CN1670472A - 一种用于测量光洁面板材厚度的在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有光洁表面的各类板材在移动中其厚度的在线测量，特别是一种测量受环境温度影响、有跳动、表面不能受压的光洁板材其厚度的在线精确测量与监测系统的构建。通过激光探头每次行程中对额外设置的标块的测量，达到消除温度对结构变形影响的目的。激光传感器所测得的板厚信号、温度补偿块厚度信号与支架行程位置信号经信号调理电路后送入工控机，工控机完成信号处理正并实现对板厚的实时监测，精确的厚度信号也可返回现场仪表直观的显示。
Description
技术领域
本发明涉及具有光洁表面的各类板材在移动中其厚度的在线测量，特别是一种测量受环境温度影响、有跳动、表面不能受压的光洁板材其厚度的在线精确测量与监测系统的构建。
背景技术
目前的厚度测量，可简单分为静态测量和动态测量。静态测量精度较高，国内外相关的测量仪器仪表较多，此类仪器一般用于离线方式，在使用上有许多限制，如被测体的厚度、被测体须为同一种金属基体、被测体处于非运动状态等，其一般用于测量铁磁质金属基体上的非铁磁性涂层、镀层，或测量非铁磁质金属基体上的绝缘涂层。
对于动态测量，由于工况的复杂性(振动、温度等)及被测对象的多样性，人工测量仍是目前主要的手段。板材厚度的在线动态测量还存在不足：精确测量时对工况要求高，如板的平直度、环境温度等；针对性强，通用性差；尚未构成集精确测量、状态监测与数据管理为一体的系统。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种对具有光洁表面的各类板材(金属、非金属或复合材料等)在移动中其厚度的在线精确测量，构建对环境要求较低、通用性较强的板材厚度在线状态监测装置。
本发明的目的通过如下技术方案来完成：这种用于测量光洁面板材厚度的在线监测装置，包括激光传感器和信号处理装置，传感器成对存在，通过线缆分别将数据传给信号处理装置，由信号处理装置计算得出待测板材厚度；传感器成对安装于一个“U”形支架两端相应位置，“U”形支架通过控制能按一定规则运动；待测板材位于“U”形支架凹槽中间位置，垂直于“U”形支架所在平面做穿越运动；在待测板材向“U”形支架的延长面上安装了一个温度补偿块。
上述的“U”型支架通过移动机构控制运动，移动机构包括螺母、导轨、丝杠、步进电机等设备；上述的“U”型支架通过螺母固定；上述的步进电机通过控制丝杠转动来带动螺母，使“U”型支架在导轨方向上滑动。
上述的“U”型支架由移动机构控制的运动行程，能使传感器移动到待测板材和温度补偿块外侧边外。
上述的信号处理装置包括，信号调理电路、工控机、现场仪表；工控机中含有图形化测量软件(LabVIEW)程序功能模块，通过程序控制能区分板材和补偿块。
与现有技术相比，该通过“U”型支架及数控系统的设计，实现对移动板材纵向及横向多点(或任意点)的厚度值的测量，探头为一对非接触测量的激光传感器，由于支架行程方式是可选择的、灵活性强，被测板材小范围的上下波动不影响激光传感器测量精度，而波动量大可通过前后安装夹辊减小，因此，被测板材只要是具有上下光洁表面就可测量，被测对象甚至可以是非透明的薄膜材料，满足了多种材料厚度的测量，适用面较广。
通过激光探头每次行程中对额外设置的标块的测量，达到消除温度对结构变形影响的目的。系统具有判别测量的是板材还是补偿块的能力，每次行程中工控机均可通过测量温度补偿块的厚度而得到两探头的实际间距信息，间距信息成为后一行程中的计算标准，当环境温度引起机构微变形时，计算标准可得到及时修正，这样，就消除了温度对测量精度的影响，满足了在较恶劣温度环境下，对板材厚度的精确测量。
激光传感器所测得的板厚信号、温度补偿块厚度信号与支架行程位置信号经信号调理电路后送入工控机，工控机完成信号处理正并实现对板厚的实时监测，精确的厚度信号也可返回现场仪表直观的显示。监测系统基于LabVIEW平台开发，充分利用LabVIEW开发软件优势，具有参数设置、棒图显示、超差报警、数据分析与管理等功能。本系统满足了厚度在线精确测量、状态监测与数据管理一体化的要求。具有数据采集的实时性、系统运行的可靠性、超差预报的准确性、模块组合的方便性、监测结果的可信性及人机界面的友好性、系统造价较低等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的系统框架示意图。
图1中：1为“U”型支架，2为传感器，3为温度补偿块，4为螺母，5为导轨，6为丝杠，7为步进电机，8为待测板材。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
具体实施例：这种用于测量光洁面板材厚度的在线监测装置，包括激光传感器2和信号处理装置，传感器2成对存在，通过线缆分别将数据传给信号处理装置，由信号处理装置计算得出待测板材8厚度；传感器2成对安装于一个“U”形支架1两端相应位置，“U”形支架1通过控制能按一定规则运动；待测板材8位于“U”形支架1凹槽中间位置，垂直于“U”形支架1所在平面做穿越运动；在待测板材8向“U”形支架1的延长面上安装了一个温度补偿块3。
上述的“U”型支架1通过移动机构控制运动，移动机构包括螺母4，导轨5，丝杠6，步进电机7等设备；上述的“U”型支架1通过螺母4固定；上述的步进电机7通过控制丝杠6转动来带动螺母4，使“U”型支架1在导轨5方向上滑动。
上述的“U”型支架1由移动机构控制的运动行程，能使传感器2移动到待测板材8和温度补偿块3外侧边外。
上述的信号处理装置包括，信号调理电路、工控机、现场仪表；工控机中含有图形化测量软件(LabVIEW)程序功能模块，通过程序控制能区分板材和补偿块。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (6)
1、一种用于测量光洁面板材厚度的在线监测系统，包括传感器(2)和信号处理装置，传感器(2)成对存在，通过线缆分别将数据传给信号处理装置，由信号处理装置计算得出待测板材(8)厚度，其特征在于：所述的在线监测装置还包括“U”形支架(1)和温度补偿块(3)；所述的“U”形支架(1)通过控制能按一定规则运动；待测板材(8)位于“U”形支架(1)凹槽中间位置，垂直于“U”形支架(1)所在平面做穿越运动；所述的传感器(2)成对安装于“U”形支架(1)两端相应位置；所述的温度补偿块(3)位于“U”形支架(1)待测板材(8)延长面上。
2、根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于：所述的信号处理装置包括，信号调理电路、工控机、现场仪表。
3、根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于：所述的工控机中含有图形化测量软件(LabVIEW)程序功能模块，通过程序控制能区分测量的是板材还是补偿块。
4、根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于：所述的“U”型支架(1)通过移动机构控制运动的；所述的移动机构包括螺母(4)，导轨(5)，丝杠(6)，步进电机(7)等设备；所述的“U”型支架(1)通过螺母(4)固定；所述的步进电机(7)通过控制丝杠(6)转动来带动螺母(4)，使“U”型支架(1)在导轨(5)方向上滑动。
5、根据权利要求2所述的在线监测系统，其特征在于：所述的“U”型支架(1)由移动机构控制的运动行程，能使传感器(2)移动到待测板材(8)和温度补偿块(3)外侧边外。
6、根据权利要求1或2或3或4所述的在线监测系统，其特征在于：所述的传感器(2)采用激光传感器。
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