表面追随喷嘴、移动物体表面的观察装置及移动物体表面的观察方法与流程

本发明涉及表面追随喷嘴、移动物体表面的观察装置及移动物体表面的观察方法。

背景技术：

在钢板的轧机中，在制造具备良好的表面和形状的轧制钢板方面，通过掌握轧辊的表面状态、或正确地掌握剖面轮廓即辊轴方向的半径分布，能够判断轧辊的更换时机、或能够反馈到轧制条件或冷却条件而进行控制是重要的。

例如，热轧制中的轧辊由于被轧材温度为大致1000℃的高温，所以即使随着轧制时间的经过而轧辊冷却，也会由于受到严酷的热影响而表面成为凹凸的表面粗糙的状态。如果使用这样的发生了表面粗糙的轧辊进行轧制，则在凸部上生成的氧化皮被轧辊推压，成为被压入到轧材中的形状，咬入到钢板表面中，发生氧化皮瑕疵。因此，预先决定到辊更换为止的轧制量，有计划地进行辊更换，但在该方法中需要进行偏向安全侧的轧制量设定，成为运转率下降的原因。

热轧制中的轧辊如果将轧材在高载荷下进行延伸，则辊通过热而在径向上膨胀，或由于磨损而仅轧材穿过的部分处辊径减小。如果不能正确地掌握该辊轴方向的直径变动、即剖面轮廓，则成为发生轧材的厚度不合格或形状不合格的原因。所以，以往由计算机根据轧材的实际状况、辊冷却水量等的数据来估算由热带来的膨胀及磨损量，求出轧辊剖面轮廓，但在该方法中，由于精度不高，所以发生了形状不合格。

作为对于这样的课题的对策，提出了用照相机拍摄辊表面的辊表面观察方法，或用超声波距离计等测量从规定的位置到辊外周面的距离从而计算辊半径、并基于该运算值测量辊剖面轮廓的方法。

专利文献1所记载的轧辊的表面观察装置从喷嘴对轧辊供给水，在轧辊与喷嘴之间形成水柱，经过所形成的水柱用照相机拍摄辊表面。

专利文献2所记载的辊剖面轮廓测量方法，在内置有超声波距离计的探头与轧辊间生成水柱，根据从距离计照射的脉冲状超声波在探头与辊表面间往复的时间求出距离，将该距离计沿着导轨在辊轴方向上扫描，从而测量辊剖面轮廓。

专利文献3所记载的表面检查装置具有包括光源和受光部在内的检查装置、沿着从光源射出的光束的轴设置的圆筒状喷嘴、和设在圆筒状喷嘴内的可动喷嘴。通过从圆筒状喷嘴穿过可动喷嘴中的水，将可动喷嘴朝向轧辊压出，通过水的流速来调整可动喷嘴与轧辊之间的间隙。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－85843号公报

专利文献2：日本特开平7－229733号公报

专利文献3：日本特表2004－517324号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

不论是在专利文献1～3中记载的哪种方法，为了基于大量的冷却水来确保测量路线，都需要在轧辊与观察照相机或距离计之间形成水柱。在这样的水柱中，由于辊与冷却水的干扰而在内部发生气泡。有该气泡成为观察的障碍、或成为超声波距离计的噪声从而成为测量的障碍的情况。此外，在使用容易产生因流量或温度带来的折射率的不均匀的水作为介质的测量中，不能应用激光距离计等的高精度的光学式传感器。

本发明的目的是提供一种能够在追随于移动物体的形状的变动及距离的变动的同时将喷嘴附近的水除去的表面追随喷嘴、移动物体表面的观察装置及移动物体表面的观察方法。

用来解决课题的手段

有关本发明的表面追随喷嘴具备：喷嘴，从前端喷射气体；分隔部，将上述喷嘴的基端封闭；以及伸缩部，隔着上述分隔部设在上述喷嘴的后方，沿着上述喷嘴的轴向伸缩；上述伸缩部具有对上述喷嘴向前方施加力的弹性体。

有关本发明的移动物体表面的观察装置具备：上述表面追随喷嘴；环境盒，设在上述表面追随喷嘴的后方；以及光学式观察部，被收容在上述环境盒内；从上述光学式观察部到上述喷嘴前端设有观察光路。

有关本发明的移动物体表面的观察方法具备：使用移动物体表面的观察装置监视上述移动物体的步骤；以及确定更换上述移动物体的定时(时机)或控制上述移动物体的使用条件的步骤；所述移动物体表面的观察装置具备：表面追随喷嘴，具有从前端喷射气体的喷嘴、将上述喷嘴的基端封闭的分隔部、以及隔着上述分隔部设在上述喷嘴的后方并沿着上述喷嘴的轴向伸缩的伸缩部，上述伸缩部包括对上述喷嘴向前方施加力的弹性体；环境盒，设在上述表面追随喷嘴的后方；以及光学式观察部，被收容在上述环境盒内；从上述光学式观察部到上述喷嘴前端设有观察光路。

发明效果

根据本发明的表面追随喷嘴，通过伸缩部伸缩，能够追随于移动物体的形状的变动及距离的变动。通过从喷嘴以规定的流速喷射气体，能够将喷嘴前端附近的水除去。因而，通过使用表面追随喷嘴，能够不受水的影响而观察移动物体的表面。

附图说明

图1是表示应用了有关本实施方式的观察装置的热轧机的示意图。

图2是表示有关本实施方式的观察装置的剖视图。

图3是表示有关本实施方式的喷嘴的部分剖视图。

图4是表示喷嘴前端与移动物体表面之间的间隙和喷嘴背压的关系的图。

图5是表示在实验(1)中使用的装置的示意图。

图6a、图6b是表示实验(1)的结果的图，图6a是表示间隙与流量的关系，图6b是表示喷嘴背压与流量的关系的图。

图7a、图7b是提取了流量1000l/min的实验结果的图，图7a是表示压入量与喷嘴背压的关系，图7b是表示间隙与喷嘴背压的关系的图。

图8是表示在实验(2)中使用的装置的示意图。

图9a、图9b是表示实验(2)的结果的图，图9a是压入量0mm，图9b是压入量6mm，图9c是压入量12mm的结果。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

(整体结构)

图1所示的热轧机10具备加热炉12、和设在上述加热炉12的下游侧的轧机13。加热炉12对于从上游侧运入的作为移动物体的轧材18喷吹火焰，由此加热轧材18。轧材18在加热炉12中被加热后，被向下游侧输送，向轧机13的轧制工序转移。

轧机13对于被输送来的轧材18，使其穿过一对圆柱状的热轧辊(以下称作轧辊)14间，轧制为规定的厚度。实际的热轧机10具备多个轧机13。在轧机13设有冷却水供给部16。冷却水供给部16相对于轧机13被配置在上游侧，从上游侧向轧辊14供给冷却水。

观察装置20被配置在比冷却水供给部16靠轧材18侧。观察装置20观察即将与轧材18表面接触之前的轧辊14的表面。

如图2所示，观察装置20具备表面追随喷嘴22、环境盒24和光学式观察部26。表面追随喷嘴22具有喷嘴28、伸缩部30及分隔部32。在本说明书中，将表面追随喷嘴22的前端(轧辊侧)设为前方，将基端(环境盒侧)设为后方。

喷嘴28从喷嘴前端朝向轧辊14表面喷射气体，将喷嘴前端附近的冷却水除去。在本实施方式的情况下，喷嘴28具有内侧喷嘴34和配置在上述内侧喷嘴34的外侧的外侧喷嘴36。内侧喷嘴34是筒状的部件，内腔朝向前端变窄，在内侧喷嘴34的基端设有朝向外侧突出的凸缘部35。外侧喷嘴36是内径比内侧喷嘴34大的筒状的部件，在前端设有朝向内侧突出的缘部37。内侧喷嘴34能够退避到外侧喷嘴36内，并且在到凸缘部35与缘部37接触为止的限度内能够相对于外侧喷嘴36进入。

喷嘴前端具有与轧辊14表面对置的平坦面29。平坦面29是与相对于喷嘴28的轴向正交的方向平行的面。特别是，需要确保平坦的部分的面积，以使得作为圆柱状的旋转体的轧辊14的情况，即使经过辊表面的测量部位的中心的法线与喷嘴中心轴(观察光路l)间发生了偏差的情况下，辊表面也与喷嘴前端的平坦面29对置。通过内侧喷嘴34的内腔朝向前端变窄，从而发生压力损失，内侧喷嘴34相对于外侧喷嘴36进入。如果喷嘴前端的外径过粗，则重量增加，伸缩动作变得困难。因而，优选的是，平坦面29的外径是喷嘴口径d(图3)的2倍～4倍左右。另外，所述的正交，并不限于是严密的正交的情况，也包括稍稍偏差的情况。

喷嘴28不需要将内侧喷嘴34与外侧喷嘴36用相同的材料形成。至少内侧喷嘴34由比轧辊14软质的材料形成。内侧喷嘴34优选的是摩擦系数较小的材料、例如含有固体润滑剂的材料。具体而言，优选的是内侧喷嘴34由在酚醛树脂中混合了使润滑性能提高的固体润滑剂及作为强化纤维而混合了玻璃纤维的材料来形成。作为固体润滑剂，可以使用石墨、二硫化钼等。通过将内侧喷嘴34用这样的软质的材料形成，当内侧喷嘴34的前端与轧辊14接触时，不会给轧辊14带来损伤，所以是优选的。

在外侧喷嘴36，设有第1气体导入口38和第2气体导入口40。第1气体导入口38向外侧喷嘴36内穿过。供给到第1气体导入口38的气体经过外侧喷嘴36内被从内侧喷嘴34的前端向外部喷射。由于该气体而喷嘴背压上升，由此使内侧喷嘴34相对于外侧喷嘴36进入。第2气体导入口40穿过凸缘部35与缘部37之间。供给到第2气体导入口40的气体使从外侧喷嘴36进入的内侧喷嘴34退避到外侧喷嘴36内。

伸缩部30隔着分隔部32设在喷嘴28的后方。分隔部32将喷嘴28的基端闭塞。分隔部32保持着气密，以使被供给到喷嘴28的气体不向伸缩部30流通。该分隔部32嵌入着光学窗48。光学窗48是从光学式观察部26射出的光及从轧辊14反射的光能够透过的、玻璃制或树脂制的板。

伸缩部30具有内筒部44、外筒部46和作为弹性体的波纹管弹簧42。内筒部44其前端被连接到分隔部32，另一端被插入在外筒部46的前端。外筒部46其基端被连接到环境盒24的前端侧表面。内筒部44其基端侧能够相对于外筒部46出入。内筒部44及外筒部46被配置在波纹管弹簧42内。波纹管弹簧42其一端与分隔部32的表面接触，另一端与环境盒24的前端侧表面接触，经由分隔部32对喷嘴28施加前方向的力。随着波纹管弹簧42的伸缩而内筒部44相对于外筒部46内出入，由此伸缩部30沿着喷嘴28的轴向伸缩。

环境盒24在前端侧表面具有开口25，在内部收容着光学式观察部26。以将开口25包围的方式连接着外筒部46的基端。从开口25到内侧喷嘴34的前端，在一直线上形成有观察光路l。作为光学式观察部26，可以使用照明和二维照相机、光学式的距离计、激光多普勒速度计、放射温度计等。

在使用照明和二维照相机作为光学式观察部26的情况下，将轧辊14表面照明，由二维照相机拍摄其表面的图像。能够基于被拍摄的图像来掌握轧辊14表面的表面粗糙状态，能够可靠地判断辊更换及表面维护的定时(时机)。

在使用光学式的距离计作为光学式观察部26的情况下，将激光向轧辊14表面照射，测量到受光来自该轧辊14的散射光为止的时间、位置，从而测量到轧辊14表面的距离。

在使用激光多普勒速度计作为光学式观察部26的情况下，将激光向轧辊14表面照射，利用来自该轧辊14的散射光的频率由于多普勒效应而变动的性质，测量轧辊14表面的移动速度。将光学式观察部26测量出的到轧辊14表面的距离或轧辊14表面的移动速度向未图示的运算装置输出。运算装置基于该到辊表面的距离、辊表面的移动速度，计算由轧辊14的膨胀或磨损造成的外径的变动。基于计算出的由轧辊14的膨胀及磨损造成的外径的变动，能够可靠地判断辊更换及表面维护的定时(时机)。

在使用放射温度计作为光学式观察部26的情况下，通过测量从轧辊14放射的红外线的强度，测量轧辊14表面的温度。基于测量出的温度，能够确定使辊剖面轮廓变化的热膨胀及使轧辊14表面成为表面粗糙的表面温度上升的原因。

参照图3对喷嘴前端与轧辊14表面之间的间隙g进行说明。为了喷射气体以将喷嘴前端附近的冷却水w除去，需要喷射具有如下运动量的气体，该运动量超过冷却水w的运动量。在本实施方式的情况下，通过将间隙g的大小控制在规定范围，由此提高喷射的气体的流速，得到具有超过冷却水w的运动量的运动量的气体。

以下，导出用来通过使间隙g变窄来提高喷射的气体的流速的条件式。设喷嘴口径为d[m]，则喷嘴喷出面积sn[m²]可以用下述式(6)表示。

sn＝π(d/2)²…(6)

此外，设间隙为g[m]，则喷嘴前端的间隙g的面积sg[m²]成为下述式(7)那样。喷嘴前端的间隙g的面积sg是指喷嘴前端与轧辊14的表面之间的间隙g中的与气体流动的方向正交的开口部分的面积。

sg＝πdg…(7)

为了将间隙g的大小控制在规定范围来提高喷射的气体的流速，需要间隙g的面积sg比喷嘴喷出面积sn小，所以需要满足下述式(8)的条件。

sg<sn

πdg<π(d/2)²

g<d/4…(8)

接着，导出用来由流速增加后的气体将与以速度v[m/s]移动的轧辊14表面一起移动来的冷却水w排除的条件式。从喷嘴28喷出的气体流入到喷嘴前端的平坦面29与轧辊14表面的间隙g中，沿着轧辊14表面而以流速va[m/s]流动。设气体的流量为q[m³/s]，则气体的流速va[m/s]由下述式(9)表示。

va＝q/sg＝q/(πdg)…(9)

因此，设气体的密度为ρa[kg/m³]，碰撞截面积为s[m²]，则气体的运动量pa[kgm/s]成为下述式(10)。

pa＝ρava²s…(10)

另一方面，设冷却水w的密度为ρw[kg/m³]，则喷嘴前端周围的冷却水w的速度与轧辊14的速度v[m/s]相等，所以运动量pw[kgm/s]成为下述式(11)那样。

pw＝ρwv²s…(11)

这里，由于当气体的运动量比冷却水w的运动量大时能够将冷却水w排除，所以导出下述式(12)的条件。

pa>pw

ρava²s>ρwv²s

(ρw/ρa)^1/2>va/v…(12)

另一方面，如果间隙g变窄则压力损失变大，所以根据供给的气体的最大压力，确定能够选择的间隙g的下限。通常，在压缩气体的供给中使用压缩机，最大压力是0.7mpa，但关于流量可以通过选择压缩机的大小来对应。气体的流量q[m³/s]，在设喷嘴前端的间隙g的面积为sg[m²]，设喷嘴背压为p[pa]的情况下，根据伯努利(bernoulli)定理，有下述式(13)的关系。

q＝sg(2/ρa)^1/2p^1/2…(13)

设流量为一定，则间隙g与喷嘴背压p的平方根成反比。

q＝πdg(2/ρa)^1/2p^1/2

由于是va＝q/sg，所以由(12)式和(13)式，

v(ρw/ρa)^1/2>(2/ρa)^1/2p^1/2

p>(ρwv²)/2

由于当最大速度vmax时也需要满足上述式，所以可容许的最小压力pmin可以以下这样表示。

pmin＝ρwvmax²/2

这里，当vmax＝15m/s，ρw＝997kg/m³时，pmin＝0.11mpa。即，需要使间隙g变窄以使喷嘴背压成为0.11mpa以上。

设波纹管弹簧42的弹性系数为k[n/m]，收缩量为x[m]，喷嘴背压为p[pa]，喷嘴喷出面积为sn[m²]，则根据胡克定律和力的平衡，下述式(14)成立。

kx＝psn…(14)

这里，设可供给的最大压力pmax时的收缩量为xmax，则

kxmax＝pmaxsn

此外，设最小压力pmin时的收缩量为xmin，则

kxmin＝pminsn

根据这两个式子，成为

k(xmax－xmin)＝(pmax－pmin)sn。

设需要的追随距离变化量为xr，则在该xr的范围中，为了确保能够将冷却水排除的运动量和间隙g，需要通过喷嘴背压将波纹管弹簧42推回而使其收缩，所以为了满足xr<(xmax－xmin)，弹性系数k需要满足下述式(15)。

kxr<(pmax－pmin)sn

k<(pmax－pmin)sn/xr…(15)

在图4中表示通过实验求出的间隙g与喷嘴背压的关系。在实验中，将波纹管弹簧42固定而成为不伸缩的状态，将喷嘴28前端与轧辊14的表面的间隙g的大小变更，调查了与喷嘴背压的关系。喷嘴口径d为φ15mm，流量q为1000l/min(一定)。设间隙g在喷嘴前端与轧辊14表面接触的状态下为零。喷嘴背压由压力计测量喷嘴内的压力。确认了在喷嘴背压的变化范围0.5mpa(0.1～0.6mpa)中能够保持0.3mm以上的间隙g。

设当喷嘴口径φ15mm、最大压力0.5mpa时收缩量为17mm，则为k＝5.19n/mm。即，通过选择弹性系数k为5.19n/mm以下的波纹管弹簧，在气体的压力变化幅度0.5mpa中，轧辊14的位置即使变化17mm也能够追随。将与轧辊14的位置匹配的表面追随喷嘴的伸缩量称作追随距离变化量。在此情况下，追随距离变化量是17mm。

(作用及效果)

说明观察装置20的作用及效果。首先，将内侧喷嘴34从外侧喷嘴36拉出，使内侧喷嘴34的前端接触在停止状态的轧辊14。此时，喷嘴28为凸缘部35不与缘部37接触、没有完全伸长的状态。

接着，向第1气体导入口38供给压缩后的气体。该气体被控制为流量为一定。通过向第1气体导入口38供给的气体，喷嘴28的内部的压力(喷嘴背压)上升。通过喷嘴背压，在分隔部32发生后方向的力。如果该力变得比由波纹管弹簧42产生的前方向的力大，则伸缩部30收缩。如果伸缩部30收缩，则由于内侧喷嘴34的内腔朝向前端变窄，外侧喷嘴36与伸缩部30一体地向后方移动，内侧喷嘴34从外侧喷嘴36进入，直到凸缘部35与缘部37接触。这样，喷嘴28完全地伸长。

通过喷嘴背压进一步上升，伸缩部30进一步收缩，在喷嘴前端与轧辊14之间发生间隙g。喷嘴内部的压缩气体从喷嘴前端经过间隙g被向外部喷射。实际上，间隙g扩大，由此喷嘴背压的上升变得平缓，当由于喷嘴背压将分隔部32向后方推压的力与波纹管弹簧42将喷嘴28向前方推压的力平衡时，喷嘴背压的上升及伸缩部30的收缩停止。将此时的间隙g称作初始间隙。

内侧喷嘴34通过被喷射的气体而被保持为从外侧喷嘴36进入的状态。喷嘴28由于基端被分隔部32封闭，被与伸缩部30分隔，所以即使伸缩部30伸缩，内侧喷嘴34也维持突出的状态，喷嘴28内的体积被保持为一定。如图4所示，由于喷嘴背压和间隙g有相关关系，所以在将流量设为一定的情况下，通过测量喷嘴背压，能够估算间隙g的大小。

接着，开始轧机13的动作。即，使轧辊14旋转，向该轧辊14供给冷却水w。冷却水w附着于轧辊14的表面，与轧辊14一体地旋转。

在观察装置20的喷嘴前端附近，通过从该喷嘴前端喷射的气体将冷却水w除去。冷却水w避开喷嘴前端而在轧辊14表面流动。从光学式观察部26射出的光沿观察光路l前进。由于喷嘴前端附近的冷却水w被除去，所以从光学式观察部26射出的光不被冷却水w遮挡地到达轧辊14表面。同样，从轧辊14反射的光也到达光学式观察部26。因而，观察装置20能够不受冷却水w的影响地通过光学式观察部26观察轧辊14的表面。

另外，在以往的使用水柱的观察装置中，不能应用光学式观察部。即，在以往的使用水柱的观察装置中，由于辊与冷却水的干扰而在内部产生气泡。该气泡有成为观察的障碍、或成为超声波距离计的噪声从而成为测量的障碍的情况。此外，由于水容易产生由于流量或温度带来的折射率的不均匀，所以在使用激光距离计等的光学式观察部的情况下，精度显著地下降。因而，在以往的使用水柱的观察装置中，不能应用光学式观察部来观察轧辊的表面。

正在轧制轧材18的轧辊14由于轧材18的热而膨胀的情况下，间隙g变小。间隙g变小，则喷嘴背压上升(图4)。伸缩部30收缩，直到波纹管弹簧42将分隔部32向前方推压的力与由上升的喷嘴背压将分隔部32向后方推压的力平衡。通过伸缩部30收缩，间隙g回到与初始间隙同等之程度，从喷嘴前端喷射具有规定的流速的气体。

正在轧制轧材18的轧辊14由于磨损而在径向上收缩的情况下，间隙g变大。如果间隙g变大，则喷嘴背压下降(图4)。伸缩部30伸长，直到波纹管弹簧42将分隔部32向前方推压的力与由下降的喷嘴背压将分隔部32向后方推压的力平衡。通过伸缩部30伸长，间隙g回到与初始间隙同等之程度，从喷嘴前端喷射具有规定的流速的气体。

如上述那样，表面追随喷嘴22通过伸缩部30与由于轧辊14的膨胀、收缩而变化的轧辊14的表面的位置匹配地伸缩，由此控制间隙g以使其接近于初始间隙。因而，观察装置20，即使轧辊14的位置变化也以规定的流速将气体喷射，由此能够将喷嘴前端附近的冷却水w除去，所以能够不受冷却水w的影响地观察轧辊14的表面。由于伸缩部30被设置在分隔部32与环境盒24之间，所以即使表面追随喷嘴22追随于轧辊14而伸缩，环境盒24也不移动。表面追随喷嘴22通过喷嘴背压对分隔部32作用而产生的力与波纹管弹簧42产生的力的平衡来追随于轧辊14的形状的变动及距离的变动，所以不需要控制气体的流量。

在将轧辊14更换时，停止轧辊14的旋转、冷却水w的供给、以及向第1气体导入口38的气体的供给。接着，经由第2气体导入口40，向凸缘部35与缘部37之间供给被压缩的气体。通过该气体，内侧喷嘴34向外侧喷嘴36内后退，喷嘴28收缩。通过使喷嘴28收缩，能够容易地将轧辊14更换。通过轧辊14的更换，有在轧辊14的半径中发生变化的情况，但只要半径变化量是追随喷嘴的追随距离变化量内，就能够追随于辊表面而确保光学式观察部26的视野。

(实施例)

实际使用图5所示的实验装置，验证了表面追随喷嘴22的效果。在第1气体导入口38，连接着设有流量计50、阀54、压力计52的配管。对于该配管，从未图示的压缩气体供给装置作为气体而供给压缩空气。喷嘴口径为φ15mm。波纹管弹簧42使用sus制(弹性系数k：5n/mm，14山，自然长：67mm，伸缩量：17mm以上)。流量计50测量经过压缩气体供给装置与喷嘴28间的配管的压缩空气的流量。压力计52测量喷嘴背压。作为移动物体而使用直径400mm的模拟辊14。间隙g根据将喷嘴前端与模拟辊14之间进行微摄影而得到的图像进行测量。在本图所示的实验装置中，在使喷嘴28完全伸长的状态下，将喷嘴前端与模拟辊14表面接触的位置设为压入量0mm，测量使观察装置20朝向模拟辊14移动时的间隙g和流量的变化。将其结果表示在图6中。图6a其横轴是间隙(mm)，纵轴是流量(l/min)。图6b其横轴是喷嘴背压(mpa)，纵轴是流量(l/min)。在各压入量中，间隙g和流量大致处于成比例关系，压入量越大，间隙g越难打开。另一方面，可知喷嘴背压随着流量增加而平缓地上升，压入量越大则变得越高。

将流量q为1000l/min时的压入量与喷嘴背压的关系表示在图7a中，将与间隙g的喷嘴背压的关系表示在图7b中。确认了此时使用的波纹管大致如设计那样通过0.5mpa的喷嘴背压，即使是压入量15mm也能够确保0.3mm的间隙g。压入量和喷嘴背压与不使用波纹管的情况下的关系式(上述式(13))一致。因此可知，通过测量喷嘴背压，能够估算压入量。此外，关于喷嘴背压和间隙g的大小也有相关关系，间隙g的大小也能够根据喷嘴背压来估算。此外，最大间隙是压入量0mm时的0.8mm。此时的能够将冷却水排除的移动物体的速度v根据(12)式(ρa：1.293kg/m³(使用压缩空气)，ρw：997kg/m³)，是15.9m/s。即，基于上述条件，如果辊的旋转速度是15.9m/s以下，则能够将冷却水排除。

接着，使用图8所示的实验装置验证了观察装置20的效果。使用圆盘14作为移动物体。对于第1气体导入口38，供给了流量为1000l/min(一定)的压缩空气。在使喷嘴28伸长的状态下，将喷嘴前端与圆盘14表面接触的状态设为压入量0mm，确认了使观察装置20朝向圆盘14移动了6mm、12mm时的视野确保性。圆盘14的表面速度为95、300、730mpm(分别是1.6m/s、5m/s、12.2m/s)的3种。在向圆盘14供给了水的情况(有水)和不供给水的情况(无水)下，用收容在环境盒24内的光学式观察部26，向移动物体表面照射光，受光来自该移动物体表面的散射光，测量该散射光的信号强度。将其结果表示在图9中。图9其横轴是速度(mpm)，纵轴是信号强度(db)，图9a是压入量0mm，图9b是压入量6mm，图9c是压入量12mm的结果。在水的有无中，信号强度中没有看到差。因而，在表面追随喷嘴22中，水被除去，观察装置20能够不受水的影响地观察移动物体表面。

(变形例)

本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的主旨的范围内能够适当变更。

对应用于轧辊作为移动物体的情况进行了说明，但本发明并不限于此，能够对管或机械零件等的轴对称形状物体应用。此外，并不限于轴对称形状物体，即使是冷却中的钢板等平面状的移动物体，只要到表面的距离变动范围是追随喷嘴的追随距离变化内，也能够应用，能够进行对象移动物体的表面观察、温度测量、长度测量等。对应用于热轧辊作为移动物体的情况进行了说明，但本发明并不限于此，也可以对冷轧辊应用。

对使用波纹管弹簧42作为弹性体的情况进行了说明，但本发明并不限于此，例如也可以使用线圈弹簧、橡胶等。

标号说明

14轧辊(移动物体)

20观察装置

22表面追随喷嘴

24环境盒

26光学式观察部

28喷嘴

29平坦面

30伸缩部

32分隔部

34内侧喷嘴

36外侧喷嘴

42波纹管弹簧(弹性体)

48光学窗

50流量计

52压力计