特許 6649469 金属プロファイルのサイズの熱間圧延時での測定のための方法およびデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6649469

(24)【登録日】2020年1月20日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】金属プロファイルのサイズの熱間圧延時での測定のための方法およびデバイス

(51)【国際特許分類】

   B21C 51/00 20060101AFI20200210BHJP

   B21B 38/04 20060101ALI20200210BHJP

【ＦＩ】

   B21C51/00 K

   B21B38/04 B

【請求項の数】11

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-507004(P2018-507004)

(86)(22)【出願日】2016年8月10日

(65)【公表番号】特表2018-525230(P2018-525230A)

(43)【公表日】2018年9月6日

(86)【国際出願番号】IB2016054817

(87)【国際公開番号】WO2017025910

(87)【国際公開日】20170216

【審査請求日】2018年2月27日

(31)【優先権主張番号】102015000043716

(32)【優先日】2015年8月10日

(33)【優先権主張国】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】514165990

【氏名又は名称】ダニエリ オートメーション ソシエタ ペル アチオニ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】アルデシ、アレッサンドロ

(72)【発明者】

【氏名】モルデグリア、アントネロ

【審査官】 河口 展明

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０６７８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１９０３６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１２６８０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｂ ３８／００−３８／１２

Ｂ２１Ｃ ５１／００

Ｇ０１Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

管または中実の棒のような金属プロファイル（１２）の少なくとも直径（Ｄ）および平均厚さ（Ｓ１）のうちの少なくとも一方の測定値を得るために、圧延時に、熱間圧延にさらされている同金属プロファイル（１２）の横方向サイズを測定するための方法において、前記方法は、
少なくとも２つの周波数（Ｆ１，Ｆ２）を有する正弦波電流（２０）で、互いに対して区別されるとともに空間的に離間している少なくとも２つのセクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）を有する送信要素（１４）であって、前記金属プロファイル（１２）の公称送り軸（Ｚ）に沿って配置され、前記金属プロファイル（１２）の横方向サイズの同じ公称測定にて動作する送信要素（１４）に電力を供給することと、
力線の所望のプロファイルを有する電磁場を前記送信要素（１４）で発生させることと、
互いに対して区別されるとともに空間的に離間している１つ以上のセクション（１８ａ，１８ｂ）を有する受信要素（１８）であって、前記公称軸（Ｚ）に沿って、前記送信要素（１４）の前記公称軸（Ｚ）に沿った全体の長手方向バルクに含まれる位置に配置されている受信要素（１８）によって、前記送信要素（１４）の前記セクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）を前記金属プロファイル（１２）が通過することに起因する電磁場の変化に関連する信号（２２）を検出することであって、前記送信要素（１４）の前記セクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）および前記受信要素（１８）のいずれも円筒形のコイルであり、前記金属プロファイル（１２）の直径よりも大きなサイズの通過孔を画定し、かつ同送信要素（１４）の前記セクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）および同受信要素（１８）にて測定が実施されるとともにそれらの内側を前記金属プロファイル（１２）が通過する、前記検出することと、
周波数（Ｆ１，Ｆ２）毎の前記電流（２０）の値に関連づけて、前記受信要素（１８）にて検出された、前記送信要素（１４）が生成した力線の所望のプロファイルを有する電磁場の流れを示す値を、金属プロファイル（１２）がない状態で得られた電磁場の正規化された流れを示す基準値を使用して、正規化および無次元化することと、
電磁場の流れの前記正規化および無次元化された値に基づく数学的モデルを定義することと、
前記金属プロファイル（１２）の横方向サイズの測定値を前記送信要素（１４）および前記受信要素（１８）の物理的サイズと無関係にするために、実際の無次元化された電磁場の流れを示す値と数学的モデルによって定義された理想的な無次元化された電磁場の流れを示す値との間の対応関係を決定するべくホモグラフィック変換を実行することと、
前記金属プロファイル（１２）の直径（Ｄ）および平均厚さ（Ｓ１）のうちの少なくとも一方を計算するために前記ホモグラフィック変換から得られたデータを処理することと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項2】

前記ホモグラフィック変換は、少なくとも前記送信要素（１４）および前記受信要素（１８）の第１の較正レベルに由来するパラメータに基づいて実行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】

前記第１の較正レベルは、それぞれが、金属プロファイル（１２）が存在しない状態での１つの測定と、中実の棒として存在する２つの金属プロファイル（１２）での２つの測定と、である少なくとも３つの電磁反応場の測定を検出することを提供し、少なくとも３つの測定は電流（２０）の各周波数（Ｆ１，Ｆ２）に対して実施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】

少なくとも管状の金属プロファイル（１２）の局部厚さ（Ｓ２）の測定を行うために、前記受信要素（１８）の周囲に配置された円形クラウンを等分することによって得られる確定セクタに対応するセグメント化されたコイル（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）を用いて、前記管状の金属プロファイル（１２）の通過に起因する電磁場の変化に関連する信号（２３）を検出することが提供されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記第１の較正レベルから得られるパラメータを用いて、正規化、無次元化およびホモグラフィック変換により、前記セグメント化されたコイル（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）で検出された前記信号（２３）を処理することが提供されることを特徴とする、請求項２および４、または請求項３および４に記載の方法。

【請求項6】

前記公称軸（Ｚ）に関する前記金属プロファイル（１２）のアラインメントとは無関係に横方向サイズの前記測定が行われるために、前記送信要素（１４）および前記受信要素（１８）に関する管状の金属プロファイル（１２）の位置の補償を行うことが提供されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

位置の前記補償は、少なくとも前記送信要素（１４）および前記受信要素（１８）の第２の較正レベルから得られる少なくとも１つのパラメータを用いて実行され、前記公称軸（Ｚ）に対して変位している、既知のサイズを有する非偏心金属プロファイル（１２）の存在下で反応電磁場の少なくとも１つの測定値を検出することが提供されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記セグメント化されたコイル（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）の各々によって検出された各信号（２３）に対して、少なくとも局部壁厚（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）を決定するために、前記金属プロファイル（１２）の偏心の推定を実行することが提供されることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記偏心の推定は、少なくとも前記送信要素（１４）および前記受信要素（１８）の第３の較正レベルから得られる少なくとも１つのパラメータを用いて実行され、既知の偏心性および既知の方向に配向している既知のサイズを有する管状の金属プロファイル（１２）の存在下にて前記反応電磁場の少なくとも１つの測定を検出することが提供されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

圧延時に熱間圧延にさらされている金属プロファイル（１２）の横方向サイズを測定するためのデバイスであって、前記デバイスは、互いに対して区別されるとともに空間的に離間している少なくとも２つのセクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）を有する送信要素（１４）であって、前記金属プロファイル（１２）の公称送り軸（Ｚ）に沿って配置され、前記金属プロファイル（１２）の横方向サイズの同じ公称測定で動作し、力線の所望のプロファイルを有する電磁場を発生するように構成されている送信要素（１４）と、前記送信要素（１４）の前記公称軸（Ｚ）に沿って同送信要素（１４）の隣接するセクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）の間にある中間位置に配置されるか、或いは同送信要素（１４）のセクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）の内側に隠れて配置される受信要素（１８）であって公称軸（Ｚ）に沿って配置されるとともに前記金属プロファイル（１２）の通過に起因して前記電磁場の変化に関連する信号（２２）を検出するように構成されている受信要素（１８）と、を含み、前記送信要素の前記セクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）および前記受信要素（１８）のいずれも円筒形のコイルであり、前記送信要素（１４）の前記セクション（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）および前記受信要素（１８）のそれぞれが前記金属プロファイル（１２）の直径よりも大きなサイズの通過孔を画定し、かつ同送信要素（１４）および同受信要素（１８）にて測定が実施されるとともにそれらの内側を前記金属プロファイル（１２）が通過することを特徴とするデバイス。

【請求項11】

前記デバイスは、複数の受信コイル（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）を含み、各々が、前記受信要素（１８）の周囲に配置された円形クラウンを等分することによって得られる相対セクタに対応するセグメントとして構成されることを特徴とする、請求項１０に記載のデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば鋼製の棒または管のような金属プロファイルの横方向サイズの、圧延時での熱測定のための方法に関する。
より詳細には、本発明は、棒および管の場合では、外径を、金属プロファイルが管の場合では、平均厚さと局部厚さの両方をも、測定するのに使用できる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

熱間圧延により鋼製の管および／または棒のような金属プロファイルを製造することが知られている。圧延プロセスを制御するために、プロセスが実行されるときに、金属プロファイルの横方向のサイズ、例えば棒の場合の平均直径および／または管の場合の平均直径および厚さを知ることは有用である。これは、所望の直径および／または厚さを有する金属プロファイルを可能な限り一定かつ均一に得るために、圧延プロセスを調整するために迅速に介入することを可能にする。

【0003】

完全なプロファイルから開始してマンドレルを用いて軸方向の孔を形成して、管状要素を作製することが知られている。次のステップは、所望の管状要素の断面サイズを低減することからなる。この操作は、通常、こうして得られた管状要素を１つ以上の圧延スタンドに通すことによって行われる。

【0004】

このプロセスは、管状要素の品質において主に２つのタイプの問題を引き起こす可能性があり、いずれも厚さにおける偏差に関係する。
第１の問題は、軸方向の孔が形成されているときのマンドレルの偏心に起因して、形成される管状要素の公称断面に関して厚さにおける偏差に関する。

【0005】

第２の問題は、孔と断面との間の偏心に起因するものではなく、管状要素の厚さの局部的な円周方向の変化に起因する厚さにおける偏差に関する。
厚さにおける偏差は加工品の質に悪影響を及ぼす。さらに、金属プロファイルの抵抗性および性能は、使用中に影響を受ける可能性がある。

【0006】

熱間圧延時に、金属プロファイルのサイズ、特に横方向のサイズを、直接かつ接触せずに測定するための異なるデバイスおよび方法が知られている。
例えば、放射線源によって生成されたガンマ線の使用に基づいて、放射線撮影法を使用するデバイスが知られている。この方法は、１つまたは複数の対の放射線源および１つまたは複数の放射線検出器の使用を提供する。管状要素が通過した後に放射線検出器によって捕捉された放射線に応じて、電流が生成され、それは測定用トランスデューサによって処理され、デジタル化され、その後中央処理システムに送られて管状要素の壁の厚さが計算される。

【0007】

このようなデバイスの１つの欠点は、放射性物質の使用およびその後の廃棄手順に起因する高いコストおよび安全性の問題である。
超音波レーザ技術を使用する横方向のサイズを測定するためのデバイスも知られている。この場合、送信機プローブは超音波を発生するパルスレーザビームを放射し、それは金属プロファイルの厚さ部分の外側から内側に伝播され、管状要素の内面によって反射されて外面に向かって戻る。レーザ干渉計は、超音波が通過するのに要する時間を決定し、超音波の伝播速度がわかれば、デバイスは、測定された通過時間の関数として金属プロファイルの厚さを検出することができる。

【0008】

超音波レーザデバイスの１つの欠点は、角走査を必要とすることであり、従って、全周をカバーするために、プローブの支持部分を移動させ、部分的に回転させて、金属プロファイルのいくつかの表面部分について測定値の検出を得ることが必要である。

【0009】

この技術の別の欠点は、送信機プローブおよび受信機プローブの位置に対する検出の感度である。さらに、これらのデバイスは、一般にかなり高価であり、管理および維持が難しい。

【0010】

寄生電流を伴う電磁測定デバイスも知られている。磁場を生成する１つまたは複数の送信コイル、および誘導される磁場の変化を検出する１つまたは複数の受信コイルが一般に使用される。既知の電磁デバイスの１つの欠点は、測定値が金属プロファイルおよびセンサの相対位置に大きく依存することである。

【0011】

寄生電流を伴う電磁測定デバイスの別の欠点は、金属プロファイルの横方向サイズの測定が、測定されるプロファイルの金属材料の導電性によって影響を受けることである。この理由から、寄生電流を伴う測定デバイスは、測定されるプロファイルの材料の導電率に応じて特定の異なる較正を必要とする。

【0012】

特許文献１には、管状金属要素の断面の厚さの偏差を検出する装置が記載されている。この装置は、各々が測定される管状金属要素の周囲に間隔をおいて配置された送信コイルと受信コイルとを含む電磁型の少なくとも３つのセンサからなる。送信コイルおよび受信コイルは、測定される管状金属要素の壁の外側に配置される。この文献では、送信コイルと受信コイルの両方を組み込んだセンサの各々が、それぞれの圧延リングに関連していることが有利に提供される。

【0013】

この文献は、断面における各低減と同時に測定を行うために、各圧延スタンドに関連する測定装置が存在していることを規定している。しかしながら、同一断面における各測定について、各測定装置は、管状金属要素の局部的な厚さを検出するために、各電磁センサが断面の角部分、例えば３つのセンサの場合は１２０°で動作することを規定する。３つの検出値を比較することにより、管状金属要素の厚さが全周にわたり一定であるか否かの表示が得られる。この文献は、管状金属要素の公称断面の同じ測定で動作する送信コイルおよび受信コイルが、管状要素の軸に沿って互いから距離をおいて配置されることを規定していない。

【0014】

特許文献２は、管状金属要素の欠陥、偏心および壁厚を検出するシステムおよび装置を記載している。この装置は、管状金属要素の表面に寄生電流を発生させる電磁場を放出する一次コイルと、寄生電流を検出して所望の情報を得る二次コイルとを有する。

【0015】

一次コイルおよび二次コイルは、互いに対して実質的に軸線上にあり、それらは、測定される管状金属要素の壁に対して相対向する側にそれぞれ配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】国際公開第２０１３／１９０３６０号パンフレット

【特許文献2】米国特許第３，６９３，０７５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

本発明の１つの目的は、高温条件下で測定を効率的に行うことを可能にする棒（ｂａｒ）および管の直径および／または厚さを測定する方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、使用される測定デバイス内部の金属プロファイル（ｍｅｔａｌ ｐｒｏｆｉｌｅ）の位置に関係なく測定を行うことを可能にする測定方法を提供することにある。

【0018】

別の目的は、測定される材料の導電率に依存しない測定方法を提供することにある。
別の目的は、材料が強磁性でない場合、例えば非鉄金属若しくはステンレス鋼の場合には、金属プロファイルの速度および温度の両方および／または使用される特定のタイプの材料に実質的に依存しない測定方法を得ることであり、他のタイプの材料の場合には、後者がキュリー温度を上回るときの速度および温度とは無関係である測定方法を得ることである。

【0019】

本発明の別の目的は、管のような金属プロファイルの局部的な厚さを異なる角度位置で同時に測定することができる測定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本出願人は、最先端の技術の欠点を克服し、これらの目的および他の目的ならびに利点を得るために、本発明を考案し、試験し、具現化した。
本発明は、独立請求項に記載され、特徴付けられる一方で、従属請求項は、本発明の他の特徴または主な発明思想に対する変形を記載する。

【0021】

上記の目的にしたがって、例えば中実の棒または管のような金属プロファイルの横方向（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ）サイズの、圧延中における熱測定のための方法が提供される。
本発明によれば、少なくとも金属プロファイルの直径および／または厚さの測定値を得るために、管または中実の棒のような金属プロファイルの横方向サイズの、圧延中における熱測定のための方法は、少なくとも２つの周波数を有する正弦波電流で、互いに対して区別されるとともに空間的に離間している少なくとも２つのセクションを有する送信要素であって、金属プロファイルの公称送り軸に沿って配置され、横方向サイズの同じ公称測定にて動作する送信要素に電力を供給し、力線（ｆｏｒｃｅ ｌｉｎｅ）の所望のプロファイルを有する電磁場を送信要素で発生させるように構成されている。

【0022】

送信要素と受信要素のいずれも、測定が行われる、金属プロファイルの直径よりも大きなサイズの通過孔を画定する断面形状と、金属プロファイルが通過する内側とを有し、同断面形状は円形であると有利であるが、必ずしも円形である必要はない。

【0023】

同方法はまた、互いに対して区別されるとともに空間的に離間している１つ以上のセクションを有する受信要素であって、公称軸に沿って、送信要素の全体の長手方向バルクに含まれる位置に配置されている受信要素によって、送信要素のセクションを通る金属プロファイルの通過に起因する電磁場の変化に関連する信号を検出することを提供する。

【0024】

「送信要素の全体の長手方向バルク（ｏｖｅｒａｌｌ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｂｕｌｋ）に含まれる位置にある」という表現は、受信要素が、金属プロファイルの送り方向に、常に２つの送信要素の間の中間位置に配置され、そして、任意の場合において、送信要素によって画定された端部の内側に長手方向に含まれていることを意味している。この構成を備えることによって、送信要素によって伝達される場の力線は、受信要素上で最適に伝達され、外部に分散されず、測定が極めて有効かつ正確になる。

【0025】

「横方向サイズの同じ公称測定（ｓａｍｅ ｎｏｍｉｎａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）で動作する」という表現は、送信要素の２つのセクションが、金属プロファイルの送り軸に沿って互いに空間的に分離して配置されるが、両者の間には、金属プロファイルの断面の低減が認められず、したがって、それらは金属プロファイルの２つの別個のセクションで動作しているが、２つのセクションは同じ公称横方向サイズを有していることを意味する。

【0026】

本発明の１つの構築によれば、本方法はまた、周波数毎に電流の値に関して検出された電磁場の流れの値の正規化および無次元化を実行し、流れの正規化および無次元化された値に基づく数学的モデルを定義し、実際の無次元化された値と、数学的モデルによって定義された理想的な無次元化された値との間の対応関係を決定するために、ホモグラフィック変換を実行することを提供する。本発明に従う方法は、ホモグラフィから得られたデータを処理して、金属プロファイルの直径および／または平均厚さを計算することも提供する。

【0027】

このようにして、前記金属プロファイルの物理的サイズの横方向サイズの測定は、送信要素および受信要素の物理的サイズから制約を受けず、従って、より信頼性の高い測定を可能にする。

【0028】

いくつかの実施形態によれば、ホモグラフィック変換は、少なくとも送信要素および受信要素の第１の較正レベルに由来するパラメータに基づいて実行される。
いくつかの実施形態によれば、第１の較正レベルは、それぞれが、金属プロファイルが存在しない状態での１つの測定と、中実の棒として存在する２つの金属プロファイルを用いた２つの測定と、である少なくとも３つの電磁反応場の測定を検出することを提供し、測定は電流の各周波数に対して実施される。

【0029】

いくつかの実施形態によれば、本方法は、少なくとも管状の金属プロファイルの局部的な厚さの測定を行うために、受信要素の周囲に配置された円形クラウンを等分することによって得られる確定セクタに対応するセグメント化（ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ）されたコイルを用いて、管状金属プロファイルの通過に起因する電磁場の変化に関連する信号を検出するために提供される。

【0030】

いくつかの実施形態によれば、本方法は、公称軸に対する金属プロファイルのアラインメントとは無関係に横方向サイズの測定を行うために、送信要素および受信要素に関して管状金属プロファイルの位置の補償を行うことを提供する。これにより、測定される金属プロファイルが受信要素と同軸でなくても、信頼性のある測定を得ることができる。

【0031】

いくつかの実施形態によれば、本方法は、測定される金属プロファイルの偏心の推定を実行し、各セグメント化コイルによって検出された各信号に対して、少なくとも局部的な壁厚を決定することも提供する。

【0032】

このようにして、管状金属プロファイルの起こりうる偏心の実体を決定し、それがどの方向に向いているかを決定することができ、それによって、作業エラーを修正するために、送信要素および受信要素の上流に位置する金属プロファイルの作業機械を調整することができる。

【0033】

したがって、本発明による方法は、同時に測定することにより、金属プロファイル（棒および管の両方）の外径、および管状の金属プロファイルの平均および局部厚さの両方を評価することができる。

【0034】

本発明のこれらおよび他の特徴は、添付図面を参照して非限定的な例として与えられるいくつかの実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本明細書に記載の実施形態に従う金属プロファイルのサイズの熱測定のためのデバイスの部分断面斜視図である。

【図2】本明細書に記載の実施形態に従う金属プロファイルのサイズの熱測定のためのデバイスの断面図である。

【図3】本明細書に記載の実施形態に従う金属プロファイルのサイズの熱測定のためのデバイスの一部の概略図である。

【図4】本明細書に記載の変形実施形態に従う金属プロファイルのサイズの熱測定のためのデバイスの一部の概略図である。

【図5】本明細書に記載の他の変形実施形態に従う、金属プロファイルのサイズの熱測定のためのデバイスの一部の概略図である。

【図6】金属プロファイルのサイズを熱測定するためのデバイスの断面図である。

【図7】本明細書に記載の他の実施形態に従う金属プロファイルのサイズの熱測定のためのデバイスの部分断面斜視図である。

【図8】図３の断面Ｐに沿った断面図である。

【図9】本明細書に記載の他の実施形態に従う、図３の断面Ｐに沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

理解を容易にするために、可能であれば、図面中の同一の共通要素を識別するために同じ参照番号が使用されている。１つの実施形態の要素および特性は、さらなる説明なしに他の実施形態に都合よく組み込むことができることが理解される。

【0037】

ここで、１つまたは複数の例が添付の図面に示されている本発明の様々な実施形態を詳細に参照する。各実施例は、本発明の説明のために提供され、その限定として理解されるべきではない。例えば、１つの実施形態の一部である限り、図示または記載された特性は、他の実施形態に、またはそれに関連して採用することができる。本発明は、そのような変更および変形のすべてを含むものと理解される。

【0038】

図１乃至９は、金属プロファイル１２の横方向サイズを熱測定（ｈｏｔ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ）するためのデバイス１０の実施形態を記載するために使用される。本発明の記載において、「金属プロファイル」の定義は、例えば鋼製の棒または管のような、その長手方向への展開よりもはるかに小さい横方向サイズを有する要素を意味する。

【0039】

デバイス１０は、通過中の、かつ例えばスタンド間のセグメントに、すなわち２つの連続する圧延スタンドの間のセグメントに配置される金属プロファイル１２の横方向サイズを測定するために、或いは、圧延プロセスの終了時に得られた製品の最終サイズを測定するために、使用されてもよい。

【0040】

図２は、圧延中に、金属プロファイル１２の横方向サイズを測定するための装置５０であって、デバイス１０と、制御および命令ユニット４０と、を含む装置５０の実施形態を説明するために使用される。

【0041】

制御および命令ユニット４０は、機能する（ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ）ために必要な電気エネルギーをデバイス１０に供給すると共に、デバイス１０によって検出された信号を処理するように構成され得る。

【0042】

図１乃至７は、測定デバイス１０の実施形態を記載するために使用され、同測定デバイス１０は、電磁場を生成するように構成されている互いに対して区別されるとともに空間的に離間している少なくとも２つのセクション（しかしながら、同セクションは３つ、４つ或いはそれ以上のセクション１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄであってもよい）を有する送信要素１４と、同送信要素１４のバルク全体の中間位置に配置された受信要素１８と、を含む。いくつかの実施形態によれば、受信要素１８は、互いに対して区別されるとともに空間的に離間している１つまたは複数のセクション１８ａ，１８ｂを有していてもよい。

【0043】

送信要素１４および受信要素１８は、圧延または他の種類の熱変形から到着する通過（ｔｒａｎｓｉｔ）中の熱い金属プロファイル１２の公称送り軸Ｚに沿って、互いに対して実質的に整列しかつ同軸に配置される。

【0044】

送信要素１４および受信要素１８のいずれも、金属プロファイル１２のための通過孔を画定する円形の断面（必ずしも必要ではないが）を有すると有利である。
送信要素１４および受信要素１８は、金属プロファイル１２の通過体積を画定するそれぞれの内面２４、２８を有し、送信要素１４によって生成された電磁場の力線がその内部で金属プロファイル１２の公称送り軸Ｚに実質的に平行に配置される。

【0045】

受信要素１８は、送信要素１４によって生成された電磁場の内部で金属プロファイル１２が通過することにより、同金属プロファイル１２に誘導された電流によって生成される反応電磁場における変化を検出するように構成される。

【0046】

図１および２を用いて説明される実施形態によれば、２つの別個のセクション１４ａ，１４ｂを有する送信要素１４と、送信要素１４の２つのセクション１４ａ，１４ｂの中間位置に配置された単一のセクション１８ａを有する受信要素１８とが設けられている。

【0047】

図３を用いて説明される実施形態によれば、３つの別個のセクション１４ａ，１４ｂ，１４ｃに分割された送信要素１４と、１つのセクション１８ａが送信要素１４の中央のセクション１４ｂの内側に隠れて（ｄｒｏｗｎｅｄ）配置された受信要素１８とが設けられている。

【0048】

図４を用いて説明される可能な変形実施形態によれば、３つの別個のセクション１４ａ，１４ｂ，１４ｃに分割された送信要素１４と、例えば送信要素１４の２つのセクション１４ａ，１４ｂの中間位置に配置された単一のセクション１８ａを有する受信要素１８とが設けられている。

【0049】

図５を用いて説明されるその他の変形実施形態によれば、４つの別個のセクション１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに分割された送信要素１４と、２つのセクション１８ａ，１８ｂに分割された受信要素１８であって、送信要素１４の隣接するセクション１４ａ，１４ｂ，１４ｃの対の間の中間の位置に配置された２つのセクション１８ａ，１８ｂを有する受信要素１８とが設けられている。

【0050】

図面に示されていない他の変形実施形態によれば、４つ以上の別個のセクションに分割された送信要素１４と、２つ以上の別個のセクションに分割された受信要素１８であって、同セクションが送信要素１４の隣接部分の間に配置されているか、送信要素１４の１つのセクションの内側に隠れて配置されている受信要素１８とが設けられている。

【0051】

図１および２を用いて説明される実施形態によれば、送信要素１４および受信要素１８は、それぞれが半径Ｒ１およびＲ２を備えたほぼ円筒形のコイルまたは螺旋であってもよい。

【0052】

送信要素１４は、受信要素１８の全体的な長さ（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）Ｌ２よりもサイズが大きい、公称軸Ｚに沿った全体的な長さＬ１を有する螺旋またはコイルからなっていてもよい。

【0053】

図２を用いて説明される実施形態によれば、受信要素１８の半径Ｒ２は、送信要素１４の半径Ｒ１とほぼ等しい。
変形実施形態によれば、受信要素１８の半径Ｒ２は、送信要素１４の半径Ｒ１よりも大きくても小さくてもよい。

【0054】

いくつかの実施形態によれば、送信要素１４のサイズ、特にコイルの長さＬ１、半径Ｒ１および／または螺旋数は、送信要素１４によって生成される電磁場が所定のプロファイルを有するように適切に選択することができる。電磁場のプロファイルは、それを通過する金属プロファイル１２のサイズの測定値が公称軸Ｚに対してその位置に依存しないように設計されている。

【0055】

図６は、デバイス１０内の金属プロファイル１２の可能な位置を示すために使用される。可能な位置は、公称軸Ｚに沿って完全に位置合わせされた位置に対応する番号１６’で示される位置であり、この位置では、金属プロファイル１２は、デバイス１０と完全に同軸である。

【0056】

符号１６’’および１６’’’は、金属プロファイル１２またはその一部分がデバイス１０を通過するときに同金属プロファイル１２が見いだされる可能性のある位置を示しており、これらの位置では、金属プロファイル１２がデバイス１０に対して偏心している。特に、金属プロファイル１２の実際の送り軸は、送信要素１４および受信要素１８の軸と一致しないことがあり、これは、デバイス１０の測定値をゆがめ、それを不正確かつ信頼できないものにする。

【0057】

測定されている金属プロファイル１２のサイズに依存して、金属プロファイル１２および送信要素１４および受信要素１８の内面２４、２８の相対充填率（ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｆｉｌｌｉｎｇ）が増加または減少してもよいことが分かる。

【0058】

相対充填率とは、公称軸Ｚに垂直な平面（Ｘ、Ｙ）と交差する金属プロファイル１２によって画定される領域と、同一平面（Ｘ、Ｙ）上の内面２４、２８によって画定される領域との比率を意味する。相対充填率の値が低いほど、測定中に公称軸Ｚに対して金属プロファイル１２がずれてしまう可能性が高くなり、金属プロファイル１２の中心の公称軸Ｚからの距離が大きくなる。

【0059】

相対充填率が低い値を有する場合、結果として、測定デバイス１０の精度および感度が低下する。
上記した幾何学的構成を使用して、所望の長手方向への展開を有する力線のプロファイルを備えた電磁場を生成することにより、送信要素１４および受信要素１８の軸線に対する金属プロファイル１２の位置を実質的に影響を及ぼさないものにすることができる。

【0060】

したがって、測定は、特に、それぞれの軸方向の孔のサイズで、送信要素１４および受信要素１８のサイズに適合する測定範囲で、金属プロファイル１２の任意の測定に対して、信頼性があり、正確であり、かつ繰り返し可能である。

【0061】

電流２０が送信要素１４を通過し、これにより内面２４、２８によって画定された体積の内部に電磁場が生成される。
送信要素１４内を循環する電流２０によって生成された電磁場は、金属プロファイル１２内の主に方位角（ａｚｉｍｕｔｈ）である寄生電流を誘導する。したがって寄生電流は反応場を生成し、これは、起電力が発生するヘッド（ｈｅａｄ）にて受信要素１８によって連結されたその流れによって検出することができる。起電力に関連する信号２２は、厚さおよび直径の測定値を得るべく、制御および命令ユニット４０に送られ、その後処理され得る。

【0062】

他の実施形態によれば、送信要素１４は、生成された電磁場が、受信要素１８によって測定される反応場がデバイス１０内の金属プロファイル１２の位置と実質的に無関係であるようなプロファイルを有するように設計されてもよい。

【0063】

起電力２２および電流２０に関連する信号を適切に処理することによって、金属プロファイル１２が管である場合には円周に沿った金属プロファイル１２のＷＴ（壁厚（Ｗａｌｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ））にて一般的に示される平均厚さＳ１と、また金属プロファイル１２が管または棒である場合には、外径Ｄ、またはＯＤ（外側の径）と、を評価することが可能である。

【0064】

従って、本発明に従うデバイス１０は、有利には熱間圧延プロセスの間に使用することができ、管および棒の両方の横方向サイズを測定することができる。
図１、図２および図７を用いて説明される実施形態によれば、デバイス１０は、少なくとも送信要素１４および受信要素１８を囲むケーシング３０を含んでいてもよく、それは、さらに磁場がデバイス１０の外部に電流を誘導することを防止するために遮蔽物としても機能する。

【0065】

図７を用いて説明される実施形態によれば、測定デバイス１０はまた、ケーシング３０のサイズおよび導電率を実質的に均一に保ち、そしていかなる場合においても許容できる公差限界にあるように構成されたサーモスタットシステム２９を備えることができ、同サーモスタットシステム２９は、それらに影響を与えるケーシング３０の温度を安定させる。

【0066】

他の実施形態によれば、デバイス１０は、セグメントとして構成された受信デバイスまたは受信コイル３１を備えることができる。図７および図８を用いて説明される実施形態によれば、受信コイル３１は、受信要素１８の周囲に配置された、円形クラウンを等分することにより得られたセクタ（ｓｅｃｔｏｒ）に対応するセグメント化された形状を備えたコイルであってもよい。

【0067】

セグメント化された受信コイル３１は受信要素１８の周りに配置されているので、そして、受信要素１８の内面２８を通る磁界の流れはその外部の無限面を通過する磁界の流れと同じであるので、磁界の流れの一部のみがセグメント化された受信コイル３１の各々を通過する。特に、セグメント化された受信コイル３１の各々を通過する流れは、それに対面する金属プロファイル１２の部分の特性によって少なくとも部分的に決定される。

【0068】

図７および図８を用いて説明される実施形態によれば、２０個のセグメント化されたコイル３１を設けることができ、各々が１８°の円形セクタに対応する。
図９を用いて説明される変形実施形態によれば、例えば符号３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって示されるような４つのセグメント化されたコイル３１を設けることができ、各々が９０°の円形セクタに対応する。

【0069】

他の変形実施形態によれば、セグメント化されたコイル３１の数は、２から２０、またはさらに２０より多くの任意の数で提供することができる。
いくつかの実施形態によれば、セグメント化された受信コイル３１は、各々が、例えば２つ、３つ、４つ、５つまたはそれ以上のセグメント化されたコイル３１からなる測定コイルを構成するようにグループに直列に接続されていてもよい。図９を参照して非限定的な例として記載された実施形態によれば、４つのセグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって、各々が測定された金属プロファイル１２の角度セクタに関する４つの異なる磁界流を検出することが可能であり、それは、この場合では、例えば９０°の円弧に関連する４つの流れである。

【0070】

このようにして、金属プロファイル１２（この場合は管）のその外周に沿った局部厚さＳ２も評価することが有利に可能となる。実際には、受信要素１８およびセグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと連結された磁場の流れを一度に測定し、そのデータを処理して直径と厚さの測定に関する情報を得る。

【0071】

具体的には、外径Ｄ、平均厚さＳ１および局部厚さＳ２は、制御および命令ユニット４０が受信要素１８のヘッドで発生する起電力に関する受信信号２２を処理することによって評価される。

【0072】

これは、例えば、マンドレルの偏心またはいわゆる「デイジー（ｄａｉｓｙ）」型の波状欠陥に起因する管状金属プロファイル１２の厚さの偏差を検出することを可能にする。
制御および命令ユニット４０は、金属プロファイルの横方向サイズを熱測定するための方法を実施するために使用することができる。

【0073】

本発明に従う測定方法は、デバイス１０の較正に関する手順と、所望の量の値を検出するための計算アルゴリズムの実施に関する手順とを含む。
いくつかの実施形態によれば、制御および命令ユニット４０は、長手方向電磁場の誘導に必要な電流２０を送信要素１４に供給するように構成された供給ユニット４２を備える。

【0074】

供給ユニット４２は、電気エネルギー４４を供給するための供給源、例えば従来の電気ネットワークへの接続部、または電気エネルギーを蓄積するためのシステムを含むことができる。

【0075】

いくつかの実施形態によれば、電磁場を生成する要素に給電する電流２０は、異なる周波数Ｆ１、Ｆ２を有する少なくとも２つの正弦波電流を重ね合わせることにより得られる多周波数スペクトルを有する交流であってもよく、それらのうちで、第１の周波数Ｆ１は第２の周波数Ｆ２よりはるかに大きい。

【0076】

いくつかの実施形態によれば、３つ以上の周波数を提供することができ、例えば、測定される金属プロファイル１２の幾何学的形状に関する他の情報を見つけるために、またはデバイス１０を自己較正するために、および／または、反応場の共通モードを排除するために使用され得る。

【0077】

いくつかの変形実施形態によれば、金属プロファイル１２の起こり得る楕円化を検出することが可能となるように、例えば、測定される金属プロファイル１２が棒である場合、互いに非常に近い２つの周波数を使用することができる。

【0078】

一方が他方よりも大きい２つの周波数Ｆ１、Ｆ２を使用するべく提供されるいくつかの実施形態によれば、第１のより大きな周波数Ｆ１は、予測される導電率および測定されるべき金属プロファイル１２の範囲についてそれに対応する浸透深さが予測される最小の厚さよりもはるかに小さくなるように選択されてもよい。

【0079】

いくつかの実施形態によれば、起電力に関連して検出された信号２２の絶対値（ｍｏｄｕｌｕｓ）および位相における変化を最適化するように、第２のより低い周波数Ｆ２は、それに対応する浸透深さが、現在測定されている金属プロファイル１２の所与のフォーマットの期待される厚さと確定比であるように選択される。

【0080】

いくつかの実施形態によれば、制御および命令ユニット４０はまた、検出された信号２２を処理し、測定された金属プロファイル１２の少なくとも直径Ｄ、平均厚さＳ１および局部厚さＳ２の値を得るための計算アルゴリズムを実行するように構成された処理ユニット４６を含む。

【0081】

いくつかの実施形態によれば、処理ユニット４６は、制御フィールド内で使用可能なコントローラ、マイクロコントローラ、プロセッサまたはマイクロプロセッサのいずれのデータ処理システムであってもよい。

【0082】

いくつかの実施形態によれば、制御および命令ユニット４０は、処理されるべきデバイス１０から受信したデータおよびデバイス１０を較正するために必要なパラメータを記憶するように構成されたデータ記憶ユニット４８を含むこともできる。

【0083】

起電力に関する信号２２は、受信要素１８によって検出され、高インピーダンスの入口回路によって増幅され、その後処理ユニット４６によってデジタル化され処理される。
計算アルゴリズムは、起電力に関する信号２２と、設定された電流２０の周波数のそれぞれについて信号２２の成分の絶対値および位相を識別する電流２０の信号の同期復調の第１の段階（ｐｈａｓｅ）を提供する。同様に、電流２０に比例する電圧信号が増幅され、デジタル化され、デジタル同期プロセッサによって処理される。

【0084】

アルゴリズムの第２の段階は、誘導された起電力の値から磁場の流れの「フェーザ（ｐｈａｓｏｒ）」を見出すことを提供し、設定された電流２０の周波数は既知である。
用語「フェーザ」は、明確に定義された脈動正弦関数のスタインメッツ変換を表す複素平面内のベクトルとして表現可能な複素数を意味する。

【0085】

アルゴリズムの第３の段階は、電流の対応するフェーザに対して前の段階で得られた磁場の流れの値を正規化することを提供する。このようにして、例えば送信要素１４のインピーダンスの熱ドリフトに起因するような、起こりうる変化の影響が排除される。

【0086】

続いて、デバイス１０内の金属プロファイル１２がない状態で得られた正規化された流れに関する基準値を使用して、磁場の流れの値を無次元化するために、第２の正規化が実行される。デバイス１０内に金属プロファイル１２がない状態の正規化された流れの値は、デバイス１０の較正ステップ中に取得され、制御および命令ユニット４０のデータ記憶ユニットに記憶され得る。

【0087】

このパスにより、測定デバイス１０の物理的パラメータからデータの処理の制約を解除し、無次元の数学的モデルに戻すことができる。
このアルゴリズムはまた、正規化されたおよび無次元化された流れから開始して、受信要素１８内の磁場の流れの値を平均外側半径Ｒ４、平均内側半径Ｒ３および導電率σの関数として計算するのに使用される理想的な理論モデルを定義する第４の段階を提供する。

【0088】

磁場の流れの値を計算するために、以前に計算された実際の無次元化フェーザと理想モデルの無次元フェーザとの間の対応関係を決定するために、ホモグラフィック変換も実行される。「ホモグラフィック変換」の定義は、一方の空間の形状は他方の対応する形状と同じ種類であるように、同じ大きさの２つの射影空間の点を双生的な関係に置く性質を有する一貫性のある変換を意味する。

【0089】

ホモグラフィック変換を実行するために必要なパラメータは、デバイス１０を較正することによって、特に以下でより詳細に説明する第１の較正レベルによって見つけることができる。

【0090】

測定アルゴリズムは、ホモグラフィック変換によって測定された流れの正規化された値が対応する理想値に変換される第５の段階を提供する。
理想的な流れの第１のより高い周波数Ｆ１に対する成分は、測定されている金属プロファイル１２の平均外側半径Ｒ４を見つける適切な解決（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）アルゴリズムを実施する処理ユニット４６によって処理される。

【0091】

理想的な流れの第２のより低い周波数Ｆ２への成分は、測定されている金属プロファイル１２の平均内側半径Ｒ３を見つける適切な解決アルゴリズムを実施する処理ユニット４６によって処理される。

【0092】

最後に、段階６では、平均厚さＳ１の値は、平均外側半径Ｒ４の値と平均内側半径Ｒ３の値との間の差から計算することができる。
有利には、平均外側半径Ｒ４の値を知ることにより、外径Ｄの値も容易に計算することができる。したがって、測定デバイス１０は、中実の棒の外径Ｄを測定するためにも使用することができる。

【0093】

金属プロファイル１２が管である場合、計算アルゴリズムは、セグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって検出された磁場の流れに関する信号２３を用いて、測定されている金属プロファイル１２の局部厚さＳ２を計算するために受信された信号を処理する段階を提供することができる。特に、金属プロファイル１２の偏心値を推定することができる。

【0094】

受信要素１８上で得られる流れは、公称軸Ｚに関して測定されるべき金属プロファイル１２の起こりうるミスアライメントによってはっきりとは影響されないが、セグメント化された受信コイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって得られる流れは、セグメント化された受信コイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ自体に対する金属プロファイル１２の位置によって影響を受ける可能性がある。実際、金属プロファイル１２がセグメント化された受信コイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに近ければ近いほど、セグメント化された受信コイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、金属プロファイル１２において誘導された寄生電流によって生成された反応の流れのより大きな部分と連結される（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅｄ ｗｉｔｈ）。

【0095】

局部厚さＳ２を決定する計算アルゴリズムは、２つの対向するセグメントされた化コイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ上の位置の影響の対称性（例えば、セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｃ（図９において））を利用して実施される測定デバイス１０内の金属プロファイル１２の位置を補償する第１の段階を提供する。いくつかの実施形態によれば、セグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって検出された流れの値は、複素平面上に報告される。前記流れを表す複素平面上の点は、ミスアライメントの方向および実体が変化すると直線に沿って移動するので、補償の目的は、あるミスアライメントに対して得られた確定されたセグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに関する地点を金属プロファイル１２が完全に公称軸Ｚ上に中心合わせされた状態で得られる地点まで移動させることである。

【0096】

地点の移動方法を決定するために、２つの対向するセグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの間の対称性を利用することができ、各対に対して、複素平面上にあるセグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの連結された流れに関する２つの地点間の異なるベクトルを考慮することが可能である。考えられる差ベクトルの絶対値は地点間の距離を定量化する一方で、方向は地点が移動する直線と一致する。金属プロファイル１２が、対称性により中心合わせされている場合、我々が有し得る地点は、対向するセグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各対の連結された流れに関する２つの点の中間に位置する。図９の場合、例えば、セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｃの連結された流れが考慮されるならば、セグメント化されたコイル３１ａに対する流れの補償された値を得るために、複素平面上で識別されたセグメント化されたコイル３１ａ，３１ｃの検出された流れの地点の間で計算された差分ベクトルの半分を、セグメント化されたコイル３１ａによって検出された流れから引くことで十分である。

【0097】

いくつかの実施形態によれば、位置を補償するために、第２の較正レベルによって得られたパラメータを使用することが可能であり、以下の説明でより詳細に説明する。
計算アルゴリズムはまた、セグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各々のヘッドにて誘導された起電力に関連する信号２３が、使用された周波数の各々について理想的なモデルに関する正規化された無次元化された流れの値が各信号について得られるまで、受信要素１８によって検出された信号２２に関して前述した方法と同じ方法で処理される第１の段階を提供する。

【0098】

この場合も、正規化およびホモグラフィック変換に必要なパラメータは、セグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各々に対して実行される第１の較正レベルによって得ることができる。

【0099】

例えば図９を用いて説明される次の段階において、計算アルゴリズムは、セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各々について、内側半径Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、従って内側半径Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の値の算術平均としての平均内側半径Ｒ９の値を見出すために提供される。

【0100】

セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって見出された信号２３と、受信要素１８によって検出された信号２２とを用いて、測定される管状金属プロファイル１２の起こりうる偏心の推定を行うことも可能である。

【0101】

受信要素１８で得られた平均値の測定値を知ることにより、セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄによって得られた内側半径Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の各値と平均内側半径Ｒ３の値との間の比に対応する偏心指数を実際に計算することが可能である。したがって、セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各々に対して、対応するセグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ下の領域における金属プロファイル１２の部分の厚さに関する情報を含む無次元の値を得ることが可能である。

【0102】

例えば図８に示されるように、４つ以上のセグメント化されたコイル３１が存在する場合、それらの各々について、計算アルゴリズムは、対応する内側半径、したがって平均半径および偏心指数を見出すことを提供する。

【0103】

得られた値は、偏心の絶対値に線形に依存するので、単純な線形関数によって、無次元指数から管のサイズとコヒーレントな数を得ることができる。線形関数で使用しなければならないパラメータは、第３の較正レベルによって識別することができる。この計算を使用すると、内側半径の推定値、したがって局部的な厚さの推定値しか得られないが、プロセスを制御することが可能であるように、非偏心チューブを製造することが可能であるように、それを定量化する偏心および無次元指数の存在を検出するだけで十分である。

【0104】

したがって、偏心ベクトルは、平均内側半径Ｒ９、内側半径Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８および平均外側半径Ｒ４から出発して計算することができる。
まず、平均外側半径Ｒ４と内側半径Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８との差として、セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各々に関する局部壁厚Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８が算出される。

【0105】

続いて、平均外側半径Ｒ４と平均内側半径Ｒ３との差として、平均厚さＳ１も算出される。
最後に、４つの局所壁厚Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８から平均壁厚Ｓ１を減算することによって、偏心ベクトルの成分を評価し、定義することが可能であり、したがって、前記ベクトルの絶対値および位相を見つけることができる。

【0106】

このようにして、有利には、測定された金属プロファイル１２が偏心しているかどうかを判定することが可能であり、同時に、ミスアライメントの問題を解決するために圧延プロセス時に介入することができるように、偏心の実体とその方向を定量化することができる。

【0107】

デバイス１０の較正は、ホモグラフィック変換に必要な対応するパラメータを得るために、位置を補償し、偏心を検出し推定するために３つの異なるレベルを含む。
いくつかの実施形態によれば、第１の較正レベルは、既知の条件における磁流に関する３つの値を見つけることを提供する。この値は、精度が既知である異なる直径を有する２つの中実の棒を使用して検出することができ、デバイス１０に金属プロファイル１２が存在しない状態での流れの測定値を検出することができる。いくつかの実施形態によれば、使用される棒の直径は、所与の測定者のために提供される測定フィールドの極値を定義するように選択され、したがって、期待される公称値は、このように定義された範囲に含まれなければならない。例えば、公称外径Ｄが１００ｍｍである場合、較正に使用される棒の直径は、それぞれ８０ｍｍと１２０ｍｍに等しいものであり得る。

【0108】

いくつかの実施形態によれば、使用される棒は同じ導電率を有し、同じ原料から作られる。
したがって、第１の較正レベルは、測定デバイス１０の内側には何も存在しない状態で、２つの異なる中実基準棒を使用して、最低周波数Ｆ１および最高周波数Ｆ２での流れの値を測定することからなる。

【0109】

いくつかの実施形態によれば、第２の較正レベルは、例えば公称軸Ｚに対する金属プロファイル１２の位置を補償するために使用できるパラメータを評価するために使用される。この目的のために、デバイス１０の軸Ｚから一定量だけ移動した既知のサイズの偏心管を使用して測定が行われる。このパラメータは、セグメント化されたコイル３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ上の流れの補償された値の間の差を最小にすることを目的として、最小の問題（ｍｉｎｉｍｕｍ ｐｒｏｂｌｅｍ）によって決定される。

【0110】

いくつかの実施形態によれば、第３の較正レベルは、既知の偏心を有する管を既知の方向に向けて測定することを提供する。例えば、図９を用いて説明される実施形態によれば、セグメント化されたコイル３１ａ，３１ｃで測定された流れから得られる内側半径Ｒ５、Ｒ７を偏心管の内側半径Ｒ３の値と関連させることにより、偏心を推定および評価するための線形補間により係数が得られる。

【0111】

いくつかの実施形態によれば、異なるレベルの較正によって得られたパラメータは、データ記憶ユニット４８に記憶され、続いて計算アルゴリズムを実施するために使用される。

【0112】

本発明の分野および範囲から逸脱することなく、上述したような金属プロファイルの横方向サイズを圧延中に熱測定するためのデバイスに対して、部品の修正および／または追加を行うことができることは明らかである。

【0113】

本発明は、いくつかの特定の実施例を参照して説明されているが、当業者は、特許請求の範囲に記載されているような特性を有し、したがって、それによって定義される保護の分野にすべて入っている、金属プロファイルの横方向サイズを圧延中に熱測定するためのデバイスの多くの他の同等の形態を確実に達成できるであろうことも明らかである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】