专利名称：一种在线连续热轧棒、线材的测径装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于塑性变形参数测量设备领域，特别适用于在线热轧棒、线材的测径装置。
背景技术：
在现有技术中，热轧棒、线钢材的直径和椭圆度尺寸公差是判定钢材产品质量的基本数据。国内大量的这类轧机没有装备在线测直径和椭圆度的装置，而是在轧制冷却后，用卡尺人工测量，不能随时监控生产过程中产品的尺寸公差。在国际上现行的高温高速轧制棒、线材直径和椭圆度的测量装置是采用背光技术，通过测量出被测钢体在光区产生的阴影，进而确定其直径。其工作原理是灯泡发出的光线折射成连续的平行汇聚光束，投影在扫描摄像镜头的接收芯片上，轧件的阴影在一部分光敏元件上出现暗区，由计算机算出直径。为测定高速运行轧件的直径和椭圆度，该装置将整个光学系统环绕轧件连续旋转，约200转/min，计算机对所测各个方向的轧制直径进行处理，可显示出轧件的截面积，包括直径和椭圆度，但该测径装置结构复杂，价格昂贵，难以普遍推广。
本实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种设计合理、结构简单、操作维修方便、测量精度高、价格低廉的用于在线连续热轧棒、线材的测径装置。
根据上述目的，本实用新型测径装置是用于在线连续热轧棒、线材的设备。该测径装置的工作原理是采用了直接光技术，即照相机成像原理代替了现有技术运用的背光技术，把热态被测物体形成的可见光通过摄像镜头汇集到传感器内的光电二级管的光敏面上，即线阵CCD成像，并同时调整摄像镜头前的滤光镜和摄像镜头上的光圈来消除热轧时轧件热辐射对测量的影响；采用呈90°交叉的二套光学摄像系统，免去了光学系统环绕轧件高速旋转的结构；成像光电信号经信号放大器放大处理，再与转换器接口相连接的数模处理器转换后，由微型计算机高速采样和处理，通过显示器显示和超限报警器报警，即可测出轧件的直径和椭圆度。
本实用新型测径装置用于在线热轧棒、线材设备中的具体结构结合附图及具体的实施方式作进一步说明。
附图1为在线连续热轧棒、线材的测径装置的结构示意图。
附图2为在线连续热轧棒、线材的测径装置的测试头的剖面示意图。
上述附图中，1为测试头，2为驱动电路，3为转换器，4为微机，5为显示器，6为超限报警器，7为摄像镜头，8为传感器，9为滤光镜，10为光圈，11为光电二级管，12为信号放大器，13为转换器接口，14为数模处理器。
由图1和图2可以看出，测试头1由摄像镜头7和传感器8组成，摄像镜头7前安装有滤光镜9，光圈10安装在摄像镜头7上；传感器8内的光电二级管11成阵列排列，并连接有驱动电路2；转换器2由信号放大器12、转化器接口13与数模处理器14组成。该装置的测试头1安装在轧机的出口处，其特征是在热轧材的垂直面上安装两个夹角为90°的测试头1，两个测试头1各与一驱动电路2相连接；通过热轧材发出的可见光经测试头1采集光电信号，采集后的光电信号通过转换器3经处理、放大后转换成数字信号，然后再经微机4处理分析，最后通过显示器5和超限报警器6实行在线控制。
具体的实施方式本实用新型在线连续热轧棒、线材的测径装置测量的工作过程如图1和图2所示测量正在高速连续热轧运行的轧件，测量的直径范围为φ5-20mm，轧材的温度控制在800-1100℃，轧材速度控制在≤70m/s。在垂直于轧材的两个方向安装了两个测试头1，它们的交叉夹角为90°，形成二维成像，热态被测物体形成的可见光通过摄像镜头7汇集到传感器8内的光电二级管11的光敏面上，即线阵CCD成像；并同时调整摄像镜头7前的滤光镜9和摄像镜头上的光圈10，来消除热轧时轧件热辐射对测量的影响；成像光电信号经信号放大器12放大处理，再由与转换器接口13相连接的数模处理器14转换后，由微型计算机4高速采样200次/S和处理，通过显示器5显示和超限报警器6报警，即可测出工件的直径和椭圆度，最后测量综合精度为±0.022mm，扫描频率为200Hz，测量分辨率为0.014mm。
本实用新型在线连续热轧棒、线材的测径装置与现有技术相比具有以下优点1、由于采用直接光技术，即用照相机成像原理代替现有技术的背光技术，采用二维成像及计算机高速采样，取代现有技术所用的整个光学系统环绕轧件高速旋转的系统，来测定高温高速运行轧件的直径和椭圆度，使光电系统结构紧凑、简化，从而显著简化整个装置结构和降低造价；2、调整摄像头前的滤光镜和光圈克服了直接光技术中热轧件热辐射对测量的影响。
权利要求1.一种在线连续热轧棒、线材的测径装置，该装置的测试头(1)安装在轧机的出口处，其特征是在热轧材的垂直面上安装两个夹角为90°的测试头(1)，两个测试头(1)各连接一驱动电路(2)；通过热轧材发出的可见光经测试头(1)采集光电信号，采集后的光电信号通过转换器(3)经处理、放大后转换成数字信号，然后再经微机(4)处理分析，最后通过显示器(5)和超限报警器(6)实行在线控制。
2.根据权利要求1所述的在线连续热轧棒、线材的测径装置，其特征在于测试头(1)由摄像镜头(7)和传感器(8)组成，其中摄像镜头(7)前安装有滤光镜(9)，光圈(10)安装在摄像镜头(7)上。
3.根据权利要求1所述的在线连续热轧棒、线材的测径装置，其特征在于传感器(8)内的光电二级管(11)成阵列排列，并连接有驱动电路(2)。
4.根据权利要求1所述的在线连续热轧棒、线材的测径装置，其特征在于转换器(3)由信号放大器(12)、转化器接口(13)与数模处理器(14)组成。
5.根据权利要求1所述的在线连续热轧棒、线材的测径装置，其特征在于在测径过程中微机(4)高速采样控制在200次/S。
专利摘要本实用新型属于塑性变形参数测量设备领域，特别适用于在线连续热轧棒、线材的测径装置。该装置的测试头安装在轧机的出口处，其特征是在热轧材的垂直面上安装两个夹角为90°的测试头，两个测试头各连接一驱动电路；通过热轧材发出的可见光经测试头采集光电信号，采集后的光电信号通过转换器经处理、放大后转换成数字信号，然后再经微机处理分析，最后通过显示器和超限报警器实行在线控制。本实用新型与现有技术相比使光电系统结构紧凑、简化，从而显著简化整个装置结构和降低造价，具有设计合理、结构简单、操作维修方便、测量精度高、价格低廉的优点。
文档编号B21B37/16GK2552618SQ0223554
公开日2003年5月28日 申请日期2002年5月24日 优先权日2002年5月24日
发明者朱德芳, 张育生, 曾华星, 王焕猷 申请人:钢铁研究总院