CN113578978A - 一种射线式测厚仪及其温度补偿系数计算方法 - Google Patents

一种射线式测厚仪及其温度补偿系数计算方法 Download PDF

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郑旭涛
马明
付有彭
王诗
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马帅
杜栓林
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Abstract

本发明公开了一种射线式测厚仪温度补偿系数计算方法，属于钢铁生产领域，包括：步骤(1)获取温度补偿系数K；步骤(2)设定偏差限幅值；步骤(3)获取数字量温度信号；步骤(4)温度补偿；步骤(5)带钢冷态厚度值获得。与现有技术相比较，本发明可以提高厚度检测精度，避免异常温度带影响厚度计算及检测，达到准确测量带钢厚度、凸度和楔形的目的，同时提高产品质量和生产稳定性。

Description

一种射线式测厚仪及其温度补偿系数计算方法
技术领域
本发明涉及一种测量计算方法，特别是一种适用于带钢厚度检测的射线式测厚仪及其温度补偿系数计算方法。
背景技术
轧钢是钢铁企业生产钢铁的一个重要环节，而厚度是决定钢材质量好坏的关键，带钢厚度不像长度和宽度那样，能够根据客户需求进行裁剪和加工，带钢厚度必须在轧制过程中精确检测及控制，因此，必须在生产过程中采用高精度的测厚仪对实时带钢厚度进行检测。射线式测厚仪测量厚度时，需要将带钢热态厚度检测值转换为冷态厚度值，算法中所用温度补偿系数是根据测厚仪内部单点式高温计测量温度进行计算，但在薄板坯连铸连轧生产线中，因为粗轧机架前没有传统煤气加热炉进行加热，带钢横向上普遍存在温度分布不均匀问题，如果点式高温计检测区域带钢温度异常，以此计算带钢温度补偿系数，势必会造成冷热态厚度值转换过程中偏差过大的现象，以此计算出的带钢厚度、凸度和楔形，会产生较大误差，不利于控制带钢板型及质量。
为此，本公司开发了《一种提高射线式测厚仪检测精度的温度补偿方法及装置》(申请号CN202011579550.5)，该套设备包括测厚仪和扫描式高温计，扫描高温计检测带钢整个横截面上的温度，采集的信号接入专用处理器处理，通过串口或以太网等方式传输到测厚仪控制系统，利用测厚仪控制系统中的温度补偿计算程序块，计算宽度方向上各点温度补偿系数；并设定偏差值来修正数据。但该设备的温度补偿计算方法的公式采用的是测厚仪控制系统中的固有计算程序块中的计算方法，该计算方法以单点计算为背景，在实际生产过程中，该种系数计算公式套用多点计算中，与实际结果偏差大。
因此，急需一种适合于薄板坯连铸连轧生产线的射线式测厚仪温度检测及温度补偿系数计算方法。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种射线式测厚仪温度检测及温度补偿系数计算方法，以提高厚度检测精度，避免异常温度带影响厚度计算及检测，达到准确测量带钢厚度、凸度和楔形的目的，同时提高产品质量和生产稳定性。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种射线式测厚仪温度补偿系数计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：获取温度补偿系数K
设S2为不同温度值下热态厚度值、S1为带钢冷态厚度值，则温度补偿系数与带钢冷热态厚度的公式(1)可表述为：
K＝(S2-S1)/S1；
取标准厚度样板，在实验室条件下加热至不同温度后，使用射线式测厚仪在取消温度补偿条件下测量标准样板厚度，得出不同温度下的补偿系数，并将其与温度值拟合成六次多项式曲线，得出温度补偿系数与温度的表达公式(2)：K＝1.082e-18*t6-4.054e-15*t5+6e-12*t4-3.065e-9*t3-1e-6*t2+0.0015t+0.596
将公式(1)、公式(2)写入测厚仪控制系统温度补偿程序中；
步骤(2)：设定偏差限幅值
在测厚仪控制系统温度补偿程序中设定偏差限幅值；
步骤(3)：获取数字量温度信号
所述的高温计对带钢宽度方向上的表面辐射热能进行测量，测量信号传输给测温系统处理器，对测量温度值进行放大和A/D转换处理，并将数字量温度信号传输到测温控制系统；
步骤(4)：温度补偿
将步骤(3)采集的横截面各点温度数据接入步骤(1)测厚仪控制系统温度补偿程序中；
若宽度方向上的温度未超出步骤(2)设定偏差限幅值，则可以根据公式(2)计算出宽度方向上各点温度补偿系数；
若宽度方向上的温度超出步骤(2)设定偏差限幅值，则采用宽度方向上的温度平均值代入公式(2)计算出该点温度补偿系数；
步骤(5)：带钢冷态厚度值获得
将步骤(4)所得温度补偿系数代入利用公式(1)得出横截面上各点冷态下带钢厚度。
优化方案中，所述步骤(2)中所述偏差限幅值为20℃。
优化方案中，根据步骤(5)中所述冷态下带钢厚度计算得到正确的厚度、凸度和楔形值。
与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：
1、本发明通过创新系统内温度补偿系数的计算方法，来实现提高厚度检测精度，避免异常温度带影响厚度计算及检测，达到准确测量带钢厚度、凸度和楔形的目的；
2、本发明避免厚度异常影响产品质量及废钢事故，降低了厚度异常造成废次品比例，提高产品质量和生产稳定性，增加了经济效益。
附图说明
图1是本发明射线式测厚仪的结构示意图。
图2是本发明高温计的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明提供了一种射线式测厚仪及其温度补偿系数计算方法。本实施例中，所述的射线式测厚仪安装在薄板坯连铸连轧生产线精轧机出口处，是轧制带钢最终厚度检测装置。
如图1所示，所述的射线式测厚仪包括射线源1、电离室2、C型架3和中控单元。所述的射线源1、电离室2为多个。
所述的射线源1设置在C型架3的上臂，电离室2设置在C型架3下臂下方，带钢4位于C型架3上、下臂之间。所述的电离室2与中控单元数据连接。所述的电离室2接收穿过带钢的电离能量，中控单元用于显示以及接受操作人员的指令，并将接受到的信号转化并进行厚度计算。所述的C型架3的上臂还设有与中控单元数据连接的高度计，所述的高度计包括扫描高温计5和单点高度计6，所述的扫描高温计5安装在所述C型架3的上臂中间位置。所述的中控单元包括测温系统处理器和测温控制系统。本实施例中采用的是测厚仪M-client控制系统。所述的扫描高温计5和单点高度计6双设计可以有效的防止异常偏差，也即扫描高温计5为主数据源，而单点高度计6为复核数据源，当同一个测点，二者数据出现明显偏差时，则提示人工复核，进行高温计数据切换，防止出现计算补偿系数错误。
如图2所示，所述高温计的测量窗口下方连接带有冷却气管7的气吹装置8，气吹装置8的吹扫气口9与高温计底部通过固定螺栓连接，防止高温计检测受到现场水汽和粉尘干扰。
所述的高温计外壳带有夹层，夹层上有进水口和出水口用于连接冷却水管10，用于高温计本体降温。
除特殊说明以外，以上硬件和操作控制系统因型号不同具有不同的规格和数据连接方式，其具体连接方式和数据采集、转化、处理方式为现有技术此处不再累述。
所述的射线式测厚仪温度补偿系数计算方法如下：
步骤(1)：获取温度补偿系数K
设S2为不同温度值下热态厚度值、S1为带钢冷态厚度值，则温度补偿系数与带钢冷热态厚度的公式(1)可表述为：
K＝(S2-S1)/S1；
取标准厚度样板，在实验室条件下加热至不同温度(如800℃、900℃、1000℃等)后，使用射线式测厚仪在取消温度补偿条件下测量标准样板厚度，得出不同温度下的补偿系数，并将其与温度值拟合成六次多项式曲线，得出温度补偿系数与温度的表达公式(2)：
K＝1.082e-18*t6-4.054e-15*t5+6e-12*t4-3.065e-9*t3-1e-6*t2+0.0015t+0.596
其中，e为实数，本实施例中此式也可写为：
K＝1.082*10-18*t6-4.054*10-15*t5+6*10-12*t4-3.065*10-9*t3-1*10-6*t2+0.0015t+0.596
将公式(1)、公式(2)写入测厚仪控制系统温度补偿程序中。
步骤(2)：设定偏差限幅值
在测厚仪控制系统温度补偿程序中设定宽度方向上的温度偏差限幅值，防止某点温度检测异常造成厚度值计算错误；
本实施例中，所述的偏差限幅值为20℃。
步骤(3)：获取数字量温度信号
所述的高温计对带钢宽度方向上的表面辐射热能进行测量，测量信号经过串口线传输给测温系统处理器，对测量温度值进行放大和A/D转换处理，并通过串口或以太网等方式将数字量温度信号传输到测温控制系统。
步骤(4)：温度补偿
将步骤(3)采集的横截面各点温度数据接入步骤(1)测厚仪控制系统温度补偿程序中；
若宽度方向上的温度未超出步骤(2)设定偏差限幅值，则可以根据公式(2)计算出宽度方向上各点温度补偿系数；
若宽度方向上的温度超出步骤(2)设定偏差限幅值，则采用宽度方向上的温度平均值代入公式(2)计算出该点温度补偿系数；
步骤(5)：带钢冷态厚度值获得
将步骤(4)所得温度补偿系数代入利用公式(1)得出横截面上各点冷态下带钢厚度，进而得到正确的厚度、凸度和楔形值。
优化方案中，步骤(2)中还设定同一测温点扫描高温计5和单点高度计6的温度偏差限幅值，并且同点温度偏差限幅值超限则触发报警提示，人工进行高温计数据核对和步骤(4)的数据代入切换。
需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种射线式测厚仪温度补偿系数计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：获取温度补偿系数K
设S2为不同温度值下热态厚度值、S1为带钢冷态厚度值，则温度补偿系数与带钢冷热态厚度的公式(1)可表述为：
K＝(S2-S1)/S1；
取标准厚度样板，在实验室条件下加热至不同温度后，使用射线式测厚仪在取消温度补偿条件下测量标准样板厚度，得出不同温度下的补偿系数，并将其与温度值拟合成六次多项式曲线，得出温度补偿系数与温度的表达公式(2)：K＝1.082e-18*t6-4.054e-15*t5+6e-12*t4-3.065e-9*t3-1e-6*t2+0.0015t+0.596
将公式(1)、公式(2)写入测厚仪控制系统温度补偿程序中；
步骤(2)：设定偏差限幅值
在测厚仪控制系统温度补偿程序中设定偏差限幅值；
步骤(3)：获取数字量温度信号
所述的高温计对带钢宽度方向上的表面辐射热能进行测量，测量信号传输给测温系统处理器，对测量温度值进行放大和A/D转换处理，并将数字量温度信号传输到测温控制系统；
步骤(4)：温度补偿
将步骤(3)采集的横截面各点温度数据接入步骤(1)测厚仪控制系统温度补偿程序中；
若宽度方向上的温度未超出步骤(2)设定偏差限幅值，则可以根据公式(2)计算出宽度方向上各点温度补偿系数；
若宽度方向上的温度超出步骤(2)设定偏差限幅值，则采用宽度方向上的温度平均值代入公式(2)计算出该点温度补偿系数；
步骤(5)：带钢冷态厚度值获得
将步骤(4)所得温度补偿系数代入利用公式(1)得出横截面上各点冷态下带钢厚度。
2.根据权利要求1所述的射线式测厚仪温度补偿系数计算方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述偏差限幅值为20℃。
3.根据权利要求1所述的射线式测厚仪温度补偿系数计算方法，其特征在于：根据步骤(5)中所述冷态下带钢厚度计算得到正确的厚度、凸度和楔形值。
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