[其他]熱軋鋼材在線被動檢測方法和裝置

無效

• 申請號: 87101025
• 申請日: 1987-04-25
• 公開（公告）號: CN87101025A
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發明（設計）人: 陳桂林;馮琛;顧玲玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01D3/04
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務所
• 代理人: 郭英,高毓秋

本發明是一種對熱軋鋼材被動式在線檢測方法與裝置，它特別適用于熱軋鋼材尺寸、形狀、和位置的檢測。

目前對于熱軋鋼材在線檢測中，普遍采用一種主動式的方法，它用一束平行光照射熱軋鋼材，用電荷耦合器（CCD）攝像機作為光學傳感器，探測出被測物遮擋而產生的陰影部份，通過信息處理得到其尺寸、形狀和位置，它的主要缺點是要有一個準直度高的平行光源，因而體積大，造價高，光源的不穩定使系統可靠性也相應下降，在生產中應用仍有不少問題。

本發明的目的是提供利用熱軋鋼材自身輻射的被動式測量方法，並提供一個使儀器在鋼鐵生產的惡劣環境中能可靠工作的裝置-凈化室。

下面結合附圖對本發明作進一步的描述。

圖1是本發明的工作原理圖。

圖2是本發明的在線檢測工作波形與尺寸檢測原理示意圖。

圖3是本發明中當被測物沿X方向移動，引起該方向探測誤差的原理圖。

圖4是本發明的位置測量原理圖。

圖5是本發明的在線測徑系統示意圖。

熱軋鋼材（被測物）〔1〕的輻射通過光學系統成象在電荷耦合器攝像機〔2〕上，通過信息處理計算出被測物的尺寸，位置以及由物體運動掃描獲得其形狀，其探測方程如下：

D＝（P_B-P_A）U_L+△d_n

式中、P_A（5）、P_B〔6〕為被測物兩邊位置到CCD攝像機〔2〕起點的脈沖數;

U_L為單位脈沖當量。

△d_n為被動式檢測系統修正量。

本發明用兩個互為垂直的CCD攝像機〔2〕探測被測物的位置，并用計算機校正由于位置變化引起物象比例變化而產生的誤差，實現被物位置變化的測量與校正。

圖3為被測物沿X方向移動，引起X軸方向探測誤差△D的原理圖，可得：

ΔD＝D (L_x-L_o)/(L_x)

式中：D為被測量真值;

L_O〔7〕為原設計物距;

Lx〔8〕為實測物距;

圖4為位置測量原理，其位置坐標：

L_X＝（ 1/2 ）（P_AY+P_BY）U_L

L_Y＝（ 1/2 ）（P_AX+P_BX）U_L

式中：P_A〔5〕、P_B〔6〕分別當被測物前、后沿到CCD攝像機〔2〕的起點脈沖數;U_L為單位脈沖代表的當量;L_X、L_Y分別為被測物的坐標。由于CCD攝像機〔2〕測量其位置精度高，因此校正也達到很高的精度，完全滿足在線檢測精度的要求。

對于被動式測量，由于利用本身熱輻射，因此其溫度變化對測量精度影響很大，本發明采用如下措施，使得被測物溫度在很大范圍內（600℃～1200℃）變化而測量精度仍滿足要求。措施之一是采用峰值保持，門限歸-化處理;措施之二是利用原有的CCD攝像機〔2〕實時地測出被測物的溫度，然后用計算機進行實時校正，從而使被測物溫度在大范圍內變化對測量精度影響小于0.01毫米。

本發明提供了一個使儀器在惡劣環境條件下可靠工作的裝置-凈化室〔9〕。這個凈化室〔9〕通通光孔〔10〕外均密封，且室內壓力大于室外，達到防塵防汽的目的。安裝在凈化室中的CCD攝像機〔2〕采用水冷卻，使外部熱量難以傳入CCD攝像機〔2〕，同時把其內部產生的熱量帶走，達到儀器所允許的溫度條件，保證測量結果的穩定性。CCD攝像機〔2〕前用石英窗口〔11〕密封，且有自潔裝置，保持光路的清潔。CCD攝像機〔2〕安裝在凈化室〔9〕內的一塊環氧板〔12〕上，儀器與凈化室〔9〕的外殼絕緣，達到雙重屏蔽，不僅抗干擾強，而且儀器可靠性也提高。