KR20180050395A - 이동 가능 객체의 측정 방법 및 그 측정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이동 가능 객체, 예컨대 야금 설비에서 주조 스트랜드의 이송 경로 상의 측면 가이드를 측정하기 위한 방법 및 그 측정 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 평행한 광빔(130)들을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원(110); 및 광빔들을 수신하기 위한 센서 필드를 구비한 수신 장치(120);를 포함한다. 평가 장치는 센서 필드에 의해 수신되는 광빔들을 평가하기 위해 이용된다. 평가를 상대적으로 더 간단하면서도 더 신속하게 실현할 수 있도록 하기 위해, 수신 장치는, 센서 필드의 센서들이면서 객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들; 및 센서 필드의 센서들이면서, 방출되지만, 그러나 객체에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들;을 포함한 센서 필드의 이미지를 생성하도록 형성된다. 개별 센서들 간의 이격 간격들은 센서 필드의 기지의 분해능을 기반으로 마찬가지로 알려진 기지 사항이다. 평가 장치는 광빔들에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 객체의 침투 깊이, 객체(200)의 속도 및/또는 윤곽과 관련하여 상기 이미지를 평가하도록 형성된다.

Description

이동 가능 객체의 측정 방법 및 그 측정 시스템
본 발명은, 이동 가능 객체(movable object), 예컨대 야금 주조 또는 압연 설비에서 주조 스트랜드들을 위한 측면 가이드를 측정하기 위한 방법 및 그 측정 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 주조 또는 압연 설비에도 관한 것이다.
객체들, 예컨대 야금 설비들에서 압연롤들 또는 측면 가이드들의 측정을 위한 레이저 지원형(laser-supported) 방법들 및 시스템들은 종래 기술에서 원칙상 공지되어 있으며, 예를 들면 US 특허 출원 US 2005/0057743 A1호 또는 한국 특허 출원 KR 10 2004 0045566으로부터 공지되어 있다.
독일 공개 공보 DE 10 2011 078 623 A1호는 압연기에서 압연롤의 위치의 결정을 위한 방법 및 장치를 개시하고 있다. 상기 독일 공보에서 개시되는 측정 장치는 평행한 광빔(collimated light beam)의 형태인 광다발(light bundle)을 방출하기 위한 광원을 이용한다. 상기 광빔은, 광빔이 측정 대상 압연롤 상의 미러(mirror)에 부딪힐 때, 소정의 반사된 광빔이 수신 장치에 도달할 수 있도록, 미러의 소정의 영역을 조사하기 위해 요구된다. 수신 장치는, 수신된 광다발을 2차원으로 분해하는 방식으로 수신하도록 형성되는 2차원 수신기이다. 또한, 수신 장치에 의해 수신된 광다발의 이미지를 평가하는 평가 장치도 제공된다.
본 발명의 과제는, 매우 간단한 시간 절약형 취급을 특징으로 하는, 이동 가능 객체를 측정하기 위한 대안의 방법 및 대안의 측정 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 방법 기술 측면에서, 특허 청구항 제1항에 청구되는 방법을 통해 해결된다. 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다.
- 공간 영역을 펼쳐 형성(spanning)하는 평행한 광빔들을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원을 활성화하는 광원 활성화 단계;
- 방출된 광빔들 중 개별 광빔들이 수신 장치로 향하는 자신들의 경로 상에서 객체에 의한 영향을 받도록, 광빔들에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 광빔들의 방향에 대해 횡방향인 적어도 하나의 이동 성분을 갖는 객체를 인입(draw-in)하는 객체 인입 단계;
- 광빔들의 방향에 대해 횡방향인 적어도 하나의 공간 방향에서 센서 필드의 분해능이 알려진 기지 사항(known)인 조건에서, 수신 장치의 센서 필드를 이용하여 객체에 의한 영향을 받고, 그리고/또는 받지 않는 광빔들을 수신하는 광빔 수신 단계;
- 센서들의 개별 위치들 간의 이격 간격들이 센서 필드의 기지의 분해능을 기반으로 마찬가지로 알려진 기지 사항인 조건에서, 센서 필드의 센서들이면서 객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔들에 대체로 할당되는 상기 센서들의 위치들; 및 센서 필드의 센서들이면서, 방출되지만, 그러나 인입되는 객체에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들;을 포함하는 센서 필드의 이미지를 생성하는 이미지 생성 단계; 및
- 광빔들에 의해 펼쳐 형성된 공간 영역 내로 객체의 침투 깊이(penetration depth), 객체의 속도 및/또는 윤곽과 관련하여 이미지를 평가하는 이미지 평가 단계.
본 발명에 따른 광원은 바람직하게는 레이저 광원인데, 그 이유는 상기 레이저 광원이 거의 자발적으로 평행한 광빔들을 방출하는 본 발명을 위해 중요한 특성을 달성하기 때문이다. 그 대안으로, 광빔들의 필요한 평행성(parallelism)은 적합한 광학 렌즈, 특히 집속 렌즈에 의해서도 생성될 수 있다.
"객체에 의한 영향을 받는 광빔들"이란 개념은, 광원에 의해 방출된 광빔들이 객체를 통해 단속되어 객체에 의해 흡수되거나 편향되거나 또는 수신 장치 쪽으로 반사된다는 점을 의미한다. "객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔들"은, 객체를 통한 단속 없이, 경우에 따라서 객체로서의 다른 장치를 통한 반사 후에 광원으로부터 수신 장치 쪽으로 이동한다.
센서 필드의 센서들이면서, 방출되지만, 그러나 객체에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들은, 광빔들이 객체를 통해 흡수되거나, 또는 수신 장치로부터 이격 방향으로 편향되었기 때문에, 방출된 광빔들 중 어느 광빔도 수신하지 않거나, 또는 방출된 광빔들 중 객체를 통해 반사되는 광빔들을 수신하는 센서들이다.
센서 필드의 분해능은 센서 필드의 센서들의 기지의 이격 간격들을 통해 표현된다.
본 발명에 따른 방법은, 객체의 측정을 위해 요청되는 모든 정보가 간단한 방식으로 이미지를 평가하는 것을 통해 산출된다는 장점을 제공한다. 이미지의 평가는 바람직하게는 완전 자동으로, 또는 반자동으로 수행될 수 있는데, 이는 조작자를 위해 방법의 적용을 바람직하게는 분명하게 간소화하고 요청되는 정보들의 산출을 위해 필요한 시간 역시도 분명하게 단축시킨다.
제1 실시예에 따라서, 센서 필드 상에서 센서들의 위치들의 이격 간격들은 결코 동일할 필요가 없다. 중요한 사항은, 단지 이격 간격들이 대체로 원칙상 기지 사항이기만 하면 되는데, 그 이유는 상기 이격 간격들의 기지 사항이 다양한 정보들의 하기에서 계속 기재되는 계산을 위해 필요하기 때문이다.
센서 필드의 센서들의 위치들을 포함한 이미지는 조작자를 위한 표시 장치 상에 표시될 수 있다.
광빔들의 광다발에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 객체의 실제 침투 깊이의 산출을 위해, 이미지의 평가는, 방출되지만, 그러나 객체에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 모든 센서의 기지의 이격 간격들이 이미지 내에서 객체의 이동 방향으로 합산되는 정도로 실행된다.
그 다음, 상기와 같이 산출된 실제 침투 깊이는 사전 설정된 설정 침투 깊이와 비교될 수 있다. 실제 침투 깊이가 설정 침투 깊이로부터 편차를 나타낸다면, 바람직하게는 자동으로, 실제 위치가 설정 위치와 일치할 때까지, 객체의 최종 위치의 교정(correction)이 수행될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 실제 침투 깊이가 설정 침투 깊이로부터 편차를 나타낸다면, 오류 메시지가 생성되어 표시 장치 상에 표시될 수도 있다.
본원의 방법의 또 다른 바람직한 구현예에 따라서, 객체의 상이한 영역들에 대한 실제 침투 깊이는 센서 필드의 이미지를 평가하는 것을 통해 개별적으로 산출될 수 있다. 그 다음 상기 개별적인 실제 침투 깊이들은 객체의 상이한 영역들에 대해 할당된 개별적인 설정 침투 깊이들과 비교될 수 있다. 그 다음, 객체의 단일 영역들에 대해 개별적인 실제 침투 깊이가 개별적인 설정 침투 깊이와 일치하는 반면, 이런 점이 객체의 다른 영역들에는 해당되지 않는다면, 이런 정황에서, 객체의 상기 다른 영역들의 부분적인 마모가 추론될 수 있다. 그 다음, 마모의 크기는 객체의 상기 다른 영역들의 개별적인 실제 침투 깊이와 개별적인 설정 침투 깊이 간의 차이(difference)의 값을 통해 표현된다.
전체 객체와 관련하여 설정 침투 깊이와 실제 침투 깊이 간에 산출된 차, 또는 객체의 상기 다른 영역들의 마모의 크기는 오프셋 값으로서 저장될 수 있다. 그 다음, 객체의 향후 포지셔닝을 위해, 상기 오프셋 값이 자동으로 고려될 수 있고 그에 따라 객체는 즉시 정확하게 포지셔닝될 수 있다.
광빔들에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 객체의 침투 깊이의 계산을 위한 가능성에 추가로, 이미지의 본 발명에 따른 평가는, 객체가 광다발에 의해 펼쳐 형성된 공간 영역 내로 침투하는 속도를 산출하는 가능성 역시도 제공한다. 이는, 본 발명에 따라서, 하기 단계들을 통해 수행된다. 요컨대, 특정한 시간 간격 동안, 이미지 내에서, 객체의 이동 방향으로, 센서 필드의 센서들이면서, 방출되지만, 그러나 인입된 객체에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 모든 위치의 기지의 이격 간격들을 합산하는 것을 통해 객체가 공간 영역 내로의 유입 시 나아가는 경로 길이를 측정하는 경로 길이 측정 단계; 및 시간 간격으로 경로 길이를 나누는 것을 통해 속도를 산출하는 속도 산출 단계.
또한, 이미지의 평가는, 청구항 제9항에 따라서 객체의 윤곽을 산출하는 가능성 역시도 제공한다.
본 발명에 따른 방법에 따라서, 광원으로부터 방출된 광빔들은, 자신들이 객체에 의해 단속되지 않는 한, 수신 장치에 부딪히기 전에 반사판에 의해 편향된다.
객체는, 예컨대 이송 경로 상의 측면 가이드, 예컨대 슬래브를 위한 롤러 컨베이어 상의 측면 가이드일 수 있다. 이런 경우, 광원은, 광빔들이 측면 가이드의 이동 방향에 대해 수직으로 연장되고 측면 가이드는 자신이 이동할 때 광빔들의 광다발에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 인입하도록 설치된다.
또한, 본 발명의 과제는, 청구항 제14항에 따른 측정 시스템; 및 본 발명에 따른 측정 시스템을 포함하는 청구항 제20항에 따른 주조 또는 압연 설비를 통해서도 해결된다. 상기 측정 시스템 및 청구되는 주조 또는 압연 설비의 장점들은 앞에서 청구되는 방법을 참조하여 언급한 장점들에 상응한다. 본원의 방법 및 본원의 측정 시스템의 또 다른 바람직한 구현예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본원의 명세서에는 6개의 도면이 첨부되어 있다.
도 1은 압연기에서 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 측정 시스템의 적용을 위한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 객체의 영향이 없을 때 센서 필드의 센서들의 이미지를 도시한 도면이다.
도 3은 객체의 영향이 있을 때 센서 필드의 센서들의 이미지를 도시한 도면이다.
도 4는 광빔들이 반사 장치에 의해 수신 장치 쪽으로 편향되는 조건으로 본 발명에 따른 측정 시스템을 포함한 압연 설비를 도시한 도면이다.
도 5는 압연기에서 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 측정 시스템의 적용을 위한 대안의 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 압연기에서 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 측정 시스템의 적용을 위한 또 다른 대안의 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명은 하기에서 전술한 도 1 내지 도 6을 참조하여 일 실시예의 형태로 상세하게 기재된다. 모든 도면에서, 동일한 기술적 요소들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 1에는, 슬래브(미도시)의 형태인 주조 스트랜드 또는 분리된 주조 스트랜드를 압연하기 위한 압연 설비가 도시되어 있다. 압연 전에, 주조 스트랜드는 우선 노(310)(furnace) 내에서 필요한 압연 온도로 가열된다. 그 다음, 필요에 따라, 전단기(320)에 의해, 전형적으로 향후 요청되는 코일 길이와 관련하여 선택되는 요청되는 길이에 맞게 전단된다. 그 다음, 주조 스트랜드는 다듬질 스탠드(F1 ~ F6)들(finishing stand)에 의해 요청되는 두께를 갖는 금속 스트립으로 다듬질 압연된다. 금속 스트립은 최종적으로 권취 장치(330) 상에서 코일로 권취된다.
도 1에 따라서, 본 발명에 따른 측정 시스템(100)은 전술한 압연 설비(300) 내에 장착된다. 구체적으로, 권취 장치(330)의 상류에, 주조 스트랜드의 이송 방향(R)의 반대 방향으로 수신 장치(120)로 향하는 방향으로 평행한 광빔들을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원(110)이 제공된다. 광원은, 자체의 빔이 광학 보조 수단, 예컨대 렌즈들에 의해 바람직하게는 이산형인 평행한 광빔들의 다발로 확대되는 것인 단일 광원일 수 있다. 그 대안으로, 광원은 복수의 단일 광원으로도 구성될 수 있으며, 예컨대 각각의 단일 광빔은 개별적인 광원을 통해 생성된다. 바람직하게 광원은 이미 본래부터 평행한 광빔들을 방출하는 레이저 광원이다.
수신 장치(120)는 도 1에 예시로서 노(310)의 하류에 배치된다. 수신 장치(120)는 복수의 센서를 구비한 센서 필드를 포함하며, 센서들은 광원에 의해 방출된 광빔들 중 적어도 일부분을 수신하기 위해 이용된다.
도 2 및 도 3에는, 상기 센서 필드들의 이미지(122)들에 대한 예시들이 도시되어 있다. 센서 필드의 개별 센서(130)들의 이격 간격들은 예시로서 di, dj로 표시되어 있다. 이미지 내 센서들의 상기 이격 간격들은 동일할 수 있지만, 그러나 이는 항상 그렇지 않아도 된다. 오히려 중요한 사항은, 각각의 이격 간격(di, dj)들이 기지 사항이란 점이다.
이미지(122)는 조작자를 위한 표시 장치(160) 상에서 시각화될 수 있다.
본 발명에 따라서, 수신 장치에는, 예컨대 광빔들의 광다발에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 객체의 침투 깊이, 객체의 속도 및/또는 윤곽과 관련하여 이미지(122)를 산출하기 위해, 평가 장치(140)가 할당된다.
표시 장치(160)로 이미지의 데이터의 전송은 케이블을 통해, 또는 무선으로 수행될 수 있다. 본원의 측정 시스템(100)의 모든 전자 장치, 특히 광원(110), 수신 장치(120) 및 평가 장치(140)는 측정 시스템 자신의 전기 에너지원, 예컨대 배터리, 또는 축전지(accumulator)에 의해 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 이미지들은 2차원으로 형성된다. 원칙상, 상기 이미지들은 오직 1차원으로만 형성될 수도 있으며, 이런 경우 오직 예컨대 점 형태 센서들의 수평선 또는 수직선만이 제공된다.
도 1에는, 광원(110)에 의해 방출되는 광빔(130)들이 직접적으로 수신 장치(120)로 방출되고 상기 수신 장치에 의해 수신된다. 그 대안으로, 맨 먼저, 광빔들을 수신 장치(120) 상으로 편향시키기 위해 광의 전파 방향에서 측정 대상 객체(200)의 하류에 배치되는 반사 장치(180) 방향으로 광빔들을 방출하는 가능성 역시도 존재한다(도 4 참조).
도 5에는, 압연 설비 내에 장착하기 위한 측정 시스템의 또 다른 대안의 구현예가 도시되어 있다. 구체적으로, 여기서 광원(110) 및 수신 장치(120)는 바람직하게는 하나의 구조 유닛을 형성한다. 특히 상기 광원 및 수신 장치는 거의 동일한 위치에, 여기서는 예시로서 [슬래브의 이송 방향(R)으로 볼 때] 권취 장치의 상류에 포지셔닝된다. 측정 시스템에 의해 모니터링되는 모니터링 대상 영역의 타측 단부, 여기서는 노(310)의 하류에는, 광원(110)에 의해 방출되는 광빔들이 객체, 예컨대 측면 가이드를 통해 단속되지 않는 한, 수신 장치(120)로 다시 상기 광빔들을 반사하기 위한 반사 장치(180)가 배치된다. 또한, 수신 장치(120)는, 계속 하기에서 기재되는 것처럼, 경우에 따라 측면 가이드에 의해 반사된 광빔들을 수신하기 위해서도 이용된다. 본 실시예의 경우에서도, 수신 장치(120)에는, 센서 필드의 이미지(122)를 위한 표시 장치(160), 평가 장치(140), 및 에너지원(150)이 할당된다.
도 6에는, 압연 설비 내에 장착하기 위한 측정 시스템의 또 다른 대안의 구현예가 도시되어 있다. 도 6에 따른 구현예는, 오직 반사 장치(180)가 완전하게 생략된다는 점에서 도 5에 따른 구현예와 구분된다. 그 결과로서, 광원(110)에 의해 방출되어 측정 대상 객체(200)에 의한 영향을 받지 않는 광빔들은, 도 6에 따른 실시예의 경우 광원(110)과 동일한 위치에 수용되는 수신 장치(120)로 다시 재반사되지도 않고 상기 수신 장치에 의해 수신되지도 않는다. 그에 따라, 수신 장치(120) 또는 센서 필드는 오직 광원(110)에 의해 방출되어 객체(200)에 의한 영향을 받거나 그에 의해 반사되는 광빔들의 부분만을 수신한다. 다른 경우에는, 도 5에 따른 실시예에 대해 기재한 진술 사항들이 도 6에 따른 실시예에 유사하게 적용된다.
기재한 측정 시스템(100)은 이용되기 전에 주조 또는 압연 설비 내에 장착되고 그 장착 위치에서 보정(calibration)된다. 이런 맥락에서, 보정은, 맨 먼저, 광원, 수신 장치 및 필요에 따른 반사 장치가 서로 상대적으로 최적으로 배향되어 상호작용하도록, 할당된 조정 부재들을 이용한 상기 광원, 수신 장치 및 반사 장치의 정밀 조정 또는 정밀 포지셔닝을 의미한다.
설비(300) 내에 측정 시스템(100)의 장착 후에, 그리고 측정 시스템의 보정 후에, 상기 측정 시스템은, 이동 가능 객체, 즉 도 1에 따라서는 예시로서 주조 스트랜드를 위한 이송 경로의 테두리들 상에서 이동 가능한 측면 가이드를 측정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실행을 위한 준비가 된 상태가 된다. 그런 다음, 본원의 방법은 하기와 같은 단계 시퀀스를 제공한다.
광원(110)은 평행한 광빔(130)들을 방출하기 위해 활성화된다. 그런 다음, 측면 가이드(200)는, 광빔(130)들의 전파 방향에 대해 횡방향으로, 광빔들에 의해 펼쳐 형성된 공간 영역 내로 인입되며(도 3에서 화살표 방향), 그럼으로써 방출된 광빔들 중 적어도 개별 광빔들은 수신 장치(120)로 향하는 자신들의 경로에서 측면 가이드(200)를 통해 단속된다. 측면 가이드의 표면의 각각의 형상에 따라서, 상기 표면에 부딪히는 광빔들은 흡수되거나, 또는 수신 장치로부터 이격 방향으로 편향된다. 이런 경우, 수신 장치는 측면 가이드에 의한 영향을 받는 광빔들을 수신하지 않는다. 요컨대 이런 경우는 도 1에 도시되어 있다. 그 대안으로, 광빔들은, 측면 가이드의 표면이 적합한 경우, 상기 표면에 의해서도 반사되어 수신 장치로 향하고 상기 수신 장치에 의해 수신될 수 있다. 요컨대 이런 경우는 도 5에 도시되어 있다.
상기 두 사례에서, 수신 장치(120)는 한편으로 센서 필드의 센서들이면서, 방출되어 측면 가이드에 의한 영향을 받지 않는 광빔들을 수신하는 상기 센서들의 위치들을 포함하는 이미지(122)를 생성한다. 상기 이미지는 도 3에서 센서(130)들을 통해 예시되어 있다. 다른 한편으로는, 이미지(122) 내에는, 센서 필드의 센서들이면서, 방출되어 객체(200) 또는 측면 가이드들에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치(132)들 역시도 도시되어 있다. 위치(132)들 상의 상기 센서들은, 광빔들이 예컨대 측면 가이드의 표면에 의해 흡수되거나, 또는 수신 장치로부터 이격 방향으로 편향되기 때문에, 방출되는 광빔들 중 어느 광빔도 수신하지 않거나, 또는 상기 센서들은 측면 가이드에 의해 수신 장치 방향으로 반사되는 광빔들을 수신한다. 측면 가이드를 통한 방해 없이 광빔들을 수신하는 센서들의 위치(130)들과, 방출되는 광빔들을 수신하지 않거나, 또는 측면 가이드 상에서의 반사 후에 수신하는 센서들의 위치들은, 도 3에 도시된 것처럼, 이미지(122) 내에서 분명하게 구분된다. 또한, 센서들의 개별 위치들의 대안으로, 또는 그에 추가로, 도 3에 마찬가지로 도시된 것처럼, 측면 가이드들의 (단지) 그림자(220)들 또는 윤곽(만)이 이미지 내에 도시될 수도 있다. 측면 가이드의 윤곽은 두 위치(130 및 132) 간의 경계선을 통해 표현된다.
이런 식으로 생성된 이미지(122)는 후속하여 다양한 관점들과 관련하여 본 발명에 따른 평가 장치(140)에 의해 평가된다.
한편으로, 평가 장치(140)는, 광빔들의 광다발에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 객체(200) 또는 측면 가이드들의 실제 침투 깊이(s)와 관련하여 이미지를 산출하도록 형성된다. 산출은 구체적으로 이미지 내에서 측면 가이드들의 이동의 방향으로, 방출되지만, 그러나 수신되지 않은 모든 광빔의 기지의 이격 간격(di, dj)들의 합산을 통해 수행된다. 상기 이동 방향은 도 3에서 해당 위치에 도시된 좌향 화살표를 통해 예시되어 있다. 침투 깊이(s)를 산출할 수 있는 정밀도 또는 분해능은, 센서 필드 내에서, 또는 이미지(122) 내에서 센서들의 밀도 또는 이격 간격들에 따라 결정된다. 도 2 및 도 3에는, 명료성을 방해하지 않기 위해, 센서들의 밀도가 매우 작게 유지되어 있다. 요컨대, 실제로, 이격 간격(di, dj)들을 매우 작게, 예컨대 마이크로미터 또는 밀리미터 범위로 선택할 수 있으며, 그리고 그에 상응하게 정확하게, 또는 고분해능으로 원하는 침투 깊이(s)가 계산될 수도 있다.
이미지(122)를 평가하는 것을 통해 산출되는 침투 깊이(s)는 이른바 실제 침투 깊이(s)이다. 본 발명에 따른 방법에 따라서, 상기 실제 침투 깊이는 사전 설정된 설정 침투 깊이와 비교되되, 상기 설정 침투 깊이는 예컨대 주조 또는 압연 설비 내에서 객체(200) 또는 측면 가이드를 위한 설정 위치를 표현한다. 설정 침투 깊이로부터 실제 침투 깊이의 확인되는 편차는, 일반적으로, 설정 위치가 정확하게 도달되지 않는다는 점을 의미하며, 그리고 그에 상응하게 측면 가이드(200)들의 포지셔닝을 위해 이용되는 액추에이터(210)는 다시 포지셔닝되거나 보정되어야 한다. 바람직하게는 자동으로도 수행될 수 있는 보정의 범위에서, 액추에이터(210)는, 객체가 다시 자신의 사전 설정된 설정 위치에 도달하도록 조정되며, 다시 말하면 액추에이터의 조정은, 실제 위치가 설정 위치와 일치할 때까지 수행된다. 또한, 설정 침투 깊이로부터 실제 침투 깊이의 초기에 검출된 편차는, 액추에이터를 위한 제어부 내에 오프셋 값으로서도 저장될 수 있으며, 그럼으로써 상기 편차는 액추에이터의 향후의 활성화를 위해서도 규칙적으로 고려될 수 있게 된다. 또한, 오프셋 값은, 예컨대 표시 장치(160) 상에서 표시될 수 있는 오류 메시지의 생성을 위해서도 이용될 수 있다.
실제 침투 깊이의 산출은, 객체의 상이한 영역(202, 204)들에 대해(도 3 참조), 이미지(122)가 평가 장치(140)에 의해 그에 상응하게 평가되면서, 개별적으로, 또는 분리되어 수행될 수 있다. 구체적으로, 상이한 영역(202, 204)들에 대해 개별적인 실제 침투 깊이들이 산출되며, 그리고 상기 상이한 영역들에 대해 할당된 개별적인 설정 침투 깊이들과 비교될 수 있다. 그 다음, 객체의 개별 영역들에 대해, 예컨대 도 3에서 영역(202)에 대해, 개별적인 실제 침투 깊이가 개별적인 설정 침투 깊이와 일치하지만, 그러나 다른 한편으로 이와 동시에 영역(204)에 대해서는, 이 영역에 대해 개별적으로 산출된 실제 침투 깊이가 할당된 개별적인 설정 침투 깊이와 일치하지 않는 것으로 확인된다면, 이로써 객체의 영역(204)의 부분적인 마모가 추론된다. 이런 경우, 마모의 크기는, 상기 영역(204)에서 개별적인 실제 침투 깊이와 개별적인 설정 침투 깊이 간의 차에 상응한다. 영역(204)은, 객체(200)가 주조 스트랜드의 이송 경로 상의 측면 가이드인 도 3에 도시된 실시예의 경우, 통상 주조 스트랜드와 직접 접촉하며, 그 결과로 마모가 발생한다. 한편, 영역(202)들은 통상 마모되지 않는데, 그 이유는 상기 영역들이 주조 스트랜드와 접촉하지 않기 때문이다. 그 다음, 기재한 예시의 경우, 액추에이터(140)는, 객체(200)의 영역(204)에서 실제 침투 깊이와 설정 침투 깊이 간의 차가 영(0)이 되도록 조정되는데, 그 이유는 전술한 것처럼 상기 영역이 주조 스트랜드의 실질적인 안내를 위해 중요하기 때문이다. 이런 경우, 그와 반대로, 측면 가이드의 영역(202)들에 대해 설정 침투 깊이로부터 실제 침투 깊이의 편차는 다소 허용할 수 있는 정도로 감수되는데, 그 이유는 상기 편차가 의도되는 목적을 위해, 요컨대 주조 스트랜드의 정밀한 안내를 위해 중요하지 않기 때문이다.
전체 객체와 관련한 설정 침투 깊이와 실제 침투 깊이 간의 차, 또는 객체의 특정 부분 영역의 마모의 크기는, 기재한 것처럼, 이미지의 평가를 통해 산출될 수 있다. 그 다음, 차 또는 마모의 크기는, 바람직하게는 자동의 신규 포지셔닝 과정들에서 향후에 자동으로 고려될 수 있도록 하기 위해, 바람직하게는 오프셋 값으로서 액추에이터들에 할당된 제어부에 저장된다.
실제 침투 깊이의 산출을 위한 가능성에도 불구하고, 평가 장치(140)를 통한 이미지(122)의 평가는, 객체 또는 측면 가이드(200)가 광빔들에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 침투하는 속도의 산출을 위한 가능성 역시도 가능하게 한다. 이를 위해, 객체(200)가 공간 영역 내로 유입 시 나아가는 경로 길이는, 특정한 시간 간격 동안 객체의 이동 방향으로 센서 필드 내에서 객체에 의한 영향을 받거나 받지 않는 광빔들에 할당되는 모든 센서의 기지의 이격 간격들을 합산하는 것을 측정되는 방식으로 산출된다. 그런 다음, 속도의 산출을 위해, 측정된 경로 길이는 측정된 시간 간격으로 나누어진다. 경로 길이는 총 침투 깊이일 수 있거나, 또는 총 침투 깊이의 부분 길이일 수 있다.
또한, 이미지의 평가는, 광빔들을 통해 펼쳐 형성된 공간 영역 내로 침투하는 객체의 윤곽의 산출 역시도 가능하게 한다. 윤곽(230)은, 도 3에서 알 수 있는 것처럼, 객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔들을 수신하는 센서들의 위치(130)들과, 객체에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 센서들의 위치(132)들 간의 경계선에 상응한다.
100: 측정 시스템
110: 광원
120: 수신 장치
122: 센서 필드의 이미지
130: 센서
131: 광빔
132: 수신되지 않는 광빔 또는 반사되어 수신된 광빔들의 위치
140: 평가 장치
150: 에너지원
160: 표시 장치
180: 반사 장치
200: 이동 가능 객체, 예컨대 측면 가이드
202: 마모되지 않은 객체의 영역
204: 마모된 객체의 영역
210: 액추에이터
220: 측면 가이드의 그림자/윤곽
230: 윤곽
300: 압연 설비
310: 노
320: 전단기
330: 권취 장치
di: 이격 간격
dj: 이격 간격
s: 침투 깊이
R: 주조 스트랜드의 이송 방향

Claims (20)

  1. 이동 가능 객체(200)를 측정하기 위한 방법에 있어서,
    - 공간 영역을 펼쳐 형성하는 평행한 광빔(130)들을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원(110)을 활성화하는 광원 활성화 단계;
    - 방출된 광빔들 중 개별 광빔들이 수신 장치(120)로 향하는 자신들의 경로 상에서 상기 객체(200)에 의한 영향을 받도록, 광빔들에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 광빔들의 방향에 대해 횡방향인 적어도 하나의 이동 성분을 갖는 상기 객체(200)를 인입하는 객체 인입 단계;
    - 광빔들의 방향에 대해 횡방향인 적어도 하나의 공간 방향에서 센서 필드의 분해능이 알려진 기지 사항인 조건에서, 상기 수신 장치(120)의 센서 필드를 이용하여 상기 객체에 의한 영향을 받고, 그리고/또는 받지 않는 광빔들을 수신하는 광빔 수신 단계;
    - 센서 필드의 기지의 분해능을 기반으로 센서(130)들의 개별 위치들 간의 이격 간격(di, dj)들이 마찬가지로 알려진 기지 사항인 조건에서, 상기 센서 필드의 센서(130)들이면서 객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들; 및 상기 센서 필드의 센서(130)들이면서, 방출되지만, 그러나 상기 인입되는 객체(200)에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들;을 포함하는 상기 센서 필드의 이미지(122)를 생성하는 이미지 생성 단계; 및
    - 광빔들에 의해 펼쳐 형성된 공간 영역 내로 상기 객체(200)의 침투 깊이(s), 상기 객체의 속도 및/또는 윤곽과 관련하여 상기 이미지를 평가하는 이미지 평가 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서들의 이격 간격(di, dj)들은 서로 동일하거나 같지 않은 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이미지(122)는 조작자를 위한 표시 장치(160) 상에 표시되는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광빔들의 광다발에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 상기 객체(200)의 실제 침투 깊이(s)의 산출을 위한 상기 이미지(122)의 평가는, 적어도 대략적으로, 상기 이미지 내에서 상기 객체(200)의 이동 방향으로, 상기 센서 필드의 센서(130)들이면서, 방출되지만, 그러나 상기 인입된 객체(200)에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 모든 위치의 기지의 이격 간격들을 합산하는 것을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 산출된 실제 침투 깊이(s)는 사전 설정된 설정 침투 깊이와 비교되며; 그리고
    (상기 실제 침투 깊이가 상기 설정 침투 깊이로부터 편차를 나타낸다면) 바람직하게는 자동으로, 실제 위치가 설정 위치와 일치할 때까지, 상기 객체의 최종 위치의 교정이 수행되며, 그리고 바람직하게는 오류 메시지 역시 생성되어 상기 표시 장치(160) 상에 표시되는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 객체의 상이한 영역들에 대한 실제 침투 깊이들은 상기 이미지를 평가하는 것을 통해 개별적으로 산출되며, 그리고 상기 객체의 상이한 영역들에 대해 할당된 개별적인 설정 침투 깊이들과 비교되며; 그리고
    (상기 객체의 개별 영역들에 대해 개별적인 실제 침투 깊이가 개별적인 설정 침투 깊이와 일치하지만, 상기 객체의 다른 영역들에 대해서는 일치하지 않는다면) 상기 객체의 다른 영역들의 부분적인 마모가 추론되되,
    상기 마모의 크기는, 상기 객체의 상기 다른 영역들의 개별적인 실제 침투 깊이와 개별적인 설정 침투 깊이 간의 차의 값을 통해 표현되는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 전체 객체와 관련한 설정 침투 깊이와 실제 침투 깊이 간의 차, 또는 상기 객체의 상기 다른 영역들의 마모의 크기가 산출되어, 상기 객체(200)의 향후 포지셔닝 시의 고려를 위해 오프셋 값으로서 저장되는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 광빔들에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 상기 객체(200)가 침투하는 속도의 산출을 위한 상기 이미지(122)의 평가는,
    특정한 시간 간격 동안, 상기 이미지 내에서, 상기 객체(200)의 이동 방향으로, 상기 센서 필드의 센서들이면서, 방출되지만, 그러나 상기 인입된 객체(200)에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 모든 위치의 기지의 이격 간격들을 합산하는 것을 통해 상기 객체가 공간 영역 내로의 유입 시 나아가는 경로 길이를 측정하는 경로 길이 측정 단계; 및
    상기 시간 간격으로 상기 경로 길이를 나누는 것을 통해 상기 속도를 산출하는 속도 산출 단계;를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 객체(200)의 윤곽과 관련한 상기 이미지(122)의 평가는, 상기 센서 필드의 센서들이면서 상기 객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들과, 상기 센서 필드의 센서들이면서, 방출되지만, 그러나 상기 인입된 객체(200)에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들 사이의 경계선의 산출을 통해 수행되되, 상기 경계선은 상기 객체의 윤곽에 상응하는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원에 의해 방출되는 광빔들을, 상기 객체에 의해 단속되지 않는 한, 상기 수신 장치로 편향시키는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 객체(200)는 이송 경로 상의 측면 가이드, 예컨대 주조 또는 압연 설비에서 슬래브를 위한 롤러 컨베이어 상의 측면 가이드이며;
    상기 광원(110)은, 상기 광빔(130)들이 상기 측면 가이드(200)의 이동 방향에 대해 수직으로 연장되고 상기 측면 가이드는 자신이 이동할 때 상기 광빔(130)들에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 유입되도록 설치되는; 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 객체(200)의 측정을 준비하기 위해,
    - 슬래브의 이송 경로 내로 적어도 하나의 광원(110) 및 센서 필터를 포함한 수신 장치(120), 그리고 필요에 따라 반사 장치(180)를 삽입하는 삽입 단계;
    - 상기 센서 필드가 상기 광원의 광빔들을 수신할 수 있도록, 상기 적어도 하나의 광원과 상기 센서 필드, 그리고 필요에 따른 상기 반사 장치를 배향시키는 배향 단계; 및
    - 상기 객체가 적어도 자신의 최종 위치에 도달할 때 적어도 부분적으로 상기 광빔들에 의해 펼쳐 형성된 공간 영역의 내부에 위치하도록, 상기 이동 가능 객체의 초기 위치에 상대적인 고정된 상대 위치에 상기 센서 필드를 배치하는 배치 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  13. 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    [상기 이송 경로 내로 상기 측면 가이드(200)의 산출된 실제 침투 깊이가 설정 침투 깊이보다 더 작다면] 바람직하게는 상기 측면 가이드의 적어도 부분적인 마모에 대한 지시 사항과, (소정의 한계에 도달한 경우) 바람직하게는 사전에 보정이 실행되었다면 마모된 측면 가이드의 교환에 대한 권장 사항을 포함하는 메시지가 생성되는 것을 특징으로 하는 이동 가능 객체의 측정 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법의 실행을 위한 측정 시스템(100)으로서,
    공간 영역을 펼쳐 형성하는 평행한 광빔들을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원(110);
    광원들의 방향에 대해 횡방향인 적어도 하나의 공간 방향에서 센서 필드의 분해능이 알려진 기지 사항인 조건에서, 방출된 광빔들 중 적어도 일부분을 수신하기 위한 센서 필드를 포함하는 수신 장치(120); 및
    수신 장치(120)에 의해 수신된 광빔들을 평가하기 위한 평가 장치(140);를 포함하는 상기 측정 시스템에 있어서,
    상기 수신 장치(120)는, 상기 센서 필드의 기지의 분해능을 기반으로, 개별 위치들 간의 이격 간격(di, dj)들이 기지 사항인 조건에서, 상기 센서 필드의 센서들이면서 상기 객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔(130)들에 할당되는 상기 센서들의 위치들; 및 상기 센서 필드의 센서들이면서, 방출되지만, 그러나 상기 인입된 객체(200)에 의한 영향을 받는 광빔들에 할당되는 상기 센서들의 위치들;을 포함한 상기 센서 필드의 이미지(122)를 생성하도록 형성되며; 그리고
    상기 평가 장치(140)는, 광빔들의 광다발에 의해 펼쳐 형성되는 공간 영역 내로 상기 객체의 침투 깊이(s), 상기 객체(200)의 속도 및/또는 윤곽과 관련하여 상기 이미지(122)를 평가하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템(100).
  15. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원(110)은 바람직하게는 1차원 또는 2차원 횡단면을 갖는 평행한 광빔들의 광다발을 방출하기 위한 레이저 광원으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템(100).
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 측정 시스템은 자신의 전기 에너지원(150), 예컨대 배터리 또는 축전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템(100).
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 데이터 전송을 위해 상기 수신 장치(120) 및/또는 상기 평가 장치(140)와 케이블을 통해, 또는 무선으로 연결되며, 특히 상기 이미지(122)를 표시하기 위한 표시 장치(160)를 특징으로 하는 측정 시스템(100).
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 객체에 의한 영향을 받지 않는 광빔(130)들을 상기 수신 장치(120)의 센서 필드로 편향시키기 위해, 상기 광빔(130)들의 전파 방향에서 상기 객체(200)의 하류에 배치되는 반사 장치(180)를 특징으로 하는 측정 시스템(100).
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(110), 상기 수신 장치(120) 및 필요에 따른 상기 반사 장치는, 바람직하게는 상호 간의 최적의 배향을 목적으로, 조정 부재들에 의해 자유롭게 포지셔닝될 수 있으며, 특히 정밀 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 측정 시스템(100).
  20. 주조 스트랜드를 제조하거나 가공하기 위한 주조 또는 압연 설비로서, 상기 주조 또는 압연 설비는 주조 스트랜드를 안내하기 위한 이송 경로의 테두리 상에 측면 가이드들을 구비한 주조 스트랜드용 이송 경로를 포함하며, 상기 측면 가이드들은 액추에이터(210)들에 의해 이송 경로의 라인에 대해 횡방향으로 상기 이송 경로 안쪽으로, 그리고 상기 이송 경로의 바깥쪽으로 이송될 수 있는, 상기 주조 또는 압연 설비에 있어서,
    제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 측정 시스템이 제공되고,
    객체는 상기 측면 가이드들이며; 그리고
    광원(110) 및 수신 장치(120), 그리고 필요에 따른 반사 장치는, 방출된 광빔(130)들이 상기 측면 가이드(200)들의 이송 방향에 대해 수직으로 전파되고 상기 측면 가이드들은 상기 광빔들에 의해 펼쳐 형성된 공간 영역 안쪽으로 횡방향으로 이송될 수 있도록 배향되는 것을 특징으로 하는 주조 또는 압연 설비.
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