本发明专利技术公开一种用于确定低碳钢冷轧薄板屈服强度和抗拉强度的在线测量装置，包括检测传感单元、及通过数据通讯接口与检测传感单元连接的计算和控制单元。检测传感单元包括电磁检测单元和测距仪，对带钢的电磁参数、电磁检测单元与带钢下表面之间的间距进行检测并将检测的电磁参数和间距数据发送至计算和控制单元，计算和控制单元包括计算模块，计算模块根据电磁参数数据和间距数据计算带钢的屈服强度Rp和抗拉强度Rm。本发明专利技术实现了对冷轧带钢抗拉强度和屈服强度等指标的实时在线检测，实现钢板生产质量的连续检测、分类和记录，对于提高生产效率、产品质量以及产品竟争力将起到非常积极的作用。非常积极的作用。非常积极的作用。
【技术实现步骤摘要】
用于确定带钢屈服强度和抗拉强度的在线测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及带钢力学性能无损检测领域，更具体地，涉及一种用于确定低碳钢冷轧薄板屈服强度和抗拉强度的在线测量装置及方法。
技术介绍
[0002]冷轧带钢生产中，低碳钢因为其易加工性，是钢厂的下游用户，如汽车，家电行业的重要原材料。下游用户对带钢的基材性能各项指标要求严格。其中，冷轧薄板的强度指标，(包括屈服强度和抗拉强度)的大小和稳定性是衡量产品质量好坏的重要标准，是产品设计和选材时的主要依据。向用户提供具有准确的、合格的强度指标的带钢是钢厂提高其市场竞争力的前提条件之一。
[0003]当前国内钢铁企业对冷轧薄带钢强度特性的检测主要有两种，一是离线拉伸法，二是剩磁测量法，下文阐述各自的特点。
[0004]离线拉伸法：这是目前广泛采用的方法。即在一卷带钢的某个部位，如头、尾切样，然后送到拉伸测试机上进行拉伸测试，获取试样的强度值，由此来推断一段带钢的强度值。这种方法的优点是简单，结果直接，且精度高。但这种方法存在如下弊端：其一，数据时滞大，常常数小时甚至一天之后方能获取测量值，对生产过程的帮助有限，在线控制更无从谈起。其二，数据不完整，仅能反应一卷带钢头、尾的物理特性数据值，存在用户端满意度低的问题。其三，剪切浪费。机组在生产时，由于某种原因停机或者低速生产，为了维持“头、尾合格，则中间也合格”的经验判断，此时通常要切除一段“疑似不合格”的带钢。切多少没有判断标准，只能尽量多切，显然造成了浪费。其四，需要全天候有人在机旁作业，劳动强度高，人工成本高。
[0005]剩磁测量法：这是最先由欧洲钢厂提出的方法，主要原理是采用脉冲磁场激励的方法。详见图1。带钢运行经过两组托辊之间，该区域带钢的上下布置有测量装置，该测量方法本质上采用的是对电磁材料进行磁化，之后在运行的下游布置剩磁信号获取线圈。特别需要指出的是，这种检测方法从电磁检测来看，是单一检测。即只有一个电磁型号，业内常称为IMPOC值。
[0006]目前，该种电磁检测方法也可以检测带钢的强度，包括屈服强度Rp，和抗拉强度Rm，由文献知其分别检测模型如下：
[0007]R
p
＝k0+k1·
IM+k2·
TH+k3·
SKD+k4·
TLD
ꢀꢀ
(1)
[0008]R
m
＝l0+l1·
IM+l2·
TH+l3·
SKD+l4·
TLD
ꢀꢀ
(2)
[0009]上文的式(1)和(2)中的符号名称，意义，数据来源如下：
[0010]符号名称定义数据来源Rp：屈服强度 Rm：抗拉强度 K0，k1，k2，k3，k4：屈服强度计算系数试验获取l0，l1，l2，l3，l4：抗拉强度计算系数试验获取
IM：剩磁参数仪表检测得到TH：带钢厚度外部数据输入SKD：生产线平整机延伸率外部数据输入TLD：生产线拉伸矫直机延伸率外部数据输入
[0011]从上表可知，剩磁法测量带钢的强度，其模型的输入变量有四项，但仅有一项是电测参数值，即剩磁值(IM)，其他三项为机组计算机传送给检测计算机的特征值。各自的系数K0，k1，k2，k3，k4以及l0，l1，l2，l3，l4在应用时，实际机组上通过试验获得。
[0012]这种检测方法的优点是，设备简单，检测模型易构建。缺点是，其检测原理仅仅采用了一项电磁特性值(即剩磁值IMPOC)，模型很多长度上依赖带钢和生产线的工艺参数，检测精度容易受这些参数影响。另外必须装在平整机和拉伸矫直机之后，对于有些未装备这些设备或者装备了不投入的场合下，模型的检测仅仅取决于带钢的厚度和剩磁值，测量的适用性相对较弱。
技术实现思路
[0013]本专利技术旨在开发一种用来在线测量低碳钢冷轧薄板屈服强度和抗拉强度的方法。该方法通过对运行的带钢施加综合的电磁检测，实时获取多个电磁信号，所开发的方法不依赖机组的工艺实时参数，如平整机有关的工艺参数，从而实现在线精确测量冷轧薄板屈服强度和抗拉强度的目的。
[0014]本专利技术的在线测量低碳钢冷轧薄板屈服强度和抗拉强度的装置和方法是通过以下技术方案实现的
[0015]根据本专利技术的一个方面，提供一种用于确定低碳钢冷轧薄板屈服强度和抗拉强度的在线测量装置，包括检测传感单元、及计算和控制单元，所述检测传感单元通过数据通讯接口与所述计算和控制单元连接，
[0016]所述检测传感单元包括电磁检测单元和测距仪，电磁检测单元对带钢的电磁参数进行检测并将检测的电磁参数数据传送至所述计算和控制单元；所述测距仪对电磁检测单元与带钢下表面之间的间距进行检测并将检测的间距数据发送至所述计算和控制单元，
[0017]所述计算和控制单元包括计算模块，所述计算模块根据所述电磁参数数据和所述间距数据计算所述带钢的屈服强度Rp和抗拉强度Rm。
[0018]所述在线测量装置中的所述电磁检测单元包括切线磁场谐波检测模块、巴克豪森噪声检测模块、增量导磁率检测模块、多频涡流检测模块、以及电磁超声检测检测。
[0019]所述切线磁场谐波模块检测的电磁参数包括EM1-EM11，其分别对应于3次谐波、5次谐波、7次谐波的幅值和相位、3、5、7、9次谐波幅值之和、变形系数、矫顽磁场、磁滞回线零点处的谐波幅值、电磁线圈稳态电压；
[0020]所述巴克豪森噪声模块检测的电磁参数包括EM12-EM18，其分别对应于最大幅值、一个励磁周期内幅值的均值、剩磁点幅值、矫顽磁场M＝M
MAX
时、M
MAX
的25％时巴氏曲线宽度、M
MAX
的50％时巴氏曲线宽度、M
MAX
的75％时巴氏曲线宽度；、
[0021]所述增量导磁率模块检测的电磁参数包括EM19-EM25，其分别对应于最大幅值、一个励磁周期内幅值的均值、剩磁点幅值、矫顽磁场M＝M
MAX
时、M
MAX
的25％时导磁率曲线宽度、M
MAX
的50％时导磁率曲线宽度、M
MAX
的75％时导磁率曲线宽度；
[0022]所述多频涡流模块检测的电磁参数包括EM26-EM41，其中EM26-EM29分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号实部、EM30-EM33分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号虚部、EM34-EM37分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号幅值、EM38-EM41分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号相位；
[0023]所述电磁超声检测模块检测的电磁参数包括EM42-EM44，其分别为蝶形图的峰值、蝶形图的谷值、两个峰值点的比值。
[0024]所述在线测量装置的所述计算模块按照下式计算所述带钢的屈服强度Rp：
[0025][0026]其中，X
i
和G
real
为变量，X
i
表示用于计算Rp的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于确定低碳钢冷轧薄板屈服强度和抗拉强度的在线测量装置，其特征在于，包括检测传感单元、及计算和控制单元，所述检测传感单元通过数据通讯接口与所述计算和控制单元连接，所述检测传感单元包括电磁检测单元和测距仪，所述电磁检测单元对带钢的电磁响应参数进行检测并将检测的电磁参数数据传送至所述计算和控制单元；所述测距仪对电磁检测单元与带钢下表面之间的间距进行检测并将检测的间距数据发送至所述计算和控制单元，所述计算和控制单元包括计算模块，所述计算模块根据所述电磁参数数据和所述间距数据计算所述带钢的屈服强度Rp和抗拉强度Rm。2.如权利要求1所述的在线测量装置，其特征在于所述电磁检测单元包括切线磁场谐波检测模块、巴克豪森噪声检测模块、增量导磁率检测模块、多频涡流检测模块、以及电磁超声检测检测。3.如权利要求1所述的在线测量装置，其特征在于所述切线磁场谐波模块检测的电磁参数包括EM1-EM11，其分别对应于3次谐波、5次谐波、7次谐波的幅值和相位、3、5、7、9次谐波幅值之和、变形系数、矫顽磁场、磁滞回线零点处的谐波幅值、电磁线圈稳态电压；所述巴克豪森噪声模块检测的电磁参数包括EM12-EM18，其分别对应于最大幅值、一个励磁周期内幅值的均值、剩磁点幅值、矫顽磁场M＝M
MAX
时、M
MAX
的25％时巴氏曲线宽度、M
MAX
的50％时巴氏曲线宽度、M
MAX
的75％时巴氏曲线宽度；、所述增量导磁率模块检测的电磁参数包括EM19-EM25，其分别对应于最大幅值、一个励磁周期内幅值的均值、剩磁点幅值、矫顽磁场M＝M
MAX
时、M
MAX
的25％时导磁率曲线宽度、M
MAX
的50％时导磁率曲线宽度、M
MAX
的75％时导磁率曲线宽度；所述多频涡流模块检测的电磁参数包括EM26-EM41，其中EM26-EM29分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号实部、EM30-EM33分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号虚部、EM34-EM37分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号幅值、EM38-EM41分别为1,2,3,4频率时线圈感抗信号相位；所述电磁超声检测模块检测的电磁参数包括EM42-EM44，其分别为蝶形图的峰值、蝶形图的谷值、两个峰值点的比值。4.如权利要求1所述的在线测量装置，其特征在于，所述计算模块按照下式计算所述带钢的屈服强度Rp：其中，X
i
和G
real
为变量，X
...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐成龙，陈云鹏，张钦钊，王学敏，夏彬彬，苏异才，马国敬，
申请(专利权)人：上海能辛智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。