[發明專利]用于測量條形體沿寬度方向的端部位置的方法和裝置，以及用于測量條形體沿寬度方向的中心位置的方法和裝置

有效

• 申請號: 200580037459.8
• 申請日: 2005-09-12
• 公開（公告）號: CN101052858A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 松本幸一;山田健夫
• 申請（專利權）人: 株式會社尼利可
• 主分類號: G01B15/00
• 分類號: G01B15/00;G01S13/88
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 車文;代易寧

技術領域

本發明涉及一種用于測量諸如鋼片的移動材料條沿寬度方向的端部位置的方法和設備，并涉及一種用于測量中心位置的方法和設備。

背景技術

在諸如鋼片和銅片等金屬的生產線和加工線中，需要將移動鋼片、銅片等的條形件維持在特定的中心位置和邊緣位置中。例如，在用于對鋼片進行連續退火的爐中，需要控制移動鋼片的中心位置，以大致和熱處理爐的中心位置相一致，使得移動鋼片將不會因為該片彎折并碰到爐壁而被損壞或斷裂。而且，在將鋼片或銅片繞成線圈時，為了防止線圈的邊緣變得不齊，必須以受控的方式卷繞所述片，使得鋼片或銅片的邊緣位置相對于卷繞設備處于特定位置中。這樣的控制是利用稱為CPC(中心位置控制)或EPC(邊緣位置控制)的控制設備來實現的。

在CPC中，通常是通過中心位置傳感器來感測條形件的中心位置，并通過改變稱為導向輥的輥傾斜度來進行反饋控制，從而使條形件的中心位置保持不變。在EPC中，通常是通過條形件端部位置傳感器來感測金屬條的邊緣位置，并且移動卷繞設備的位置，從而使條形件邊緣位置和卷繞設備之間的相對位置關系保持不變。

已經采用了光學、氣動和靜電電容和電磁感應類型的傳感器作為在這樣的CPC和EPC中使用的中心位置傳感器和端部位置傳感器。這些傳感器是基本上感測條形件等的邊緣位置的傳感器，而且如果感測到兩側上的邊緣位置，則可將所述兩個邊緣位置之間的中心點確定為中心位置。

對光學傳感器而言，投光器和光接收器彼此相對布置，而金屬條位于它們之間，通過利用光接收器測量來自投光器的光中被金屬條阻擋的比例，從而感測金屬條的邊緣位置。另一種光學傳感器的特征是利用照相機的傳感器。在利用照相機來檢測條形件端部位置的情形中，存在這樣的結構，其中發射光的投光器布置在與照相機相對的一側上，即在相對一側且金屬條位于中間，以及存在這樣的結構，其中投光器布置在與照相機相同的一側上，光照射到金屬條上，并由反射光來確定金屬條端部的位置。

對氣動傳感器而言，鼓風機和氣壓傳感器彼此相對布置，且金屬條位于它們之間，正被感測的材料阻擋被鼓出的空氣，從而利用氣壓傳感器感測到的壓力隨著金屬條的邊緣位置而變化的事實，來檢測金屬條的邊緣位置。

對靜電電容傳感器而言，使金屬條在兩個平行的板電極之間通過，利用電極之間的靜電電容隨著金屬條的邊緣位置變化的事實，來檢測金屬條的邊緣位置。對另一種傳感器而言，在其間布置有金屬條的電極板之間施加AC信號，從而在電極板之間產生電場。通常金屬條接地，所接收電場的強度由于靜電阻擋效應而隨著金屬條的位置變化。

對電磁感應傳感器而言，通常將發送線圈和接收線圈安裝成其間有金屬條，通過利用從發送線圈產生的磁場由于在金屬條上產生的渦電流的效應而減弱的原理，來檢測金屬條的邊緣位置。

例如在日本專利2571330(專利參考文獻1)中公開了這種用來測量金屬條位置的方法和設備。

在這些類型的傳感器中，光學傳感器具有的問題在于，其易于受到蒸汽、灰塵等的影響，而且只能用在環境條件相對適宜的場合。而且，由于費用低且易于操作而采用熒光燈作為投光器，但是它壽命短，必須定期更換。在采用照相機的情形中，也存在污染和熒光燈壽命的問題，從而難以在較長時間內無需維護地使用這樣的傳感器。

對氣動傳感器而言，需要恒定的氣流，從而存在能量消耗的問題，另一問題在于較差的檢測精度。因此，除了在需要防爆性能的場合之外，幾乎很少使用這樣的傳感器。

靜電電容傳感器需要檢測到靜電電容中量級為幾個皮法的極小變化。然而，靜電電容中與這一樣小的變化可能是由于同軸電纜的溫度變化或者人員靠近電極而引起的，從而難以進行穩定的測量。

對除了光學傳感器(照相機類型)之外的所有類型而言，通過在發送器和接收器之間插入金屬條而引起信號減弱的量，來對邊緣位置進行檢測，而且以模擬量來測量所接收的信號量。在諸如連續退火爐的爐中，不能從視覺上檢查傳感器的狀況，從而只有通過從傳感器輸出的模擬信號來評估正被測量的物體的狀況。因此，在發生某種故障的情況下，即，如果從傳感器輸出的信號顯示出異常，則問題在于不能僅從模擬信號來確定原因，因此要花時間來矯正該情形。

而且，對所有這些種類的傳感器而言，金屬條必須被夾在中間，或者必須將設備安裝在金屬條的一側。因此，難以將傳感器設置在諸如連續退火爐的加熱爐中，而且需要大規模的冷卻(例如水冷)。此外，另一問題在于設備可能因為金屬條的損壞等而被損壞。

發明內容