一种接触式可测温板形检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种接触式可测温板形检测装置，包括可测温板形检测辊、热成像仪和板形测控系统；所述可测温板形检测辊能同时提供在线板形信号和瞬态温度信号；所述热成像仪用于检测和提供冷轧带钢的温度场图像；所述板形测控系统用于接收板形信号和温度信号，并进行信号处理和同步计算，对在线带钢的实时板形信号同步实施瞬时温度的板形误差补偿，以提高带钢的板形检测精度。本发明专利技术能在线实时检测带钢板形状态和同步测量其瞬态温度变化，实施有效的高精度板形误差温度补偿，降低温度变化引起的板形误差，从而提高冷轧带钢的板形检测精度。

Contact type temperature measuring plate shape detecting device

The invention discloses a contact type temperature plate shape detecting device, including measuring the strip shape measuring roll, thermal imaging and flatness control system; the temperature of the strip shape measuring roll can also provide online shape signal and transient temperature signal; the thermal imager is used to detect and extract the image of temperature field for cold rolled strip; shape measurement and control system of the plate for receiving the shape signal and temperature signal, and signal processing and synchronization calculation, flatness error compensation signal in real-time on line strip synchronous implementation of the instantaneous temperature, in order to improve the detection accuracy of shape of strip. The invention can online real-time detection of strip and simultaneous measurement of the transient response, the implementation of high precision of flatness error of effective temperature compensation, flatness error reduction caused by the change of temperature, thus improving the detection precision of flatness of cold rolled strip.

【技术实现步骤摘要】
一种接触式可测温板形检测装置
本专利技术涉及轧钢机械设备的自动化测量领域，尤其一种接触式可测温板形检测装置，该检测装置适用于高等级带钢、铝带、铜带等冷轧带材产品在线板形和瞬态温度的同步检测。
技术介绍
板形是冷轧带钢的关键技术指标，而温度是影响板形检测精度的重要因素。在轧制过程中，带钢发生塑性变形和摩擦产生热量，其温度随带钢材质、压下量、轧制速度以及加工硬化等参数的变化而变化，导致带钢产生不同程度的板形误差，这种温度变化引起的板形误差规律不一，难以检测和控制，但又不可忽略。另外，带钢传热给板形检测辊时，不可避免会引起板形检测辊不同程度的热膨胀，导致其内部检测元件的预应力发生改变，也会产生一定的板形检测误差。为了对板形的温度误差进行检测和补偿，生产中通常采用红外测温仪或热成像仪进行温度的非接触式检测。但是这种非接触式检测对于表面光亮的带钢，测量误差很大，当带钢温度较高时甚至无法反映实际的温度变化，且现场经常会有乳化液和烟雾，进一步加大带钢的温度检测难度。而接触式测温仪尽管检测精度高，能够反映带钢的实际温度变化，但是无法对高速运动的带钢实施有效的温度检测，可能会划伤带钢，而且也不易安装调试，通常只能进行停机定点检测或离线静态测温，不能实时获取任意时刻任意位置的带钢温度，不可避免地导致实测温度与在线温度不一致。因此，如果没有合适的带钢温度和板形同步检测装置，很难准确获得在线带钢的瞬态温度分布，同时也会导致在线板形和瞬态温度的不同步检测，这势必会影响带钢的温度补偿精度和板形检测效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种接触式可测温板形检测装置，该检测装置通过能在线检测带钢板形，同时又能实时测量瞬态温度变化的接触式可测温板形检测辊，实时检测带钢传递给检测辊的瞬态温度变化，便于针对检测辊的热膨胀问题及带钢的温度波动问题，实施有效的在线检测和工艺补偿，降低温度变化引起的板形误差，从而提高冷轧带钢的板形检测精度。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种接触式可测温板形检测装置，包括可测温板形检测辊1、热成像仪2和板形测控系统3；所述可测温板形检测辊1能同时提供在线板形信号和瞬态温度信号；所述热成像仪2用于检测和提供冷轧带钢的温度场图像；所述板形测控系统3用于接收板形信号和温度信号，并进行信号处理和同步计算，对在线带钢的实时板形信号同步实施瞬时温度误差补偿，以提高带钢的板形检测精度；所述可测温板形检测辊1是由主辊体5、轴头6和敏感组件7组成，在主辊体5端面上设有两个径向对称的深孔，两个深孔内以过盈配合的方式依次内置有一定数量的敏感组件7，两个深孔内的敏感组件7轴向对称布置；所述敏感组件7是由弹性骨架9、压力传感器8和温度传感器10组成，压力传感器8和温度传感器10的线缆分别穿过弹性骨架9的内孔，经检测辊1一端轴头6的中心孔内引出，同步传输板形信号和温度信号至板形测控系统3，板形测控系统3根据获得的板形信号和温度信号实施板形的温度误差补偿和控制计算，最后传输给轧机机电液系统4实施冷轧带钢板形的精细反馈控制。所述弹性骨架9为精细加工一体成型的呈圆筒状体，外表面由四个弧面组成，其径向截面为径向左右对称结构，设在径向内外的两圆弧面分别与主辊体5端面上的深孔表面以过盈配合方式接触；骨架内设一异形孔和一大半圆柱孔，大半圆柱孔的轴心与所述弹性骨架径向截面的中心重合，其与外侧弧面对应的部分设向中心延伸的凸台，凸台上有一凹槽；其与内侧弧面对应的部分在两孔之间形成的架筋在超过骨架中心处汇合形成一平台，平台上对应凸台凹槽处也有一凹槽；压力传感器8嵌装在凸台凹槽和平台凹槽之间；嵌装压力传感器8的弹性骨架9体内侧两凹槽的上下表面的光洁度≤Ra0.4，平行度≤0.01；在凸台顶部的凹槽内嵌装有温度传感器10。所述主辊体5端面上的深孔是从主棍体5一端到另一端的通孔。由于采用上述技术方案，本专利技术提供的一种接触式可测温板形检测装置，与现有技术相比具有这样的有益效果：本专利技术能在线实时检测带钢的板形状态，又能够同步测量瞬态温度变化，传递给可测温板形检测辊的瞬态温度变化，便于针对板形检测辊的瞬态热膨胀问题及不同材质、规格或工艺条件下冷轧带钢的温度波动问题，实施有效的在线检测和高精度的板形误差温度补偿，降低温度变化引起的板形误差，从而提高冷轧带钢的板形检测精度。本专利技术中的敏感组件中采用的弹性骨架为一体加工的特殊结构，其内部设计为异形孔和大半圆柱孔，利用大半圆柱孔不仅可以在不降低其弹性的基础上增加其刚性，避免弹性骨架体频繁高温高应力条件下的弹性蠕变行为，而且可以加大弹性骨架体的内部空间，降低换热系数，弱化导热效果和热应力波动，适用于恶劣工况下长期负载工作。其次，在弹性骨架体内的凸台顶部凹槽内嵌装温度传感器，能够同步检测当前弹性骨架体热应力条件下的瞬态温度波动，利用其实时检测到的瞬态温度，可以准确计算当前的热应力分布，进而对弹性骨架体的即时压力参数进行高精度的温度误差补偿或热应力补偿，从而获得更接近实际状态的在线带钢板形参数。冷轧过程中，带钢温度频繁波动引起显著的在线板形误差，这是当前板形测控重点解决的疑难问题之一，本专利技术能够有效解决这一问题。附图说明图1冷轧带钢在线板形和瞬时温度检测流程图；图2可测温的板形检测辊体结构图；图3敏感元件型式A布置图；图4敏感元件型式B布置图；图5温度传感器截面示意图。图中各部件编号：1-可测温板形检测辊，2-热成像仪，3-板形测控系统，4-轧机机电液系统，5-主辊体，6-轴头，7-敏感组件，8-压力传感器，9-弹性骨架，10-温度传感器。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术的一种接触式可测温板形检测装置，图1为本专利技术一个实施例——冷轧带钢在线板形和瞬时温度检测流程图。所述的检测装置包括可测温板形检测辊1、热成像仪2和板形测控系统3；所述可测温板形检测辊1能同时提供在线板形信号和瞬态温度信号；所述热成像仪2用于检测和提供冷轧带钢的温度场图像；所述板形测控系统3用于接收板形信号和温度信号，并进行信号处理和同步计算，对在线带钢的实时板形信号同步实施瞬时温度误差补偿，以提高带钢的板形检测精度；如图2所示的可测温的板形检测辊体结构图，所述可测温板形检测辊1是由主辊体5、轴头6和敏感组件7组成，在主辊体5端面上钻两个径向对称的深孔，深孔是从主棍体5一端通到另一端的通孔，并将一定数量的敏感组件7以过盈配合的方式依次内置于主辊体5的两个深孔内，同时要求上下深孔内的敏感组件7严格对称布置，并将两端彻底封堵，防水汽进入。安装完毕后将轴头6固定于主辊体5两端，形成密封的可测温板形检测辊1。装配后的检测辊辊面长度1100mm，19路检测通道，单通道宽度52mm，有效检测长度988mm，内孔直径Φ32mm。所述敏感组件7是由弹性骨架9、压力传感器8和温度传感器10组成，压力传感器8和温度传感器10的线缆分别穿过弹性骨架9的内孔，经检测辊1一端轴头6的中心孔内引出，同步传输板形信号和温度信号至板形测控系统3，板形测控系统3根据获得的板形信号和温度信号实施板形的温度误差补偿和控制计算，最后利用轧机机电液系统4实施冷轧带钢板形的精细反馈控制。如图3所示，所述弹性骨架9为精细加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触式可测温板形检测装置，其特征在于：该装置包括可测温板形检测辊(1)、热成像仪(2)和板形测控系统(3)；所述可测温板形检测辊(1)能同时提供在线板形信号和瞬态温度信号；所述热成像仪(2)用于检测和提供冷轧带钢的温度场图像；所述板形测控系统(3)用于接收板形信号和温度信号，并进行信号处理和同步计算，对在线带钢的实时板形信号同步实施瞬时温度误差补偿，以提高带钢的板形检测精度；所述可测温板形检测辊(1)是由主辊体(5)、轴头(6)和敏感组件(7)组成，在主辊体(5)端面上设有两个径向对称的深孔，两个深孔内以过盈配合的方式依次内置有一定数量的敏感组件(7)，两个深孔内的敏感组件(7)轴向对称布置；所述敏感组件(7)是由弹性骨架(9)、压力传感器(8)和温度传感器(10)组成，压力传感器(8)和温度传感器(10)的线缆分别穿过弹性骨架(9)的内孔，经检测辊(1)一端轴头(6)的中心孔内引出，同步传输板形信号和温度信号至板形测控系统(3)，板形测控系统(3)根据获得的板形信号和温度信号实施板形的温度误差补偿和控制计算，最后传输给轧机机电液系统(4)实施冷轧带钢板形的精细反馈控制。

【技术特征摘要】
1.一种接触式可测温板形检测装置，其特征在于：该装置包括可测温板形检测辊(1)、热成像仪(2)和板形测控系统(3)；所述可测温板形检测辊(1)能同时提供在线板形信号和瞬态温度信号；所述热成像仪(2)用于检测和提供冷轧带钢的温度场图像；所述板形测控系统(3)用于接收板形信号和温度信号，并进行信号处理和同步计算，对在线带钢的实时板形信号同步实施瞬时温度误差补偿，以提高带钢的板形检测精度；所述可测温板形检测辊(1)是由主辊体(5)、轴头(6)和敏感组件(7)组成，在主辊体(5)端面上设有两个径向对称的深孔，两个深孔内以过盈配合的方式依次内置有一定数量的敏感组件(7)，两个深孔内的敏感组件(7)轴向对称布置；所述敏感组件(7)是由弹性骨架(9)、压力传感器(8)和温度传感器(10)组成，压力传感器(8)和温度传感器(10)的线缆分别穿过弹性骨架(9)的内孔，经检测辊(1)一端轴头(6)的中心孔内引出，同步传输板形信号和温度信号至板形测控系统(3)，板形测控系统(3)根据获得的板形信号和温度信号实施板形的温度误差补偿和控制计算，最后传输给轧机机电液系统(4)实施冷轧带钢板形的精细反馈控制。2.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利坡，于华鑫，王东城，张永顺，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13