CN115647079A - 一种离线综合板形检测仪及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离线综合板形检测仪及检测方法，涉及板带轧制技术领域。检测仪包括龙门框架式检测平台，在龙门框架式检测平台上安装有传感器移动机构，板带放置在龙门框架式检测平台上；在传感器移动机构上安装有两组激光测距式传感器，传感器移动机构带动两组激光测距式传感器同步沿着板带的宽度方向、长度方向移动，两组阵列式布置的激光测距式传感器上下对齐，两组激光测距式传感器分别检测到板带上表面的距离和到板带下表面的距离；数据处理装置将每组激光测距式传感器检测到与板带之间的距离数据处理后得到板带横截面厚度及平坦度。实现了离线同时检测板带横截面厚度及平坦度，而且检测安全、快速，检测仪结构简单，成本低。

Description

一种离线综合板形检测仪及检测方法

技术领域

本发明涉及板带轧制技术领域，特别是指一种离线综合板形检测仪及检测方法。

背景技术

在板带轧制过程中，板形是产品质量控制的重要因素，因此对板带板形的检测十分重要。板形包括板带横截面厚度数据，和利用横截面厚度数据计算得到的凸度、楔形和边降值，以及反应板带纵向平坦情况的平坦度数据。

目前离线测量多采用接触式测量方法，如采用超声波测厚仪测量和采用千分尺测量的方法，离线测量劳动强度大，效率低，测量过程中人为因素影响较大，测量结果精度不高。随着近年来激光技术的不断发展，激光测距技术也逐渐在厚度测试中得到了应用，公告号为CN217083679U的中国实用新型专利公开了一种带钢断面轮廓测量装置，实现了板带横截面的测量，该方法采用C型架的测量方式，通过C型架整体沿板带宽度方向的移动实现一个横截面的测量，但无法实现轧制长度方向上不同横截面的板廓变化测量，不能实现离线测量平坦度。并且，生产现场没有用于离线平坦度测量的自动检测装置，离线检测往往通过人工测量浪高和浪距的方式实现平坦度值的测量，同样导致测量过程中人为因素影响较大，测量结果精度不高。

发明内容

本发明提供了一种离线综合板形检测仪及检测方法，离线测量采用人工接触式测量具有以下问题，测量劳动强度大，效率低，测量过程中人为因素影响较大，测量结果精度不高；离线测量采用自动非接触式测量具有以下问题，不能够实现轧制长度方向上不同横截面的板廓变化测量，不能实现离线测量平坦度。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：

一方面，本发明实施例提供一种离线综合板形检测仪，包括龙门框架式检测平台，在所述龙门框架式检测平台上安装有传感器移动机构，板带放置在所述龙门框架式检测平台上；

在所述传感器移动机构上安装有两组激光测距式传感器，所述传感器移动机构带动两组所述激光测距式传感器同步沿着所述板带的宽度方向、长度方向移动，每组所述激光测距式传感器包括多个阵列式布置的所述激光测距式传感器，两组阵列式布置的所述激光测距式传感器上下对齐，一组所述激光测距式传感器检测其与板带上表面的距离，另一组所述激光测距式传感器检测其与板带下表面的距离；

所述激光测距式传感器将检测到的数据通过数据传输装置传输至数据处理装置，所述数据处理装置将每组所述激光测距式传感器检测到与板带之间的距离数据处理后得到板带横截面厚度及平坦度；

所述数据处理装置将所述激光测距式传感器阵列测量得到的与板带之间的距离的连续测量值通过公式转换为板带厚度，板带厚度计算公式为：

h(x)=H-D ₁(x)-D ₂(x)

其中，h(x)为板带宽度方向坐标为x位置的板带厚度测量值；H为两组激光测距式传感器之间的距离；D ₁(x)为板带宽度方向坐标为x位置板带上方传感器的测量值；D ₂(x)为板带宽度方向坐标为x位置板带下方传感器的测量值；

所述数据处理装置将所述激光测距式传感器阵列中检测平台上方传感器在x坐标下的测量值通过以下公式计算得到板带平坦度，板带平坦度计算公式为：

其中，L(x)为板带宽度方向坐标为x位置的板带长度计算值；j为两组激光测距式传感器沿带钢长度方向的移动测量序号，1≤j≤m；m为两组激光测距式传感器沿带钢长度方向的移动测量次数；l _y为两组激光测距式传感器沿带钢长度方向每次移动的距离；D ₁(j)为第j个横截面测量时，坐标为x位置的板带上方传感器的测量值；D ₁(j-1)为第j-1个横截面测量时，坐标为x位置的板带上方传感器的测量值；ρ(x)为板带宽度方向坐标为x位置的平坦度值。

优选地，所述传感器移动机构包括安装在所述龙门框架式检测平台上的长度方向移动机构；

所述长度方向移动机构包括滑动安装在所述龙门框架式检测平台的两侧上的齿条组件，在所述龙门框架式检测平台的一侧上安装有步进电机一，在所述步进电机一的输出轴上安装有齿轮，所述齿轮与所述齿条组件上的齿条啮合，所述步进电机一驱动，所述齿条组件得以沿着所述板带长度方向移动；

在所述齿条组件上安装有得以沿着所述板带宽度方向移动的宽度方向移动机构，在所述宽度方向移动机构上安装有激光测距式传感器。

优选地，所述宽度方向移动机构包括步进电机二，所述步进电机二和上丝杠安装在所述齿条组件上位于所述板带的上方处，下丝杠安装在所述齿条组件上位于所述板带的下方处，同步轴安装在所述齿条组件上位于所述上丝杠和所述下丝杠之间，所述上丝杠与所述同步轴通过锥齿轮传动，所述同步轴与所述下丝杠通过锥齿轮传动；

在所述上丝杠安装得以沿着其移动的上滑块，在所述下丝杠安装得以沿着其移动的下滑块，在所述上滑块的底端、所述下滑块的顶端分别安装有激光测距式传感器。

优选地，在所述上滑块的底端安装有上传感器支架，在所述下滑块的顶端安装有下传感器支架，在所述上传感器支架和所述下传感器支架上阵列安装有激光测距式传感器。

优选地，所述龙门框架式检测平台包括龙门框架和检测平台，所述传感器移动机构安装在所述龙门框架上。

优选地，在所述检测平台上设置有挡板。

优选地，所述数据处理装置对数据进行校准误差后，再计算板带横截面厚度和平坦度。

优选地，相邻两对传感器在测量过程中有50mm的重复测量区域，对比50mm重复测量区域的检测数据，校准除误差。

另一方面，本发明实施例提供一种离线综合板形检测方法，包括所述的离线综合板形检测仪，所述方法包括：

设置每组激光测距式传感器的数量及布置方案、每次激光测距式传感器在沿板带宽度或长度方向移动的距离、可检测的板带宽度范围和两组激光测距式传感器之间的距离；

安装完成所述离线综合板形检测仪；

驱动传感器移动机构，所述激光测距式传感器将检测到的数据传输至数据处理装置；

所述数据处理装置对数据进行处理，校准传感器测量误差；

所述数据处理装置利用消除传感器测量误差后的数据计算得到板带横截面厚度和平坦度。

优选地，在校准传感器测量误差过程中，相邻两对传感器在测量过程中有50mm的重复测量区域，对比50mm重复测量区域的检测数据；

当D _1a-D _1b<0.002mm且D _2a-D _2b<0.002mm时；

其中，D _1a为相邻的a对传感器中板带上方传感器的测量值；D _1b为相邻的b对传感器中板带上方传感器的测量值；D _2a为相邻的a对传感器中板带下方传感器的测量值；D _2b为相邻的b对传感器中板带下方传感器的测量值，D ₁为板带上方传感器的测量值；D ₂为板带下方传感器的测量值；

当D _1a-D _1b≥0.002mm或D _2a-D _2b≥0.002mm时，校准传感器后重新测量数据。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

上述方案中，本发明的离线综合板形检测仪及检测方法可实现板带板廓和平坦度的同时检测；实现了板带平坦度的安全、快速离线检测；离线综合板形检测仪结构简单，成本可控；离线综合板形检测仪对操作人员水平要求不高，可实现电机控制与数据自动获取，便于使用。

附图说明

图1为本发明的离线综合板形检测仪的结构示意图；

图2为本发明的离线综合板形检测仪的检测平台示意图；

图3为本发明的宽度方向移动机构的传动原理图一；

图4为本发明的宽度方向移动机构的传动原理图二；

图5为本发明的长度方向移动机构的传动原理图；

图6为本发明的离线综合板形检测仪的两组激光测距式传感器阵列示意图；

图7为本发明的离线综合板形检测仪的激光测距式传感器位置示意图；

图8为本发明的离线综合板形检测仪的激光测距式传感器测量示意图；

图9为实施例二的板带某一横截面的厚度；

图10为实施例二的板带在x=100mm坐标下的板带上方传感器的多次测量值；

图11为本发明的离线综合板形检测方法的流程图。

附图标记：

1、龙门框架式检测平台；11、龙门框架；12、检测平台；13、挡板；2、传感器移动机构；21、长度方向移动机构；211、步进电机一；212、齿轮；213、齿条组件；214、滑轨组件；22、宽度方向移动机构；221、步进电机二；222、上丝杠；223、下丝杠；224、齿轮传动件；225、锥齿轮传动件；226、同步轴；227、滑块；228、传感器支架；3、传感器；4、数据传输装置；5、数据处理装置；6、板带。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1~图2所示的，本发明实施例公开了一种离线综合板形检测仪，包括龙门框架式检测平台1，在龙门框架式检测平台1上安装有传感器移动机构2，板带6放置在龙门框架式检测平台1上；在传感器移动机构2上安装有两组激光测距式传感器3，传感器移动机构2带动两组激光测距式传感器3同步沿着板带6的宽度方向、长度方向移动，每组激光测距式传感器3包括多个阵列式布置的激光测距式传感器3，两组阵列式布置的激光测距式传感器3上下对齐（如图8所示的），一组激光测距式传感器3检测其与板带6上表面的距离，另一组激光测距式传感器3检测其与板带6下表面的距离；激光测距式传感器3将检测到的数据通过数据传输装置4传输至数据处理装置5，数据处理装置5将每组激光测距式传感器3检测到与板带6之间的距离数据处理后得到板带6横截面厚度及平坦度，进而利用横截面厚度数据可以计算得到凸度、楔形和边降。

如图2~图5的，龙门框架式检测平台1包括龙门框架11和检测平台12，传感器移动机构2安装在龙门框架11上，龙门框架11的底端直接固定于地面上。检测平台12的宽为2500mm、长为2000mm，可测量最大2000mm长度的板带6。优选地，检测平台12包括检测平台12框架，如图2所示，在检测平台12框架内均布设置有均匀间距D=50mm的多个单向长条单元，且单向长条单元的长度方向平行于板带6的宽度方向，即单向长条单元的长度方向平行于检测平台12的宽度方向。在检测平台12上设置有挡板13，挡板13呈直角状，用于对齐放置板带6。具体地，挡板13的两个直角边分别平行于检测平台12的长度方向的边与宽度方向的边。更为具体地，挡板13布置在检测平台12上，呈凸起状，

如图3~图5所示的，传感器移动机构2包括安装长度方向移动机构21和宽度方向移动机构22，长度方向移动机构21得以驱动激光测距式传感器3沿着板长度方向移动，宽度方向移动机构22得以驱动激光测距式传感器3沿着板宽度方向移动。在龙门框架式检测平台1上安装有长度方向移动机构21，在长度方向移动机构21上安装宽度方向移动机构22。长度方向移动机构21包括步进电机、齿条组件213和齿轮212，在龙门框架11的两侧滑轨组件214上安装齿条组件213，在龙门框架11的一侧上安装有步进电机一211，在步进电机一211的输出轴上安装有齿轮212，齿轮212与齿条组件213上的齿条啮合，步进电机一211驱动，齿条组件213得以沿着板带6长度方向移动。宽度方向移动机构22包括步进电机二221、上丝杠222、下丝杠223、齿轮传动件224、锥齿轮传动件225和同步轴226及安装上述结构的架体，步进电机二221和上丝杠222安装在滑轨组件214上位于板带6的上方处，下丝杠223安装在滑轨组件214上位于板带6的下方处，同步轴226安装在滑轨组件214上位于上丝杠222和下丝杠223之间，上丝杠222与同步轴226通过锥齿轮传动件225传动，同步轴226与下丝杠223通过锥齿轮传动件225传动，通过同步轴226和锥齿轮传动件225传动实现上丝杠222和下丝杠223的同步旋转，进而实现两组激光测距式传感器3同步移动，保证了两组激光测距式传感器3阵列上下对齐。滑块227包括上滑块和下滑块，在上丝杠222安装得以沿着其移动的上滑块，在下丝杠223安装得以沿着其移动的下滑块，在上滑块的底端、下滑块的顶端分别安装有激光测距式传感器3。具体地，传感器支架228包括上传感器支架和下传感器支架，在上滑块的底端安装有上传感器支架，在下滑块的顶端安装有下传感器支架，在上传感器支架和下传感器支架上阵列安装有激光测距式传感器3。

激光测距式传感器3将检测到的数据通过数据传输装置4传输至数据处理装置5，数据处理装置5将每组激光测距式传感器3检测到与板带6之间的距离数据处理后得到板带6横截面厚度和平坦度。具体地，数据传输装置4为有线传输装置或者无线传输装置中的一种。为准确获得板带6边部的厚度数据，激光测距式传感器3阵列从挡板13的一侧开始布置，第一个传感器检测点距离板带6端部位置具有一定距离d，10mm≤d≤20mm，如图7所示，即传感器3移动一定距离d后开始获得实际板带6厚度数据，为准确获得板带6另一个边部的厚度数据，在另一侧同样预留一定距离d的检测余量。

在检测板带6数据之前，设置每组激光测距式传感器3的数量及布置方案、每次激光测距式传感器3在沿板带6宽度或长度方向移动的距离、可检测的板带6宽度范围、两组激光测距式传感器3之间的距离，具体设置如下：

（1）每组激光测距式传感器3的数量：每组可选择n个激光测距式传感器3，每组激光测距式传感器3数量2≤n≤8。每组激光测距式传感器3的布置方案：激光测距式传感器3之间为等间距布置，距离为l _x ，200mm≤l _x ≤500mm。

（2）每次激光测距式传感器3在沿板带6宽度方向移动的距离：检测过程中，利用步进电机的脉冲数控制激光测距式传感器3沿板带6宽度方向连续移动，每次测量移动的距离为l _x +50mm，根据脉冲数可确定激光测距式传感器3移动的距离，并提供给数据处理装置5作为测量点宽度方向的坐标值，分别获得两组激光测距式传感器3阵列与板带6上、下表面之间的距离，进而可获得宽度方向的坐标值所对应的厚度值；

每次激光测距式传感器3在沿板带6长度方向移动的距离：利用步进电机的脉冲数控制两组激光测距式传感器3沿板带6长度方向移动，每次移动相同的距离l _y ，10mm≤l _y≤100mm，移动m次，m≥10，获得m+1个横截面的测量数据，沿板带6长度方向移动的总距离为l _y ×m。

（3）可检测的板带6宽度范围：为保证板带6两侧各有一定距离d的传感器检测余量，利用公式1计算板廓检测仪可检测的板带6最大宽度B _max为：

B _max=nl _x +50-2d（mm） （公式1）

为保证每次测量均有至少2组激光测距式传感器3之间有50mm的重复测量区域，利用公式2计算板廓检测仪可检测的板带6最小宽度B _min为：

B _min=l _x +50-d（mm） （公式2）

根据检测宽度要求，优选地，激光测距式传感器3布置案例1：每组选择5个激光测距式传感器3，激光测距式传感器3之间为等间距，距离为l _x =500mm，每次测量沿板带6宽度方向的移动距离为l _x +50=550mm，板廓检测仪可检测的板带6宽度范围为（550-d）mm-（2550-2d）mm。激光测距式传感器3布置案例2：每组选择6个激光测距式传感器3，激光测距式传感器3之间为等间距，距离为l _x =400mm，每次测量沿板带6宽度方向的移动距离为l _x +50=450mm，板廓检测仪可检测的板带6宽度范围为（450-d）mm-（2450-2d）mm。

（4）为保证激光测距式传感器3的正常工作，满足激光测距式传感器3的最小检测距离，两组激光测距式传感器3之间的距离H满足公式3的条件：

H>2d _las +h _max （公式3）

其中，d _las 为激光测距式传感器3的最小检测距离，h _max为离线综合板形检测仪的最大检测厚度。

激光测距式传感器3将检测到的数据通过数据传输装置4传输至数据处理装置5，数据处理装置5对数据进行如下处理：

（1）消除激光测距式传感器3测量误差并进行校准

如图8所示的，图8中箭头方向表示传感器运动方向，相邻两对传感器3在测量过程中有B=50mm的重复测量区域，对比50mm重复测量区域的检测数据，及时校准传感器3测量误差，具体处理方法为：

当D _1a-D _1b<0.002mm且D _2a-D _2b<0.002mm时，利用公式4和公式5计算传感器3的测量值；

D ₁=（D _1a+D _1b）/2 （公式4）

D ₂=（D _2a+D _2b）/2 （公式5）

其中，D _1a为相邻的a对传感器3中板带6上方传感器3的测量值；D _1b为相邻的b对传感器3中板带6上方传感器3的测量值；D _2a为相邻的a对传感器3中板带6下方传感器3的测量值；D _2b为相邻的b对传感器3中板带6下方传感器3的测量值，D ₁为板带6上方传感器3的测量值；D ₂为板带6下方传感器3的测量值。

当D _1a-D _1b≥0.002mm或D _2a-D _2b≥0.002mm时，校准传感器3后重新测量数据。

（2）计算板带6厚度

利用公式6将激光测距式传感器3阵列测量得到的与板带6之间的距离的连续测量值通过计算转换为板带6厚度；

h(x)=H-D ₁(x)-D ₂(x) （公式6）

其中，h(x)为板带6宽度方向坐标为x位置的板带6厚度测量值；H为两组激光测距式传感器3之间的距离；D ₁(x)为板带6宽度方向坐标为x位置板带6上方传感器3的测量值；D ₂(x)为板带6宽度方向坐标为x位置板带6下方传感器3的测量值。其中，板带6厚度为板带横截面厚度。

即对某一个横截面位置进行测量时，可通过上方多个传感器3分别得到的D ₁值，下方多个传感器3分别得到的D ₂值，经数据处理装置5进行计算，得到连续的h值，将宽度方向的h值连续做图即可得到横截面板廓形状，即宽度方向的厚度分布。测量长度方向不同横截面的厚度，驱动激光测距式传感器3在沿板带6长度方向移动一定距离l _y后，再对另一个横截面进行厚度测量，利用公式6计算板带6厚度，从而可以得到另一个横截面的板带6横截面厚度数据。

（3）计算板带6平坦度

经过m+1次横截面厚度数据测量后，数据处理装置5将检测平台12上方x坐标下传感器3阵列测量得到的与板带6之间距离的测量数据通过计算转换为板带6平坦度，利用公式7计算板带6宽度方向坐标为x位置的板带6长度计算值；

其中，L(x)为板带6宽度方向坐标为x位置的板带6长度计算值；j为两组激光测距式传感器3沿板带6长度方向的移动测量序号，1≤j≤m；m为两组激光测距式传感器3沿板带6长度方向的移动测量次数；l _y为两组激光测距式传感器3沿板带6长度方向每次移动的距离；D ₁(j)为第j个横截面测量时，坐标为x位置的板带6上方传感器3的测量值；D ₁(j-1)为第j-1个横截面测量时，坐标为x位置的板带6上方传感器3的测量值；

利用公式8计算板带6宽度方向坐标为x位置的平坦度值：

其中，ρ(x)为板带6宽度方向坐标为x位置的平坦度值，L(x)为板带6宽度方向坐标为x位置的板带6长度计算值，l _y为两组激光测距式传感器3沿板带6长度方向每次移动的距离，m为激光测距式传感器3沿长度方向移动次数。

实施例二

在实施例一的基础上，为准确获得板带6边部的厚度数据，激光测距式传感器3阵列从挡板13的一侧开始布置，第一个传感器检测点距离板带6端部位置d=20mm，如图9所示，即传感器移动20mm后开始获得实际板带6厚度数据，为准确获得板带6另一个边部的厚度数据，在另一侧同样预留20mm的检测余量。

在检测板带6数据之前，设置每组激光测距式传感器3的数量及布置方案、每次激光测距式传感器3在沿板带6宽度或长度方向移动的距离、可检测的板带6宽度范围、两组激光测距式传感器3之间的距离，具体设置如下：

本实施例的每组激光测距式传感器3的数量为6个，激光测距式传感器3之间为等间距，距离为l _x =400mm，每次测量沿板带6宽度方向的移动距离为l _x +50=450mm，根据公式1和公式2的计算，板廓检测仪可检测的板带6宽度范围为430mm-2410mm。利用步进电机的脉冲数控制两组激光测距式传感器3沿板带6长度方向移动，每次移动相同的距离l _y ，l _y=50mm，移动m次，m=24，从而在间距为50mm的1200mm长度内25个不同横截面位置进行测量，可获得间距为50mm的不同横截面位置的测量数据，且下方传感器3阵列的激光束不会受检测平台12的影响。板带6上方传感器3与板带6下方传感器3的距离初始值为H=80mm，本实施例的激光测距式传感器3最小检测距离为0.02m，即20mm，根据公式3计算可得最大可测厚度为40mm。

激光测距式传感器3将检测到的数据通过数据传输装置4传输至数据处理装置5，数据处理装置5对数据进行如下处理：

（1）相邻两对传感器3在测量过程中有50mm的重复测量区域，对比50mm重复测量区域的检测数据，根据实施例一中的判断条件，如果没有误差，利用公式4和公式5计算得到板带6上方传感器3的测量值D ₁和板带6下方传感器3的测量值D ₂；如果有误差，校准误差后，再计算得到板带6上方传感器3的测量值D ₁和板带6下方传感器3的测量值D ₂。

（2）根据板带6上方传感器3与板带6下方传感器3的距离初始值为H、板带6上方传感器3的测量值D ₁和板带6下方传感器3的测量值D ₂，利用公式6计算得到某一个横截面上，板带6宽度方向坐标为x位置的板带6厚度测量值h，将宽度方向的h值连续做图即可得到横截面板廓形状，即宽度方向的厚度分布，如图9所示。测量不同截面的厚度，驱动激光测距式传感器3在沿板带6长度方向移动一定距离l _y后，利用公式6计算板带6厚度。利用图9板带6横截面的板带6厚度数据，进一步计算凸度、楔形、边降等特征值，其中凸度C40=92µm，楔形W40=8µm，边降E=35µm。

（3）根据板带6上方传感器3的测量得到的板带6宽度方向坐标为x=100mm位置，不同横截面的测量值D ₁(j)（如图10所示的）和激光测距式传感器3沿长度方向每次移动的距离l _y，利用公式7计算得到板带6长度计算值L(x)=1200.037mm；再根据板带6长度计算值L(x)、激光测距式传感器3沿长度方向每次移动的距离l _y和激光测距式传感器3沿长度方向移动次数m，利用公式8计算得到板带6宽度方向坐标为x=100mm位置的板平坦度为3.07IU。

实施例三

如图11所示的，本发明实施例提供了一种离线综合板形检测方法，包括的离线综合板形检测仪，方法包括：

S100、设置每组激光测距式传感器3的数量及布置方案、每次激光测距式传感器3在沿板带6宽度或长度方向移动的距离、可检测的板带6宽度范围和两组激光测距式传感器3之间的距离；

S200、安装完成离线综合板形检测仪；

S300、驱动传感器移动机构2，激光测距式传感器3将检测到的数据传输至数据处理装置5；

S400、数据处理装置5对数据进行处理，校准传感器3测量误差；

S500、数据处理装置5利用消除传感器3测量误差后的数据计算得到板带6横截面厚度，和利用横截面厚度计算得到的凸度、楔形和边降，以及板带6平坦度。

在步骤S100中，具体设置情况如实施例一中的在检测板带6数据之前，设置每组激光测距式传感器3的数量及布置方案、每次激光测距式传感器3在沿板带6宽度或长度方向移动的距离、可检测的板带6宽度范围、两组激光测距式传感器3之间的距离。

在步骤S400，校准传感器3测量误差具体情况如实施例一中的消除激光测距式传感器3测量误差并进行校准。

在步骤S500，计算得到板带6横截面厚度，和利用横截面厚度计算得到的凸度、楔形和边降，以及板带6平坦度具体情况如实施例二中的计算板带6横截面厚度、凸度、楔形、边降和计算平坦度。

本发明的离线综合板形检测仪及检测方法，在板廓检测方面：与X射线检测仪相比可以较容易的实现离线检测，无辐射危险；与利用超声波测厚仪或者千分尺测量的方法相比，具有快速测量、自动检测、检测精度高等优点。与其他采用激光技术的测厚设备相比，设备工作原理明显不同，其核心是设计了沿板带6长度方向的移动机构，可以对同一板带6进行自动多截面测量，可以获得更丰富的板带6横截面信息，并进一步获得板带6平坦度。为此，在设计中一是采用多个传感器3组成的传感器3阵列对板带6宽度方向不同位置同时检测，检测速度快；二是对两组传感器3阵列设计同步传动机构，保证两组传感器3阵列的空间对齐，提高测量精度与准确性；三是设计了相邻两对传感器3在测量过程中有50mm的重复测量区域，可及时发现传感器3测量误差并进行校准，从而提高检测精度和准确性。在平坦度检测方面，将激光测距技术应用于平坦度测量，可实现板带6平坦度的安全、快速离线检测。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种离线综合板形检测仪，其特征在于，包括龙门框架式检测平台，在所述龙门框架式检测平台上安装有传感器移动机构，板带放置在所述龙门框架式检测平台上；

在所述传感器移动机构上安装有两组激光测距式传感器，所述传感器移动机构带动两组所述激光测距式传感器同步沿着所述板带的宽度方向、长度方向移动，每组所述激光测距式传感器包括多个阵列式布置的所述激光测距式传感器，两组阵列式布置的所述激光测距式传感器上下对齐，一组所述激光测距式传感器检测其与板带上表面的距离，另一组所述激光测距式传感器检测其与板带下表面的距离；

所述激光测距式传感器将检测到的数据通过数据传输装置传输至数据处理装置，所述数据处理装置将每组所述激光测距式传感器检测到与板带之间的距离数据处理后得到板带厚度及平坦度；

所述数据处理装置将所述激光测距式传感器阵列测量得到的与板带之间的距离的连续测量值通过公式转换为所述板带厚度，所述板带厚度计算公式为：

其中，h(x)为所述板带宽度方向坐标为x位置的所述板带厚度测量值；H为两组激光测距式传感器之间的距离；D ₁(x)为板带宽度方向坐标为x位置板带上方传感器的测量值；D ₂(x)为板带宽度方向坐标为x位置板带下方传感器的测量值；

所述数据处理装置将所述激光测距式传感器阵列中检测平台上方传感器在x坐标下的测量值通过以下公式计算得到板带平坦度，板带平坦度计算公式为：

其中，L(x)为板带宽度方向坐标为x位置的板带长度计算值；j为两组激光测距式传感器沿带钢长度方向的移动测量序号，1≤j≤m；m为两组激光测距式传感器沿带钢长度方向的移动测量次数；l _y为两组激光测距式传感器沿带钢长度方向每次移动的距离；D ₁(j)为第j个横截面测量时，坐标为x位置的板带上方传感器的测量值；D ₁(j-1)为第j-1个横截面测量时，坐标为x位置的板带上方传感器的测量值；ρ(x)为板带宽度方向坐标为x位置的平坦度值。

2.根据权利要求1所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，所述传感器移动机构包括安装在所述龙门框架式检测平台上的长度方向移动机构；

所述长度方向移动机构包括滑动安装在所述龙门框架式检测平台的两侧上的齿条组件，在所述龙门框架式检测平台的一侧上安装有步进电机一，在所述步进电机一的输出轴上安装有齿轮，所述齿轮与所述齿条组件上的齿条啮合，所述步进电机一驱动，所述齿条组件得以沿着所述板带长度方向移动；

在所述齿条组件上安装有得以沿着所述板带宽度方向移动的宽度方向移动机构，在所述宽度方向移动机构上安装有所述激光测距式传感器。

3.根据权利要求2所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，所述宽度方向移动机构包括步进电机二，所述步进电机二和上丝杠安装在所述齿条组件上位于所述板带的上方处，下丝杠安装在所述齿条组件上位于所述板带的下方处，同步轴安装在所述齿条组件上位于所述上丝杠和所述下丝杠之间，所述上丝杠与所述同步轴通过锥齿轮传动，所述同步轴与所述下丝杠通过锥齿轮传动；

在所述上丝杠安装得以沿着其移动的上滑块，在所述下丝杠安装得以沿着其移动的下滑块，在所述上滑块的底端、所述下滑块的顶端分别安装有所述激光测距式传感器。

4.根据权利要求3所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，在所述上滑块的底端安装有上传感器支架，在所述下滑块的顶端安装有下传感器支架，在所述上传感器支架和所述下传感器支架上阵列安装有所述激光测距式传感器。

5.根据权利要求1所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，所述龙门框架式检测平台包括龙门框架和检测平台，所述传感器移动机构安装在所述龙门框架上。

6.根据权利要求1所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，在所述检测平台上设置有挡板。

7.根据权利要求1所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，所述数据处理装置对数据进行校准误差后，再计算板带横截面厚度和平坦度。

8.根据权利要求1所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，相邻两对传感器在测量过程中有50mm的重复测量区域，对比50mm重复测量区域的检测数据，校准除误差。

9.一种离线综合板形检测方法，包括如权利要求1-8任意一项所述的离线综合板形检测仪，其特征在于，所述方法包括：

设置每组激光测距式传感器的数量及布置方案、每次激光测距式传感器在沿板带宽度或长度方向移动的距离、可检测的板带宽度范围和两组激光测距式传感器之间的距离；

安装完成所述离线综合板形检测仪；

驱动传感器移动机构，所述激光测距式传感器将检测到的数据传输至数据处理装置；

所述数据处理装置对数据进行处理，校准传感器测量误差；

所述数据处理装置利用消除传感器测量误差后的数据计算得到板带横截面厚度和平坦度。

10.根据权利要求9所述的离线综合板形检测方法，其特征在于，在校准传感器测量误差过程中，相邻两对传感器在测量过程中有50mm的重复测量区域，对比50mm重复测量区域的检测数据；

当D _1a-D _1b<0.002mm且D _2a-D _2b<0.002mm时；

D ₁=（D _1a+D _1b）/2

D ₂=（D _2a+D _2b）/2

其中，D _1a为相邻的a对传感器中板带上方传感器的测量值；D _1b为相邻的b对传感器中板带上方传感器的测量值；D _2a为相邻的a对传感器中板带下方传感器的测量值；D _2b为相邻的b对传感器中板带下方传感器的测量值，D ₁为板带上方传感器的测量值；D ₂为板带下方传感器的测量值；

当D _1a-D _1b≥0.002mm或D _2a-D _2b≥0.002mm时，校准传感器后重新测量数据。

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