JPS60230009A - 放射線厚さ計 - Google Patents

放射線厚さ計

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JPS60230009A
JPS60230009A JP8638484A JP8638484A JPS60230009A JP S60230009 A JPS60230009 A JP S60230009A JP 8638484 A JP8638484 A JP 8638484A JP 8638484 A JP8638484 A JP 8638484A JP S60230009 A JPS60230009 A JP S60230009A
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JP
Japan
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measured
radiation
thickness
detection signal
channel
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JP8638484A
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Inventor
Junichi Murakami
純一 村上
Kazunori Masanobu
正信 和則
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/02Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
    • G01B15/025Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness by measuring absorption

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は被測定物の断面形状を測定する放射線厚さ計の
改良に関する。
〔発明の技術的背景〕
圧延工程では、圧延中の被測定物である鋼板等の断面形
状(プロフィール)が測定されている。
第2図は従来のX線厚さ計の構成図である。このX線厚
さ計には、高速で走行する被測定物1の中央部1aにX
f!発生器2およびX線検出器3を被測定物1を介して
対向させて固定設置した固定形の検出部4と、この検出
部4に隣接して設けられ被測定物1の幅方向の走査を行
なうX線発生器5およびX線検出器6を被測定物1を介
して対向させて設けた走査形の検出部7とが備えられて
いる。
そして、これら検出部4,7の厚み検出動作はぞれぞれ
制御部8.9により制御されている。これら制御部8,
9の制御により各検出器4.7が厚みを検出し、これら
検出器4.7から出力された各厚み検出信号はそれぞれ
制御[1%8.9を介してプロフィール演算部10に送
られる。このプロフィール演算部10は、各厚み検出信
号を取込んで雑音除去のためのフィルタ機能に通し、走
査形の検出部7から出力された厚み検出信号から固定形
の検出部4から出力された厚み検出信号を減算し、この
得られた差信号を被測定物1の1 mm毎のデータに変
換し、さらに線形補間して被測定物1の断面形状をめる
。このめられた断面形状は表示部11に表示され、この
表示は、検出部7の1走査終了毎例えば約1分に1回の
割合いで新しく測定された断面形状に切換わる。
〔背景技術の問題点〕
以上のような厚さ計では、被測定物1が高速で矢印(イ
)方向に走行している状態に検出部7が矢印(ロ)方向
に走行して断面形状が測定されるため、検出部7が走査
した部分は(ハ)部分となっている。したがって、実際
に測定された断面形状は被測定物1の幅方向に対して傾
斜した部分となっている。そして、この走査のために検
出部7を機械的に走行させなければならず、また、1回
の断面形状測定に1分近くの時間がかかってしまう。
さらに、被測定物1の断面形状はいわゆるクラウン形状
となっている。したがって、被測定物1の特にエツジ部
分の断面形状の変化を細かく測定することが要求される
〔発明の目的〕
本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、懇械的な走査なしに被測定物の幅方向
の断面形状をi度高く測定し得る放射線厚さ計を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
本発明は、放射線発生器から放射され被測定物内を通過
してきた放射線を多チャンネル放射線検出器により検出
してこの多チャンネル放射線検出器の各放射線検出体か
ら各検出信号を出力し、平均演算手段はこれら検出信号
を受け、前記被測定物の中央部に対応する前記放射線検
出体から出力された検出信号の比較的長い期間における
平均値をめるとともに、前記被測定物の両端部に対応す
る前記放射線検出体から出力された検出信号の比較的短
い期間における平均値をめ、これらめられた平均値に基
づいて前記被測定物の断面形状をめる放射線厚さ計であ
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明に係る放射線厚さ計の一実施例をX線厚さ
計に適用した場合について第2図および第3図を参照し
て説明する。第2図はX線厚さ計の構成図である。同図
において20はコ字型フレーム(以下、Cフレームと称
す)であって、このCフレーム20は、上部フレーム2
0aと下部フレーム20bとの間に被測定物21が走行
するように移動されて設置される。そこで、このCフレ
ーム20の上部フレーム20aには、X線発生器22.
23.24が所定の間隔をおいて被測定物21の幅方向
に配置されている。これらX線発生器22,23.24
は、被測定物21の幅方向に所定(7)角1をもつrX
II22a、23a、24aはオーバーラツプ、するよ
うに放射される。一方、Cフレーム20の下部フレーム
20bには、X線発生器22,23.24にそれぞれ対
抗して多チヤンネルX線検出器25’、26.27が配
置されている。これら多チャンネルXPJ検出器25,
26.27は、複数の例えば320個の型際箱型の検出
器を被測定物21の幅方向に配列した構成となってい−
る。そして、これら多チヤンネルX線検出器25.26
.27の各検出器に発生する入射Xfs量に応じた電離
電流は適切な電圧レベルに変換され、さらにA’/D変
換されて厚み検出信号として信号処理装置40に送られ
るようになっている。なお、これら多チヤンネルX線検
出器25゜26.27は1個で被測定物21の幅方向的
500 mmを測定できるので、被測定物210幅が2
771であればオーバーラツプを含めて5組のX線発生
器22.23.24および多チヤンネルX線検出器25
.26.27が配置される。また、28゜29.30は
基準板であって、これら基準板28゜29.30はxt
IA厚さ計自身の校正時に所定位置にセットされるもの
である。つまり、X線厚さ計は基準板28,29.30
のみにX線を通過させ1 たときに得られた厚み検出信
号と、基準板28゜29.30を取外して被測定物21
にX線を通過させたときに得られた厚み検出信号との差
により厚さをめている。
前記信号処理装置40は、各多チヤンネルX線検出器2
5.26.27から出力される厚み検出信号をフィルタ
機能を通して取込み、この取込んだ厚み検出信号に基づ
いて被測定物21の断面形状をめる機能と、各X線発生
器22.23.24のX線発生および各基準板28,2
9.30の所定位置へのセットを行なう機能とを有して
いる。
具体的には、フィルタ/板厚変換部41.X線発生制御
部43および表示処理部44から偶成されでいる。
フィルタ/板厚変換部41は各多チヤンネルX線検出器
25.26.27の各検出器から出力される各厚み検出
信号の電圧値から被測定物1の厚みを演算しめるもので
、これら厚みは各多チヤンネルX線検出器25.26.
27ごとに分かれてめられる。具体的に説明すると、厚
みDは次の式からめられる。 ) V−Vo−e ・・・・・・・・・(1)ここで、■は
厚み検出信号の電圧値、μはX線の吸収計数、Voは初
期電圧である。
さて、このフィルタ/板厚変換部41にはフィルタ機能
が備えられている。このフィルタ機能は、取込まれる各
厚み検出信号の統計的なバラツキ(統計ノイズ)を各チ
ャンネルごとに除去するものである。つまり、X線は各
検出器にランダムに入射するため各検出器から出力され
る厚み検出信号の電圧値は一定のX線入射量に対して正
規分布にしたがってばらついたものとなっているからで
ある。具体的には、次の式によりフィルタがかけられる
y (n) P−V (n) + (1−P) −V(
n−1)・・・(2) ここで、y (n)はフィルタ機能の出力値、■(n)
は現在の厚み検出・信号の電圧値、P (0<Pく1)
は定数でアナログ等価時定数Taで演算周期Tとすると
、 P=1−exP (−T/Ta) −(3)なる式から
決定される。
そこで、?l!1111定物21の中実物21応する部
分の多チヤンネルX線検出器25,26.27の各検出
器から出りされる各厚み検出信号は定数Pを比較的大き
く設定したフィルタ機能に通し、被測定物21の両端部
に対応する部分の多チヤンネルX線検出器25,26.
27の各検出信号は定数゛Pを比較的小さく設定したフ
ィルタ機能に通すように決められる。なお、定数Pを比
較的小さく設定したフィルタ機能のチャンネル数は、被
測定物21の幅が予め知れているので、この幅に応じて
多チヤンネルX線検出器25.26.27の全体からみ
た両端からそれぞれ何個の検出器にするが容易に決まる
。そして、この定数Pの設定は表示処理部44により行
なわれる。すなわち表示処理部44には、断面形状の全
データが格納されているからである。
主制御部42は、フィルタ/板厚変換部41゜X線発生
制御部43および表示処理部44の各動作を制御すると
ともに、校正モードおよび測定モードに応じて基準板2
8,29.30のセットの制御を行なうものである。X
線発生制御部43は主制御部42から送出された制御信
号により各X線発生器22.23.24のX線発生制御
を各X線発生器22.23.24別に行なうものである
表示処理部44は主制御部42がらの制御信号を受け、
フィルタ/′板厚変換部41によりめられた各チャンネ
ルごと厚みと各多チヤンネルX線検出器25..26.
27の各検出器の位置とに基づいて被測定物21の断面
形状をめ、この断面形状のデータを被測定物21の1 
mm毎のデータに線形補間してCR7表示装置45に約
1秒〜0.1秒の周期で送出するとともに外部の装置に
も送出するものである。
次に上記の如(構成されたX線厚さ計の特に被測定物2
1の両端部の断面形状の測定動作について説明する。X
線発生制帥部43の制御により各X線発生器22,23
.24からX線22a、23a、24aが放射されると
、これらX線22a。
’ 23a、24aは被測定物21内を通過して各多チ
ヤンネルX線検出器25.26.27の各検出器に入射
する。これにより各検出器には、入射したxsimに応
じた電1Ilt電流が流れる。この電離電流は、電圧信
号に変換され、さらにA 、、−’ D変換されて厚み
検出信号として出力される。
そこで、フィルタ/板厚変換部41は、各多チヤンネル
X線検出器25.26.27から出力される各厚み検出
信号を各チャンネルごとに取込む。
このフィルタ/板厚変換部41は、フィルタ機能により
各厚み検出信号の統計ノイズの除去を行なう。つまり、
被測定物21の中央部に対応する各厚み検出信号は比較
的大きな定数P1つまり大きな時定数を有するフィルタ
機能を通ることにより、立上がりが緩慢な信号に整形さ
れる。また、被測定物21の両端部に対応する各厚み検
出信号は比較的小さな定数P1つまり小さな時定数を有
するフィルタ機能を通ることにより立上がりが急峻な信
号に整形される。そして、フィルタ/板厚変換部41は
フィルタ機能を通ってきた各厚み検出信号により各チャ
ンネルごとの厚みをめる。これらめられた各チャンネル
ごとの厚みデータは主制御部42の指令により表示処理
部44に転送される。表示処理部44は転送されてきた
厚みデータと各検出器の位置とに基づいて被測定物21
の断面形状をめる。このめられた断面形状はCR7表示
装置45に表示されるが、フィルタ煎能により両端部の
時定数は小さく設定されているので第3図に示すように
両端部Aの断面形状は速い周期でその形状変化が切換え
られて表示される。
そして、両端部の断面形状は、例えば前回測定時の断面
形状と今回測定時の断面形状とが重なり合わせて、かつ
その表示色を換えて表示される。
このように本発明の厚さ計においては、各多チヤンネル
X線検出器25,26.27の各検出器から出力される
各厚み検出信号を、被測定物21の中央部に対応するも
のは比較的大きな時定数を有するフィルタ機能に通し:
被測定物21の両端部に対応するものは比較的小さな時
定数を有するフィルタ機能に通し、これらフィルタ機能
を通った各厚み検出信号に基づいて被測定物21の断面
形状をめるようにしたので、機械的な走査を行なわずに
被測定物21の幅方向の断面形状を正確に測゛定できる
。特に被測定物21の両端部の断面形状の変化を細かく
測定できる。
なお、全チャンネルの時定数を小さくすること□ も考
えられるが、被測定物21の中央部の形状変化はゆるや
かなのでX線特有の統計ノイズの影響を受けて測定精度
が低下してしまう。これに対して両端部の形状変化は急
峻なので時定数を小さくしても統計ノイズの影響は受け
ない。また、全チャンネルの時定数を同一にすることも
考えられるが統計ノイズとの関係および多数チャンネル
数から処理時間′が長くかかつて両端部の細かい測定が
できない。以上のようなことから本厚さ計は被測定物2
1の断面形状測定に対して最適なものとなる。
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。例えばフィルタ/′板厚変換部41のフィルタ機能の
時定数を各チャンネルごとに同一で、可能な限りの小さ
い値に設定する。そこで、全表示に要する時を1秒、フ
ィルタ/板厚変換部41が各チャンネルの板厚データを
送出するのに要する時間を0.1秒とすると、表示処理
部44は被測定物21の中央部に対応する各チャンネル
の板厚データの10点づつの平均値つまり1秒間に得ら
れる板厚データの平均値をめるとともに、被測定物21
の両端部に対応する各チャンネルの板厚データの2点づ
つの平均値つまり0.2秒間に得られる板厚データの平
均値をめて被測定物21の断面形状をめるようにしても
よい。
また、上記一実施例では、放射線としてX線を用いたも
のについて説明したが、X線に限定することなく被測定
物21に応じてβ線やγ線を用いてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、多チャンネル放射線検出器から出力さ
れる被測定−物の中゛央部に対応する検出信号の比較的
長い期間における平均値をめるとともに、被測定物の両
端部に対応する検出信号の比較的短い期間における平均
値をめる平均演算手段を設けたので、機械的な走査なし
に被測定物の幅方向の断面形状を精度高く測定し得る放
射線厚さ計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来におけるX線厚さ計の構成図、第2図は本
発明に係る放射線厚さ計の一実施例をX線厚さ計に適用
した場合の構成図、第3図は第2図に示す本発明の厚さ
計により表示される断面形状の列を示す模式図である。 20・・・Cフレーム、21・・・被測定物、22,2
3.24・・・X線発生器、25.26.27・・・多
チヤンネルX線検出器、40・・・信号処理装置、41
・・・フィルタ/板厚変換部、42・・・主制御部、4
3・・・X線発生制御部、44・・・表示処理部、45
・・・CRT表示装置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 1 、 第1 図 第2図 。。 −) 22 23 2024 X鼻発生 、 s#Ip 43 0a 四 2.8ゲ2さ某−鉄、・“ 7<1l−V 来(− 第3 図 ル晶

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被測定物の断面形状を測定する放射線厚さ計にお
    いて、前記被測定物の幅方向に放射線を放射する放射線
    発生器およびこの放射線発生器から前記被測定物を介し
    て設けられた多チャンネル放射線検出器を有する厚さ検
    出部と、この厚さ検出部に有する多チャンネル放射線検
    出器を構成する前記被測定物の中央部に対応する部分の
    各放射線検出体から出力される各検出信号の平均値をめ
    る平均演算手段と、この平均演算手段によりめられた各
    チャンネルの平均値に基づいて前記被測定物の断面形状
    をめる断面処理部とを具備し、前記平均演算手段は、前
    記被測定物の両端部イに対応する部分の各放射線検出体
    から出力される各検出信号の平均値を前記被測定物の中
    央部に対応する各放射線検出体から出力される各検出信
    号の平均値よりも短い期間においてめることを特徴とす
    る放射線厚さ計。
  2. (2) 平均演算手段は、前記被測定物の中央部に対応
    した各検出信号を受け、立上りが比較的緩慢な信号に波
    形整形するとともに、前記被測定物−の両端部に対応し
    た各検出信号を受け、立上りが比較的急激な信号に波形
    整形するフィル、夕機能により構成される特許請求の範
    囲第(1)項記載の放射線厚さ計。
  3. (3) 平均演算手段は、前記多チャンネル放射線検出
    器の各チャンネルごとに同一の立上り時間をもったフィ
    ルタ機能と、このフィルタ機能を通った前記被測定物の
    中央部に対応する各検出信号の比較的長い期間における
    平均値をめるとともに、前記被測定物の両端部に対応す
    る各検出信号の比較的短い期間における平均値をめる平
    均演算機能とから構成される特許請求の範囲第(1)項
    記載の放射線厚さ計。
JP8638484A 1984-04-28 1984-04-28 放射線厚さ計 Pending JPS60230009A (ja)

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