(57)【要約】センサ・ヘッド（７）が、センサ・ハウジング（６）内で軸方向に移動可能であり、測定位置において、空気クッションを介して測定対象物（２）に寄り掛かることが意図された測定装置（４）による測定の間、センサ・ハウジング内のセンサ・ヘッドの向きがモニタされる。センサ・ハウジングの向きが、正規の向きから所定の値だけ逸脱すると、測定装置が一時的に移動して測定対象物から遠ざかり、その後、測定を継続するために、再び測定位置に復帰し、センサ・ハウジングに対するセンサ・ヘッドの位置が正常に復帰する。このような測定装置には、測定装置の前述の運動を自動的に生成するためのモニタ・デバイス（２４）が提供されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ・ヘッド（７）が、センサ・ハウジング（６）内で軸方向に移動可能であり、測定位置において、空気クッションを介して測定対象物（２）に対して静止するように意図された測定装置（４）によって測定するための方法であって、センサ・ハウジング（６）内のセンサ・ヘッド（７）の向きがモニタされること、および、センサ・ハウジング内のセンサ・ヘッドの向きが、正規の向きから所定の値だけ逸脱した場合に、測定装置（４）がある距離を一時的に移動して測定対象物から遠ざかり、その後、測定を継続するために、測定対象物に対して測定位置に復帰し、センサ・ヘッドは、センサ・ハウジングに対して正常な位置にあることを特徴とする方法。
【請求項２】
センサ・ヘッド（７）の向きをモニタするために使用されるパラメータが、センサ・ハウジング（６）に対するセンサ・ヘッドの傾斜であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
センサ・ヘッド（７）の向きが、センサ・ヘッドとセンサ・ハウジングとの間の接触によって生成される電気信号によって表されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
電気信号が、センサ・ハウジングの軸方向に互いに分離された、センサ・ハウジングに接する２つの接点要素（１９、２０）を使用して生成されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
センサ・ヘッド（７）が、センサ・ハウジング（６）内で軸方向に移動可能であり、空気クッションを介して測定対象物（２）に対して静止するためにセンサ・ハウジング（６）から軸方向に突出し、センサ・ハウジングが、センサ・ヘッドをセンサ・ハウジング内に保持するために、また、空気クッションを形成するために、圧縮空気を供給するように設計された測定装置であって、測定装置が、センサ・ハウジング（６）に対するセンサ・ヘッド（７）の向きをモニタするためのモニタ・デバイス（２４）を備えること、および、センサ・ハウジングに対するセンサ・ヘッドの向きが、測定中に正規の向きから所定の値だけ逸脱した場合に、操縦デバイス（２６）を活動化して、測定装置をある距離だけ一時的に移動させて測定対象物から遠ざけ、その後、測定を継続するために、測定装置を測定対象物に対して測定位置に復帰させ、センサ・ヘッドは、センサ・ハウジングに対して正常な位置にあるように上記モニタ・デバイスが構成されることを特徴とする測定装置。
【請求項６】
モニタ・デバイス（２４）が、センサ・ハウジング（６）内で互いにある距離を隔てて取り付けられた、センサ・ハウジング内に突出したセンサ・ヘッド（７）の一部（１０）の外側と協動する少なくとも２つの接点要素（１９、２０）を備えることを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
接点要素（１９、２０）の形状が、センサ・ハウジング（７）上の円筒シャフト（１０）と協動するために環状であることを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
接点要素（１９、２０）が、接点要素（１９、２０）とセンサ・ヘッド（７）上の円筒シャフト（１０）との間の接触による所定の信号レベルで、操縦デバイス（２６）に操縦信号を送信するように設計されたアラーム機構（２５）に電気接続されることを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
接点要素（１９、２０）が、アラーム機構（２５）に並列接続されることを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
【請求項１０】
接点要素（１９、２０）がそれぞれ、一方の抵抗値が他方の抵抗値より大きいことが好ましい抵抗（Ｒ１、Ｒ２）を介して接続されることを特徴とする請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
接点要素（１９、２０）が、互いに軸方向に分離されて、センサ・ヘッドが取り付けられ、かつ、センサ・ヘッド（７）を支えるために供給される空気が通る制御部（１２）中に取り付けられることを特徴とする請求項６から請求項１０までのいずれか一項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１のプレアンブルによる測定方法、および請求項５のプレアンブルによる測定装置に関する。
【０００２】
（従来の技術）
例えば材料の厚さの測定を必要とする多くの状況においては、センサ・ヘッドがセンサ・ハウジング内に移動可能に取り付けられ、センサ・ヘッドと測定対象物の間を吹き抜け、そこに空気クッションを形成する空気によって、センサ・ヘッドが測定対象物からある距離を隔てて保持されるタイプの測定機器が使用されている。このような空気クッションにより、センサ・ヘッドと測定対象物の間のギャップを小さく、一定に維持することができ、それが正確に測定するための利点になっている。
【０００３】
しかしながら測定精度に関しては、一般的に固定して取り付けられるセンサ・ヘッドを、センサ・ハウジング内で容易に移動させることができることもまた重要である。空気タイプのベアリングにより、センサ・ヘッドを、センサ・ハウジング内で軸方向に容易に移動させることができ、それにより、センサ・ヘッドの位置を測定対象物の実際の厚さに適合させることができる。
【０００４】
ローラの両端間を移動する材料ウェブの厚さの管理測定中には、測定を連続的に実施するために、測定機器をローラに沿って前後に移動させることができることが望ましい。この場合、材料ウェブに何らかの不規則があると、センサ・ヘッドが傾斜してセットされることになり、もはや軸方向に完全に自由に移動させることができなくなる。したがって、測定結果が不正確になる可能性があり、おそらくはこれに気づかない。また、傾斜した位置で固定される結果、センサ・ヘッドが著しく摩耗し、また、材料ウェブを引き裂く恐れがある。もう１つの問題は、測定の制御を怠り、また、センサの摩耗を見逃すことにより過度の損傷が生じる前にエラーを修正することができることという問題である。
【０００５】
（発明の目的）
本発明の目的は、前述の問題を回避し、かつ、信頼性を向上させ、測定精度を高めることを可能にすることである。本発明のもう１つの目的は、前記の目的を単純な手段で達成することである。
【０００６】
（発明の開示）
本発明の目的は、一方では、特許請求の範囲の請求項１に述べられている特徴を有する方法によって達成され、他方では、請求項５に述べられている特徴を有する測定装置によって達成される。
【０００７】
センサ・ハウジングに対するセンサ・ヘッドの傾斜位置を検出することによって、また、過度の傾斜が表示され、そのためにセンサ・ヘッドの移動が困難である場合は、変位を開始し、引き続いて測定装置を再位置決めすることによって、単純な方法でセンサ・ヘッドの完全な移動性を回復することができる。測定装置中の制御装置によって、センサ・ヘッドがセンサ・ハウジング内における必要な移動性を確実に有していることが常にモニタされ、それにより自動的にエラー警告が出力され、エラーが修正される。測定装置に必要なその他の機器も単純化し、信頼性を高くすることができる。
【０００８】
本発明のその他の特徴および利点については、以下の説明および特許請求の範囲の各請求項に詳細に記述されている。
【０００９】
以下、本発明について、添付の図面に示す実例実施形態に基づいて、より詳細に説明する。
【００１０】
（実例実施形態の説明）
図１に示す測定ステーション１では、例えば新しく圧延された金属シートの形態の材料ウェブ２が、ローラ３の両端間をガイドされている。材料ウェブ２の厚さを測定するために、本発明による測定装置４が、フレーム５内をローラ３に沿って前後に移動するように取り付けられている。
【００１１】
図２からより明確に分かるように、測定装置４は、センサ・ハウジング６およびセンサ・ハウジング６内に移動可能に配列されたセンサ・ヘッド７を備えており、センサ８は、ワイヤ装置９を介して、従来の方法で測定装置（図示せず）に接続されている。センサ・ヘッド７は、センサ・ハウジング６内のボア１１中に固定され、厳密にシールされた制御部１２を貫通している管状シャフト１０を備えている。管状シャフト１０の頂部には、中に複数の制御要素１４が固着されたボディ１３が取り付けられている。これらの制御要素１４は、制御部１２中の凹所１５中にそれぞれ自由端を有しており、それにより、センサ・ヘッド７と制御部１２の間の相互回転を防止している。材料ウェブ２との間に空気クッションを形成するために、圧縮空気がセンサ・ハウジングの頂部に供給され、矢印で示すように、管状シャフト１０の内側を通って流れ、センサ・ハウジング７の底部の開口１６から流出している。
【００１２】
センサ・ヘッド７上の管状シャフト１０は、空気タイプのベアリングによって、制御部１２中を容易に移動することができる。そのために、センサ・ハウジング６内のアタッチメント１７を介して圧縮空気が搬送され、制御部１２中のチャネル１８を介して、管状シャフト１０が一定の遊びで通っている制御部１２中の中央孔に供給されている。管状シャフト１０のガイドとして機能する、それぞれライン２１、２２に接続された２つの環状接点要素１９、２０が、互いに軸方向にある距離を隔てて制御部１２内に取り付けられている。制御部１２中のこの２つの接点要素１９と２０の間には、管状シャフト１０を取り囲み、管状シャフト１０の外側に沿った空気の流れに作用する環状制動部材２３が存在している。
【００１３】
図３からより明確に分かるように、２つの接点要素１９、２０は、他の多くのコンポーネントと共に、測定装置４内に含まれているモニタ・デバイス２４を形成している。接点要素１９、２０は、それぞれライン２１、２２および抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して操縦デバイス２６に接続されているアラーム機構２５の入力部に並列接続されている。また、アラーム機構２５の入力部は、コンデンサＣを介して接地に接続されている。少なくともその外側が導電性である管状シャフト１０は、ライン２７を介して電圧源の正極に接続されている。
【００１４】
管状シャフト１０は、通常、制御部１２中の２つの接点要素１９、２０に接触することなく通っており、したがって材料ウェブ２に対するその高さ位置を容易に変更することができる。センサ・ヘッド７が、例えば材料ウェブ２に不規則が生じた結果として横力を受けると、管状シャフト１０は、その移動能力が制限されるまで、すなわち移動を停止するまで傾斜する。傾斜が制限されている場合であれば、管状シャフト１０は、下部接点要素２０、場合によっては上部接点要素１９と接触し、あるいは傾斜が大きい場合、管状シャフト１０は、接点要素１９、２０の両方に接触する。このような接触の結果、アラーム２５に、傾斜の大きさを関数とした強さＩの電流が流れる。図４は、生じる状況の一例を示したもので、曲線Ｄは、電流の強さＩが時間ｔを関数として変化する様子を示している。曲線部分ａは、下部接点要素２０にのみ接触した場合を示し、曲線部分ｂは、上部接点要素１９にのみ接触した場合を示している。また、曲線部分ｃは、接点要素１９、２０の両方に接触した場合、すなわち傾斜が大きい場合を示している。水平ラインＥ、ＦおよびＧは、傾斜の大きさに対する異なるアラーム・レベルを表している。
【００１５】
管状シャフト１０がいずれの接点要素１９、２０にも接触していない下部レベルＥでは、すべてが正常に機能している。中間レベルＦでは、状況が異常であることを、例えば警告灯をトリガすることによって示すためのアラーム信号が出力される大きさの傾斜が生じている。最上部のレベルＧでは、傾斜が非常に大きくなり、機器の機能が損なわれる。そのために操縦デバイス２６が活動化し、測定装置４全体を移動させて材料ウェブ２から遠ざけ、それにより傾斜の原因が除去される。この後、測定装置４は、材料ウェブ２の測定位置に自動的に復帰し、管状シャフト１０が傾斜することなく、センサ・ヘッド７が材料ウェブ２の正規の測定位置を回復し、アラーム信号が停止する。図１の二重矢印２８は、このような運動を図式的に示したものである。
【００１６】
傾斜が小さい場合、測定装置４を直ちに移動させることなく、材料ウェブ上の極小妨害を何らのステップを踏むことなく通過させることができる。もっと大きい妨害が生じた場合にのみ、機器の損傷および摩耗を防止するために、測定装置が自動的に移動する。当然のことではあるが、適用する条件および要求事項に応じて、図に示す方法以外の他の方法で、様々なステップに対するレベルを選択することができる。
【００１７】
ここで選択された実施例では、抵抗Ｒ２の抵抗値は、便宜上、抵抗Ｒ１の抵抗値の２倍であり、例えばそれぞれ２００オームおよび１００オームであるが、他の値を選択することも可能であり、また、目的および要求事項に応じて、抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗Ｒ１の抵抗値より小さくすることもできる。
【００１８】
管状シャフト１０の直径が、最大約８．００ｍｍである場合、接点要素１９、２０の内径は、便宜上、最大約８．１５ｍｍであり、精度の高い管状シャフトの運動を達成するために、比較的小さいギャップをシャフトと接点要素の間に与えている。また、良好な嵌め合いを管状シャフト１０と制動部材２３の間に提供することにより、制御部１２中に導入される空気の、管状シャフト１０の周囲の有利な流れが保証され、したがってセンサ・ヘッド７が、実質的に振動のない測定位置に安定して保持される。管状シャフト１０の直径が、前述の約８．００ｍｍである場合、制動部材２３の内径は、便宜上、最大約８．０３ｍｍであるが、ギャップ・サイズに応じて他の値を与え、それによりセンサ・ヘッド７の所望の挙動を達成するために、他の値を選択することも当然可能である。
【００１９】
制御要素１２中の接点要素１９、２０および制動部材２３の取付けを容易にするために、前記制御要素は、便宜上、非導電材料でできていることが好ましい個々の部品で設計されている。接点要素１９、２０および管状シャフト１０は、互いに対向し、かつ、互いに接触させることができるように意図された少なくともその表面は、導電材料でできている。センサ・ヘッド７は、通常、垂直方向に向いているが、測定装置４を適切に設計することにより、他の方向への向きも可能である。センサ・ヘッドの傾斜が大きい場合における測定装置の前述の運動は、このような場合、当然、測定ヘッドが移動する方向に対して直角に生じることになる。
【００２０】
測定装置４内に含まれているセンサ８は、磁気抵抗原理に従って動作することが好ましいが、他のタイプのセンサを使用することも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による測定装置を備えた測定ステーションの略図である。
【図２】
本発明による測定装置の部分断面図である。
【図３】
本発明による測定装置の回路図である。
【図４】
モニタ・デバイスからの出力信号の線図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年6月12日(2002.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ・ヘッド（７）が、センサ・ハウジング（６）内で軸方向に移動可能であり、測定位置において、空気クッションを介して測定対象物（２）に対して静止するように意図された測定装置（４）によって測定するための方法であって、センサ・ハウジング（６）内のセンサ・ヘッド（７）の傾斜がモニタされること、および、センサ・ハウジング内のセンサ・ヘッドの傾斜が、所定の値に達した場合に、測定装置（４）がある距離を一時的に移動して測定対象物から遠ざかり、その後、測定を継続するために、測定対象物に対して測定位置に復帰し、センサ・ヘッドは、センサ・ハウジングに対して正常な測定位置にあることを特徴とする方法。
【請求項２】
センサ・ヘッド（７）の傾斜が、センサ・ヘッドとセンサ・ハウジングとの間の接触によって生成される電気信号によって表されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電気信号が、センサ・ハウジングの軸方向に互いに分離された、センサ・ハウジングに接する２つの接点要素（１９、２０）を使用して生成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
センサ・ヘッド（７）が、センサ・ハウジング（６）内で軸方向に移動可能であり、空気クッションを介して測定対象物（２）に対して静止するためにセンサ・ハウジング（６）から軸方向に突出し、センサ・ハウジングが、センサ・ヘッドをセンサ・ハウジング内に保持するために、また、空気クッションを形成するために、圧縮空気を供給するように設計された測定装置であって、測定装置が、センサ・ハウジング（６）に対するセンサ・ヘッド（７）の傾斜をモニタするためのモニタ・デバイス（２４）を備えること、および、センサ・ハウジングに対するセンサ・ヘッドの傾斜が、測定中に所定の値に達した場合に、操縦デバイス（２６）を活動化して、測定装置をある距離だけ一時的に移動させて測定対象物から遠ざけ、その後、測定を継続するために、測定装置を測定対象物に対して測定位置に復帰させ、センサ・ヘッドは、センサ・ハウジングに対して正常な測定位置にあるように上記モニタ・デバイスが構成されることを特徴とする測定装置。
【請求項５】
モニタ・デバイス（２４）が、センサ・ハウジング（６）内で互いにある距離を隔てて取り付けられた、センサ・ハウジング内に突出したセンサ・ヘッド（７）の一部（１０）の外側と協動する少なくとも２つの接点要素（１９、２０）を備えることを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
接点要素（１９、２０）の形状が、センサ・ハウジング（７）上の円筒シャフト（１０）と協動するために環状であることを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
接点要素（１９、２０）が、接点要素（１９、２０）とセンサ・ヘッド（７）上の円筒シャフト（１０）との間の接触による所定の信号レベルで、操縦デバイス（２６）に操縦信号を送信するように設計されたアラーム機構（２５）に電気接続されることを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
接点要素（１９、２０）が、アラーム機構（２５）に並列接続されることを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
接点要素（１９、２０）がそれぞれ、一方の抵抗値が他方の抵抗値より大きいことが好ましい抵抗（Ｒ１、Ｒ２）を介して接続されることを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
【請求項１０】
接点要素（１９、２０）が、互いに軸方向に分離されて、センサ・ヘッドが取り付けられ、かつ、センサ・ヘッド（７）を支えるために供給される空気が通る制御部（１２）中に取り付けられることを特徴とする請求項５から請求項９までのいずれか一項に記載の測定装置。
【国際調査報告】
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