一种在线测量带钢表面油膜厚度的装置和方法与流程

本发明涉及一种在线测量带钢表面油膜厚度的装置和方法，属于冷轧带钢在线监测设备及方法技术领域。

背景技术：

冷轧带钢涂油后，在线精准油膜厚度测量是世界难题。目前两种方法测量油膜厚度；

1.离线取样法

钢板生产完后，在产品上切取一块样板，之后运输到物理实验室，利用擦拭法测量表面油膜厚度或者利用仪器测量表面油膜厚度。

该方法存在测量周期长，不能大规模应用，在取样过程中破坏原有油膜，导致测量不准确，同时不能测量带钢下表面涂油量。

2、在线仪器测量法，

对需要取样表面的粗糙度、反色率和进行标定测量，油膜厚度测量采用称重法,之后利用在线仪器测量。

该方法存在在线仪器测量价格昂贵，测量准确性存在偏差，不能测量下表面带钢油膜厚度。

中国专利号申请号201410845963.1公开了“铝板表面单位面积涂油量的测量方法”，该专利的内容如下：1）取至少一块铝板样品，测量所有铝板样品的初始重量a；2）将所有铝板样品表面的涂油清洗干净，烘干后测量所有铝板样品的洗净重量b；3）计算铝板样品的表面单位面积涂油量：w=(a-b)ρh/b，其中，ρ为铝板样品的密度；h为铝板样品的厚度。本发明的铝板表面单位面积涂油量的测量方法，铝板表面单位面积涂油量的计算过程中，仅需测量铝板样品的初始重量和洗净重量，铝板样品的形状不受限制，还可将多块铝板样品同时进行测量，直接得到多块铝板样品的表面单位面积涂油量的平均值，铝板样品的数量可以更多，测量的精度更高，测量结果的稳定性也更好。

但是此方法不是在线监测方法，需要截取样品，样品只能反映当时的涂油状态，如果需要随机连续监测带钢在生产过程中不同时刻的涂油状态，就必须不断截取带钢样品，这显然是做不到的。同时，该方法仅能测量样品表面的涂油状态，不能区别检测带钢的上表面和下表面的各自状态，因此不能清楚地反映带钢的整体涂油状态。此外，对于检测结果没有复查检验的方法，不能保证检测结果的可靠性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种在线测量带钢表面油膜厚度的装置和方法，这种测量方法能够在线检测带钢生产过程中任意时刻的带钢涂油状态，并且可以分别对带钢的上表面和下表面进行检测，检测结果可以进行复验，以保证检测结果的准确性和可靠性。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种在线测量带钢表面油膜厚度的装置，它包括取油板、高精度天平、密封盖，取油板为平面钢板，钢板的材质与带钢的材质相同，取油板的宽度小于带钢的宽度，取油板的长度大于宽度，取油板的面积为已知的确定数值，取油板放置在带钢表面，密封盖为长方形，取油板涂油后覆盖密封盖，密封盖的底面与取油板的上表面有间隙。

上述在线测量带钢表面油膜厚度的装置，它还有侧挡板、磁铁，侧挡板为弧形硬质塑料，高度高于取油板，侧挡板的长度大于取油板的长度，两块侧挡板分别与取油板的两侧垂直连接，磁铁的上面吸附在带钢下表面，取油板吸附在磁铁的下面。

一种使用上述在线测量带钢表面油膜厚度的装置的在线测量带钢表面油膜厚度的方法，它采用以下步骤进行：

第一步，计算带钢表面油膜厚度：

a.利用高精度天平对取油板称重；

b.称重后，取下密封盖，将取油板放置在酸洗出口检查台带钢上,启动出口段带钢，带钢速度为xm/min；

c、等取油板通过涂油机后，停止出口段，取出取油板，盖上密封盖；

d、再次利用高精度天平称重；

e、利用计算公式（取油板涂油前重量-取油板涂油后重量）/取油板截油面积，计算出带钢上表面实际涂油量，在多个不同位置测量后，计算出平均涂油量；

第二步，对上述油膜厚度进行准确性验证：

f、通过设定生产线运行速度、涂油量得出油泵泵速；

g、测量油泵装满1l量杯油所用时间；

h、利用带钢速度、油泵装满1l量杯油所用时间和涂油机喷梁长度，计算出单位时间内涂油总面积，公式为：

油泵装满1l量杯时间*带钢速度*涂油机喷梁长度=总喷油面积；

i、采用密度公式计算出1l油重量，1l油体积/油密度=总重量；

j、最后计算出重量/涂油总面积得出油膜重量，核对设定油膜重量和实际是否相符合，总重量/总喷油面积=油膜厚度。

上述在线测量带钢表面油膜厚度的方法，测量带钢下表面油膜厚度的方法是：

k、将两块侧挡板分别与取油板的两侧垂直连接，再将磁铁的上面吸附在带钢下表面，把带有两块侧挡板的取油板吸附在磁铁的下面，两块侧挡板的外表面分别与两侧的带钢下表面辊相对；

l、重复上述在线测量带钢表面油膜厚度的方法中的a至e步骤，计算出带钢下表面油膜厚度。

本发明的有益效果是：

本发明利用高精度天平对取油板称重，称重后将取油板置放置在带钢上，取油板随带钢通过涂油机后，停止带钢，取出取油板，再次利用高精度天平称重，最后利用公式计算出带钢上表面实际涂油量，通过在多个不同位置测量，得出平均涂油量；再利用磁铁将取油板吸附在带钢下表面，采用上述相同步骤测量出带钢下表面的油膜厚度；最后利用计算油泵速度对油膜厚度的准确性进行验证。

本发明是测量带钢表面油膜厚度的装置和方法的首创，解决了行业内长期没有解决的在线快速准确测量带钢表面油膜厚度、以及无法测量带钢下表面油膜厚度的难题。

本发明能够在线检测带钢生产过程中任意时刻的带钢涂油状态，并且可以分别对带钢的上表面和下表面进行检测，检测结果可以进行复验，以保证检测结果的准确性和可靠性。

本发明方便易行，测量精准方便，检测速度快，不用在线取样，能够大大缩短检测时间，提高检测效率，为提高带钢产品质量提供了可靠的技术支持，降低了生产成本，具有显著的经济效益，在行业内有极好地推广前景。

附图说明

图1是本发明的测量带钢表面油膜厚度装置的装配图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的俯视图；

图4是取油板、侧挡板、磁铁的结构示意图；

图5是图4的侧视图；

图6是图4的俯视图；

图7是密封盖的结构示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是图7的俯视图。

图中标记如下：取油板1、侧挡板2、磁铁3、密封盖4。

具体实施方式

本发明的在线测量带钢表面油膜厚度的装置由取油板1、侧挡板2、磁铁3、密封盖4和高精度天平组成。

图4、5、6显示，取油板1为平面钢板，钢板的材质与带钢的材质相同，取油板1的宽度与带钢的宽度相同，取油板1的长度大于宽度，取油板1的面积为已知的确定数值，取油板1放置在带钢表面。

图4、5、6显示，侧挡板2为弧形硬质塑料，侧挡板2的长度大于取油板1的长度，两块侧挡板2分别与取油板1的两侧垂直连接，两块侧挡板2的外表面分别与两侧的带钢下表面辊相对。侧挡板的作用是避免带钢表面涂油后与其它辊面接触，影响取油板取油的准确性。

图4、5、6显示，磁铁3的上面吸附在带钢下表面，取油板1吸附在磁铁3的下面。

图7、8、9显示，密封盖4为长方形钢板，密封盖4的上顶面有把手，方便放置和取下。

图1、2、3显示，取油板1涂油后覆盖密封盖4，密封盖4的底面与取油板1的上表面有间隙。

本发明的在线测量带钢表面油膜厚度的方法，它采用以下步骤进行：

第一步，计算带钢表面油膜厚度：

a、利用高精度天平对取油板称重；

b、称重后，取下密封盖，将取油板放置在酸洗出口检查台带钢上,启动出口段带钢，带钢速度为xm/min；

c、等取油板通过涂油机后，停止出口段，取出取油板，盖上密封盖；

d、再次利用高精度天平称重；

e、利用计算公式（取油板涂油前重量-取油板涂油后重量）/取油板截油面积，计算出带钢上表面实际涂油量，在多个不同位置测量后，计算出平均涂油量；

第二步，对上述油膜厚度进行准确性验证：

f、通过设定生产线运行速度、涂油量得出油泵泵速；

g、测量油泵装满1l量杯油所用时间；

h、利用带钢速度、油泵装满1l量杯油所用时间和涂油机喷梁长度，计算出单位时间内涂油总面积，公式为：

油泵装满1l量杯时间*带钢速度*涂油机喷梁长度=总喷油面积；

i、采用密度公式计算出1l油重量，1l油体积/油密度=总重量；

j、最后计算出重量/涂油总面积得出油膜重量，核对设定油膜重量和实际是否相符合，总重量/总喷油面积=油膜厚度。

本发明的在线测量带钢表面油膜厚度的方法中，测量带钢下表面油膜厚度的方法是：

k、将两块侧挡板分别与取油板的两侧垂直连接，再将磁铁的上面吸附在带钢下表面，把带有两块侧挡板的取油板吸附在磁铁的下面，两块侧挡板的外表面分别与两侧的带钢下表面辊相对；

l、重复上述在线测量带钢表面油膜厚度的方法中的a至e步骤，计算出带钢下表面油膜厚度。

本发明检测油膜厚度准确，耗时间短，费用低廉，在检测过程中不用在线取样，极大地提高了机组的效率。