルス信号Ｓ２との乗算処理を行うと、同じ符号が連続することとなるためである。
【００２７】
信号生成手段２によって生成された参照用信号Ｓ３が、二本の電流印加用ケーブル１８ａ，１８ｂを介して、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂに印加されると、被測定物１０に電流が流れる。被測定物１０に電流が流れると、被測定物１０の内部では、被測定物１０の電気抵抗に応じた電圧が発生し、この発生した電圧が、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂによって検出される。
【００２８】
ここで、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂは、電気抵抗の測定対象となる被測定物１０に対して、被測定物１０との接触電気抵抗が低くなるように、被測定物１０に直接繋げるか、導電性の高い接着剤等を用いて設置されている。
また、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂは、共に、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂ間において、電流印加用電極４と同様、被測定物１０に対して、被測定物１０との接触電気抵抗が低くなるように、被測定物１０に直接繋げるか、導電性の高い接着剤等を用いて設置されている。
【００２９】
相関演算手段８は、例えば、コンピュータによって形成され、信号抽出部２０と、相関演算部２２と、抵抗演算部２４を備えており、二本の電圧検出用ケーブル２６ａ，２６ｂを介して、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂと接続されている。
信号抽出部２０は、二本の電圧検出用ケーブル２６ａ，２６ｂを介して、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂが検出した電圧が入力されると、この電圧に導電電圧信号と過渡的誘導ノイズが含まれているか否かを判定する。そして、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂが検出した電圧に、導電電圧信号と過渡的誘導ノイズが含まれている場合、この電圧に含まれる導電電圧信号と過渡的誘導ノイズのうち、導電電圧信号のみを時間的に分離して抽出し、この抽出した導電電圧信号を、相関演算部２２へ出力する機能を有している。
【００３０】
電圧検出用電極６が検出した電圧に導電電圧信号と過渡的誘導ノイズが含まれている状況は、電流印加用電極４に印加される電流値が大きい場合や、被測定物１０の周囲に金属製の構造物が存在する場合に多く発生する。
以下、電圧検出用電極６が検出した電圧から、導電電圧信号のみを時間的に分離して抽出する手順について説明する。
電圧検出用電極６が検出した電圧をＶ0（ｔ）とし、導電電圧信号をＳ、過渡的誘導ノイズをＮ0とすると、電圧Ｖ0（ｔ）は、以下に示す式（１）で算出される。
【００３１】
【数１】
2008249464.tif 000003
【００３２】
また、導電電圧信号Ｓは、以下に示す式（２）で算出される。
【００３３】
【数２】
2008249464.tif 000004
【００３４】
なお、式（２）中に示すｒは被測定物１０の電気抵抗であり、ｉは電流印加用電極４に印加される電流である。
また、過渡的誘導ノイズＮ0は、以下に示す式（３）で算出される。
【００３５】
【数３】
2008249464.tif 000005
【００３６】
なお、式（３）中に示すφは、電流印加用ケーブル１８及び電圧検出用ケーブル２６を含めた、測定系全体を貫く磁束である。
以下、図４を参照して、信号抽出部２０における処理について説明する。
図４（ａ）は、電圧検出用電極６が検出した電圧の波形の一例を示す図である。
図４（ａ）に示されるように、電圧検出用電極６が検出した電圧に生じる過渡的誘導ノイズは、検出した電圧の符号が切り替わる瞬間に発生し、図４（ｂ）に示されるように、電圧の時間変化率ΔＶ／Δｔの絶対値は、符号が切り替わった瞬間、非常に大きい値となり、徐々に減少して０Ｖに近い値となる。
【００３７】
このとき、検出した電圧の時間変化率ΔＶ／Δｔの絶対値に対して閾値を設定し、その閾値に対して、ΔＶ／Δｔの絶対値が大きい時間の区間を誘導ノイズ区間と設定し、ΔＶ／Δｔの絶対値が小さい時間の区間を信号成分区間と設定する。
過渡的誘導ノイズが減衰する時間は、計測を行う際の検出系の構成で決まるので、過渡的誘導ノイズが減衰する時間は、検出系のケーブルや電極の構成を変更しない限り、各符号において、符号の切り替わり後に同じ時間だけ表れる。このような場合は、図４のように、電圧の時間変化率ΔＶ／Δｔの絶対値の値を閾値で比較しなくても、符号の切り替り時点からの時刻で、誘導ノイズと信号成分の区間を区別できる。
【００３８】
したがって、図５（ａ）に示すように、上記設定した誘導ノイズ区間の一定時間Ｔｏを、電圧検出用電極６が検出した電圧の波形における各符号の切り替わり時点から除去し、信号成分区間に対応する検出電圧を、信号成分として抽出し、この抽出した信号成分を、導電電圧信号とする。この場合、後述する相関演算処理を容易にするために、誘導ノイズ区間の電圧を０Ｖとする。また、誘導ノイズ区間の電圧を０Ｖとしたデータ数ｎをカウントして記録しておく。なお、図５（ｂ）は、ノイズ成分を除去した後の信号成分の電圧を示す波形図である。
相関演算部２２は、電流印加用電極４に印加した参照用信号Ｓ３を参照信号として、この参照信号と検出電圧信号との相関演算処理を行い、この処理結果を抵抗演算部２４へ出力する機能を有している。
【００３９】
以下、参照信号と検出電圧信号との相関演算処理を行う手順について説明する。
まず、信号成分区間と誘導ノイズ区間の合計期間、すなわち、擬似ランダム信号Ｓ１の一周期で検出した（サンプリングした）電圧のデータ数をＮとし、このデータ数Ｎから、信号抽出部２０において０Ｖとして記録されたデータ数ｎを減算し、相関演算用のデータ数Ｎ−ｎ個を算出する。また、参照用信号Ｓ３も、検出電圧の誘導ノイズ区間で０Ｖとしたデータに対応する区間を０Ｖとする。
【００４０】
その後、検出電圧信号と参照信号は、共に０Ｖの区間は除去し、残った信号を結合した信号として、それらの相関演算処理を行う。したがって、検出電圧信号は、図５（ｃ）に示すように、導電電圧信号のみがつながった信号となる。
このとき、算出された参照信号波形のｉ番目のデータをｆ（ｉ）、導電電圧信号の電圧波形におけるｉ番目のデータをｇ（ｉ）とすると、相関関数Ｖ（ｊ）は、以下に示す式（４）で算出される。
【００４１】
【数４】
2008249464.tif 000006
【００４２】
この式（４）において、ｊが電流の伝播経路に相当する値となった時点で、Ｖ（ｊ）は最大値となり、その最大値が電圧値に相当する。しかし、電流が伝播する経路は多様であり、その距離を特定することは困難であるため、ｊの値を変化させることにより、相関値がどの値になるか算出する。
したがって、整数ｊを０〜（Ｎ−ｎ）の間で変化させたときの相関関数Ｖ（ｊ）の最大値が、被測定物１０の電気抵抗を算出する際に必要な電圧となる。
【００４３】
抵抗演算部２４は、相関演算部２２における相関関数処理の結果に基づいて、被測定物１０の電気抵抗を計測する機能を有している。具体的には、整数ｊを０〜（Ｎ−ｎ）の間で変化させたときの相関関数Ｖ（ｊ）の最大値が入力されると、この最大値の相関関数Ｖ（ｊ）を電圧とし、この電圧と参照信号の電流に基づいて、被測定物１０の電気抵抗を算出する。
ここで、数周期の参照信号（参照用信号Ｓ３）に関して相関演算処理を行い、各周期における相関関数Ｖ（ｊ）の最大値の平均を算出し、この算出した最大値の平均を用いることによって、更にＳ／Ｎ比を向上させることが可能である。
【００４４】
以下、信号加工手段１６において、擬似ランダム信号Ｓ１とパルス信号Ｓ２を乗算処理して、参照用信号Ｓ３を生成し、この生成した参照用信号Ｓ３を一対の電流印加用電極４ａ，４ｂに印加した理由を、図６を用いて説明する。
信号加工手段１６において生成した参照用信号Ｓ３を電流印加用電極４に印加した場合、電圧検出用電極６によって検出される電圧には、参照用信号Ｓ３の電流値に比例した大きさの振幅で、参照用信号Ｓ３の電流波形と同一パターンの波形が表れる。
【００４５】
しかしながら、被測定物１０が、カーボン煉瓦等、電気抵抗値の低い物である場合、被測定物１０に電流が流れることにより、被測定物１０の内部で発生した電圧が小さくなるため、検出された電圧の波形には、多くのノイズが重畳する。
ここで、検出された電圧の波形に生じるノイズとしては、被測定物１０が、高温の低電気抵抗体である場合は、ホワイトノイズ、ドリフトノイズ、１／ｆノイズ等が挙げられる。これらのノイズは、熱雑音や熱起電力に起因して発生する。
また、被測定物１０が、電気的に接地された構造物である場合において、検出された電圧の波形に生じるノイズとしては、迷走ノイズ、誘導ノイズ等が挙げられる。これらのノイズは、構造物の接地された部分から流入する電流に起因して発生する。
【００４６】
擬似ランダム信号Ｓ１とパルス信号Ｓ２を乗算処理せずに、擬似ランダム信号Ｓ１のみを電流印加用電極４に印加した場合、ホワイトノイズや１／ｆノイズが、検出された電圧の波形に生じることを抑制することが可能となる。しかしながら、擬似ランダム信号Ｓ１のみを電流印加用電極４に印加した場合では、ドリフトノイズのような、時間的に波形全体がドリフトするようなノイズに対しては、検出された電圧の波形に生じることを抑制することが不可能である。したがって、被測定物１０の電気抵抗を、正確に計測することが困難である。
【００４７】
これに対し、本実施形態の電気抵抗計測装置１では、参照用信号Ｓ３を電流印加用電極４に印加しているため、相関関数処理を行うことにより、ホワイトノイズや１／ｆノイズだけでなく、ドリフトノイズに対しても、検出された電圧の波形に生じることを抑制することが可能となる。
これは、擬似ランダム信号Ｓ１の一周期相当の総クロック（符号長）が奇数個であるのに対し、参照用信号Ｓ３は、各クロック（各符号）で時間的に偶数等分しているために、総クロック（符号長）が偶数個となっているためである。
【００４８】
ここで、擬似ランダム信号Ｓ１の波形をｍ0（ｔ）、擬似ランダム信号Ｓ１を印加した際に検出される、ノイズが生じた電圧の波形をｍ´0（ｔ）とし、ドリフトノイズ以外にノイズが生じた電圧の波形をＶ0（ｔ）、ドリフトノイズをδ（ｔ）とする。なお、ドリフトノイズδ（ｔ）は、擬似ランダム信号Ｓ１の一周期Ｔ内で変化するものとする。
上記の定義を適用すると、ノイズが生じた電圧の波形ｍ´0（ｔ）は、以下に示す式（５）で算出される。
【００４９】
【数５】
2008249464.tif 000007
【００５０】
また、擬似ランダム信号Ｓ１の波形ｍ0（ｔ）とノイズが生じた電圧の波形ｍ´0（ｔ）との相関関数Φ（τ）は、以下に示す式（６）で算出される。
【００５１】
【数６】
2008249464.tif 000008
【００５２】
なお、式（６）中に示すＴは、擬似ランダム信号Ｓ１（Ｍ系列信号）の周期であり、τは遅れ時間である。
また、式（６）において、相関演算の積分計算は、上記の各種データがコンピュータに入力された際に、時間的に離散したデータとなるため、実際には和の演算に変わる。
そして、擬似ランダム信号Ｓ１の波形ｍ0（ｔ）が、ノイズが生じた電圧の波形ｍ´0（ｔ）に対して周期的な遅れが無い場合、τ＝０となるため、これを以下に示す式（７）に代入すると、相関関数Φ（τ）に生じるドリフトノイズが算出される。
【００５３】
【数７】
2008249464.tif 000009
【００５４】
なお、式（７）中に示すＳｎは、擬似ランダム信号Ｓ１の符号長である（Ｓｎ＝周期Ｔ／擬似ランダム信号Ｓ１の最小パルス幅）。
したがって、擬似ランダム信号Ｓ１のみを電流印加用電極４に印加した場合、擬似ランダム信号Ｓ１の総クロックが奇数個であるため、正負の符号が互いに異なる数となり、ノイズ項が消えずに残ってしまうこととなる。
【００５５】
これに対し、参照用信号Ｓ３では、図６に示すように、各クロックを時間的に偶数等分しているために、総クロックが偶数個となっている。このため、正負の符号が同数となり、上記の式（６）によって相関関数Φ（τ）を算出すると、局所的に参照する参照用信号Ｓ３の正負の同じ値と、ドリフトノイズδ（ｔ）とを乗算することとなり、一周期に亘って、ドリフトノイズδ（ｔ）を打ち消すことが可能となる。なお、図６は、参照信号と電圧検出用電極６によって検出される電圧信号との関係を表す図であり、参照信号の一部と、電圧検出用電極６によって検出される電圧信号の一部と、検出される電圧に生じるノイズのうち、ドリフトノイズとの相関演算での対応関係を示す図である。
したがって、信号加工手段１６において生成した参照用信号Ｓ３を、電流印加用電極４に印加することにより、ドリフトノイズによる影響を抑制することが可能となるため、被測定物１０の正確な電気抵抗を計測することが可能となる。
【００５６】
図７は、このように相関演算処理を行った結果の一例を示す図である。
図７は、電圧検出用電極６によって検出された電圧が、参照用信号Ｓ３の波形と時間遅れなく時間的にパターンが一致している場合の相関演算結果を示したものであり、相関関数Φ（τ）は、時間τ＝０において最大値となり、その値は「＋１」となる。なお、両波形が時間τａだけずれて一致する（例えば、検出される電圧波形が時間τａ遅れる）場合は、相関関数Φ（τａ）＝１となる。
【００５７】
すなわち、電流印加用電極４に印加する電流（参照信号に相当）が、１Ａ（アンペア）であり、参照用信号Ｓ３の参照信号として、「＋１Ａ」及び「−１Ａ」の二値を用いる場合、被測定物１０の電気抵抗が１Ωであれば、オームの法則に基づき、相関関数の最大値Φ（τａ）は、１Ｖ（ボルト）となる。
しかしながら、実際の低電気抵抗体の測定においては、検出された電圧が低く、その波形にノイズ電圧の波形が重畳することが多いため、印加する電流は１Ａより大きい値とすることが好適である。この場合には、算出される相関関数の最大値は、印加電流（参照信号）をＩ（Ａ）とし、検出電圧（検出信号）がＶ（Ｖ）であれば、Ｉ×Ｖとなる。したがって、相関関数の最大値ＩＶを、電流値Ｉで除算したものが電圧値Ｖとなり、この電圧値Ｖをさらに電流値Ｉで除算すると、被測定物１０の電気抵抗Ｒ（Ω）が算出されることとなる。
【００５８】
なお、上記のような、二本の電流印加用ケーブル１８ａ，１８ｂは、信号生成手段２によって生成された参照用信号Ｓ３を、被測定物１０に設置した一対の電流印加用電極４ａ，４ｂに印加して、被測定物１０へ電流を流す電流印加手段を構成している。
また、上記のような、二本の電圧検出用ケーブル２６ａ，２６ｂは、被測定物１０へ電流を流すことによって被測定物１０に生じる電圧を、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂ間に設置した複数の電圧検出用電極６を介して検出する電圧検出手段を構成している。
【００５９】
次に、図１から図７に基づき、図８を参照しつつ、本実施形態の電気抵抗計測装置１を用いて、被測定物１０の電気抵抗を計測する方法の作用・効果等を説明する。
図８は、本実施形態の電気抵抗計測装置１を用いて、被測定物１０の電気抵抗を計測する方法（以下、「電気抵抗計測方法」と記載する）を示すフローチャートである。
図８のフローチャートは、擬似ランダム信号発生手段１２において擬似ランダム信号Ｓ１が発生し、パルス発生手段１４においてパルス信号Ｓ２が発生し、これらの信号が信号加工手段１６において乗算処理された時点、すなわち、信号生成手段２において参照用信号Ｓ３が生成されるところからスタートする（ステップＳ１０）。
【００６０】
信号生成手段２において参照用信号Ｓ３が生成されると、この生成された参照用信号Ｓ３が、二本の電流印加用ケーブル１８ａ，１８ｂを介して、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂに印加され、被測定物１０に電流が流れる（ステップＳ２０）。
また、ステップＳ２０では、信号生成手段２において生成された参照用信号Ｓ３が、相関演算部２２へ出力される（ステップＳ５０、ステップＳ６０）。
【００６１】
被測定物１０に電流が流れると、被測定物１０の内部では、被測定物１０の電気抵抗に応じた電圧が発生し、この発生した電圧が、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂによって検出される（ステップＳ３０）。
一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂによって検出された電圧は、二本の電圧検出用ケーブル２６ａ，２６ｂを介して信号抽出部２０へ入力され、信号抽出部２０では、電圧検出用電極６が検出した電圧に過渡的誘導ノイズが含まれているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【００６２】
ステップＳ４０において、電圧検出用電極６が検出した電圧に過渡的誘導ノイズが含まれていると判定された場合、ステップＳ４２へ移行する。
ステップＳ４２では、検出した電圧の時間変化率ΔＶ／Δｔの絶対値に対して閾値を設定し、その閾値に対して、ΔＶ／Δｔの絶対値が大きい時間の区間を誘導ノイズ区間と設定し、ΔＶ／Δｔの絶対値が小さい時間の区間を信号成分区間と設定、すなわち、誘導ノイズ区間と信号成分区間とを分離して、ステップＳ４６へ移行する。
【００６３】
ステップＳ４６では、ステップＳ４２で設定した誘導ノイズ区間の一定時間を、電圧検出用電極６が検出した電圧の波形における各符号の切り替わり時点から除去する。そして、信号成分区間に対応する検出電圧を信号成分として抽出して、この抽出した信号成分を導電電圧信号として相関演算部２２へ出力し、ステップＳ４８へ移行する。
また、ステップＳ５０では、信号生成手段２において生成された参照用信号Ｓ３が、導電電圧信号と同一パターンの信号であると推定し、導電電圧信号で０Ｖとしたデータに対応する区間を参照用信号Ｓ３においても０Ｖとし、相関演算用のデータ信号数として信号抽出部２０において記録されたデータ数ｎを、信号成分区間と誘導ノイズ区間の合計のデータ数Ｎから除外して、ステップＳ４８へ移行する。
【００６４】
ステップＳ４８では、算出された参照信号波形のデータと、導電電圧信号の電圧波形におけるデータに基づいて、被測定物１０の電気抵抗を算出する際に必要な電圧を算出して、ステップＳ７０へ移行する。
一方、ステップＳ４０において、電圧検出用電極６が検出した電圧に過渡的誘導ノイズが含まれていないと判定された場合、ステップＳ４４へ移行する。
ステップＳ４４では、電圧検出用電極６が検出した電圧が入力され、この入力された電圧信号を相関演算部２２へ出力して、ステップＳ６０へ移行する。
ステップＳ６０では、算出された参照信号波形のデータと、電圧検出用電極６が検出した電圧波形におけるデータに基づいて、被測定物１０の電気抵抗を算出する際に必要な電圧を算出して、ステップＳ７０へ移行する。
【００６５】
ステップＳ７０では、ステップＳ４８またはステップＳ６０で算出された電圧に基づいて、被測定物１０の電気抵抗を算出して、処理を終了する。
したがって、本実施形態の電気抵抗計測方法であれば、参照用信号Ｓ３を、互いに絶対値が等しい正及び負の二値符号を有する擬似ランダム信号Ｓ１を、正から負または負から正の順番で時間的に偶数等分して生成している。
また、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が正である場合と負である場合における、擬似ランダム信号Ｓ１の符合を時間的に偶数等分する順番を、互いに異ならせている。
このため、検出される信号成分にノイズ電圧が生じている場合であっても、ノイズ電圧の影響を抑制することが可能となるため、被測定物の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【００６６】
その結果、被測定物１０の電気抵抗が低い場合であっても、被測定物１０の電気抵抗の計測精度を向上させることが可能となるため、被測定物１０の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
また、本実施形態の電気抵抗計測方法であれば、相関演算処理として、検出した電圧から導電電圧信号Ｓのみを時間的に分離して抽出し、参照用信号Ｓ３を参照信号として、抽出された導電電圧信号と参照信号との相関演算処理を行っている。
【００６７】
その結果、高いＳ／Ｎ比で被測定物の電気抵抗を計測することが可能となり、被測定物１０の電気抵抗の計測精度を向上させることが可能となるため、被測定物１０の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
さらに、本実施形態の電気抵抗計測方法であれば、参照用信号Ｓ３を構成する二値符号のうち正の符号を「＋１」とし、負の符号を「−１」としているため、参照用信号Ｓ３の符合を、容易に時間的に偶数等分することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態の電気抵抗計測方法であれば、被測定物１０が、例えば、高温の溶融金属である場合や、加熱された金属等である場合等、低電気抵抗体である場合であっても、被測定物１０の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
また、本実施形態の電気抵抗計測方法であれば、被測定物１０が、例えば、高炉に用いられるカーボン煉瓦等、電気的に接地されている構造物である場合であっても、被測定物１０の電気抵抗を正確に計測することが可能となる。
【００６９】
なお、本実施形態の電気抵抗計測方法では、参照用信号Ｓ３を、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「＋１」である場合は、符号が「＋１」から「−１」の順番で時間的に偶数等分し、一方、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「−１」である場合は、符号が「−１」から「＋１」の順番で時間的に偶数等分しているが、これに限定されるものではない。すなわち、参照用信号Ｓ３を、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「＋１」である場合は、符号が「−１」から「＋１」の順番で時間的に偶数等分し、一方、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が「−１」である場合は、符号が「＋１」から「−１」の順番で時間的に偶数等分してもよい。要は、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が正である場合における、擬似ランダム信号Ｓ１の符合を時間的に偶数等分する順番と、擬似ランダム信号Ｓ１の符号が負である場合における、擬似ランダム信号Ｓ１の符合を時間的に偶数等分する順番が、互いに異なっていればよい。
【００７０】
また、本実施形態の電気抵抗計測方法で用いた電気抵抗計測装置１は、一対の電圧検出用電極６ａ，６ｂを備えた構成、すなわち、二つの電圧検出用電極６を備えた構成としたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、三つ以上の電圧検出用電極６を備え、これらの電圧検出用電極６が、全て、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂ間において、被測定物１０に設置されている構成としてもよい。要は、電圧検出用電極６を複数備えており、これらの電圧検出用電極６が、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂ間において、被測定物１０に設置されている構成であればよい。
【００７１】
さらに、本実施形態の電気抵抗計測方法では、参照用信号Ｓ３が有する互いに絶対値が等しい正及び負の二値符号を、「＋１」及び「−１」としたが、これに限定されるものではない。すなわち、参照用信号Ｓ３が有する互いに絶対値が等しい正及び負の二値符号を、実際に電流印加用電極４に印加される電流値である、「＋Ｉ」及び「−Ｉ」としてもよい。
【００７２】
また、本実施形態の電気抵抗計測方法では、コンピュータ内部でソフトウェアによって生成した参照用信号Ｓ３を、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂに印加する際に、公知のＤ／Ａコンバータを用いて、参照用信号Ｓ３を、信号加工手段１６から二本の電流印加用ケーブル１８ａ，１８ｂを介して、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂへ出力したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、電気回路で生成した擬似ランダム信号Ｓ１と、擬似ランダム信号Ｓ１の最短パルス幅相当のクロック周波数を二等分した周波数の矩形波を、符号の切り替わりタイミングを一致させてミキシング（乗算演算）してもよい。
また、本実施形態の電気抵抗計測方法では、擬似ランダム信号Ｓ１としてＭ系列信号を用いたが、これに限定されるものではなく、Ｍ系列信号以外の信号を、擬似ランダム信号Ｓ１として用いてもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、本実施形態の電気抵抗計測方法で用いた電気抵抗計測装置１と同様の電気抵抗計測装置を用いて、溶融亜鉛めっきラインが備えるめっき浴槽内において電気抵抗を計測した実験結果と、高炉において電気抵抗を計測した実験結果を、それぞれ示す。なお、両実験では、共に、本実施形態の電気抵抗計測方法と同様、擬似ランダム信号としてＭ系列信号を用いた。
【００７４】
まず、めっき浴槽内において電気抵抗を計測した実験結果について説明する。
図９は、めっき浴槽内における電気抵抗の計測を説明する図である。
図９に示すように、本実験では、めっき浴槽２８内に、電気抵抗測定用のプローブ３０を設置している。
めっき浴槽２８内は、約４５０℃の溶融亜鉛で満たされている。
【００７５】
このようなめっき浴槽２８を備える溶融亜鉛めっきラインでは、めっき浴槽２８内で、鋼板から溶出したＦｅが、ＡｌやＺｎと合金化して、ＦｅＺｎ7等のドロスとなり、めっき浴槽２８の底部に堆積するボトムドロスが生成される。ボトムドロスが多量になると、めっき浴槽２８内に鋼板を通板させた際に、このボトムドロスが巻き上げられ、めっき浴槽２８内を通板する鋼板にボトムドロスが付着し、その鋼板が圧延されてしまうと欠陥が生じるおそれがあるため、めっき浴槽２８内におけるボトムドロスの量を管理する必要がある。
【００７６】
プローブ３０は、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂと、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂ間に配置された四本の電圧検出用電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、すなわち、全六本の電極から構成されている。
各電流印加用電極４及び各電圧検出用電極６は、共に、電極となる電線が耐熱絶縁ケース３２内を通過して先端が外部へ突出しており、各先端部３４は、被膜等の絶縁層が除去されて導通可能な状態で、めっき浴槽２８内の溶融亜鉛、ボトムドロスなどを含むめっき浴に浸漬されている。
【００７７】
また、各電流印加用電極４及び各電圧検出用電極６は、めっき浴槽２８の深さ方向に沿って配置されており、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂのうち上方に配置される電極は、予め設定された、ボトムドロスの堆積によって問題が生じる高さの上限値付近に設置する。なお、図９中では、一対の電流印加用電極４ａ，４ｂのうち上方に配置される電極を、電流印加用電極４ａとして記載している。
このような電気抵抗計測装置を用いて、めっき浴槽２８内における電気抵抗を計測する際には、各電圧検出用電極６によって検出される電圧に基づいて算出される電気抵抗を観察することにより、電気抵抗が一定値を超えた時に、めっき浴槽２８内におけるボトムドロスの堆積量が、問題が生じる高さの上限値を超えたと判定する。
【００７８】
以下、その理由について説明する。
図１０は、各電圧検出用電極６間に存在する亜鉛の成分と、めっき浴槽２８内におけるボトムドロスの堆積量との関係を示す図である。なお、図中の縦軸は電気抵抗Ｒ（単位は１０-7Ωｍ）を示し、図中の横軸はめっき浴槽２８内に堆積したボトムドロス中の溶融亜鉛の割合を示している。
図１０に示されるように、各電圧検出用電極６間に存在するめっき浴中の割合が、ほぼボトムドロスのみである場合は、めっき浴中の割合が、ほぼ溶融亜鉛である場合と比較して、その電気抵抗値が五倍以上大きくなっている。なお、めっき浴中の電気抵抗値は、めっき浴中のボトムドロスや溶融亜鉛の割合によって変化する。
【００７９】
したがって、各電圧検出用電極６間に存在するめっき浴が、溶融亜鉛の割合が多い場合とボトムドロスの割合が多い場合では、電気抵抗の大きさが明確に異なるため、算出される電気抵抗が一定値を超えた時に、めっき浴槽２８内におけるボトムドロスの堆積量が、問題が生じる高さの上限値に達したと判定すればよい。
また、本実験では、各電流印加用電極４が熱起電力を発生すると、この発生した熱起電力がドリフトノイズとなるため、擬似ランダム信号としてＭ系列信号を用いることにより、ドリフトノイズの影響を抑制している。ここで、擬似ランダム信号として用いたＭ系列信号は、総クロック数（符号長）を１２７とし、クロック周波数を０．５Ｈｚとした。
【００８０】
そして、このＭ系列信号を、Ｍ系列信号の符号が「＋１」である場合は、周波数を１Ｈｚで、符合が「−１」から「＋１」の順番で変わる矩形波を生成し、一方、Ｍ系列信号の符号が「−１」である場合は、周波数を１Ｈｚで、符合が「＋１」から「−１」の順番で変わる矩形波を生成した。これにより、加工した信号は、総クロック数が２５４となり、クロック周波数が１Ｈｚとなった。なお、加工前のＭ系列信号はコンピュータ内部で発生させ、発生させたＭ系列信号の加工もコンピュータ内部で行った。
【００８１】
図１１は、本実験において、各電流印加用電極４に印加された電流の波形と、各電圧検出用電極６によって検出された電圧の波形を示す図であり、図１１（ａ）が電流の波形の一部を示し、図１１（ｂ）が電圧の波形の一部を示している。
図１１（ａ）に示すように、各電流印加用電極４に±１Ａの符号を有する電流を印加した場合、各電圧検出用電極６によって検出された電圧の波形は、図１１（ｂ）に示すような波形となる。
【００８２】
検出された電圧の波形には、熱起電力によって生じるドリフトノイズが発生しているが、擬似ランダム信号としてＭ系列信号を用いているため、図１１（ｂ）に示されるように、ドリフトノイズの影響が抑制されている。
ここで、図１１（ｂ）中に示す領域Ｘのように、検出された電圧の波形に過渡的誘導ノイズの影響が表れた場合は、本実施形態の電気抵抗計測方法と同様に、相関演算手段による処理（図８のフローチャートのステップＳ４２〜Ｓ４８の処理）を行えばよい。
【００８３】
このような電気抵抗計測方法によって、めっき浴内における電気抵抗を計測した結果、各電圧検出用電極６間を、ほぼ溶融亜鉛が占める場合には、電気抵抗の計測値が３．２（μΩ）となった。一方、各電圧検出用電極６間を、ほぼボトムドロスが占める場合では、電気抵抗の計測値が１１．２（μΩ）となった。
したがって、各電圧検出用電極６間に存在する溶融亜鉛、ボトムドロスの割合によって、電気抵抗の大きさの差異が明確と異なることが確認され、計測された電気抵抗が一定値を超えた時に、めっき浴槽２８内におけるボトムドロスの堆積量が、問題が生じる高さの上限値に達したと判定することが有効であることが確認された。
【００８４】
次に、高炉において電気抵抗を計測した実験結果について説明する。
本実験では、高炉の炉下部に、電気抵抗測定用のプローブを設置している。
プローブは、一対の電流印加用電極と、一対の電流印加用電極間に配置された一対の電圧検出用電極、すなわち、全四本の電極から構成されている。
各電流印加用電極及び各電圧検出用電極は、炉下部に、垂直方向に沿って一直線に並ぶように配置されており、鉄皮及びスタンプ材（耐火物）に開口して設置され、その先端部は、炉壁レンガに接触している。
【００８５】
一対の電流印加用電極のうち上方に配置される電極と一対の電圧検出用電極は、高炉の羽口よりも下方であるとともに出銑口よりも上方に設置されており、一対の電流印加用電極のうち下方に配置される電極は、炉底部の側面に設置されている。
なお、本実験に用いた電気抵抗計測装置では、電流印加用電極に印加される電流値を４Ａとしており、また、電圧検出用電極を、公知のＡＤ変換器を介して、相関演算手段を構成するコンピュータに接続している。
【００８６】
また、本実験では、擬似ランダム信号として用いたＭ系列信号を、総クロック数（符号長）を１２７とし、クロック周波数を３Ｈｚとした。そして、このＭ系列信号を加工し、Ｍ系列信号の符号が「＋１」である場合は、周波数６Ｈｚで、符合が「−１」から「＋１」の順番で変わる矩形波を生成し、一方、Ｍ系列信号の符号が「−１」である場合は、周波数６Ｈｚで、符合が「＋１」から「−１」の順番で変わる矩形波を生成した。これにより、加工した参照信号は、総クロック数が２５４となり、クロック周波数が６Ｈｚとなった。なお、加工前のＭ系列信号はコンピュータ内部で発生させ、発生させたＭ系列信号の加工もコンピュータ内部で行った。
ここで、加工前のＭ系列信号としては、測定時間に余裕がある場合等は、総クロック数が５１１や２０４７等の長周期のＭ系列信号を用いてもよい。また、クロック周波数を、過渡的誘導ノイズの減衰率を参照して決定してもよい。
【００８７】
図１２は、本実験において、電圧検出用電極によって検出された電圧の波形の一部を示す図である。
図１２に示されるように、電圧検出用電極によって検出された電圧の波形には、オフセットノイズが発生している。このオフセットノイズは、高炉周囲の環境等によって時間的に変化する。なお、図１２中では、電圧の波形の平均値を破線によって示しており、この破線と電圧０ｍＶを示す線との差によって、オフセットノイズを表している。
図１３は、電圧検出用電極によって検出された電圧の波形と、参照信号の波形との相関演算処理結果を示す図である。
【００８８】
図１３に示すように、電圧検出用電極によって検出された電圧の波形と、参照信号の波形との相関演算処理結果は、波形によって表されており、この波形は、相関関数の最大値を、電流値で除算したものである。したがって、図１３に表した波形の最大値を電圧値とし、この電圧値を電流値で除算して、高炉の電気抵抗を算出した。なお、電圧値を算出する際は、検出された電圧の波形を複数周期取り込み、周期毎に表れる最大値を平均することによって、より高精度な計測を行うことが可能である。
【００８９】
検出された電圧の波形には、過渡的誘導ノイズの影響が表れているため、本実施形態の電気抵抗計測方法と同様に、相関演算手段による処理を行うことにより、過渡的誘導ノイズの除去処理を行った。このとき、電圧の時間変化率の絶対値に関する閾値を、１（Ｖ／ｓｅｃ）とした。
このような電気抵抗計測方法によって、高炉の電気抵抗を計測した結果、電気抵抗の計測値が１２．３（μΩ）となった。高炉の炉下部における電気抵抗の時間的な推移は、炉内の残銑滓レベルを表すと考えられるが、本実験では、擬似ランダム信号として用いたＭ系列信号を加工し、この加工したＭ系列信号を電流印加用電極へ印加しているため、高炉周囲の環境等によって時間的に変化するオフセットノイズの影響を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本実施形態の電気抵抗計測装置の構成を示す図である。
【図２】擬似ランダム信号発生手段で発生させた擬似ランダム信号を示す図である。
【図３】参照用信号の生成手順を示す図であり、図３（ａ）は、擬似ランダム信号の一部を示す図、図３（ｂ）は、パルス信号の一部を示す図、図３（ｃ）は、参照用信号の一部を示す図である。
【図４】誘導ノイズ区間と信号成分区間の設定方法を表す図である。
【図５】ノイズ成分を除去した後の信号成分の電圧を示す波形図である。
【図６】参照信号と電圧検出用電極によって検出される電圧信号との対応関係を表す図である。
【図７】参照信号と電圧信号の相関演算結果の一例を示す図である。
【図８】電気抵抗計測方法を示すフローチャートである。
【図９】実施例において、めっき浴槽内における電気抵抗の計測を説明する図である。
【図１０】実施例において、めっき浴内の溶融亜鉛の割合と、その時の電気抵抗との関係を示す図である。
【図１１】実施例において、各電流印加用電極に印加された電流の波形と、各電圧検出用電極によって検出された電圧の波形を示す図であり、図１１（ａ）は、印加電流の波形の一部を示し、図１１（ｂ）は、電圧の波形の一部を示す図である。
【図１２】実施例において、電圧検出用電極によって検出された電圧の波形の一部を示す図である。
【図１３】実施例において、電圧検出用電極によって検出された電圧の波形と、参照信号の波形との相関演算処理結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１    電気抵抗計測装置
２    信号生成手段
４    電流印加用電極
６    電圧検出用電極
８    相関演算手段
１０  被測定物
１２  擬似ランダム信号発生手段
１４  パルス発生手段
１６  信号加工手段
１８  電流印加用ケーブル
２０  信号抽出部
２２  相関演算部
２４  抵抗演算部
２６  電圧検出用ケーブル
２８  めっき浴槽
３０  プローブ
３２  耐熱絶縁ケース
３４  先端部
Ｓ１  擬似ランダム信号
Ｓ２  パルス信号
Ｓ３  参照用信号
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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