[發明專利]通過激光超聲（LUS）測量設備估計物體的材料性質的方法和裝置

有效

• 申請號: 202080041530.4
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN113924486B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 米凱爾·馬爾姆斯特羅姆
• 申請（專利權）人: 瑞典鋼鐵技術有限公司
• 主分類號: G01N29/34
• 分類號: G01N29/34;G01N29/46;G01N29/11;G01N29/22;G01N29/30;G01N29/24;C21D8/02;C21D11/00;C21D9/00;C21D9/52
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 田云

本公開涉及一種用于通過包括生成激光器(210)、檢測激光器(220)和檢測器(230)的激光超聲(LUS)測量設備(200)來估計物體(2)的材料性質的方法，該方法包括：?通過生成激光器將激光脈沖提供(S1)到物體的表面上，使得在物體中生成超聲波脈沖，并且使得在表面上立即生成超聲波振動，?使用檢測激光器和檢測器來測量(S2)來自物體的至少第一后續超聲回波，該超聲回波是物體中生成的超聲波脈沖的回波，?使用檢測激光器和檢測器來測量(S3)表面上立即生成的超聲波振動，和?基于測量到的至少第一后續超聲回波，使用超聲波衰減參數來估計(S5)材料性質，由此使用測量到的表面上立即生成的超聲波振動作為測量到的至少第一后續超聲回波的參考來估計材料性質。

技術領域

本公開涉及一種用于通過包括生成激光器、檢測激光器和檢測器的激光超聲(LUS)測量設備來估計物體的材料性質的方法。本公開還涉及用于控制鋼軋制過程的方法、用于測量物體的材料性質的裝置、計算機程序和/或攜帶計算機程序的計算機可讀介質。

背景技術

用于生產鋼的熱軋是公知的金屬加工工藝，其他加熱的鋼材料在一對或多對輥之間通過，以減小材料的厚度并且使厚度更均勻。熱軋的特征在于，在軋制過程期間，鋼的溫度高于其再結晶溫度。該過程通常導致細長的鋼板/帶材，例如金屬板，其可以卷繞成鋼卷。

為了能夠生產高質量的鋼，控制熱軋過程是重要的。這可以例如通過控制鋼材料的溫度、由輥提供到鋼上的壓力、軋制過程的速度等來執行。鋼的一個參數是粒徑，該參數影響鋼的性質并且因此影響鋼的質量。因此，在熱軋過程期間能夠測量和估計鋼的粒徑并且將其用于控制該過程以使鋼取得期望的粒徑或期望的粒徑范圍將是有益的。

一種已知的用于測量粒徑的方法是使用所謂的LUS測量設備，其中激光用于在鋼材料中生成超聲波脈沖。在鋼中生成的超聲波脈沖傳播通過材料并提供超聲回波，由此可以確定超聲回波的超聲波衰減。超聲波衰減可用于估計鋼的粒徑。US?2007/0006651?A1公開了一種用于估計物體的材料性質(例如粒度)的已知方法。根據其描述，公開了一種使用超聲波衰減來確定材料性質的方法，并且涉及從超聲檢測器接收相互作用信號。相互作用信號捕獲在超聲波脈沖已經在物體中傳播之后撞擊物體的檢測位置的寬帶超聲波脈沖的至少一種表現。在通過物體的傳播中，超聲波脈沖被一個或多個物理機制衰減。將對應于衰減的超聲波脈沖的相互作用信號的一部分從時域變換到頻域，以獲得振幅譜。一旦獲得振幅譜，就將其與參考振幅譜進行比較以獲得衰減譜。然后將衰減譜擬合到衰減模型以導出衰減參數，并且衰減參數用于計算材料性質。

此外，使用參考片以與振幅譜類似的方式產生參考振幅譜。參考件相對于寬帶超聲波脈沖具有與物體等效的衍射性質，但是參考振幅譜基本上沒有衰減，這是因為參考件具有已知的衰減參數，所述衰減參數用于校正參考件的振幅譜中的衰減，或者因為參考件被選擇為提供可忽略的衰減。

因此，上述已知方法需要使用參考件來估計材料性質。作為另一示例，還已知利用多個回波來估計材料性質。因此，代替使用參考片進行計算，可以比較兩個超聲回波以計算材料性質。

雖然上述方法似乎可用于估計材料性質，例如估計鋼的粒徑，但仍在努力開發一種在生產環境中，特別是在鋼的熱軋期間更有效和有用的方法。

發明內容

鑒于上述，本發明的目的是提供一種用于估計物體的材料性質的改進的方法和裝置。此外，本發明的目的是通過在鋼軋制過程期間進行粒徑的原位測量來提供對鋼軋制過程的改進的控制。

根據第一方面，該目的通過權利要求1所限定的方法來實現。根據第二方面，該目的通過權利要求11所限定的方法來實現。根據第三方面，該目的通過權利要求12所限定的裝置來實現。根據第四方面，該目的通過權利要求15所限定的軋鋼機來實現。根據第五方面，該目的權利要求16所限定的計算機程序來實現。根據第六方面，該目的通過攜帶權利要求17所限定的計算機程序的計算機可讀介質來實現。本公開的其他實施例可以在從屬權利要求以及所附的描述和附圖中找到。