一种带钢浪高在线测量装置的制作方法

本实用新型涉及钢板轧制技术领域，特别涉及一种带钢浪高在线测量装置。

背景技术：

镀锌成品板型不良问题突出，为此冷轧部制定了严格的板型检查制度,但由于来料的不可控、镀锌产线的设备调整能力有限、缺乏有效的定量检测和记录设备等原因，镀锌成品的板型不良问题没有根本解决。在此背景下开发一套简易的在线实时监测并记录板型数据的装置就显得尤为重要。

带钢翘曲浪形的检测分为接触测内应力式和非接触测波高两类设备,前者测量精度高但价格高昂维护难度大,后者为非接触的无损测量,且结构简单.在线板型测量需排除带钢的翘曲浪形在张应力作用下的变形行为导致数据失真,根据北科大张清东教授利用有限元分析对张应力引起板形变化的定量分析的结论表明,张应力小于15MPa时使用测波高式板形检测设备较为合适。

现有技术中非接触测板型波高检查装置检测数据结果误差较大，不能满足浪高检测的需求。

技术实现要素：

本申请提供的一种带钢浪高在线测量装置，解决了或部分解决了现有技术中非接触测板型波高检查装置检测数据结果误差较大，不能满足浪高检测的需求的技术问题，实现了提供一套简易的在线实时监测并记录板型数据的装置，提高板形浪高检测精度和命中率的技术效果。

本申请提供了一种带钢浪高在线测量装置，包括：

滑轨，设置在所述带钢的上方；

激光测距仪，与所述滑轨滑动连接；所述激光测距仪检测所述带钢与所述激光测距仪的间距值；

控制模块，与所述激光测距仪连接，以接收所述激光测距仪发送的间距值，将设定时间内的最大所述间距值与最小所述间距值做差值运算获得间距差值，所述间距差值为所述带钢的浪高。

作为优选，所述滑轨的两端通过支架固定在轧制产线中，所述支架固定在混凝土结构或钢结构大梁上；

所述滑轨垂直所述带钢的输送方向。

作为优选，所述滑轨位于所述轧制产线中间距最小的两个张力辊之间。

作为优选，所述激光测距仪包括：

激光发生器，用于发射光束到所述带钢表面，产生光斑；

入射光透镜，固定在所述激光发生器的前端；

成像透镜，用于所述光斑成像；

位敏探测器，设置在所述成像透镜的后端，获取光斑像的位置信息；

信号处理单元，与所述位敏探测器连接，根据所述位置信息测算出所述带钢与所述激光测距仪的间距值。

作为优选，所述光束与所述带钢表面的夹角为90±5°。

作为优选，所述控制模块与所述信号处理单元连接，以接收所述间距值。

作为优选，所述轧制产线中所述带钢的传输速度为4m/s；

所述激光测距仪的采样频率大于8KHZ。

作为优选，所述控制模块包括：

浪高计算单元，将1秒内的最大所述间距值与最小所述间距值做差值运算获得所述间距差值；

存储显示单元，用于存储并显示所述间距差值；

报警提示单元，通过所述间距差值与设定值进行比较，发出警报信息。

作为优选，当所述间距差值大于2mm时，所述报警提示单元发出语音警报。

作为优选，所述控制模块为轧制产线中的工控机；

所述存储显示单元为所述工控机中的调试工具软件平台；

所述调试工具软件平台生成所述间距差值的实时曲线，同时生成所述间距差值的离线存储文件。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了在轧制产线上合理布置滑轨和激光测距仪，激光测距仪在滑轨上滑移，能准确的连续测量带钢宽度方向上任意一点与激光测距仪的间距值，通过设置与激光测距仪连接的控制模块，使监控人员实时在线获取每个采样周期内的间距值，并生成带钢的浪高数据。这样，有效解决了现有技术中非接触测板型波高检查装置检测数据结果误差较大，不能满足浪高检测的需求的技术问题，实现了提供一套简易的在线实时监测并记录板型数据的装置，提高板形浪高检测精度和命中率的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的带钢浪高在线测量装置的结构示图；

图2为图1中激光测距仪的结构示图；

图3为本实用新型实施例提供的带钢浪高在线测量装置的实时数据监测曲线图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1带钢、2滑轨、3激光测距仪、4控制模块、5激光发生器、6入射光透镜、7成像透镜、8位敏探测器、9信号处理单元、10支架)

具体实施方式

本申请实施例提供的一种带钢浪高在线测量装置，解决了或部分解决了现有技术中非接触测板型波高检查装置检测数据结果误差较大，不能满足浪高检测的需求的技术问题，通过在轧制产线上合理布置滑轨和激光测距仪，使激光测距仪能在滑轨上滑移，同时设置与激光测距仪连接的控制模块，实现了提供一套简易的在线实时监测并记录板型数据的装置，提高板形浪高检测精度和命中率的技术效果。

参见附图1，本申请实施例提供了一种带钢浪高在线测量装置，包括：滑轨2、激光测距仪3及控制模块4。滑轨2设置在带钢1的上方。激光测距仪3与滑轨2滑动连接。激光测距仪3以设定的采样频率检测带钢1与激光测距仪3的间距值。控制模块4与激光测距仪3连接，以接收间距值，将设定时间内的最大间距值与最小间距值做差值运算获得间距差值，间距差值为带钢1的浪高。

其中，手动移动滑轨2可以连续在线测量带钢1宽度方向上任意一点与激光测距仪3的间距值，参见附图3，将运行中的带钢1的浪形剖面看做一个正弦曲线某一时刻读到激光测距仪3距离波谷的距离H，另一时刻读到距离波谷的距离h，浪高h1＝H-h。

进一步的，滑轨2的两端通过支架10固定在轧制产线中，支架10固定在混凝土结构或钢结构大梁上；滑轨2垂直带钢1的输送方向。激光测距仪3本身的精度很高，但如果滑轨2支架10固定在平台隔板和栏杆上，会成为引起浪高数据失真的扰动因素，此情况下，支架10的强度不够，在受外力情况下震动导致激光测距仪3与带钢1的距离发生变化。因此，将滑轨2的支架10固定在混凝土结构或者强度比较高的钢结构大梁上，减小震动引起的激光测距仪3的跳动导致激光测距仪3和带钢1之间的距离发生变化，减小测量误差。

进一步的，滑轨2位于轧制产线中间距最小的两个张力辊之间。在轧制产线起停车的升降速过程中，张力波动导致带钢1抖动会引起距离变化，因此，在安装激光测距仪3时，选在两个距离最近的两个张力辊之间，避免带钢1本身抖动带来的测量误差，同时优化该段张力控制精度，减小升降速过程中带钢1的抖动。

参见附图2，进一步的，激光测距仪包括：激光发生器5、入射光透镜6、成像透镜7、位敏探测器8及信号处理单元9。激光发生器5用于发射光束到带钢1表面，产生光斑；光束与带钢1表面的夹角为90±5°，能提高间距值的测量精度。入射光透镜6固定在激光发生器5的前端；成像透镜7用于光斑成像；位敏探测器8设置在成像透镜6的后端，获取光斑像的位置信息；信号处理单元9与位敏探测器8连接，根据位置信息测算出带钢1与激光测距仪3的间距值。

其中，激光测距仪3是采用三角法实现物体位移的非接触测量，其原理是：用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，用CCD或PSD(位敏探测器8)，测出光斑像的位置，即可算出激光测距仪3与被测物体之间的距离。

对于薄宽规格带钢酸轧来料为碎边浪，浪距比较小，这样就要求测量装置的信号采集和传输以及处理都需要很高的响应频率。以浪距为5mm、速度为4m/s计算，带钢1运行过程中浪高的周期为：t＝s/v＝5mm/4mm/ms＝1.25×10^-3s，H＝1/T＝1/1.25×10^-3＝800HZ。根据采样定理，当采样频率大于被测信号最大频率的2倍时，就可以通过获得的数据无失真的恢复被测信号，在工程上一般取到10倍，所以设置该在线测量装置的采样频率大于8KHZ，绝对精度±0.1mm，量程大于50mm，以满足测量要求。

进一步的，控制模块4与信号处理单元9连接，以接收间距值。控制模块4包括：浪高计算单元、存储显示单元及报警提示单元。浪高计算单元将1秒内的最大间距值与最小间距值做差值运算获得间距差值。存储显示单元用于存储并显示间距差值。控制模块4对采集到的数据进行处理实现可视化，以便于操作人员实时的观察、记录和调整参数，同时生成可存储的离线文件实现数据的积累和综合对比分析。

报警提示单元通过间距差值与设定值进行比较，发出警报信息，比较过程为，当间距差值大于2mm时，报警提示单元发出语音警报。其中，带报警提示单元在轧制产线的升降速过程中不会触发，避免频繁报警给操作人员误信号使报警失去意义。

进一步的，控制模块4为轧制产线中的工控机，存储显示单元为工控机中的调试工具软件平台，调试工具软件平台生成间距差值的实时曲线，实时数据监测曲线参见附图3，同时生成间距差值的离线存储文件。

其中，工控机的调试工具软件平台将波峰与波谷的差值是1s内的最大值与最小值的差值显示在画面上，并且在每个采样周期都刷新这个数据，这样操作人员可以通过peak-peak实时读到浪高数据。现有技术中调试工具软件平台设置peak-peak是记录一次启动激光测距仪表到停止测量过程中的最大值和最小值的差，每次采样后差值变大才会刷新，反之则不变。

作为一种优选的实施例，激光测距仪3选用optoNCDT 2300-200激光三角位移传感器，采用全数字技术的DSP信号处理器，应用高精度、高密集的制造技术。其分辨率最高可达到0.005％FSO，线性量程200mm；绝对误差3μm，响应频率50KHZ，测量输出信号为模拟信号，支持RS232、RS422接口的数字信号，传输方便快速，各项技术指标完全可以满足测量需要，通过数字接口连接到工控机上，在调试工具的软件平台上可以生成实时曲线，参见附图3，方便观察，同时还可以生成csv格式离线存储文件，可以利用Matlab软件打开生成历史数据曲线对数据进一步统计和分析。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了在轧制产线上合理布置滑轨2和激光测距仪3，激光测距仪3在滑轨2上滑移，能准确的连续测量带钢1宽度方向上任意一点与激光测距仪3的间距值，通过设置与激光测距仪3连接的控制模块4，使监控人员实时在线获取每个采样周期内的间距值，并生成带钢1的浪高数据。这样，有效解决了现有技术中非接触测板型波高检查装置检测数据结果误差较大，不能满足浪高检测的需求的技术问题，实现了提供一套简易的在线实时监测并记录板型数据的装置，提高板形浪高检测精度和命中率的技术效果。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。