CN103240283A - 带钢宽度自动检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及板带质量检测领域，尤其涉及一种带钢宽度检测方法。一种带钢宽度自动检测方法，包括以下步骤：配置检测设备，在带钢两侧分别布置两组x射线厚度检测单元，对每组x射线厚度检测单元中的若干个x射线探测器进行编号，分别从操作侧和传动侧边部向机组中心线方向移动该侧的x射线检测单元进行寻边操作，直到同时满足三个条件。寻边操作结束后，通过位移传感器得到分别设置在操作侧和传动侧的两组x射线检测单元各自的移动距离值，然后通过计算得到被测带钢的宽度值。本发明不但能提高对带钢宽度测量的精度，测宽误差在±1.0mm以内，还能实时准确地检测带钢中心线相对于机组中心线的跑偏量，并能应用于连轧机组的带钢横断面形状检测。

Description

带钢宽度自动检测方法
技术领域
本发明涉及板带质量检测领域，尤其涉及一种带钢宽度检测方法。 
背景技术
冷轧机入口来料带钢的横向厚度分布对带钢轧制后的板形有很大的影响。在冷连轧轧机入口配置带钢横断面检测仪，用来检测热轧来料横断面厚度分布信息并根据该信息对冷轧机进行轧辊辊缝设定，对于提高冷轧带钢板形质量具有重要意义。 
狭义的带钢板形通常指平直度，广义的板形包括纵向平坦度Flatness、直线度Straightness以及带钢横断面形状Profile。通常所说的平直度是将平坦度和直线度合在一起的统称。 
目前多通道的带钢断面检测仪通常安装在热轧机出口、或冷轧机入口，实时获得带钢长度方向不同宽度位置的实际厚度数据，通过对这些数据进行必要的处理后得到带钢横断面的特征参数。从查找到得文献资料看，带钢断面检测仪测量通道布置方式有以下两种：（1）固定式，即在C型架底部的相对位置安装若干个射线探测器，如申请号为200610097944.0的中国专利申请公开的技术方案在C形架底部的相对位置安装有九个x射线探测器，并沿宽度方向对称均匀分布，每个x射线源对应三个探测器，C形架的横向移动进入或退出轧制线；中心线探测器件对准被测带材宽度方向的中心位置。（2）移动式，如申请号为201010236870.0的中国专利申请公开的技术方案是将射线探测器件间隔分布的检测仪分成三组，按序排放在带钢宽度方向上，分别检测带钢宽度相互衔接的三段区间，布置共三组，其中传动侧、操作侧两边各一组可宽向移动的边部探测器件，中部一组固定探测器件。如图1所示，探测器件为x射线带钢横断面检测仪，厚度检测原理为，x射线探测器接接收到的x射线辐射值（与探测器检测到的电流 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE002
成正比）与带钢厚度
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE004
呈以下关系： 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE006
式中，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE008
为电流满度值，即x射线发生器与对应的x射线探测器之间无任何遮挡物时探测器检测到的电流值；
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE010
为x射线强度对带钢厚度衰减系数，与带钢的材质等有关
检测宽度时利用x射线带钢横断面检测仪来实现对带钢的寻边，实现对带钢宽度的检测；目前常用的寻边方法是，如图2所示：通常以一侧边部向机组中心线方向数第二个x射线探测器为寻边探测器，当从某一侧边部向机组中心线方向数的第一x射线探测器4检测到的电流接近于满度值，并且从该侧边部向机组中心线方向数第二个x射线探测器即寻边探测器的电流值接近于第一个探测器电流值的50%时，即认为寻边探测器的中心与带钢边缘基本对齐，探测器单元的寻边过程结束。采用这种常规的寻边方式根据图1中的线性曲线图可知，当寻边结束时，寻边探测器5的中心线并没有与带钢边缘2准确对齐，而是相对于带钢边缘2向机组中心线3方向偏离某一距离m，而且该偏离距离m的大小是不确定的，与被测带钢1的边缘厚度有关：即被测带钢1的边缘越薄，该偏离距离越大；反之，被测带钢1的边缘越厚，该偏离距离越小。这样必然造成较大的寻边位置误差。目前这类常规寻边方式常用于一些一般精度要求的横断面检测仪的射线探测器宽向位置检测与定位，但是不适用于需要精确测宽的场合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带钢宽度自动检测方法，能提高对带钢宽度测量的精度测宽误差在±1.0mm以内。 
本发明是这样实现的：一种带钢宽度自动检测方法，包括以下步骤： 
步骤一、首先配置检测设备，在带钢两侧分别布置两组x射线厚度检测单元，两组x射线厚度检测单元分别沿被测带钢宽度方向设置在操作侧和传动侧带钢的边部，每组x射线厚度检测单元内包括x射线发生器和对应的若干个x射线探测器，若干个x射线探测器沿被测带钢宽度方向排列，每组x射线厚度检测单元沿被测带钢宽度方向移动并配有位移传感器； 
步骤二、对每组x射线厚度检测单元中的若干个x射线探测器进行编号，从一侧边部向机组中心线方向数的第一个x射线探测器为第一x射线探测器，第二个x射线探测器为第二x射线探测器，第三个x射线探测器为第三x射线探测器；以第二x射线探测器为寻边探测器，开始寻边之前操作侧和传动侧的寻边探测器移动到机组中心线两侧的对称位置，并使寻边探测器的中心线与机组中心线的距离为a，寻边探测器位于带钢边缘以外；
步骤三、分别从操作侧和传动侧边部向机组中心线方向移动该侧的x射线厚度检测单元进行寻边操作，直到同时满足以下三个条件：
1)      第一x射线探测器检测到的电流值为满度值
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE012
，满度值为x射线探测器与相应的x射线发生器之间无任何物体遮挡时该x射线探测器检测到的电流值；
2)      第三x射线探测器检测到的电流值在正常值
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE014
范围内，即根据第三x射线探测器检测到的电流值
Figure DEST_PATH_362358DEST_PATH_IMAGE014
计算得到的被测带钢厚度值
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE016
在被测带钢的设定厚度值h set 的偏差范围内，也即
Figure DEST_PATH_79778DEST_PATH_IMAGE016
满足
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE018
，其中为经验参数；
3)      寻边探测器检测到的电流
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE022
在
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE024
范围内，其中
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE026
为经验参数；
步骤四、寻边操作结束后通过位移传感器得到分别设置在操作侧和传动侧的两组x射线厚度检测单元各自的移动距离值，然后通过计算得到被测带钢的宽度值，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE030
，其中
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE032
为操作侧x射线厚度检测单元的移动距离值，为传动侧x射线厚度检测单元的移动距离值。
步骤四后还包括对被测带钢跑偏值
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE036
的测量，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE038
，
Figure DEST_PATH_160473DEST_PATH_IMAGE036
为正值时表明被测带钢向传动侧跑偏，
Figure DEST_PATH_974845DEST_PATH_IMAGE036
为负值时表明被测带钢向操作侧跑偏。 
所述
Figure DEST_PATH_734991DEST_PATH_IMAGE020
取值为5%~20%。 
所述
Figure DEST_PATH_690440DEST_PATH_IMAGE026
取值为1%~5%。 
本发明带钢宽度自动检测方法不但能提高对带钢宽度测量的精度，测宽误差在±1.0mm以内，还能实时准确地检测带钢中心线相对于机组中心线的跑偏量，并能应用于连轧机组的带钢横断面形状检测，具有广泛的推广应用前景。 
附图说明
图1为x射线探测器接接收到的x射线辐射值与带钢厚度 
Figure DEST_PATH_994030DEST_PATH_IMAGE002
的特性曲线图； 
图2为现有的寻边方式检测示意图；
图3为本发明带钢宽度自动检测方法所用的宽度检测设备结构俯视示意图；
图4为本发明带钢宽度自动检测方法所用的宽度检测设备结构主视示意图。
图中：1被测带钢、2带钢边缘、3机组中心线、4第一x射线探测器、5第二x射线探测器、6第三x射线探测器、7位移传感器、8 x射线发生器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 
实施例1 
一种带钢宽度自动检测方法，包括以下步骤：
步骤一、首先配置检测设备，如图3和图4所示，在带钢两侧分别布置两组x射线厚度检测单元，两组x射线厚度检测单元分别沿被测带钢1宽度方向设置在操作侧和传动侧带钢的边部，每组x射线厚度检测单元内包括x射线发生器8和对应的若干个x射线探测器，若干个x射线探测器沿被测带钢1宽度方向排列，每组x射线厚度检测单元沿被测带钢1宽度方向移动并配有位移传感器7； 
步骤二、对每组x射线厚度检测单元中的若干个x射线探测器进行编号，从一侧带钢边部向机组中心线方向数的第一个x射线探测器为第一x射线探测器4，第二个x射线探测器为第二x射线探测器5，第三个x射线探测器为第三x射线探测器6；以第二x射线探测器5为寻边探测器，开始寻边之前操作侧和传动侧的寻边探测器5移动到机组中心线3两侧的对称位置，并使寻边探测器5的中心线与机组中心线3的距离为a，寻边探测器位于带钢边缘以外；
步骤三、分别从操作侧和传动侧边部向机组中心线方向移动该侧的x射线厚度检测单元进行寻边操作，直到同时满足以下三个条件：
1)      第一x射线探测器4检测到的电流值为满度值
Figure DEST_PATH_682852DEST_PATH_IMAGE012
，满度值
Figure DEST_PATH_676216DEST_PATH_IMAGE012
为x射线探测器与相应的x射线发生器之间无任何物体遮挡时该x射线探测器检测到的电流值；
2)      第三x射线探测器6检测到的电流值在正常值
Figure DEST_PATH_368229DEST_PATH_IMAGE014
范围内，即根据第三x射线探测器检测到的电流值
Figure DEST_PATH_790726DEST_PATH_IMAGE014
计算得到的被测带钢厚度值
Figure DEST_PATH_314112DEST_PATH_IMAGE016
在被测带钢的设定厚度值h set 的偏差范围内，也即
Figure DEST_PATH_681639DEST_PATH_IMAGE016
满足
Figure DEST_PATH_110215DEST_PATH_IMAGE018
，其中
Figure DEST_PATH_385339DEST_PATH_IMAGE020
为经验参数，在本发明中，所述
Figure DEST_PATH_966493DEST_PATH_IMAGE020
取值为5%~20%。；
3)      寻边探测器5检测到的电流
Figure DEST_PATH_990075DEST_PATH_IMAGE022
在
Figure DEST_PATH_656679DEST_PATH_IMAGE024
范围内，其中
Figure DEST_PATH_735494DEST_PATH_IMAGE026
为经验参数，在本发明中，所述
Figure DEST_PATH_420422DEST_PATH_IMAGE026
取值为1%~5%；
步骤四、寻边操作结束后通过位移传感器7得到分别设置在操作侧和传动侧的两组x射线厚度检测单元各自的移动距离值，然后通过计算得到被测带钢的宽度值
Figure DEST_PATH_129752DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure DEST_PATH_80391DEST_PATH_IMAGE030
，其中
Figure DEST_PATH_648382DEST_PATH_IMAGE032
为操作侧x射线厚度检测单元的移动距离值，
Figure DEST_PATH_938549DEST_PATH_IMAGE034
为传动侧x射线厚度检测单元的移动距离值。
步骤五、测量被测带钢跑偏值，，
Figure DEST_PATH_864282DEST_PATH_IMAGE036
为正值时表明被测带钢向传动侧跑偏，
Figure DEST_PATH_25268DEST_PATH_IMAGE036
为负值时表明被测带钢向操作侧跑偏。 
本发明带钢宽度自动检测方法中寻边过程结束时，寻边探测器5的中心线恰好基本对准带钢边缘2，寻边精度明显高于现有的寻边方法，因而可以实现高精度的寻边和测宽。 
在正常检测过程中，如果通过x射线带钢横断面检测仪的被测带钢宽度发生变化或被测带钢向某一侧跑偏，即带钢边缘2相对于寻边探测器5的位置发生变化时，则寻边探测器5检测到的电流也会随之发生变化，通过以下步骤进行自动实时调节： 
当第一x射线探测器4检测到的电流值为满度值
Figure DEST_PATH_138717DEST_PATH_IMAGE012
，并且第三x射线探测器6检测到的电流值在正常值
Figure DEST_PATH_1631DEST_PATH_IMAGE014
范围内时，即根据第三x射线探测器检测到的电流值
Figure DEST_PATH_412889DEST_PATH_IMAGE014
计算得到的被测带钢厚度值
Figure DEST_PATH_412069DEST_PATH_IMAGE016
在被测带钢的设定厚度值h set 的偏差范围内，也即
Figure DEST_PATH_319589DEST_PATH_IMAGE016
满足
Figure DEST_PATH_919067DEST_PATH_IMAGE018
，其中
Figure DEST_PATH_884749DEST_PATH_IMAGE020
为经验参数，在本实施例中，所述
Figure DEST_PATH_66331DEST_PATH_IMAGE020
取值为10%。；按如下情况做选择：
A.       如果传动侧或操作侧寻边探测器检测到的电流
Figure DEST_PATH_944420DEST_PATH_IMAGE022
满足：
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE040
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE042
Figure DEST_PATH_968876DEST_PATH_IMAGE022
Figure DEST_PATH_95839DEST_PATH_IMAGE042
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE044
，本实施例中
Figure DEST_PATH_522141DEST_PATH_IMAGE026
取值为2%，即
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE046
、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE048
，说明寻边探测器的中心线与带钢边缘2基本对齐，则该侧x射线厚度检测单元不移动；
B.       如果传动侧或操作侧寻边探测器检测到的
Figure DEST_PATH_695765DEST_PATH_IMAGE022
满足以下条件：
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE050
Figure DEST_PATH_597827DEST_PATH_IMAGE044
，本实施例中此处的取值为2%，即
Figure DEST_PATH_973893DEST_PATH_IMAGE048
，说明该侧寻边探测器的中心线已明显偏离到带钢边缘的外侧，则该侧x射线厚度检测单元向靠近机组中心线3的方向移动，直到该侧寻边探测器检测到的电流在
Figure DEST_PATH_517482DEST_PATH_IMAGE024
范围内，在本实施例中，此处的
Figure DEST_PATH_317073DEST_PATH_IMAGE026
取值为
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE052
；
C.       如果传动侧或操作侧寻边探测器检测到的
Figure DEST_PATH_75557DEST_PATH_IMAGE022
满足以下条件：
Figure DEST_PATH_105830DEST_PATH_IMAGE022
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE054
Figure DEST_PATH_638180DEST_PATH_IMAGE040
，本实施例中此处的
Figure DEST_PATH_349784DEST_PATH_IMAGE026
取值为2%，即
Figure DEST_PATH_277289DEST_PATH_IMAGE046
，说明该侧寻边探测器的中心线已明显偏离到带钢边缘内侧，则该侧x射线厚度检测单元向远离机组中心线3的方向移动，直到寻边探测器检测到的电流在
Figure DEST_PATH_42245DEST_PATH_IMAGE024
范围内，在本实施例中，此处的
Figure DEST_PATH_750307DEST_PATH_IMAGE026
取值为
Figure DEST_PATH_623191DEST_PATH_IMAGE052
；
本发明的检测方法主要用途在于，对于将被检测方法应用于带钢横断面检测仪时，在机组中心线3位置也固定设置了一组中部x射线厚度检测单元后，通过自动寻边测量被测带钢的宽度，根据得到被测带钢的宽度值
Figure DEST_PATH_795416DEST_PATH_IMAGE028
可以计算出位于操作侧和传动侧x射线厚度检测单元的检测区域与机组中心线3位置的x射线厚度检测单元在带钢宽度方向上有无重叠，如有重叠，则将中部的x射线厚度检测单元中与操作侧和传动侧的x射线厚度检测单元中位于重叠检测区域内的x射线探测器检测信号屏蔽掉，同时分别去掉操作侧和传动侧的x射线厚度检测单元中两侧最边部x射线探测器的检测信号，根据剩余的x射线探测器检测电流信号得到的被测带钢厚度值以及对应的宽向位置，即可以通过曲线拟合得到带钢横断面形状，即带钢厚度宽向分布。

Claims (4)

1.一种带钢宽度自动检测方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、首先配置检测设备，在带钢两侧分别布置两组x射线厚度检测单元，两组x射线厚度检测单元分别沿被测带钢宽度方向设置在操作侧和传动侧带钢的边部，每组x射线厚度检测单元内包括x射线发生器和对应的若干个x射线探测器，若干个x射线探测器沿被测带钢宽度方向排列，每组x射线厚度检测单元沿被测带钢宽度方向移动并配有位移传感器； 
步骤二、对每组x射线厚度检测单元中的若干个x射线探测器进行编号，从一侧边部向机组中心线方向数的第一个x射线探测器为第一x射线探测器，第二个x射线探测器为第二x射线探测器，第三个x射线探测器为第三x射线探测器；以第二x射线探测器为寻边探测器，开始寻边之前操作侧和传动侧的寻边探测器移动到机组中心线两侧的对称位置，并使寻边探测器的中心线与机组中心线的距离为a，寻边探测器位于带钢边缘以外；
步骤三、分别从操作侧和传动侧边部向机组中心线方向移动该侧的x射线厚度检测单元进行寻边操作，直到同时满足以下三个条件：
第一x射线探测器检测到的电流值为满度值                                                
Figure 903851DEST_PATH_IMAGE001
，满度值
Figure 634040DEST_PATH_IMAGE001
为x射线探测器与相应的x射线发生器之间无任何物体遮挡时该x射线探测器检测到的电流值；
第三x射线探测器检测到的电流值在正常值
Figure 2012100268088100001DEST_PATH_IMAGE002
范围内，即根据第三x射线探测器检测到的电流值
Figure 289144DEST_PATH_IMAGE002
计算得到的被测带钢厚度值
Figure 684353DEST_PATH_IMAGE003
在被测带钢的设定厚度值h set 的偏差范围内，也即
Figure 561042DEST_PATH_IMAGE003
满足，其中
Figure 255941DEST_PATH_IMAGE005
为经验参数；
寻边探测器检测到的电流
Figure 2012100268088100001DEST_PATH_IMAGE006
在
Figure 336024DEST_PATH_IMAGE007
范围内，其中为经验参数；
步骤四、寻边操作结束后，通过位移传感器得到分别设置在操作侧和传动侧的两组x射线厚度检测单元各自的移动距离值，然后通过计算得到被测带钢的宽度值
Figure 410290DEST_PATH_IMAGE009
，，其中
Figure 141486DEST_PATH_IMAGE011
为操作侧x射线厚度检测单元的移动距离值，
Figure 2012100268088100001DEST_PATH_IMAGE012
为传动侧x射线厚度检测单元的移动距离值。
2.如权利要求1所述的带钢宽度自动检测方法，其特征是：步骤四后还包括对被测带钢跑偏值
Figure 947899DEST_PATH_IMAGE013
的测量，
Figure 2012100268088100001DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 568806DEST_PATH_IMAGE013
为正值时表明被测带钢向传动侧跑偏，
Figure 368134DEST_PATH_IMAGE013
为负值时表明被测带钢向操作侧跑偏。
3.如权利要求1或2所述的带钢宽度自动检测方法，其特征是：所述
Figure 891519DEST_PATH_IMAGE005
取值为5%~20%。
4.如权利要求1或2所述的带钢宽度自动检测方法，其特征是：所述取值为1%~5%。
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