热轧钢材在线被动检测方法和装置制造方法及图纸

技术编号:2529951 阅读:147 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种热轧钢材在线被动式检测方法和装置,它由CCD摄象机、预处理电路,中央处理器和微处理系统,现场显示器组成。采用了被动式测量、实时位置和温度测量与校正,并具有一个使仪器能在钢铁生产的高温、水汽、灰尘和强的电磁干扰的环境条件下可靠工作的净化室,适合于热轧钢尺寸,形状和位置的在线测量。它省去了主动式检测系统的平行光源,故体积小,造价低,且具有测温功能,结构简单、可靠性高。(*该技术在2007年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种对热轧钢材被动式在线检测方法与装置,它特别适用于热轧钢材尺寸、形状、和位置的检测。目前对于热轧钢材在线检测中,普遍采用一种主动式的方法,它用一束平行光照射热轧钢材,用电荷耦合器(CCD)摄像机作为光学传感器,探测出被测物遮挡而产生的阴影部份,通过信息处理得到其尺寸、形状和位置,它的主要缺点是要有一个准直度高的平行光源,因而体积大,造价高,光源的不稳定使系统可靠性也相应下降,在生产中应用仍有不少问题。本专利技术的目的是提供利用热轧钢材自身辐射的被动式测量方法,並提供一个使仪器在钢铁生产的恶劣环境中能可靠工作的装置-净化室。下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。图1是本专利技术的工作原理图。图2是本专利技术的在线检测工作波形与尺寸检测原理示意图。图3是本专利技术中当被测物沿X方向移动,引起该方向探测误差的原理图。图4是本专利技术的位置测量原理图。图5是本专利技术的在线测径系统示意图。热轧钢材(被测物)〔1〕的辐射通过光学系统成象在电荷耦合器摄像机〔2〕上,通过信息处理计算出被测物的尺寸,位置以及由物体运动扫描获得其形状,其探测方程如下D=(PB-PA)UL+△dn式中、PA(5)、PB〔6〕为被测物两边位置到CCD摄像机〔2〕起点的脉冲数;UL为单位脉冲当量。△dn为被动式检测系统修正量。本专利技术用两个互为垂直的CCD摄像机〔2〕探测被测物的位置,并用计算机校正由于位置变化引起物象比例变化而产生的误差,实现被物位置变化的测量与校正。图3为被测物沿X方向移动,引起X轴方向探测误差△D的原理图,可得ΔD=D (Lx-Lo)/(Lx)式中D为被测量真值;LO〔7〕为原设计物距;Lx〔8〕为实测物距;图4为位置测量原理,其位置坐标LX=( 1/2 )(PAY+PBY)ULLY=( 1/2 )(PAX+PBX)UL式中PA〔5〕、PB〔6〕分别当被测物前、后沿到CCD摄像机〔2〕的起点脉冲数;UL为单位脉冲代表的当量;LX、LY分别为被测物的坐标。由于CCD摄像机〔2〕测量其位置精度高,因此校正也达到很高的精度,完全满足在线检测精度的要求。对于被动式测量,由于利用本身热辐射,因此其温度变化对测量精度影响很大,本专利技术采用如下措施,使得被测物温度在很大范围内(600℃~1200℃)变化而测量精度仍满足要求。措施之一是采用峰值保持,门限归-化处理;措施之二是利用原有的CCD摄像机〔2〕实时地测出被测物的温度,然后用计算机进行实时校正,从而使被测物温度在大范围内变化对测量精度影响小于0.01毫米。本专利技术提供了一个使仪器在恶劣环境条件下可靠工作的装置-净化室〔9〕。这个净化室〔9〕通通光孔〔10〕外均密封,且室内压力大于室外,达到防尘防汽的目的。安装在净化室中的CCD摄像机〔2〕采用水冷却,使外部热量难以传入CCD摄像机〔2〕,同时把其内部产生的热量带走,达到仪器所允许的温度条件,保证测量结果的稳定性。CCD摄像机〔2〕前用石英窗口〔11〕密封,且有自洁装置,保持光路的清洁。CCD摄像机〔2〕安装在净化室〔9〕内的一块环氧板〔12〕上,仪器与净化室〔9〕的外壳绝缘,达到双重屏蔽,不仅抗干扰强,而且仪器可靠性也提高。图5为本专利技术设计的热轧圆钢在线测径系统的示意图。它是本专利技术推荐的实施例。在净化室〔9〕内,在二个相互垂直的方位安装二个有水冷装置的CCD摄像机〔2〕,CCD摄像机〔2〕前装有自洁功能的石英窗口〔11〕,热轧钢材〔1〕的自身辐射进入二个CCD摄像机〔2〕,二路讯号经予处理电路〔3〕处理,到中央处理器〔4〕和微处理系统〔13〕进一步处理后在现场显示器〔14〕显示。此系统完全达到了本专利技术的目的。本专利技术与主动式在线检测系统相比,减去了平行光源,体积小50%,不必增加设备,具有测温功能,造价也只有主动式的70%。由于没有平行光源,结构简单,体积小,可靠性也高。这对热轧钢材的在线检测有着广泛的应用前途。本文档来自技高网...

【技术保护点】
由电荷耦合器摄像机〔2〕、预处理电路〔3〕、中央处理器〔4〕、微处理系统〔13〕、现场显器〔14〕组成的热轧钢在线检测的方法,其特征是利用热轧钢材〔1〕的自身辐射来测量其尺寸、形状和位置的被动式测量方法。

【技术特征摘要】
1.由电荷耦合器摄像机[2]、预处理电路[3]、中央处理器[4]、微处理系统[13]、现场显器[14]组成的热轧钢在线检测的方法,其特征是利用热轧钢材[1]的自身辐射来测量其尺寸、形状和位置的被动式测量方法。2.由电荷耦合器摄像机〔2〕、预处理电路〔3〕、中央处理器〔4〕微处理系统〔13〕、现场显示器〔14〕组成的热轧钢在线检测的装置,其特征是具有用以减少和克服现场灰尘、水汽、高温和电磁干扰影响的净化室〔9〕。3.根据权利要求1所述的热轧钢在线检测的方法,其特征在于a、所述的热轧钢材〔1〕通过自身辐射,经过净化室通光孔〔10〕,成像在电荷耦合器摄像机〔2〕上;b、用二个互为垂直的电荷...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈桂林冯琛顾玲玲
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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