一种基于温度控制的可移动式板材厚度检测系统的制作方法

1.本发明属于轧制测量技术领域，具体涉及一种基于温度控制的可移动式板材厚度厚度检测系统。


背景技术：

2.板带钢材是钢铁制造业的主要产品之一，在汽车、船舶、航空、机械等领域都有广泛的应用，同时由于板带厚度是板带钢材众多质量指标中最直接、最严格的指标之一,因此板带厚度检测技术受到国内外同行广泛重视。且随着现代工业技术的不断发展，轧制板带的厚度越来越薄，因此对板带的厚度研究十分重要。因为板带厚度的测量精度往往受到工作温度，环境，测量条件的限制，因此先进的板材厚度检测方法和精确的检测结果是提高板材质量的前提。
3.目前国内外的板材厚度测量装置主要分为接触式和非接触式。非接触式主要以间接检测板材为主，主要用于冷轧钢带的测量，测量精度低，信号处理技术要求高，难度大；接触式通常采用螺旋测微仪等设备对板材厚度进行测量，这种方法理论上检测精度较高，因此具有检测信号直接、测量精度高等特点，但是测量过程较为复杂。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中板材厚度测量装置测量精度低、测量过程较为复杂的问题，提出了一种基于温度控制的可移动式板材厚度厚度检测系统。
5.为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种基于温度控制的可移动式板材厚度检测系统，包括机架与设置于机架的传送装置，传送装置包括传送架，传送架设有数个传送辊，还包括设置于的机架的厚度检测装置；厚度检测装置包括检测辊、支撑辊以及第一高度调节机构；支撑辊位于传送架末端并与传送辊保持平齐，检测辊位于支撑辊的正上方，板材从传送架末端的传送辊运输至检测辊与支撑辊之间；第一高度调节机构与检测辊连接，用以驱动检测辊沿机架高度方向活动，以便调整支撑辊与检测辊之间的距离；第一高度调节机构包括第一电极板与第二电极板；检测辊与支撑辊之间的板材驱动检测辊沿机架高度方向活动，引起第一电极板与第二电极板之间的距离发生改变，以便通过因第一电极板与第二电极板的距离变化而测得的电容值计算板材厚度。
7.进一步地，包括数据处理控制中心，数据处理控制中心根据不同的板材而预先设定好支撑辊与检测辊之间的辊缝初始值h0。
8.进一步地，第二电极板连接有控制线，控制线将第一电极板与第二电极板因距离改变而测得的电容值εa反馈给数据处理控制中心。
9.进一步地，所述机架壳体内形成有第一安装空间，第一高度调节装置位于第一安装空间内；第一高度调节装置还包括第一驱动器，第一轴承、第一轴承套、套筒以及连接杆；第一驱动器位于第一安装空间的底部并且与套筒的底部外壁连接，套筒的顶部外壁与第一
安装空间的顶部之间设有弹簧；第一轴承、第一轴承套、连接杆、第一电极板以及第二电极板均位于套筒内；检测辊端部正对的机架位置沿机架高度方向设有第一开孔，检测辊的端部贯穿第一开孔后与第一轴承连接，第一轴承套套设于第一轴承外；连接杆的一端与第一轴承套连接，另一端朝向套筒顶部并与第一电极板连接；第二电极板位于套筒的顶部内壁；检测辊能在套筒内沿机架高度方向运动，第一驱动器驱动套筒沿机架高度方向运动。进一步地，第一轴承套与套筒均为一端开口的凹槽状，检测辊端面与第一轴承套的凹槽底面贴合，第一轴承套的凹槽底面与套筒的凹槽底面贴合，套筒的凹槽底面与立柱内壁贴合，第一电极板位于套筒凹槽底面与机架内壁之间。
10.进一步地，连接杆外还套设有支撑板，支撑板与第一电极板之间设有弹簧。
11.进一步地，厚度检测装置还包括第二高度调节机构，第二高度调节机构与支撑辊连接，用以驱动支撑辊沿机架高度方向运动；传送装置包括第三高度调节机构，第三高度调节机构与传送架连接，用以驱动传送架沿机架高度方向活动；通过第二高度调节装置与第三高度调节装置使支撑辊与传送辊保持平齐。
12.进一步地，所述机架壳体内形成有第二安装空间，第二高度调节装置位于第二安装空间内；第二高度调节装置包括第二驱动器，第二轴承、第二轴承套；第二驱动器位于第二安装空间的底部并且与第二轴承套的底部外壁连接；第二轴承套的顶部外壁与第二安装空间的顶部之间设有弹簧；机架与支撑辊端部正对的位置沿立柱高度方向设有第二开孔，支撑辊的端部贯穿第二开孔后与第二轴承连接，第二轴承套套设于第二轴承外。
13.进一步地，所述第三高度调节机构为第三驱动器；第三驱动器的底端与机架连接，顶端与传送架的底部连接。
14.进一步地，所述机架顶部还设有温度检测装置与第四驱动器；第四驱动器驱动温度检测装置与传送辊输送的板材接触。
15.进一步地，机架顶部设有安装杆，温度检测装置安装在安装杆，第四驱动器与安装杆连接，驱动安装杆与温度检测装置整体沿机架高度方向运动。
16.进一步地，所述机架顶部设有冷却装置；冷却装置包括数个第一喷头，每一第一喷头包括环形排列的数个第二喷头；第二喷头喷射方向正对传送架。
17.进一步地，冷却装置采用冷气冷却的方式。
18.进一步地，传送装置还包括设置于传送架起始端的导向机构，导向机构包括与传送架垂直设置的两导向板；导向板的一端与机架铰接，另一端设有转动辊；两导向板之间设有弹簧，弹簧位于转动辊之上；从传送架起始端的传送辊输入的板材同时位于两转动辊之间。
19.进一步地，所述机架底部设有支座；支座包括底座，底座与第五驱动器连接，第五驱动器与机架底部连接；第五驱动器驱动机架升降。
20.进一步地，所述机架底部还设有行走装置；行走装置包括两滚轮，两滚轮之间连接有第一连杆，第一连杆与第二连杆连接，第二连杆远离第一连杆的一端为机架底部铰接；第二连杆还与伸缩杆连接，伸缩杆远离第二连杆的一端与第六驱动器连接，第六驱动器固定设置于机架底部；第六驱动器驱动伸缩杆伸缩，伸缩杆的伸缩驱动第一连杆、第二连杆以及滚轮整体摆动，以便滚轮靠近地面或远离地面。
21.进一步地，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器以及第五驱动器均
为液压装置。
22.与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
23.(1)本发明通过电容值测量出板材厚度，输入能量小，灵敏度高、动态性能好，快速计算出板材厚度，测量过程简单，准确性高。
24.(2)本发明通过厚度检测装置的第二高度调节机构与传送装置的第三高度调节机构能够保持传送辊与支撑辊始终处于平齐状态，保证板材检测结果的准确性；
25.(3)本发明通过温度检测装置能够实时监测板材温度；
26.(4)本发明板材温度超过合适温度范围时，冷却装置可使板材温度降低到合适范围，避免温度过高导致测量结果的不准确性，保证板材检测结果的准确性；同时冷却装置通过冷气降温，避免了冷却液粘着在板材上从而降低测量的准确性，且冷却用的第二喷头采用环形，提高了冷却效率；
27.(5)本发明的导向机构能够防止板材发生偏离；
28.(6)本发明功能齐备，支架移动灵活，省去了大量的人力和物力；
29.(7)本发明结构简单，方便快捷，灵活性强，准确性高。
附图说明
30.图1为本实施例一种基于温度控制的可移动式板材厚度检测系统整体结构图；
31.图2为本实施例第一高度调节机构与第二高度调节机构结构示意图；
32.图3为本实施例导向机构结构示意图；
33.图4为本实施例支座结构示意图；
34.图5为本实施行走装置结构示意图。
35.图中，1机架、2传送架、3传送辊、4检测辊、5支撑辊、6第一电极板、7第二电极板、8第一驱动器，9第一轴承、10第一轴承套、11套筒、12连接杆、13第二驱动器，14第二轴承、15第二轴承套、16第三驱动器、17导向板、18转动辊、19温度检测装置、20第五驱动器、21第一喷头、22第二喷头、23底座、24滚轮，25第一连杆，26第二连杆、27伸缩杆、28第六驱动器。
具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述，但本发明的保护范围并不仅仅限于此。
37.如图1-5所示，本实施例一种基于温度控制的可移动式板材厚度检测系统，包括机架1与设置于机架1的传送装置，传送装置包括传送架2，传送架2设有数个传送辊3。本实施例还包括设置于的机架1的厚度检测装置。厚度检测装置包括检测辊4、支撑辊5以及第一高度调节机构。支撑辊5位于传送架2末端并与传送辊3保持平齐，检测辊4位于支撑辊5的正上方，板材从传送架2末端的传送辊3运输至检测辊4与支撑辊5之间。第一高度调节机构与检测辊4连接，用以驱动检测辊4沿机架1高度方向活动，以便调整支撑辊5与检测辊4之间的距离。第一高度调节机构包括第一电极板6与第二电极板7，第一电极板6与第二电极板7之间形成电场。检测辊4与支撑辊5之间的板材驱动检测辊4沿机架1高度方向活动，引起第一电极板6与第二电极板7之间的距离发生改变，以便通过因第一电极板6与第二电极板7的距离变化而测得的电容值计算板材厚度。检测辊4的直径小于支撑辊5的直径，并且检测辊4材料
采用硬度、强度较高、质量较轻的塑钢组成。
38.本实施例还包括数据处理控制中心，数据处理控制中心可根据不同的板材而预先设定好支撑辊5与检测辊4之间的辊缝初始值h0。第二电极板7连接有控制线，控制线将第一电极板6与第二电极板7因距离改变而测得的电容值c馈给数据处理控制中心，数据处理控制中心根据公式δh＝εa/c计算两极板间距离变化量δ
h
，δ
h
同时为板材厚度变化量，ε表示介电常数，a表示两电极板相对的面积。最后根据公式h＝h0+δ
h
，得出板材厚度h。因此，本实施例可通过电容值测量板材厚度，输入能量小，灵敏度高、动态性能好，快速计算出板材厚度，测量过程简单，准确性高。
39.机架1壳体内形成有第一安装空间，第一高度调节装置位于第一安装空间内。第一高度调节装置还包括第一驱动器8，第一轴承9、第一轴承套10、套筒11以及连接杆12。第一驱动器8位于第一安装空间的底部并且与套筒11的底部外壁连接，套筒11的顶部外壁与第一安装空间的顶部之间设有弹簧。第一轴承9、第一轴承套10、连接杆12、第一电极板6以及第二电极板7均位于套筒11内。检测辊4端部正对的机架1位置沿机架1高度方向设有第一开孔，检测辊4的端部贯穿第一开孔后与第一轴承9连接，第一轴承套10套设于第一轴承9外。连接杆12的一端与第一轴承套10连接，另一端朝向套筒11顶部并与第一电极板6连接。第二电极板7位于套筒11的顶部内壁。
40.检测辊4能在套筒11内沿机架1高度方向运动。第一驱动器8驱动套筒11沿机架1高度方向运动，并带动套筒11内的检测辊4、第一轴承9、第一轴承套10、连接杆12、第一电极板6、第二电极板7整体运动，从而控制检测辊4的上下移动以方便为不同的板材厚度设置检测辊4与支撑辊5之间的初始距离，以此来应对初始厚度不同的板材测量。检测辊4与支撑辊5之间有板材通过时，套筒11与第二电极板7不动，检测辊4带动第一电极板6在套筒11内向上运动，因而第一电极板6与第二电极板7之间的电容值发生改变。第二电极板7的控制线贯穿套筒11的顶部壁面后与数据处理控制中心的控制开关以及显示器连接。
41.第一轴承套10与套筒11均为一端开口的凹槽状，检测辊4端面与第一轴承套10的凹槽底面贴合，第一轴承套10的凹槽底面与套筒11的凹槽底面贴合，套筒11的凹槽底面与立柱内壁贴合，第一电极板6位于套筒11凹槽底面与机架1内壁之间。连接杆12外还套设有支撑板，支撑板与第一电极板6之间设有弹簧，该弹簧分布在第一电极板6的四角，用来平衡连杆，轴承等的质量从而使结果更加准确。
42.厚度检测装置还包括第二高度调节机构，第二高度调节机构与支撑辊5连接，用以驱动支撑辊5沿机架1高度方向运动。传送装置包括第三高度调节机构，第三高度调节机构与传送架2连接，用以驱动传送架2沿机架1高度方向活动。本实施例通过第二高度调节装置与第三高度调节装置使支撑辊5上表面与传送辊3上表面保持平齐，从而使板材厚度测量结果更加精确。
43.机架1壳体内形成有第二安装空间，第二高度调节装置位于第二安装空间内；第二高度调节装置包括第二驱动器13，第二轴承14、第二轴承套15；第二驱动器13位于第二安装空间的底部并且与第二轴承套15的底部外壁连接。第二轴承套15的顶部外壁与第二安装空间的顶部之间设有弹簧。机架1与支撑辊5端部正对的位置沿立柱高度方向设有第二开孔，支撑辊5的端部贯穿第二开孔后与第二轴承14连接，第二轴承套15套设于第二轴承14外。第三高度调节机构为第三驱动器16。第三驱动器16的底端与机架1连接，顶端与传送架2的底
部连接。第三驱动器16驱动机架1与传送辊3整体上下运动，使传送辊3的上表面与支撑辊5的上表面保持平齐。
44.传送装置还包括设置于传送架2起始端的导向机构，导向机构包括与传送架2垂直设置的两导向板17。导向板17的一端与机架1铰接，保证可以做往复运动。导向板17的另一端设有转动辊18，以保证导向作用。两导向板17之间设有弹簧，弹簧位于转动辊18之上。从传送架2起始端的传送辊3输入的板材同时位于两转动辊18之间。导向板17的一端长度大于另一端长度。初始状态下两转动辊18不互相接触有一定距离，弹簧也处于原始状态，当板材进入时，板材将两块导向板17撑开，此时由于弹簧的弹力给予导向板17向伸展的反方向运动的趋势，从而压紧板材起到导向作用，以保证检测结果准确性。导向杆的水平底面与传送辊3上表面的距离小于板材的最小厚度。
45.机架1顶部还设有温度检测装置19与第四驱动器，第四驱动器驱动温度检测装置19与传送辊3输送的板材接触。为便于设置温度检测装置19，机架1顶部设有安装杆，温度检测装置19安装在安装杆上。第四驱动器与安装杆连接，驱动安装杆与温度检测装置19整体上下运动。当温度检测装置19与板材接触时，测得板材温度。当板材温度超过预设值时候，将报警信号传输给数据处理控制中心，数据处理控制中心控制冷却装置释放冷气对板材进行降温，从而使板材温度达到预设值，从而保证后续板材厚度测量的结果准确性。
46.机架1顶部中间位置设有冷却装置。冷却装置包括一组并排排列的三个第一喷头21，每一第一喷头21包括环形排列的六个喷射方向正对传送架2的第二喷头22保证了板材冷却的充分以及效率，从而使板材温度保持在一个稳定的范围内以提高检测的准确性。同时冷却装置采用冷气冷却的方式，避免了冷却液粘着在板材上从而降低测量的准确性。
47.机架1底部设有支座。支座包括底座23，底座23与第五驱动器20连接，第五驱动器20与机架1底部连接。第五驱动器20驱动机架1升降。其中，底座23的形状为半圆形。底座23的材质为橡胶。本实施例共设有5个支座，支座均匀的分布在机架1底部的四个角，以起到更好的稳定作用。本实施例的第一驱动器8、第二驱动器13、第三驱动器16、第四驱动器以及第五驱动器20均为液压装置。
48.机架1底部还设有可进行折叠的行走装置。行走装置包括两滚轮24，两滚轮24之间连接有第一连杆25，第一连杆25与第二连杆26连接并且位于同一平面，第二连杆26远离第一连杆25的一端为机架1底部铰接。第二连杆26还与伸缩杆27连接，伸缩杆27远离第二连杆26的一端与第六驱动器28连接，第六驱动器28固定设置于机架底部。第六驱动器28驱动伸缩杆27伸缩，伸缩杆27的伸缩驱动第一连杆25、第二连杆26以及滚轮24整体摆动，以便滚轮24靠近地面或远离地面。当第二连杆26与机架1底面垂直时，滚轮24停止摆动，此时滚轮24底面与底座23底面持平或小于。本实施例共有四个行走装置。机架1通过支座维持静止状态，使得支架移动灵活，省去了大量的人力和财力。通过第六驱动器28以及第五驱动器20使机架1在静止状态与运动状态之间进行切换。本实施例机架1边缘设置为倒圆角状。为了防止操作人员被碰伤也为了加强其美观及安全性，因此对机架1裸露在外面，可以碰触到人的地方做了倒圆角。
49.综上，本实施例通过在机架1上设置传送装置、厚度检测装置、温度检测装置19、冷却装置对板材的厚度进行测量，保证板材测量结果的快速性与准确性。其中，通过厚度检测装置的第一高度调节装置，可根据不同的板材设定好支撑辊5与检测辊4之间的辊缝初始
值；通过厚度检测装置的第二高度调节机构与传送装置的第三高度调节机构，保证传送辊3上表面与支撑辊5的上表面时刻保持平齐状态；通过温度检测装置19，可实时检测板材温度；通过冷却装置，可使板材温度保持在一个稳定的范围内以提高检测的准确性。第一电极板6、冷却装置、温度检测装置19均与数据处理控制中心电性连接，并由数据处理控制中心计算得出板材厚度、板材的温度以及控制冷气阀门的关闭。此外，本实施例还通过在传送装置中设置导向机构，可防止板材发生偏离；通过在机架1底部设置行走装置，可灵活使用机架1。因此，本发明结构简单，方便快捷，灵活性强，准确性高。
50.本实施例的具体使用过程为：由数据处理控制中心预先设定好检测辊4与支撑辊5之间辊缝的初始值以及板材测试时所需最合适的温度范围。由于热胀冷缩，当板材温度过高时会导致结果的不准确性，因此预设一个最合适的温度范围，当板材温度超出该范围时，温度检测装置19将信息传输给数据控制中心，从而控制冷却装置的冷气阀门打开使其降低到合适的温度，从而保证后续检测结果的准确性。电容初始显示值为0，当轧制所得的板材通过检测辊4与支撑辊5中间时，由于板材表面对检测辊4施加力，检测辊4在套筒11内沿机架1高度方向运动，因此通过连杆将会改变第二极板与第一极板的间距,并将所测得的电容值c反馈给数据处理控制中心,计算机根据公式δh＝εa/c计算得出两极板间距离变化量，即板材厚度h＝h0+δ
h
，ε表示介电常数，a表示两电极板相对的面积a。计算得出两极板间距离变化量即板材厚度变化量,并由此得出板材厚度h。
51.以上对本发明的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。