[實用新型]一種基于CCD的高精度帶材偏移檢測裝置

有效

• 申請號: 201220473625.6
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN202814346U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 肖攸安;杜夏;王霄鵬;王晶;王偉;張潤;戴曉云
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

技術領域

本實用新型屬于自動控制領域中檢測傳感器技術，是一種適用于金屬箔帶，冷軋帶鋼，紙帶等各類帶材生產線中的基于CCD的高精度帶材偏移檢測裝置。

背景技術

隨著國民經濟的不斷發展，尤其是制造業和房地產行業規模的不斷擴大，我國鋼材的需求量一直呈現上升趨勢。傳統的鋼鐵生產加工線運作速度慢，效率低且故障率高，因而鋼鐵生產加工線的自動化和規模化正不斷提高。

在現有冷軋帶鋼機組中的鍍鋅線、鍍錫線、酸洗線等各類帶材生產線中，由于機組具有長度長、數量多、運轉速度高等特點，以及帶材自身的不平整性，使得帶材在生產過程中很容易出現橫向左右擺動跑偏和縱向上下顛簸起伏跳躍的現象。

跑偏不僅會影響帶材的加工精度與質量，導致帶材無法卷齊，還會使得帶材邊緣碰撞折邊，甚至損壞整卷帶材。而且由于生產線具有較高的線速度，更嚴重的跑偏事故還會導致帶材在生產過程中與機組設備發生碰撞，而造成設備損壞、斷帶、停產等嚴重后果。為解決帶材跑偏控制這一問題，國內外許多單位都進行了研究，在各類帶材生產線上，研制了中線位置控制系統，其所使用的傳輸偏移檢測方法主要有以下幾種類型：

1)基于高頻日光燈管和受光器組成的偏移檢測方法，這類方法基于高頻日光燈管，價格相對便宜，但由于高頻日光燈管的污染大、壽命低、故障率高，因燈源故障而導致的生產停車事故，尤其是對鍍鋅線、鍍錫線而言，其損失是很大的。另一方面，既然使用的是可見的日光，就要受到環境光線的影響。無論是白天還是晚上，只要有一束陽光或者光線都會嚴重影響到帶材偏移的控制效果，使得其靈敏度較低。此外，由于這類方法使用高頻日光燈管作為燈源，而日光燈管損壞后會釋放大量的汞，其處理手段復雜，成本很高，環境污染風險極大。據報道，一只普通的日光燈管含有汞高達23毫克，會污染約8000?噸水和2400立方米的空氣；熒光燈燈管通常使用鉛玻璃，鉛玻璃中的氧化鉛會在各種自然環境下慢慢被置換析出。因此，即使對日光燈管采用填埋或焚燒的方式，這些污染物最終都會以各種形式破壞人類的生存環境，嚴重危害到人類健康。

2)基于霍爾磁感應技術的偏移檢測方法，這類方法基于霍爾磁感應技術，有效地避免了前一方案的壽命低、受環境影響大、靈敏度低等缺點，但由于霍爾磁感應技術本身具有測量范圍小、能耗大、價格昂貴的缺點，因此導致基于這類方法的檢測傳感器在實際使用中，不僅具有量程短、能耗大、價格昂貴等缺點，而且還會因為其測量范圍小，導致在垂直方向上，檢測傳感器與帶材之間的間距過小，容易發生碰撞，進而使得傳感器檢測單元的核心器件出現損壞，需要頻繁的進行檢查和更換，這不僅提高了其運行成本，同樣也影響了其在帶材偏移控制中的廣泛應用。

3)基于激光技術的偏移檢測方法，這類方法基于激光技術，具有工作間距較大，靈敏度較高，能耗較低、環境污染小等優點，但這類方法適用范圍很窄，對待檢測的帶材的厚度要求很高，需要嚴格控制在2-4毫米之間，否則無法正常工作，這使得該方法無法應用于很多薄板材的加工工序。此外，這類方法還有量程較短、價格昂貴、穩定性較差，安裝維護困難等缺點，無法滿足帶材偏移檢測的要求，因此也沒有得到廣泛的應用。

為解決這些問題，專利ZL200610124524.7《帶材傳輸偏移檢測傳感器》公開了一種基于紅外線的帶材傳輸偏移檢測傳感器，該傳感器有效解決了上述兩類傳感器所存在的污染大、壽命低、受環境影響大、能耗大、價格昂貴等缺點，但其卻具有安裝校準困難，精度較低，穩定性不高，漂移現象嚴重、靈敏度受發送器與接收器之間的距離影響較大等缺點，同樣影響了其在帶材偏移控制中的應用效果。

針對現有技術所存在的問題，本實用新型提出了一種基于紅外線陣CCD技術的新型高精度帶材偏移檢測方法及其裝置。它具有安裝簡單，校準簡便、靈敏度好、精度很高、抗干擾性強、穩定可靠、零漂移、能耗極低、價格低廉、故障率低、無污染，量程和工作間距大，不受環境影響等優勢，較好地解決了現有技術所存在的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種具有安裝簡單，校準簡便、靈敏度高、抗干擾性強、穩定可靠、零漂移、能耗極低、價格低廉、故障率低、無污染，量程和工作間距大，不受環境影響的基于CCD的高精度帶材偏移檢測裝置，以克服現有技術的不足。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種基于CCD的高精度帶材偏移檢測裝置，包括紅外發射裝置和紅外接收裝置，其中紅外發射裝置和紅外接收裝置分別固定在傳輸中的帶材邊沿兩端，紅外發射裝置和紅外接收裝置的固定位置相互對應，紅外發射裝置、被檢測的帶材和紅外接收裝置的位置相互平行。