(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の冷延鋼板の幅方向端部位置を測定する方法であって、当該冷延鋼板の所定の長さの幅方向端部に向けてアンテナより当該冷延鋼板の平面と平行に電磁波を放射し、前記所定の長さは、当該冷延鋼板の長さ方向に対して大きな反射率を有する偏波面を有する電磁波成分の反射が測定に十分な大きさとなる長さであり、前記冷延鋼板の幅方向端部から反射された前記電磁波をアンテナで受信し、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差に基づいて、前記冷延鋼板の幅方向端部の位置を測定することを特徴とする冷延鋼板の幅方向端部位置測定方法。
【請求項２】
走行中の冷延鋼板の幅方向中心位置を測定する方法であって当該冷延鋼板の第１の所定の長さの第１の幅方向端部に向けて第１のアンテナより当該冷延鋼板の平面と平行に電磁波を放射し、前記第１の所定の長さは、当該冷延鋼板の長さ方向に対して大きな反射率を有する偏波面を有する電磁波成分の反射が測定に十分な大きさとなる長さであり、前記第１の幅方向端部から反射された前記電磁波を第１のアンテナで受信し、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差に基づいて、前記冷延鋼板の第１の幅方向端部の位置を求め、当該冷延鋼板の第２の所定の長さの第２の幅方向端部に向けて第２のアンテナより当該冷延鋼板の平面と平行に電磁波を放射し、前記第２の所定の長さは、当該冷延鋼板の長さ方向に対して大きな反射率を有する偏波面を有する電磁波成分の反射が測定に十分な大きさとなる長さであり、前記第２の幅方向端部から反射された前記電磁波を第２のアンテナで受信し、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差に基づいて、前記冷延鋼板の第２の幅方向端部の位置を求め、これら第１の幅方向端部の位置と第２の幅方向端部の位置とから、前記冷延鋼板の幅方向中心位置を測定することを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定方法。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載の冷延鋼板の幅方向中心位置測定方法であって、前記第１のアンテナと第２のアンテナを対向させて配置し、少なくとも一方のアンテナから放射された電磁波が、他方のアンテナによって受信されるようにしたことを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定方法。
【請求項４】
請求の範囲第３項に記載の冷延鋼板の幅方向中心位置測定方法であって、アンテナから放射されて対向するアンテナで受信される電磁波の伝搬時間から、対向するアンテナ間の距離を、併せて求めることを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定方法。
【請求項５】
請求の範囲第２項に記載の冷延鋼板の幅方向中心位置測定方法であって、前記第１のアンテナ及び第２のアンテナとして、電磁波放出面を気体パージする機能を有するものを使用したことを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定方法。
【請求項６】
走行中の冷延鋼板の幅方向端部位置を測定する装置であって、当該冷延鋼板の所定の長さの幅方向端部に向けて当該冷延鋼板の平面と平行に電磁波を放出し、前記幅方向端部から反射された前記電磁波を受信するアンテナと、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差を求める手段と、求められた時間差に基づいて、前記冷延鋼板の幅方向端部の位置を求める手段とを有し、前記所定の長さは、当該冷延鋼板の長さ方向に対して大きな反射率を有する偏波面を有する電磁波成分の反射が測定に十分な大きさとなる長さであることを特徴とする冷延鋼板の幅方向端部位置測定装置。
【請求項７】
走行中の冷延鋼板の幅方向中心位置を測定する装置であって、当該冷延鋼板の第１の所定の長さの第１の幅方向端部に向けて当該冷延鋼板の平面と平行に電磁波を放射し、前記第１の幅方向端部から反射された前記電磁波を受信する第１のアンテナと、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差を測定する手段と、測定された時間差に基づいて前記冷延鋼板の第１の幅方向端部の位置を求める手段と、当該冷延鋼板の第２の所定の長さの第２の幅方向端部に向けて当該冷延鋼板の平面と平行に電磁波を放射し、前記第２の幅方向端部から反射された前記電磁波を受信する第２のアンテナと、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差を測定する手段と、測定された時間差に基づいて前記冷延鋼板の第２の幅方向端部の位置を求める手段と、これら第１の幅方向端部の位置と第２の幅方向端部の位置とから、前記冷延鋼板の幅方向中心位置を検出する手段とを有し、前記第１の所定の長さ及び前期第２の所定の長さは、当該冷延鋼板の長さ方向に対して大きな反射率を有する偏波面を有する電磁波成分の反射が測定に十分な大きさとなる長さであることを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定装置。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の冷延鋼板の幅方向中心位置測定装置であって、前記第１のアンテナと第２のアンテナが対向させて配置され、少なくとも一方のアンテナから放射された電磁波が、他方のアンテナによって受信されるように配置されていることを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定装置。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の冷延鋼板の幅方向中心位置測定装置であって、アンテナから放射されて対向するアンテナで受信される電磁波の伝搬時間を求める手段と、求められた伝搬時間から、対向するアンテナ間の距離を求める手段を有することを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定装置。
【請求項１０】
請求の範囲第７項から第９項のうちいずれか１項に記載の冷延鋼板の幅方向中心位置測定装置であって、前記第１のアンテナ及び第２のアンテナが、電磁波放出面を気体パージする機能を有するものであることを特徴とする冷延鋼板の幅方向中心位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、鋼板等、走行中の帯状体の幅方向端部位置を測定する方法及び装置、及び中心位置を測定する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】  鋼板や銅板等の金属の生産ライン、加工ラインにおいては、帯状となって走行する鋼板や銅板等の中心位置、エッジ位置を一定位置に制御する必要が生じる。例えば、鋼板の連続焼鈍炉内においては、走行する鋼板が蛇行し、炉壁にぶつかって破損・破断することがないように、走行する鋼板の中心位置を熱処理炉の中心位置に略一致させるように制御する必要がある。また、鋼板や銅板をコイルに巻き取る場合には、コイルのエッジが凹凸にならないようにするために、鋼板や銅板のエッジ位置が巻き取り装置に対して一定の位置にくるように制御して巻き取りを行う必要がある。この様な制御を行うために、ＣＰＣ（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＥＰＣ（Ｅｄｇｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる制御装置が用いられている。
ＣＰＣにおいては、中心位置検出器により帯状ストリップのセンタ位置を検出し、ステアリングロールと呼ばれるロールの傾きを変えることによりフィードバック制御を行い、帯状ストリップの中心位置を一定にするようにするのが一般的である。またＥＰＣにおいては、金属ストリップの端部位置検出器により帯状ストリップのエッジ位置を検出し、巻き取り装置の位置を移動させることにより、帯状ストリップのエッジ位置と巻き取り装置の相対的位置関係を一定に保つのが一般的である。
これらＣＰＣ、ＥＰＣに使用するための中心位置検出器、端部位置検出器としては、従来、光学式、空気式、静電容量式、電磁誘導式のものが用いられてきた。これらは、基本的に帯状ストリップ等のエッジ位置を検出するものであり、両側のエッジ位置が検出されれば、両エッジ位置の中心点として中心位置を求めることができる。
光学方式は投光器と受光器を、金属ストリップを挟んで対向配置し、投光器からの光が金属ストリップで遮られる割合を受光器で検出することにより、金属ストリップのエッジ位置を検出するものである。また光学方式としてカメラを用いたセンサも利用されている。カメラを使用しストリップ端部の位置を検出する場合、カメラと反対側すなわち金属ストリップを挟んで反対側に光を照射する投光器を設置する場合と、カメラと同じ側に投光器を設置し、光を金属ストリップに当て、その反射光から金属ストリップ端部の位置を求める方式がある。
空気式のものは、空気の吹き出し器と空圧検出器を、金属ストリップを挟んで対向配置し、吹き出された空気が被検出体で遮られ、金属ストリップのエッジ位置に応じて空圧検出器で検出される圧力が変化することを利用して金属ストリップのエッジ位置を検出するものである．
静電容量式は、２枚の平行平板電極間に金属ストリップを通し、金属ストリップのエッジ位置により電極間の静電容量が変化することを利用して金属ストリップのエッジ位置を検出するものである。また別の方式として、金属ストリップを挟み込むように配置された電極板間に交流信号を印加し、電極板間に電界を発生させるものがある。金属ストリップは一般にアースに落ちており、静電遮蔽効果より金属ストリップの位置に応じて受信する電界の強度が変化する。その変化量より金属ストリップのエッジ位置を検出している。
磁界方式とは、一般的に金属ストリップを挟み込むようにして送信コイルと受信コイルを設置し、送信コイルから発せられる磁界が金属ストリップ上に発生する渦電流の影響で減衰する原理を利用し金属ストリップのエッジ位置を検出するものである。
このような金属ストリップの位置の測定方法及び装置は、例えば特許２５７１３３０号公報（特許文献１）に記載されている。
これらの方式のうち、光学方式の場合、蒸気や粉塵等の影響を受けやすいという問題があり、比較的環境条件のよい場所でないと使用できない。また値段、取り扱いの容易さから投光器として蛍光灯が用いられているが、寿命の問題があり定期的に交換しなければならない。カメラを使用した場合においても汚れ及び蛍光灯の寿命の問題があり、メンテナンスなしで長期的に使用することは困難である。
空気式の場合、常に空気を流しておく必要があるので省エネルギー上の問題があり、且つ、検出精度が悪いという問題点があるので、防爆が必要である場所を除いては殆ど使用されていない。
静電容量式のものは、数ピコファラッドという非常に微少な静電容量の変化を検出する必要があるが、この程度の静電容量の変化は同軸ケーブルの温度変化や電極に人間が近づくことによっても発生してしまい、安定な計測をすることが困難である。
光学方式（カメラ式）を除いた他の方式は送受信間に金属ストリップが挿入されることによる信号の減衰量からエッジ位置を検出するものであり、受信信号量はアナログ量として測定される。連続焼鈍炉等の炉の内部においては、目視でセンサの状況を確認することができず、センサから出力されるアナログ信号のみで被測定体の状況を判断するしかない。よって、なんらかの不具合が発生した場合、すなわちセンサから出力される信号が異常な挙動を示した場合、アナログ信号のみでは原因が推定できず対策に時間を要してしまうという問題点がある。
又、いずれの方式も、金属ストリップを挟んで、又は金属ストリップの片側に装置を設置する必要があるので、連続焼鈍炉等の加熱炉内に設けるのが困難であり、かつ大がかりな水冷等の冷却が必要である。さらには、金属ストリップ等の破損により、装置が破損するという問題点がある。
【発明の開示】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノイズや雰囲気の影響を受けにくく、かつ、設置が容易で、帯状体との機械的な干渉が少ない帯状体の幅方向端部位置測定方法及び装置、及び帯状体の幅方向中心位置測定方法及び装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための第１の手段は、走行中の帯状体の幅方向端部位置を測定する方法であって、当該帯状体の幅方向端部に向けてアンテナより電磁波を放射し、前記帯状体の幅方向端部から反射された前記電磁波を前記アンテナで受信し、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差に基づいて、前記帯状体の幅方向端部の位置を測定することを特徴とするものである。
従来、電磁波を反射する物体に対して電磁波を放射し、その反射波を受信して、電磁波の往復時間と電磁波の伝搬速度から、当該物体までの距離を測定することは周知であった。しかし、帯状体の表面までの距離を測定するために使用されることはあっても、帯状体のエッジまでの距離を測定するのに使用されることはなかった。これは、帯状体の厚さが通常０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度であって薄いために、反射する電磁波の強さが十分でなく、測定が困難であると信じられていたからである。
しかし、発明者等が実験してみたところ、驚くべきことに、このような薄い帯状体の端部に向けて（すなわち、帯状体の平面とほぼ平行に）電磁波を放射した場合でも、測定に十分な強さの反射波が得られることが判明した。これは、帯状体の長さ方向に対して大きな反射率を有する偏波面を有する電磁波成分が放射される電磁波に含まれ、この電磁波成分に対して、帯状体エッジ部は十分な大きさ（長さ）を有するからであると考えられる。
本手段は、受信される信号の大きさでなく、受信される信号の時間に応じて位置測定を行っているので、前述の従来技術の方法と異なり、ノイズや環境の影響で受信信号のレベルが変動しても、所定レベル以上であれば、測定値に影響を与えないという特徴を有する。
又、帯状体エッジ方向に離れた位置にアンテナを置くことができるので、帯状体の平面に垂直な方向には装置を取り付ける必要がない。従って、帯状体に付着している油等により汚れたりすることが無い。
又、帯状体が炉内を通過する場合であっても、アンテナを炉壁に設置すれば済み、炉内には何も装置を設置する必要がない。従って、帯状体の破断が起こっても、機器が損傷することもない。
何れの場合も、帯状体を傷つける可能性も少なく、ほとんどメンテナンスフリーで使用することができる。
なお、特許請求の範囲及び本欄で言う「アンテナ」には、送信アンテナと受信アンテナが同一のものと別々になっているものの両者を含み、別々になっているものは、これらの総称として「アンテナ」と称している。
前記課題を解決するための第２の手段は、走行中の帯状体の幅方向中心位置を測定する方法であって当該帯状体の第１の幅方向端部に向けて第１のアンテナより電磁波を放射し、前記第１の幅方向端部から反射された前記電磁波を第１のアンテナで受信し、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差に基づいて、前記帯状体の第１の幅方向端部の位置を求め、当該帯状体の第２の幅方向端部に向けて第２のアンテナより電磁波を放射し、前記第２の幅方向端部から反射された前記電磁波を第２のアンテナで受信し、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差に基づいて、前記帯状体の第２の幅方向端部の位置を求め、これら第１の幅方向端部の位置と第２の幅方向端部の位置とから、前記帯状体の幅方向中心位置を測定することを特徴とする帯状体の幅方向中心位置測定方法である。
本手段は、前記第１の手段により帯状体の両方の端部位置を測定し、それから帯状体の中心位置を求めるものである。よって、前記第１の手段と同様の作用効果を奏する。
また、本手段を、連続焼鈍炉等の加熱炉内を走行する帯状体の幅方向中心位置を求めるために使用するような場合には、対向する炉壁からも反射波が得られるので、炉幅の変化も同時に測定するようにすることができる。これら加熱炉においては、温度の上昇と共に加熱炉自体が膨張し、炉の中心位置が変化するが、炉壁間の距離を同時に測定することができるので、炉の中心位置を、帯状体の位置と同時に知ることができ、帯状体の位置制御において、帯状体の中心位置を実際の炉の中心位置に正確に合わせることが可能になる。
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、前記第１のアンテナと第２のアンテナを対向させて配置し、少なくとも一方のアンテナから放射された電磁波が、他方のアンテナによって受信されるようにしたことを特徴とするものである。
本手段においては、対向するアンテナから放射される電磁波を受信できるようになっているので、電磁波が正常に送信され、受信されていることを監視することが可能である。よって、異常が発生したことを直ちに検知し、ラインを停止したり警報を出すことにより、大事故が発生することを防止することができる。
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第３の手段であって、アンテナから放射されて対向するアンテナで受信される電磁波の伝搬時間から、対向するアンテナ間の距離を、併せて求めることを特徴とするものである。
本手段は、連続焼鈍炉等において金属板の中心位置を検出するときに特に有効である。これら加熱炉においては、温度の上昇と共に加熱炉自体が膨張し、炉の中心位置が変化する。本手段によれば、炉壁にアンテナを設置しておくことにより、炉壁間の距離を同時に測定することができるので、炉の中心位置を、帯状体の位置と同時に知ることができ、帯状体の位置制御において、帯状体の中心位置を実際の炉の中心位置に正確に合わせることが可能になる。
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第２の手段から第５の手段のいずれかであって、前記第１のアンテナ及び第２のアンテナとして、電磁波放出面を気体パージする機能を有するものを使用したことを特徴とするものである。
アンテナの電波放出面に金属等のダストが付着すると、放出される電波が弱まる。本手段はにおいては、このようなことを防ぐために、電磁波放出面を気体パージするようにしている。アンテナの気体パージは容易に可能である。
前記課題を解決するための第６の手段は、走行中の帯状体の幅方向端部位置を測定する装置であって、当該帯状体の幅方向端部に向けて電磁波を放出し、前記幅方向端部から反射された前記電磁波を受信するアンテナと、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差を求める手段と、求められた時間差に基づいて、前記帯状体の幅方向端部の位置を求める手段とを有することを特徴とする帯状体の幅方向端部位置測定装置である。
前記課題を解決するための第７の手段は、走行中の帯状体の幅方向中心位置を測定する方法であって、当該帯状体の第１の幅方向端部に向けて電磁波を放射し、前記第１の幅方向端部から反射された前記電磁波を受信する第１のアンテナと、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差を測定する手段と、測定された時間差に基づいて前記帯状体の第１の幅方向端部の位置を求める手段と、当該帯状体の第２の幅方向端部に向けて電磁波を放射し、前記第２の幅方向端部から反射された前記電磁波を受信する第２のアンテナと、前記電磁波の放射時と、前記反射された電磁波の検出時との時間差を測定する手段と、測定された時間差に基づいて前記帯状体の第２の幅方向端部の位置を求める手段と、これら第１の幅方向端部の位置と第２の幅方向端部の位置とから、前記帯状体の幅方向中心位置を検出する手段とを有することを特徴とする帯状体の幅方向中心位置測定装置である。
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第７の手段であって、前記第１のアンテナと第２のアンテナが対向させて配置され、少なくとも一方のアンテナから放射された電磁波が、他方のアンテナによって受信されるように配置されていることを特徴とするものである。
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第８手段であって、アンテナから放射されて対向するアンテナで受信される電磁波の伝搬時間を求める手段と、求められた伝搬時間から、対向するアンテナ間の距離を求める手段を有することを特徴とするもの）である。
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第７の手段から第９の手段のいずれかであって、前記第１のアンテナ及び第２のアンテナが、電磁波放出面を気体パージする機能を有するものであることを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の形態の１例である連続焼鈍炉における鋼板の幅方向中心位置測定装置の基本概念を示す概要図である。
図２は、エッジ位置測定装置の回路の概要を示すブロック図である。
図３は、アンテナの気体パージ機構の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例である連続焼鈍炉における鋼板の幅方向中心位置測定装置の基本概念を示す概要図である。連続焼鈍炉の炉壁１Ｒ、１Ｌの間を冷延鋼板２が通過している。図の左右方向が冷延鋼板２の幅方向を示しており、冷延鋼板２は、紙面の手前方向から後側方向に走行している。
右側の炉壁１Ｒには、マイクロ波送信アンテナ３Ｒとマイクロ波受信アンテナ４Ｒが設けられ、マイクロ波送信アンテナ３Ｒから放射されるマイクロ波が、冷延鋼板２の右側エッジで反射され、反射波がマイクロ波受信アンテナ４Ｒで受信されるようになっている。同様、左側の炉壁１Ｌには、マイクロ波送信アンテナ３Ｌとマイクロ波受信アンテナ４Ｌが設けられ、マイクロ波送信アンテナ３Ｌから放射されるマイクロ波が、冷延鋼板２の左側エッジで反射され、反射波がマイクロ波受信アンテナ４Ｌで受信されるようになっている。
マイクロ波を送信してから反射波を受信するまでの時間をｔとし、マイクロ波の速度をｃとすると、マイクロ波を反射した物体までの距離は、ｔ・ｃ／２
で求められる。
マイクロ波送信アンテナ３Ｒとマイクロ波受信アンテナ４Ｒは、右側エッジ位置測定装置５Ｒに接続されている。右側エッジ位置測定装置５Ｒは、マイクロ波を形成してマイクロ波送信アンテナ３Ｒに伝達し、かつマイクロ波受信アンテナ４Ｒで受信したマイクロ波を電気信号に変えて処理し、前記マイクロ波を送信してから反射波を受信するまでの時間ｔを測定し、これから、冷延鋼板２の右側エッジまでの距離を計算して、冷延鋼板２の右側エッジ位置を測定する。同様、マイクロ波送信アンテナ３Ｌとマイクロ波受信アンテナ４Ｌは左側エッジ位置測定装置５Ｌに接続されている。左側エッジ位置測定装置５Ｌは、マイクロ波を形成してマイクロ波送信アンテナ３Ｌに伝達し、かつマイクロ波受信アンテナ４Ｌで受信したマイクロ波を電気信号に変えて処理し、前記マイクロ波を送信してから反射波を受信するまでの時間ｔを測定し、これから、冷延鋼板２の左側エッジまでの距離を計算して、冷延鋼板２の左側エッジ位置を測定する。右側エッジ位置測定装置５Ｒと左側エッジ位置測定装置５Ｌの信号は、冷延鋼板中心位置測定装置６に接続され、冷延鋼板中心位置測定装置６は、右側エッジ位置と左側エッジ位置との中心点として、冷延鋼板２の幅方向中心位置を検出する。
なお、マイクロ波送信アンテナ３Ｒとマイクロ波受信アンテナ４Ｒは、なるべく冷延鋼板２の右側エッジに近い位置に、マイクロ波送信アンテナ３Ｌとマイクロ波受信アンテナ４Ｌは、なるべく冷延鋼板２の左側エッジに近い位置に設置するようにすることが好ましい。このようにすると、例えば、冷延鋼板２のエッジより遠い位置に構造物７があり、これからの反射波が受信される場合でも、最初に検出された反射波を採用することで、構造物７からのノイズの影響を避けることができる。
なお、マイクロ波送信アンテナ３Ｒとマイクロ波受信アンテナ４Ｒからなるアンテナのペアと、マイクロ波送信アンテナ３Ｌとマイクロ波受信アンテナ４Ｌからなるアンテナのペアとを、互いに対向させて配置することが好ましい。このようにすると、マイクロ波送信アンテナ３Ｒから放射されるマイクロ波をマイクロ波受信アンテナ４Ｌで受信し、マイクロ波送信アンテナ３Ｌから放射されるマイクロ波をマイクロ波受信アンテナ４Ｒで受信することができ、マイクロ波の送信と受信が正常に行われているかどうかを監視することができる。又、マイクロ波送信アンテナ３Ｒから放射されるマイクロ波がマイクロ波受信アンテナ４Ｌで受信されるまでの時間、マイクロ波送信アンテナ３Ｌから放射されるマイクロ波がマイクロ波受信アンテナ４Ｒで受信されるまでの時間を測定することにより、炉壁１Ｒと炉壁１Ｌの距離とその中心位置を測定することも可能となる。
また、放射されたマイクロ波の一部は、炉壁で反射して戻ってくるので、この反射波を同時に受信し、これにより炉壁１Ｒと炉壁１Ｌの距離とその中心位置を測定するようにしてもよい。
以下、右側エッジ位置測定装置５Ｒと左側エッジ位置測定装置５Ｌの内部回路の概要を、図２を用いて説明する。なお、この回路の詳細は、特公平６−１６０８０号公報（特許文献２）に詳しく説明されているので、ここでは、その概要のみを説明する。
クロック発生器１１は、周波数ｆ１のクロック信号を発生する。このクロック信号は、Ｍ系列信号発生器１３に入り、Ｍ系列の擬似ランダム信号に変換される。なお、本明細書及び特許請求の範囲において擬似ランダム信号とは、長い時間で見れば周期性を有するが、短時間で見るとランダム信号とみなせるような信号を言い、Ｍ系列信号は、「１」と「０」の２値からなる代表的な擬似ランダム信号として周知のものであり、その形成方法の例は前記特許文献２に記載されている。このＭ系列信号の１周期に含まれるパルスの波数をＮとする。Ｍ系列信号発生器１３の出力Ｍ１は２つに分岐され、一つは電力増幅器１７に入り、電力増幅されて、送信アンテナ１９からマイクロ波として放射される。
クロック発生器１２は、周波数ｆ２のクロック信号を発生する。周波数ｆ２は、周波数ｆ１より僅かに低くされている。このクロック信号は、Ｍ系列信号発生器１４に入り、Ｍ系列の擬似ランダム信号に変換される。Ｍ系列信号発生器１３とＭ系列信号発生器１４とは全く同一の回路で構成されるので、Ｍ系列信号発生器１３の出力とＭ系列信号発生器１４の出力の繰り返しパターンは同一であり、周波数のみが異なっていることになる。
Ｍ系列信号発生器１４の出力Ｍ２は２つに分岐され、一つは掛算器１５に入ってＭ系列信号発生器１３の出力Ｍ１と掛算される。掛算器１５の出力はローパスフィルタ２１に入り、高周波成分が除去される。このローパスフィルタ２１の出力は３角波となる。このローパスフィルタ２１の出力が最大値となるタイミングを、最大値検出回路２３で検出し、このタイミングでパルスを発生させて、これを基準信号として用いる。この基準信号の周期をＴＡとすると、このＴＡ間に含まれる信号Ｍ１と信号Ｍ２との波数の差が、ちょうど一周期の波数Ｎとなる。すなわち、
ＴＡ・ｆ１＝ＴＡ・ｆ２＋Ｎ
これより
ＴＡ＝Ｎ／（ｆ１−ｆ２）  …（１）
冷延鋼板２のエッジで反射されたマイクロ波は、受信アンテナ２０で受信され、受信増幅器１８で増幅される。受信増幅器１８の出力信号Ｍ１’は、掛算器１６に入り、Ｍ系列信号発生器１４の出力信号Ｍ２と掛け算される。掛算器１４の出力はローパスフィルタ２２に入り、高周波成分が除去される。このローパスフィルタ２２の出力は３角波となる。このローパスフィルタ２２の出力が最大値となるタイミングを、最大値検出回路２４で検出し、このタイミングでパルスを発生させて、これを検出信号として用いる。
送信アンテナ１９からマイクロ波が放射されてから受信アンテナ２０で反射波が検出されるまでの時間をΔｔとし、検出信号が発生する時刻と基準信号が発生する時刻の差をτとすると、τ間に発生する信号Ｍ２の波数は、τ間に発生する信号Ｍ１の波数より、Δｔ間に発生する信号Ｍ１の波数だけ少ないので、以下の式が成立する。
τ・ｆ２＝τ・ｆ１−Δｔ・ｆ１
これより、
Δｔ＝（ｆ１−ｆ２）・τ／ｆ１  …（２）が得られる。時間差検出回路２５は、この計算を行い、Δを算出する。
送信アンテナ１９、受信アンテナ２０と２のエッジとの距離ｘは、マイクロ波の速度をｃとすると、これらの式より、
ｘ＝（ｆ１−ｆ２）・τ・ｃ／（２・ｆ１）  …（３）
として計算され、これより２のエッジの位置が分かる。距離演算回路２６は、この計算を行い、距離ｘを算出する。
この手段においては、Ｍ系列信号発生器１３、Ｍ系列信号発生器１４によって発生されるＭ系列信号と同じ波形を持つ信号のみが有効となるので、ノイズをほぼ完全に除去することができ、反射波の出力が微小な場合でも、高Ｓ／Ｎ比で反射波の信号を取り出すことができる。
なお、図１におけるマイクロ波送信アンテナ３Ｒからのマイクロ波がマイクロ波受信アンテナ４Ｌで検出されたり、マイクロ波送信アンテナ３Ｌからのマイクロ波がマイクロ波受信アンテナ４Ｒで検出されたりする場合には、右側エッジ位置測定装置５Ｒで使用するＭ系列の波形と左側エッジ位置測定装置５Ｌで使用するＭ系列のパターンを別のものとすることにより、両者の信号が混合することによる検出誤差を防止することができる。
逆に、炉壁１Ｒと炉壁１Ｌの間の距離を測定する場合には、右側エッジ位置測定装置５Ｒと左側エッジ位置測定装置５Ｌの少なくとも一方に、相手側のＭ系列信号を受け取ると共に、相手側の信号処理と同じ信号処理を行う回路、すなわち、掛算器１５、掛算器１６、受信増幅器１８、ローパスフィルタ２１、ローパスフィルタ２２、最大値検出回路２３、最大値検出回路２４、時間差検出回路２５、距離演算回路２６を、自己の冷延鋼板２のエッジ位置検出用のものと別に設ける必要がある。
もちろん、場合によっては、右側エッジ位置測定装置５Ｒと左側エッジ位置測定装置５Ｌに同じ回路を使用し、時分割による測定を行って、両者のマイクロ波が混在することを防ぐようにしてもよい。この場合には、右側エッジ位置測定装置５Ｒと左側エッジ位置測定装置５Ｌの一方がマイクロ波を放出して冷延鋼板２のエッジ位置の測定を行っているとき、他方は、相手のマイクロ波の発信の監視や、炉壁１Ｒと炉壁１Ｌの間隔の測定を行うようにすることができる。
以上の説明は、最も精度良く冷延鋼板２のエッジ位置の測定が可能と思われる方法について行ったが、それほど高精度を要求されないときは、例えば前記特許文献２に従来技術として記載されている、単なるＭ系列信号を使用してマイクロ波の送信から受信までの時間を測定する方法、ＦＭ−ＣＷレーダとして知られている周波数変調連続波方式を使用してマイクロ波の送信から受信までの時間を測定する方法等を使用することができる。
このように、電磁波が放射されてから反射波が受信されるまでの時間を測定することにより、帯状体のエッジ位置を求める方法は、受信される信号のレベルが変動した場合でも、それが信号処理に必要なだけのレベルを有すれば、測定精度に影響を与えない。逆に、信号のレベルを監視することにより、測定環境の異常（例えばアンテナの汚れ）を検出することができる。従来の方式では、このように測定データの変化と測定環境の異常を分離することが困難であり、測定誤差の原因となったが、本発明においては、このような問題を避けることが可能である。
又、本実施の形態においては、アンテナのみが環境に曝されるので、アンテナが汚れないような工夫をすれば、メンテナンスの手間を省くことができる。アンテナに金属粉等のダストが付着すると、電磁波の出力低下の原因となる。よって、アンテナの電磁波放出部を気体パージすることにより、ダストの付着を防止することが好ましい。
その例を、図３に示す。マイクロ波アンテナ３１に結合される導波管３２の一部にパージ用配管３３を接続し、そこからパージ用気体を吹き込む。このパージ用気体は、導波管３２を通してマイクロ波アンテナ３３側に流れ、マイクロ波アンテナ内をパージして、ダストが付着しないようにする。パージ用気体としては、空気や窒素等が使用できるが、連続焼鈍炉のように雰囲気ガスで満たされている場所に設置する場合には、雰囲気ガスによりパージを行うことが好ましい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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