CN113532254A - 一种测量轧机中工件厚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在轧机(100)中加工工件时确定工件的当前厚度，该方法包括：获取(S102)反映由施加的脉冲磁场引起的工件中的涡流衰减的时间相关性的数据信号，基于所获取的信号确定(S104)厚度参数值，所述厚度参数值从数据信号中的样本确定，所述厚度参数值取决于所述工件的厚度与所述工件的电阻率之间的比率；计算(S106)所述工件的参考厚度值与所述厚度参数值之间的比率，从而提供瞬时电阻率值；基于所述瞬时电阻率值确定(S108)平均电阻率值；以及基于所述工件的平均电阻率和所述厚度参数值提供(S110)输出信号，所述输出信号指示所确定的所述工件的当前厚度。

Description

一种测量轧机中工件厚度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在轧机中加工工件时确定工件厚度的方法、控制单元和轧机。
背景技术
金属轧制通常涉及通过在两个旋转工作辊之间轧制金属工件来生产厚度减小且均匀的金属工件。
为了确保高产品质量，工件的厚度被精确地监控和控制。尤其重要的是，即使对于非常薄的金属板，也要监控工件(例如金属板)中的快速厚度变化。可以基于测量的厚度控制轧机的运行。特别是，最后一个机架的轧机，即轧机加工线末端的轧机，可基于最后一个机架上游测量的厚度进行控制，以确保最终产品质量。
传统使用的脉冲涡流测量技术是基于测量施加于金属板的快速变化的磁场在金属板中感应的涡流。基于测量的涡流，提取金属板的电阻率和厚度。
然而，对于足够薄的板，传统方法不够准确，并且经常受到噪声测量的影响，这导致在金属板厚度下限以下的适用性有限。
因此，需要提高轧机中厚度测量的准确性，尤其是对于相对较薄的金属板。
发明内容
鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的一个目的是提供一种在轧机中加工工件时以提高的精度确定工件厚度的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于在轧机中加工工件时确定工件的当前厚度的方法，该方法包括获取反映由施加的脉冲磁场引起的工件中的涡流衰减的时间相关性的数据信号。
此外，该方法包括基于获取的信号确定厚度参数值。厚度参数值由数据信号中的样本确定。此外，厚度参数值取决于工件的厚度和工件的电阻率之间的比率。
此外，该方法包括计算工件的参考厚度值和厚度参数值之间的比率，从而提供瞬时电阻率值。
此外，基于瞬时电阻率值确定平均电阻率值，并基于板的平均电阻率和厚度参数值提供输出信号，该输出信号指示工件的当前厚度。
本发明至少部分基于处理厚度参数值的实现，该厚度参数值反映了工件的厚度和工件的电阻率之间的比率，用于确定工件的厚度。因此，不是试图直接从厚度参数值和不确定的电阻率值(例如依赖于温度)中得出厚度，而是将厚度参数值与参考厚度值一起使用以获得瞬时电阻率值，该瞬时电阻率值根据参考厚度值的获得方式可能取决于工件(例如金属板)的厚度变化。基于瞬时电阻率值，可以确定板的真实平均电阻率值，从而无需使用厚度参数值相关性中包含的不确定的电阻率值。
利用所提出的方法，至少对于薄的工件，可以以更高的准确性获得厚度测量。此外，这允许在轧机中改进对被轧制工件的厚度的控制，从而允许更高的生产速度和最终加工工件的更好质量。
厚度参数值取决于工件的厚度和电阻率之间的比率，这意味着厚度参数值反映了该比率。厚度参数值几乎完全取决于该比率，尽管可能存在其他次要相关性。该比率为厚度除以电阻率。
优选地，厚度参数值可以从延迟一段时间后的数据信号的样本中确定。该时间延迟足够长，从而在采样的数据信号中避免了由脉冲磁场引起的任何初始高信号瞬变。时间延迟足够长，使得工件中的涡流衰减的时间相关性主要取决于厚度和电阻率之间的比率，还取决于检测由涡流产生的磁场以确定衰减的测量设备之间的距离，该测量设备通常被提供为接收器线圈。因此，可以基于涡流衰减的时间相关性计算厚度参数值。
更准确地说，厚度参数值优选地由预定延迟后由工件的涡流产生的磁通量的时间导数以及工件和测量设备之间的距离确定。例如，如果距离不变，则可以通过检测涡流衰减的时间相关性来确定厚度参数值，然后使用将涡流衰减的时间相关性与厚度参数值(即工件厚度和电阻率之间的比率)相关联的模型。该模型可从理论上建立，但也可基于广泛的先前测量。
如上所述，涡流可由与工件间隔一定距离布置的接收线圈检测。在这种情况下，工件中的涡流产生的磁场的时间导数在接收线圈中感应出电压信号。电压信号优选地被放大和积分以产生获取的信号。
厚度参数值可基于理论模型确定。
然而，在一个实施例中，厚度参数值基于经验确定的模型确定，该模型将涡流衰减的时间相关性与工件的厚度和工件的电阻率之间的比率相关联。通过多次测量或观察不同厚度和电阻率的不同工件的涡流衰减时间相关性与厚度参数值的关系，可以形成将厚度参数与涡流衰减导数相关联的经验模型。经验模型被有利地用于建立准确的模型。
在实施例中，涡流衰减的时间相关性可以通过布置在离工件一定距离处的磁场测量设备来测量，该距离是在涡流衰减的初始阶段从数据信号的样本中确定的，其中厚度参数值进一步基于所确定的距离来确定。因此，测量设备和工件之间的距离可以有利地从数据信号本身确定。众所周知，磁场强度随着到源的距离而减弱。该知识可用于计算从测量设备到工件的距离，而不是使用单独的测量装置(例如光学或电容测量设备)测量距离。
在实施例中，经验确定的模型可以针对工件和磁场测量设备之间不同距离将涡流衰减的时间相关性与工件厚度和工件电阻率之间的比率相关联。因此，该模型可以有利地考虑工件和磁场测量设备之间的距离，从而提供更准确的模型，尤其是在测量设备和工件之间的距离发生快速变化的测量情况下。
在优选实施例中，平均电阻率值可以通过滤波瞬时电阻率值来确定。滤波可以是低通时域滤波。因此，从测量的厚度参数值计算的瞬时电阻率值通过低通时域滤波器，并且时域滤波器的输出是平均电阻率。以这种方式获得的瞬时电阻率主要取决于工件的厚度变化，因为可以假设工件的电阻率变化缓慢。因此，通过使用时域滤波器滤波瞬时电阻率，可以有利地获得工件的真实平均电阻率。
时域滤波器(可以是数字滤波器)的长度及其属性的选择取决于手头的具体实施方式。
根据参考厚度值的获得方式，本发明的概念适用于至少三种不同的主要实施方式。因此，参考厚度值可以通过各种能想到的方式获得。
首先，如果参考厚度值反映了工件的瞬时厚度，即，当工件在轧机中被加工时，瞬时厚度是可测量的。对于足够厚的工件来说经常是这种情况，厚度测量设备以一定的可接受的精度测量工件的厚度。在这种情况下，滤波器用于降低来自瞬时厚度测量的测量噪声，此时滤波器应尽可能短，同时提供令人满意的噪声降低。
其次，参考厚度参数值可以作为工件的估计或预定平均厚度被提供，即作为标称厚度。例如，预定的平均厚度值可以在轧机中加工工件之前被提供或测量。
在这种情况下，作为标称厚度值提供的参考厚度值与厚度参数值之间的比率(即形成瞬时电阻率值的比率)取决于工件厚度的倒数。然而，使瞬时电阻率值通过时域滤波器，输出信号是工件厚度的高通滤波值，即信号反映了有关平均厚度或标称厚度的厚度变化。在实施例中，厚度变化的高通滤波值可用于前馈控制，并且在这种情况下，必须根据整个控制环路的参数和速度选择滤波器的长度及其时域特性。
第三，如果参考厚度值是通过固有的缓慢测量提供的，或者通过本身缓慢的测量设备或者通过缓慢的测量方法。这里“缓慢”是指参考厚度值测量的时间常数比厚度参数值测量的时间常数慢。时间常数指例如在运行窗口滤波器的情况下滤波器的窗口长度。它也可以指测量或滤波器的完整频率响应。例如，获得参考厚度值的一种方式是在轧机中下游的下一个工作辊之后测量厚度，并使用在该工作辊之前和之后测量的工件的速度来估计工件的厚度减少。这些设备通常在产生结果方面固有地缓慢或需要长的滤波时间。在该第三种情况下，厚度测量设备测量的厚度值可以使用时域滤波器进行滤波，以提供参考厚度值。这有助于提高所确定的工件厚度参数的准确性。
优选地，由时域滤波器滤波的参考厚度值的所得到的时间常数应与用于滤波厚度参数值的时域滤波器的时间常数相匹配。换句话说，厚度参数值可以在与滤波后的参考厚度值形成比率之前被滤波。通过匹配时间常数，信号的变化(即参考厚度值和厚度参数值)将相等，并且它们之间的比率不变。换句话说，如果参考厚度值和厚度参数值被具有相等时间常数或频率响应的滤波器滤波，则瞬时电阻率值等于工件的平均电阻率。当用于确定参考厚度值的测量设备缓慢时，这一点尤其有利，并且还有助于加快确定指示工件当前厚度的信号。因此，本发明的实施例可以有助于提高这种缓慢设备的测量速度，当该设备被用于轧机中的测量时，将提高沿着工件的厚度信息的分辨率。这里的实施例提供的方法有助于以更高频率获得工件的更新的当前厚度，即，即使使用固有地缓慢的厚度测量设备，更新之间的时间也可以得到改善。
在实施例中，该方法可包括将输出信号作为前馈控制信号提供给轧机。换句话说，输出信号可以有利地被提供用于在工件到达工作辊之前控制轧机中下游的一组工作辊的操作，即以前馈的方式。这有利地有助于提供最终产品的更高质量，例如更好的厚度控制。
因此，在实施例中，该方法可包括基于前馈控制信号控制支撑轧机的一组工作辊的轧机机架的操作，从而改变工件的厚度。
在实施例中，输出信号可以基于通过工件的平均电阻率和厚度参数值的乘积计算的确定厚度。
在实施例中，参考厚度值是由轧机的厚度测量设备测量的厚度值。例如，这种厚度测量设备可以是x射线厚度测量设备、同位素厚度测量设备、基于光学的厚度测量设备等。
在此描述的实施例有利地应用于作为金属板的工件。
根据本发明的第二方面，提供了一种控制单元，该控制单元被配置为在轧机中处理工件时产生指示工件当前厚度的输出信号，该控制单元被配置为：获取反映由施加的脉冲磁场引起的工件中的涡流衰减的时间相关性的数据信号，基于所获取的信号确定厚度参数值，其中厚度参数值根据数据信号中的样本确定，厚度参数值取决于工件的厚度和工件的电阻率之间的比率，计算工件的参考厚度值和厚度参数值之间的比率，从而提供瞬时电阻率值，基于该瞬时电阻率值确定平均电阻率值，并且提供基于板的平均电阻率和厚度参数值的输出信号，该输出信号指示所确定的工件的当前厚度。
本发明第二方面的进一步效果和特征与上文结合本发明第一方面所述的效果和特征非常相似。
根据本发明的第三方面，提供了一种轧机，其包括：根据本发明实施例的控制单元；一组工作辊，其被配置为将工作辊之间的工件加工至预定的工件厚度；以及支撑工作辊的轧机机架，该轧机机架基于作为前馈信号的输出信号是可控制的，以改变工作辊之间的距离，从而改变在轧机中被加工的工件的厚度。
本发明第三方面的进一步效果和特征与上文结合本发明第一方面和第二方面所述的效果和特征非常相似。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得明显。本领域技术人员意识到，在不脱离本发明范围的情况下，本发明的不同特征可被组合以创建除下文所述之外的实施例。
附图说明
现在将参考示出本发明示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面，其中：
图1概念性地示出了根据本发明实施例的在轧机中处理的工件；
图2是示出根据本发明实施例的发明概念的方框图；
图3是根据本发明实施例的方法步骤的流程图；和
图4是根据本发明实施例的方法步骤的流程图。
具体实施方式
在本详细描述中，本发明的各种实施例在此参照具体实施方式进行描述。在描述实施例时，为清晰起见，使用了特定术语。然而，本发明并不限于如此选择的特定术语。虽然讨论了特定的示例性实施例，但是应当理解，这仅是出于说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用其他部件和配置。
图1概念性地示出了包括一组工作辊102a和102b的轧机100，该组工作辊102a和102b适于加工工件104。工作辊102a-b在工件104(例如金属板)在工作辊102a-b之间进给的同时旋转。如本领域技术人员所理解的，工作辊102a-b减小了工件的厚度。
希望精确控制在工作辊102a-b下游输出的工件104的厚度。为此，通常采用基于向工件104施加脉冲磁场的脉冲涡流技术设备106。脉冲涡流技术设备106检测在工件104中感应的涡流，用于在工件部分到达工作辊102a-b之前估计该工件部分的厚度。本发明关心改善厚度估计。例如，对于薄的工件，例如厚度小于1毫米的金属板，脉冲涡流技术会产生噪声，并且具有不令人满意的准确性。
这里概念性地示出了控制单元108，该控制单元108被配置为在轧机中加工工件时产生指示工件104的厚度的输出信号。
控制单元108被配置为获取反映由施加的脉冲磁场引起的工件中的涡流衰减的时间相关性的数据信号S。换句话说，控制单元108与脉冲涡流技术设备106以无线或硬连线的方式通信连接，使得控制单元108可以从脉冲涡流技术设备106接收数据信号。涡流衰减的时间相关性反映了工件102中的涡流衰减的导数。
脉冲涡流技术设备106包括接收线圈106a，在接收线圈106a中，由工件104中的涡流产生的磁场感应电压信号。脉冲涡流技术设备106包括用于放大和积分电压信号并将得到的信号S提供给控制单元108的电子设备。
基于获取的信号，控制单元108可以确定厚度参数值(E)。厚度参数值(E)由所获取的信号中的样本确定。重要的是，厚度参数值取决于工件的厚度(t)和工件的电阻率(r)之间的比率。换句话说，E～t/r。
对于薄的工件，例如厚度小于1毫米，厚度参数值可被视为薄层电阻的倒数，即1/工件的薄层电阻，并可被称为薄层电导。
虽然厚度参数值反映了工件的厚度与电阻率之间的比率，但并不是直截了当地直接从厚度参数值中提取厚度，因为它需要了解工件的电阻率，并且电阻率取决于温度。
相反，控制单元被配置为计算工件的参考厚度值(tr)和厚度参数值E之间的比率，从而提供瞬时电阻率值ri。换句话说，瞬时电阻率值由下式给出,
Figure BDA0003012988720000081
因此，瞬时电阻率值ri主要取决于工件104中的厚度变化，这由参考厚度tr和厚度t之间的比率
Figure BDA0003012988720000082
反映，厚度t是厚度参数值一部分。可以假设电阻率r变化非常缓慢，因此不影响瞬时电阻率值ri的变化。
此外，控制单元108被配置为基于瞬时电阻率值ri确定平均电阻率值rf。平均电阻率值rf有利地通过使用时域滤波器(优选为低通滤波器)滤波瞬时电阻率值ri来确定。这样可以获得工件的准确平均电阻率。如果参考厚度值来自以与厚度参数值相同的速率计算的噪声较大的厚度测量，则瞬时电阻率值几乎不变，并且仅取决于参考厚度值中的噪声。在这种情况下，时域滤波器有利地用于降低测量噪声。
控制单元108被配置为基于工件的平均电阻率和厚度参数值提供输出信号。输出信号指示工件的当前厚度。当前厚度(T)优选通过工件的平均电阻率rf和厚度参数值(E)的乘积计算，即
Figure BDA0003012988720000083
在参考厚度值是预定平均厚度值的情况下，输出信号是工件的高通滤波厚度。例如，响应于例如10％的突然厚度变化，厚度参数值(E)也增加了约10％。如果时域滤波器是低通滤波器，平均电阻率不会立即改变。因此，输出信号是平均电阻率和厚度参数值(E)的乘积，由于平均电阻率尚未因低通滤波而改变，因此输出信号初始时将提高约10％。一段时间后，平均电阻率将下降约10％，并且输出信号再次等于参考厚度值，如同厚度突然变化之前一样。换句话说，这里的实施例有利地用于监测工件的厚度变化。
高通滤波厚度的截止频率取决于时域滤波器的特性。例如，对于具有10秒窗口的简单移动平均值，截止频率约为0.024Hz。
时域滤波器可以是运行窗口平均值，例如运行或移动平均窗口，窗口长度约为10秒。运行窗口平均在本领域中是众所周知的，并且可以以各种形式执行，例如简单移动平均、累积移动平均、中心移动平均、加权移动平均、高斯窗等。其他示例滤波器可以是一阶指数滤波器或二项式滤波器。
应当理解，上述用于确定工件当前厚度的过程是在工件104在轧机中被加工的同时进行的。即使在轧机中的加工速度(即，工件104的进给速度)增加，当前厚度的准确确定也有助于改善对工件厚度的控制。因此，控制单元操作以在线确定当前厚度，同时工件104被进给通过轧机。
图2是示出根据本发明实施例的发明概念的方框图。图3是根据本发明实施例的方法步骤的流程图，并将结合图2进行描述。
首先，在步骤S102中，获取反映由施加的脉冲磁场引起的工件中的涡流衰减的时间相关性的数据信号。获取的数据信号S包括一组数据点，其中初始数据点S0从包括合适的数据获取电子设备的数据采样模块202提供给模块204，模块204可以计算从接收线圈106a(见图1)到工件104的距离d。此外，至少一子组数据点S’被提供给厚度计算模块206。整个获取的数据信号S可被提供给厚度计算模块206，尽管仅所选择的数据点就足够了。数据点S’应该反映工件104中涡流衰减的时间相关性。
在步骤S104中，基于获取的信号确定厚度参数值E。厚度参数值由数据信号中的样本确定。此外，厚度参数值取决于工件的厚度和工件的电阻率之间的比率。
厚度参数值可由模型208确定，模型208处理确定的涡流时间衰减，例如涡流衰减的时间导数，并计算厚度参数值。模型208可以是经验确定的模型208，其将涡流衰减的时间相关性与工件的厚度和工件的电阻率之间的比率相关联。换句话说，基于当前确定的涡流时间相关性，模型208可以将其与先前的测量相关联，并找到与当前确定的涡流时间相关性最匹配的厚度参数值。
另外，厚度参数值可还基于确定的距离d被确定。因此，距离d可作为参数输入模型208中。接收线圈106a和工件之间的距离影响检测到的磁通量的强度。因此，该距离是可被包括在厚度参数值E的确定中的参数。换句话说，经验确定的模型208可针对工件和磁场测量设备106a之间的不同距离将涡流衰减的时间相关性与工件的厚度和工件的电阻率之间的比率相关联。
此外，在步骤S106中，计算工件104的参考厚度值tr和厚度参数值E之间的比率，从而提供瞬时电阻率值ri。
参考厚度值可以通过多种方式获得。例如，参考厚度值tr可以是由轧机的厚度测量设备212测量的厚度值。
由厚度测量设备测量的厚度值可以使用时域滤波器进行滤波，以提供参考厚度值。因此，由厚度测量设备212执行的厚度测量使用时域滤波器进行滤波，并且滤波后的厚度测量是参考厚度值tr。用于提供参考厚度值的时域滤波器的时间常数优选地与用于滤波厚度参数值E的时域滤波器的时间常数相同。这提供了厚度参数值和滤波后的参考厚度值之间的恒定比率，这导致瞬时电阻率等于工件的平均电阻率，并且即使厚度测量设备固有地缓慢，也提供了输出信号中更准确的厚度值。然而，如果参考厚度值来自以与厚度参数值相同的速率计算的厚度测量，则直接根据参考厚度值和厚度参数值之间的商计算平均电阻率值是有利的，而无需滤波。
时间常数指例如在运行窗口滤波器的情况下滤波器的窗口长度。也可以指测量或滤波器的完整频率响应。
在其他实施例中，参考厚度值是工件的预定平均厚度值。该预定平均厚度值可以是在轧机中加工之前对工件进行的人工测量。在这种情况下，参考厚度值(例如作为标称厚度值提供的)与厚度参数值E之间的比率取决于工件厚度的倒数。然而，使作为瞬时电阻率值的比率通过时域滤波器，输出信号是工件厚度的高通滤波值，即信号反映了有关平均厚度或标称厚度的厚度变化。
框212还可以代表基于某些算法计算参考厚度值的处理模块。
在步骤S108中，基于瞬时电阻率值确定平均电阻率值rf。平均电阻率值优选通过在时域滤波器210中滤波瞬时电阻率值来确定。
在步骤S110中，基于工件的平均电阻率和厚度参数值提供输出信号C，该输出信号指示所确定的工件的当前厚度。使用算术运算A计算确定的厚度，运算A在这里是工件的平均电阻率和厚度参数值的乘积。
如图1所示，输出信号可以作为前馈控制信号提供给轧机。
该方法可包括，如图4中的流程图所示，图4中也包括图3中的步骤S110，基于前馈控制信号C控制支撑轧机的一组工作辊的轧机机架的操作，从而改变工件104的厚度。
控制单元可包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程设备。控制单元也可以或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。当控制单元包括可编程设备时，例如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器，处理器还可以包括控制可编程设备操作的计算机可执行代码。
在此描述的设备、控制单元或其他模块之间的通信可以是无线的或硬连线的(视情况而定)，并针对具体情况实施适当的协议。
尽管已经参考本发明的特定示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，许多不同的变更、修改等将变得显而易见。
此外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解和实现对所公开实施例的变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元素或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中列举某些措施这一事实本身并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (15)

1.一种用于在轧机(100)中加工工件时确定所述工件的当前厚度的方法，所述方法包括：
获取(S102)反映由施加的脉冲磁场引起的、所述工件中的涡流衰减的时间相关性的数据信号，
基于所获取的信号确定(S104)厚度参数值，所述厚度参数值从所述数据信号中的样本中确定，所述厚度参数值取决于所述工件的厚度和所述工件的电阻率之间的比率，
计算(S106)所述工件的参考厚度值和所述厚度参数值之间的比率，从而提供瞬时电阻率值，
基于所述瞬时电阻率值确定(S108)平均电阻率值，以及
提供(S110)基于所述工件的所述平均电阻率和所述厚度参数值的输出信号，所述输出信号指示所确定的所述工件的当前厚度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述厚度参数值基于经验确定的模型而被确定，所述模型将涡流衰减的时间相关性与所述工件的厚度和所述工件的电阻率之间的比率相关联。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述涡流衰减的所述时间相关性由与所述工件间隔一定距离布置的磁场测量设备测量，
所述距离是在所述涡流衰减的初始阶段期间从所获取的数据信号中的样本确定的，其中所述厚度参数值还基于所确定的距离而被确定。
4.根据权利要求2和3所述的方法，其中所述经验确定的模型针对所述工件和所述磁场测量设备之间不同距离，将涡流衰减的时间相关性与所述工件的厚度和所述工件的电阻率之间的比率相关联。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过滤波所述瞬时电阻率值来确定所述平均电阻率值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：将所述输出信号作为前馈控制信号提供给所述轧机。
7.根据权利要求6所述的方法，其中输出信号基于通过所述工件的所述平均电阻率和所述厚度参数值的乘积计算的所述当前厚度。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的方法，包括：
基于所述前馈控制信号控制支撑所述轧机的一组工作辊的轧机机架的操作，从而改变所述工件的所述厚度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述参考厚度值是由所述轧机的厚度测量设备(106)测量的厚度值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中使用时域滤波器对由所述厚度测量设备测量的所述厚度值进行滤波，以提供所述参考厚度值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中用于提供所述参考厚度值的所述时域滤波器的频率响应与用于滤波所述厚度参数值的时域滤波器的所述频率响应相匹配。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述参考厚度值是所述工件的预定平均厚度值。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述工件是金属板。
14.一种控制单元(108)，被配置为在轧机中加工工件时产生指示所述工件的当前厚度的输出信号，所述控制单元被配置为：
获取反映由施加的脉冲磁场引起的、所述工件(104)中的涡流衰减的时间相关性的数据信号，
基于所获取的信号确定厚度参数值，其中所述厚度参数值从所述数据信号中的样本中确定，所述厚度参数值取决于所述工件的厚度和所述工件的电阻率之间的比率，
计算所述工件的参考厚度值和所述厚度参数值之间的比率，从而提供瞬时电阻率值，
基于所述瞬时电阻率值确定平均电阻率值，以及
提供基于所述板的所述平均电阻率和所述厚度参数值的输出信号，所述输出信号指示所确定的所述工件的厚度。
15.一种轧机(100)，包括：
根据权利要求14所述的控制单元，
一组工作辊(102a-b)，被配置为将工作辊之间的工件加工至预定的工件厚度；以及支撑所述工作辊的轧机机架，所述轧机机架能够基于作为前馈信号的所述输出信号进行控制，以改变所述工作辊之间的距离，从而改变在所述轧机中被加工的所述工件的所述厚度。
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Cited By (1)

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CN115682905A (zh) * 2022-12-16 2023-02-03 广州粤芯半导体技术有限公司 薄膜厚度确定方法、装置和计算机设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114769329B (zh) * 2022-06-17 2022-09-02 山东信通铝业有限公司 一种铝板轧机自动监测预警控制装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2589566A1 (fr) * 1985-11-06 1987-05-07 Cegedur Procede de mesure au defile et sans contact de l'epaisseur et de la temperature de feuilles metalliques minces au moyen de courants de foucault
US4767496A (en) 1986-12-11 1988-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling and supervising etching processes
US5200704A (en) 1991-02-28 1993-04-06 Westinghouse Electric Corp. System and method including a buried flexible sheet target impregnated with ferromagnetic particles and eddy current probe for determining proximity of a non-conductive underground structure
US5660672A (en) 1995-04-10 1997-08-26 International Business Machines Corporation In-situ monitoring of conductive films on semiconductor wafers
SE504541C2 (sv) * 1995-07-10 1997-03-03 Asea Brown Boveri Förfarande och anordning för induktiv mätning av fysikaliska storheter hos ett objekt av metalliskt material jämte användning av förfarandet och anordningen
JP2002533659A (ja) * 1998-12-18 2002-10-08 マイクロ−エプシロン・メステヒニク・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カー・ゲー 渦電流センサの作動方法及び渦電流センサ
US7005306B1 (en) * 2003-07-11 2006-02-28 Nanometrics Incorporated Accurate thickness measurement of thin conductive film
DE102004034083A1 (de) * 2004-07-15 2006-02-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur berührungsfreien Bestimmung einer Schichtdicke durch Widerstands- und Induktivitätsmessung einer Sensorspule
JP4991576B2 (ja) * 2008-01-08 2012-08-01 株式会社日立製作所 板厚制御システム
PL2409114T3 (pl) * 2009-03-17 2013-08-30 Abb Schweiz Ag Sposób i urządzenie do pomiaru grubości metalowej warstwy umieszczonej na metalowym przedmiocie
US20160370166A1 (en) 2015-06-22 2016-12-22 Gowell International, Llc Method and Apparatus for Metal Thickness Measurement in Pipes with a Focused Magnetic Field

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115682905A (zh) * 2022-12-16 2023-02-03 广州粤芯半导体技术有限公司 薄膜厚度确定方法、装置和计算机设备

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