(57)【要約】【課題】簡便でしかも新規な情報を用いないで全計測領域に渡って実質的に計測誤差の解消を図ることが可能な電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法を提供する。【解決手段】パスラインに沿って搬送される金属ストリップの板厚方向の一方側に送信コイル１２を配置し、他方側に第１、第２の受信コイル１３、１４を配置し、パスラインの中央と基準金属ストリップ２４の端部までの距離と第１、第２の受信コイル１３、１４の出力電圧の関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）と、所定幅の校正用金属ストリップをパスラインに通過させた場合の正規化係数Ｋ１、Ｋ２を求めておき、実際の金属ストリップ１１を通過した場合に、正規化係数Ｋ１、Ｋ２によって、出力電圧を補正し、そのデータを関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）に入れて、実際の金属ストリップ１１の蛇行量を求めた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パスラインに沿って搬送される金属ストリップの板厚方向の一方側に交流電源が接続された送信コイルを配置し、他方側には前記送信コイルと平行し、かつそれぞれは前記パスラインの中心位置に対して左右対称に第１、第２の受信コイルを配置し、前記第１、第２の受信コイルに誘起された電圧を直流に変換して比較し、前記金属ストリップの蛇行量を検知する電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法であって、
予め準備した幅広の基準金属ストリップを前記パスラインに配置し、該パスラインの中心位置から前記基準金属ストリップの端部までの距離（ｘ）と少なくとも前記第１、第２の受信コイルの発生電圧（Ｖ）との関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）をそれぞれ求め、
前記パスラインの中央に配置する幅の異なる２種類の校正用金属ストリップを用いてその片側の幅の変化に対する前記第１、第２の受信コイルの誘起電圧の変化率α１、α２を求めると共に、前記関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）において前記２種類の校正用金属ストリップの片側の幅の変化に対する電圧の変化率β１、β２を演算し、これらの変化率（α１、β１）、（α２、β２）の比からなる正規化係数（Ｋ１＝β１／α１、Ｋ２＝β２／α２）を求める前準備工程を有し、
操業時には、前記パスラインに通過させる金属ストリップＡに対する前記第１、第２の受信コイルの電圧（Ｖａ１、Ｖａ２）を測定し、その測定された電圧（Ｖａ１、Ｖａ２）に前記正規化係数Ｋ１、Ｋ２を乗じた補正電圧（Ｋ１・Ｖａ１、Ｋ２・Ｖａ２）を、前記関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）に照合して、前記金属ストリップＡの前記パスラインの中心位置から左右の端部までの距離（Ｌａ１、Ｌａ２）をそれぞれ演算し、その差分から前記金属ストリップＡの蛇行量を測定する実測定工程を有することを特徴とする電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法において、前記正規化係数Ｋ１、Ｋ２は、幅の異なる校正用金属ストリップを３種類以上使用して複数の正規化係数をそれぞれ２種類の前記校正用金属ストリップについて求めて平均したものを使用していることを特徴とする電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法において、前記前準備工程では、前記基準金属ストリップに、少なくとも直列配置された前記第１、第２の受信コイルの長さの２．５倍以上の金属ストリップを使用することを特徴とする電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法において、前記関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）は非連続的なデータからなって、前記補正電圧（Ｋ１・Ｖａ１、Ｋ２・Ｖａ２）の入力にあっては、折れ線グラフ近似法によって、前記距離（Ｌａ１、Ｌａ２）を求めることを特徴とする電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属ストリップに生じる渦電流を利用して、金属ストリップの蛇行量を測定する電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法に係り、特に圧延中の金属ストリップの蛇行検出信号の簡易校正法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に連続圧延ラインにおいて、通板効率の向上のため位置制御用の検出器が不可欠である。このため従来品として（１）光学的方法によるものと（２）電磁的方法によるものがある。前者は被検体を投・受光器で挟み被検体の遮断による光量の変化から被検体の移動量を把握するものであり普及品の一つである。しかし塵埃、水、蒸気の発生する環境の下では適用できない場合が多い。
一方、後者は例えば特開平７−１８１００２号公報の実施例に見られるようにストリップを励磁コイルと二つの受信コイルで挟みストリップの移動（蛇行量）による渦電流損の変化を受信コイルの誘起電圧変化として検出し移動量を把握するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に電磁的方法は耐環境性に優れていると言われているが従来の被検体を送信コイルと二つの受信コイルで挟むように構成した装置ではコイルエッジ部（即ち、ストリップの幅方向端部）での非線形な出力特性、送・受信間の距離変更による調整の煩雑さ、被検体による受信コイル相互間の干渉等の問題があり検出精度はもとより実用上の問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来の電磁的方法を更に改良して、検出精度を高めた電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法は、パスラインに沿って搬送される金属ストリップの板厚方向の一方側に交流電源が接続された送信コイルを配置し、他方側には前記送信コイルと平行し、かつそれぞれは前記パスラインの中心位置に対して左右対称に第１、第２の受信コイルを配置し、前記第１、第２の受信コイルに誘起された電圧を直流に変換して比較し、前記金属ストリップの蛇行量を検知する電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法であって、予め準備した幅広の基準金属ストリップを前記パスラインに配置し、該パスラインの中心位置から前記基準金属ストリップの端部までの距離（ｘ）と少なくとも前記第１、第２の受信コイルの発生電圧（Ｖ）との関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）をそれぞれ求め、前記パスラインの中央に配置する幅の異なる２種類の校正用金属ストリップを用いてその片側の幅の変化に対する前記第１、第２の受信コイルの誘起電圧の変化率α１、α２を求めると共に、前記関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）において前記２種類の校正用金属ストリップの片側の幅の変化に対する電圧の変化率β１、β２を演算し、これらの変化率（α１、β１）、（α２、β２）の比からなる正規化係数（Ｋ１＝β１／α１、Ｋ２＝β２／α２）を求めする前準備工程を有し、操業時には、前記パスラインに通過させる金属ストリップＡに対する前記第１、第２の受信コイルの電圧（Ｖａ１、Ｖａ２）を測定し、その測定された電圧（Ｖａ１、Ｖａ２）に前記正規化係数Ｋ１、Ｋ２を乗じた補正電圧（Ｋ１・Ｖａ１、Ｋ２・Ｖａ２）を、前記関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）に照合して、前記金属ストリップＡの前記パスラインの中心位置から左右の端部までの距離（Ｌａ１、Ｌａ２）をそれぞれ演算し、その差分から前記金属ストリップＡの蛇行量を測定する実測定工程を有する。
【０００５】
ここで、本発明に係る電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法において、前記正規化係数Ｋ１、Ｋ２は、幅の異なる校正用金属ストリップを３種類以上使用して複数の正規化係数をそれぞれ２種類の前記校正用金属ストリップについて求めて平均したものを使用するのが好ましい。
また、本発明に係る電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法において、前記前準備工程では、前記基準金属ストリップに、少なくとも直列配置された前記第１、第２の受信コイルの長さの２．５倍以上の金属ストリップを使用するのが好ましい。
そして、本発明の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法において、前記関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）は非連続的なデータからなって、前記補正電圧（Ｋ１・Ｖａ１、Ｋ２・Ｖａ２）の入力にあっては、折れ線グラフ近似法によって、前記距離（Ｌａ１、Ｌａ２）を求めるのが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法を適用した装置のブロック図、図２及び図３は同方法の説明図、図４及び図５は同方法の説明を行うグラフである。
【０００７】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法を適用した装置１０は、金属ストリップ（鋼帯）１１のパスラインの直下に配置される送信コイル１２と、その上部に配置される第１、第２の受信コイル１３、１４とを有している。送信コイル１２の長さ方向中央位置はパスラインの幅方向中心位置に一致し、第１、第２の受信コイル１３、１４は、コイルの直径、長さ、巻数、インピーダンス及び抵抗を同一とした同一特性のものが使用され、送信コイル１２の直上に平行に配置され、しかも、パスラインの中心位置を基準に左右対称に配置されている。送信コイル１２には、発信器１５によって発信された特定周波数（３０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）の交流を、電力増幅器１６で増幅した一定電力の交流が供給されている。
これによって、第１、第２の受信コイル１３、１４に交流電圧がそれぞれ誘起されるが、金属ストリップ１１がない場合には第１、第２の受信コイル１３、１４に一定の交流電圧が誘起されるようになっている。
【０００８】
第１、第２の受信コイル１３、１４によって誘起された交流電圧は、高周波アンプ１７、１８によって増幅され、同期検波及びフィルタ回路１９、２０によって交流分が除去され、直流に変換される。この直流信号はＤＣアンプ２１、２２によって増幅され、マイクロプロセッサ２３に入力される。マイクロプロセッサ２３内には、ＤＣアンプ２１、２２からの信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備え、最終的には第１、第２の受信コイル１３、１４からの電圧信号はデジタル信号に変換されて、マイクロプロセッサ（補正演算器、コンピュータ）２３によって処理されている。なお、マイクロプロセッサ２３を除く装置は従来の装置（即ち、既設の装置）を用いることもできる。
【０００９】
このマイクロプロセッサ２３内には、図４、図５に示すように基本となる曲線Ｓ（図４には「ＳＧ１連続」と記載されている）のデータが入力されている。このデータは図２に示すように、幅広の基準金属ストリップ２４をパスライン内に配置した場合、パスラインの中心位置から基準金属ストリップ２４の端部までの距離ｘと第２の受信コイル１４の発生電圧Ｖとの関係（データテーブル）を示すものとなる。
この場合の基準金属ストリップ２４は一方側（即ち、第１の受信コイル１３側に対しては長い）金属ストリップを使用する。実際には、直列配置された第１、第２の受信コイル１３、１４の２．５倍以上の長さを有するものであれば十分と思われる。また、パスラインに対して前後方向の幅（図１における紙面に垂直な幅）は、第１、第２の受信コイル１３、１４の全長以上の幅を有するものであれば十分である。
そして、ｘが１５０ｍｍの状態から１５ｍｍピッチで基準金属ストリップ２４を第１の受信コイル１３側から第２の受信コイル１４側に移動させた場合の、第２の受信コイル１４の出力電圧に対応するＤＣアンプ２２の出力電圧（Ｖ）を記載している。
【００１０】
図４、図５に示すように、基準金属ストリップ２４を挿入すると、基準金属ストリップ２４が送信コイル１２から発生する磁気のシールドを行うので、第２の受信コイル１４に発生する電圧は徐々に小さくなる。従って、図４のグラフの電圧値（Ｖ）を読むことによって、基準金属ストリップ２４の挿入位置が分かることになる。これを、第２の受信コイル１４のみでなく第１の受信コイル１３によっても行い、そのデータを得ると、パスラインの中心位置から基準金属ストリップ２４の端部まで距離（ｘ）と、これに対応する第１、第２の受信コイル１３、１４の発生電圧（Ｖ）との関係を示す関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）が得られるので、マイクロプロセッサ２３に基準データとして保存する。
【００１１】
次に、それぞれ幅Ｌ１〜Ｌ３の異なる３種類の金属ストリップをパスラインに入れて、第２の受信コイル１４の電圧を測定し、正規化係数Ｋ２を求める手順について説明する。この実施の形態では、所定幅の金属ストリップとしては板幅Ｌ１＝６００ｍｍ（図４には「ＳＧ１板幅６００」と記載されている）と、板幅Ｌ２＝１０００ｍｍ（図４には「ＳＧ１板幅１０００」と記載されている）と、板幅Ｌ３＝１３００ｍｍ（図４には「ＳＧ１板幅１３００」と記載されている）とを使用する。なお、本発明の校正用金属ストリップはその板幅に限定されるものではない。
図５に示すように、板幅Ｌ１〜Ｌ３の場合の出力電圧はＶ１〜Ｖ３となる。そして、基本となる曲線Ｓ（基準データ）において、パスラインの中心位置から距離ｘがＬ１、Ｌ２、Ｌ３の場合には、その出力電圧はＶｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３となる。そこで、これらの電圧変化率を、Ｖｓ１−Ｖｓ２＝ａ、Ｖ１−Ｖ２＝ｃ、Ｖｓ１−Ｖｓ３＝ｂ、Ｖ１−Ｖ３＝ｄとして、以下の式より正規化係数Ｋ２を求める。
Ｋ２＝（ａ／ｃ＋ｂ／ｄ）／２（変化率の比の平均値）
【００１２】
この後、第１の受信コイル１３の正規化係数Ｋ１を求めるのであるが、その手順は第２の受信コイル１４の正規化係数Ｋ２と同様である。なお、第１、第２の受信コイル１３、１４は同一特性のものを使用し、送信コイル１２の中心に対して左右対称に配置した場合には、第１の受信コイル１３の正規化係数Ｋ１も、第２の受信コイル１４の正規化係数Ｋ２と同一値となる。
以上の処理が、前準備工程となる。
なお、この実施の形態では異なる３種類の校正用金属ストリップを用いてそれぞれ２組の金属ストリップについて部分的な正規化係数を求め、これらを平均して正規化係数としているが、２種類の校正用金属ストリップで正規化係数を求める場合、４種類以上の校正用金属ストリップを用いてそれぞれ正規化係数を求めてそれらを平均する場合も本発明は適用される。なお、多数の正規化係数を用いる場合の方が精度が向上する。
【００１３】
次いで計測モードに入ると、図３に示すように、実際に金属ストリップ１１をパスライン上に搬送して、ＤＣアンプ２１、２２からそれぞれ実際の検出電圧（Ｖａ１、Ｖａ２）に、正規化係数Ｋ１、Ｋ２を乗じた値を電圧値の補正データ、即ち補正電圧（Ｋ１・Ｖａ１、Ｋ２・Ｖａ２）とし、これを第１、第２の受信コイル１３、１４のデータテーブルと照合し公知の折れ線近似演算を行い、金属ストリップのそれぞれ左右の端部の位置（ラインセンターからの移動量）が演算される。更に得られた二つの移動量の差分値演算により金属ストリップ１１の蛇行量を出力できる。
即ち、操業時には、前記パスラインに通過させる金属ストリップ１１に対する前記第１、第２の受信コイル１３、１４の電圧（Ｖａ１、Ｖａ２）を測定し、その測定された電圧（Ｖａ１、Ｖａ２）を、以下の式（１）、（２）を用いて正規化値（Ｙ１、Ｙ２）に変換する。
【００１４】
Ｙ１＝（Ｖａ１−Ｖ１）×Ｋ１＋Ｖｓ１　　　　　　　・・・・・（１）
Ｙ２＝（Ｖａ２−Ｖ１′）×Ｋ２＋Ｖｓ１′　　　　　・・・・・（２）
ここで、Ｖ１は板幅６００ｍｍの金属ストリップを使用した場合の第１の受信コイル１３の出力電圧、Ｖ１′は板幅６００ｍｍの金属ストリップを使用した場合の第２の受信コイル１４の出力電圧、Ｖｓ１、Ｖｓ１′はそれぞれパスラインの中央位置から３００ｍｍの場合の関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）の発生電圧Ｖの値であり、図５におけるＰ点を示す。なお、図５は第１、第２の受信コイル１３、１４の特性が同一であったとして、その代表例を示している。
以上の演算で、正規化値Ｙ１、Ｙ２を求めて、これを関係式Ｆ１（ｘ、Ｖ）、Ｆ２（ｘ、Ｖ）を用いて、公知の折れ線グラフ近似法（補間法）を行い、金属ストリップ１１のパスラインの中央位置から左右の端部までの距離（Ｌａ１、Ｌａ２）を演算する。そして、この距離の差分（Ｌａ１−Ｌａ２）が、金属ストリップ１１（請求項１における金属ストリップＡ）の蛇行量となる。以上の工程が実測定工程になる。
【００１５】
なお、電磁誘導を検出原理とする検出器は非線形な特性を有し、従来の装置構成では、第１、第２の受信コイルの干渉の問題から原理上、基準データを特定できず補正の具体的手段が提案されていなかったが、前述のように、定尺ストリップ（板幅が例えば６００ｍｍ、１０００ｍｍ、１３００ｍｍ）と、一方向に長い金属ストリップとを用いて、第１、第２の受信コイル１３、１４の出力電圧の相違を実験的に検討した結果、更にはシミュレーション結果から、基本特性の相似性が明らかとなり、検出データを基準データへ変換再現できることを検証した。
以上の演算は四則演算のみで可能としたので処理時間を問題とすることなく普及型のワンチップマイコンにより簡便でしかも実用的な補正方法を実現できる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法においては、予め準備した幅広の基準金属ストリップをパスラインに配置し、パスラインの中心位置から基準金属ストリップの端部までの距離と少なくとも第１、第２の受信コイルの発生電圧との関係式をそれぞれ求め、パスラインの中央に配置する幅の異なる２種類の校正用金属ストリップを用いてその片側の幅の変化に対する第１、第２の受信コイルの誘起電圧の変化率を求めると共に、前記した関係式において２種類の校正用金属ストリップの片側の幅の変化に対する電圧の変化率を演算し、これらの変化率の比からなる正規化係数を求め、操業時には、パスラインに通過させる金属ストリップＡに対する第１、第２の受信コイルの電圧を測定し、その測定された電圧に正規化係数を乗じた補正電圧を、前記した関係式に照合して、金属ストリップＡのパスラインの中心位置から左右の端部までの距離をそれぞれ演算し、その差分から金属ストリップＡの蛇行量を測定している。従って、従来から使用されていた装置構成で、測定レンジの全領域に渡り実質的に検出誤差の解消を図ることが可能であり、更に信頼性の高い電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法を提供することができる。
【００１７】
特に、請求項２記載の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法は、正規化係数は、幅の異なる校正用金属ストリップを３種類以上使用して複数の正規化係数をそれぞれ２種類の校正用金属ストリップについて求めて平均したものを使用しているので、正規化係数の精度が高まり、より精度の高い測定が行える。
請求項３記載の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法においては、基準金属ストリップに、少なくとも直列配置された第１、第２のコイルの長さの２．５倍以上の金属ストリップを使用しているので、実質的に片側無限長さの基準金属ストリップと同等の精度のデータを得ることができる。
そして、請求項４記載の電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法において、前記関係式は非連続的なデータからなって、補正電圧の入力にあっては、折れ線グラフ近似法によって、前記距離を求めているので、簡単な演算で精度の高い結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電磁式金属ストリップの蛇行量の測定方法を適用した装置のブロック図である。
【図２】同方法の説明図である。
【図３】同方法の説明図である。
【図４】同方法の説明を行うグラフである。
【図５】同方法の説明を行うグラフである。
【符号の説明】
１０：装置、１１：金属ストリップ、１２：送信コイル、１３：第１の受信コイル、１４：第２の受信コイル、１５：発信器、１６：電力増幅器、１７、１８：高周波アンプ、１９、２０：同期検波及びフィルター回路、２１、２２：ＤＣアンプ、２３：マイクロプロセッサ、２４：基準金属ストリップ
【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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