[發明專利]軋制帶材平直度測量儀

無效

• 申請號: 96100723.0
• 申請日: 1996-01-29
• 公開（公告）號: CN1062497C
• 公開（公告）日: 2001-02-28
• 發明（設計）人: 楊溪林;邱忠義;錢建強;龍勝瀾
• 申請（專利權）人: 冶金工業部自動化研究院
• 主分類號: B21B38/02
• 分類號: B21B38/02
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 任潔,常貴貞

本發明涉及一種軋制帶材平直度測量儀，屬于多束激光截光式平直度測量裝置，特別適用于熱軋帶鋼平直度的測量。

日本專利昭63-134903公開了一種《軋制材平直度測定裝置》，主要由激光發生器、分光裝置、掃描裝置、攝像裝置、監視器、運算處理裝置和打印機組成。分光裝置將激光發生器發出的激光分成n束(3束以上)，由掃描裝置傾斜照射在帶材上，并沿其寬度方向掃描產生輝線。攝像機設置在正對輝線的上方，捕捉帶材寬度方向范圍內激光輝線的軌跡，在監視器上直觀地反應出來。運算處理裝置將攝像機輸入的模擬信號轉換成數字信號，并計算出帶材上各處的延伸率，由打印機輸出。由于采用3束以上激光，延伸率為軋制方向上反射光位置的函數，與時間和速度因素無關，可將帶材擺動與平直度不良兩種情況區分開來，消除了帶材運動對測量精度的影響。所存在的不足之處在于，為提高攝像機對輝線的分辨能力，需使用大功率激光器和帶轉鏡掃描裝置，價格昂貴、防護措施復雜、維護工作量大。運算處理過程中，其延伸率的計算以弦長近似弧長，引入了原理性誤差。

本發明的目的在于提供一種成本低、構造簡單、易于維護，測量精度高的軋制帶材平直度測量儀。

本發明的目的可以通過以下措施實現。激光發生裝置由沿帶材寬度方向均布的至少5組光源構成，每組光源包括至少三條光束，每條光束與水平面之間的夾角θi在20～60°之間。在測量區域內，光束以點陣形式光斑投射到帶材表面。計算機在運算處理過程中，延伸率的計算用二次曲線來逼近弧線，y=ax²+bx+c，其中a、b、c為常數。

每組激光源的光束可以由并例設置的半導體激光器和其前方與之相配合的會聚透鏡分別產生。

為提高測量信號的信噪比，在攝像機鏡頭前裝有與激光束發射波長相一致的單通濾光片。

計算機在處理圖像信號時，開窗采集數據，即在每組光源的光點附近的行內采集數據，無激光信號區域內不采集。

本發明與現有技術相比所具有的優點在于：1.使用小功率激光器，以點陣方式照射，成本低、構造簡單、安裝維護方便；2.在延伸率計算中，以二次曲線逼近弧線，誤差小，測量精度高；3.微機在處理圖像信號時開窗采集，處理速度快，占用內存空間小，可濾掉非采集區域的帶狀背景亮紋及背景孤立亮點，可用于軋制速度較高的情況；4.激光單色性好，與被測帶材的物質組成無關，簡單的結構，具有良好的環境適應性，因此特別適合于熱軋帶鋼等環境比較惡劣的場合。

下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細論述。

圖1為本發明軋制帶材平直度測量儀的結構示意圖。

圖2為本發明軋制帶材平直度測量儀光源的一種構成的結構示意圖。

圖3為本發明軋制帶材平直度測量儀一組光源與被測帶材在x-y坐標下關系說明圖。

由圖1可見，本發明軋制帶材平直度測量儀主要由激光發生裝置3、攝像機7、監視器8、計算機9、圖像處理裝置10和CRT11組成，安裝在熱軋精軋末機架1之后。激光發生裝置3由沿帶鋼2寬度方向均勻分布的5組光源4構成，每組光源4包括三條光束5，每條光束5與水平面之間的夾角θ_i、(i=1、2、3)在20°～60°之間，在測量區域內，光束5以5×3點陣形式光斑投射到帶鋼2表面。

如圖2所示，每組激光源4的三條光束5可以由三只并例設置的10mw半導體激光器13和其前方與之相配合的三只會聚透鏡12分別產生。

CCD攝像機7設置在點陣式光斑6的上方，在其鏡頭前安裝有一片與激光波長相一致的單通濾光片7a，以濾掉熱軋帶鋼2上的紅外譜線及其它雜光，只通過激光信號，提高測量信號的信噪比。攝像機7將照射到帶鋼2上的激光點陣散射斑6的位置成像，并轉換成電信號送到圖像處理裝置10、486微型計算機9及監視器8。監視器8用來觀察激光源的能量及激光照射位置是否正常。圖像處理裝置10在計算機9的支持下，將圖像信號采集出來。計算機9對其所采集信號進行運算處理，計算出沿鋼帶2寬度方向與光源4相對應的5個不同位置的縱向延伸率，并將其轉換成模擬量以光柱的方式在CRT11上顯示出來。