[其他]鋼坯測長方法及裝置

無效

• 申請號: 88105869
• 申請日: 1988-01-31
• 公開（公告）號: CN88105869A
• 公開（公告）日: 1988-09-21
• 發明（設計）人: 楊正才;吳永偉;劉大成;陳宏強
• 申請（專利權）人: 冶金工業部攀枝花鋼鐵公司自動化部
• 主分類號: G01B11/04
• 分類號: G01B11/04
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 譚昌馳

本發明屬于測量技術。

作為背景技術的日本專利申請142404/1981，公開了一種用線陣電荷耦合器件（Charge????Coupled????Device-簡稱CCD）測量金屬板寬度的方法。該方法的特點是，借助他光源照射被測金屬板，利用透射其兩側的光線或在其上反射的光線作為測量裝置的信號源，并用反射激光束作為測量裝置的補償信號源。盡管該方法的測量精度較高，但是仍存在如下缺點：

1.必須安裝鈉光燈和激光兩種他光源，造價高;

2.只能測量動態范圍小的被測物長度，不能測量動態范圍大的在線鋼坯長度;

3.激光抗水霧和金屬粉塵能力差，不適應熱軋鋼坯的現場環境。

本發明的目的是，針對現有技術中的缺點，提出一種以熱軋鋼坯自身光為信號源，用CCD作為一次信號檢測器件的測長方法。

本發明的另一目的是，提供一種既能適應熱鋼坯溫度變化，又能適應環境光線變化的在線測量熱軋鋼坯長度的裝置。

本發明所說的方法是，以熱鋼坯自身光作為信號源;用CCD感光成像并將信號轉變成視頻信號;對視頻信號進行“二值化”處理;再對其信號進行模/數轉換;最后用微處理機進行自動采樣和數據處理。

本發明所說的裝置，包括CCD攝像頭、電纜、微處理機等，其中的CCD攝像頭包括線陣CCD、鏡頭、驅動電路、信號處理電路等。驅動電路中加有一可變積分電路，該電路包括兩級級聯同步加計數器、兩級級聯可預置減計數器、兩位4比特數字比較器、J-K觸發器、十進制時序分配器、兩個R-S觸發器、兩個與門、電子開關等，使CCD能輸出一個下限值恒定的視頻信號。信號處理電路中加有一跟隨電路，該電路包括四個運放、R-S觸發器、射極跟隨器、反向器等，使CCD輸出的視頻信號轉變成基線電平值恒定的視頻信號。

至少有一個CCD攝像頭，水平安裝在輥道一側，其鏡頭主軸與鋼坯運動方向垂直，用于測量鋼坯長度。由于鋼坯運動時會偏離輥道中心線，則在輥道的上方或斜上方，安裝有至少一個CCD攝像頭，該攝像頭的鏡頭主軸與傳送輥筒軸線垂直，用于修正長度攝像頭的物距。

圖1是本發明所說裝置一實施例示意圖;

圖2是CCD輸出的視頻信號隨被測物光強變化的波形圖。

圖3是CCD輸出的視頻信號隨環境光變化的波形圖。

圖4是兩相線陣CCD的五路驅動脈沖相位圖。

圖5是圖1所示實施例的原理框圖。

圖6是本發明所說裝置中信號處理電路的原理框圖。

圖7是本發明所說裝置中驅動電路的原理框圖。

圖8是本發明所說裝置中跟隨電路原理圖。

圖9是本發明所說裝置中可變積分原理圖。

圖10是圖9所示原理圖中各標志點的波形圖。

圖11是本發明所說裝置中的另一實施例示意圖。

參照圖1，該實施例是鋼坯段長測量裝置，它包括：一個水平安裝的CCD攝像頭1，位于被測在線軋制熱鋼坯2的一側，其鏡頭主軸與鋼坯2運動方向垂直;一個豎直安裝的CCD攝像頭3，位于鋼坯2的上方，其鏡頭主軸與傳送輥筒4的軸心線垂直;傳送電纜5和6;微處理機7。當鋼坯2進入攝像頭3的視場時，攝像頭3對鋼坯2寬度方向的自身光感光成像，并將光信號轉變成視頻信號，對視頻信號進行“二值化”處理，再對處理后的信號進行模/數轉換，以串行脈沖的方式輸出一個與圖中CD長度相對應的數字量△。當鋼坯2進入攝像頭1的視場時，攝像頭1對鋼坯2長度方向的自身光感光成像，再以與攝像頭3相同的步驟，輸出一個與圖中FB長度相對應的數字量l。△和l分別經傳輸電纜5和6送入微處理機7，其將△和l存儲并進行一系列計算，得出被測鋼坯的段長。運算公式由下列關系式確定：

當整套裝置安裝調試完畢之后，實測出圖1中所示DE的長度α、攝像頭1的鏡頭主軸至大剪刃口8之間的水平距離L₀，并將α和L₀的值寫入內存。

對于任何一個線陣CCD攝像頭，當鏡頭焦距、CCD感光單元的位數和成像時的物距確定之后，就能算出該測量物距狀態下的分辯率ρ。

由于攝像頭3是對鋼坯2的寬方向感光成像，而輥道的高度是不變的，因此3的測量物距可視為定值。那么，設3的分辨率為ρ₃，根據3的安裝高度、鏡頭焦距和CCD感光單元的位數可求出ρ₃，且ρ₃為定值。則：

CD＝ρ₃·△ ……（1）

CE＝CD+DE