CN205808366U - 冷轧板带钢不平度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷轧板带钢不平度测量装置，包括：平行激光源组，位置调整装置，光信号接收器，信号处理器；位置调整装置固定在张力辊组后≤2m的冷轧机架内或在张力辊组后≤2m的连续退火机组机架内，平行激光源组安装在位置调整装置上，平行激光源组的平行光束入射方向朝向带钢表面，光信号接收器固定在平行激光源组的平行光束反射方向的所述冷轧机架内或连续退火机组机架内，光信号接收器位于平行激光源组的平行光束反射方向，信号处理器与光信号接收器之间电气连接。本实用新型有效解决检测过程中的能耗消耗较多的技术问题，实现了在低功耗的前提下非接触在线连续测量冷轧板带钢不平度。

Description

冷轧板带钢不平度测量装置

技术领域

本实用新型涉及冷轧板带表面质量测量技术领域，特别涉及冷轧板带钢不平度测量装置。

背景技术

随着竞争的日益激烈，市场对冷轧带钢板形质量的要求越来越高，尤其在钢板尺寸及板形方面。在以往的生产过程当中，最初使用人工手动检测带钢浪形的波长和波高，后发展为离线式检查台，用于检测带钢的波高和波长，从而计算出带钢的波长比数据，但以上两种测量方式都为离线式测量板形方法，无法反应钢卷整卷板形情况。冷轧板带材因不平度无法在线检测造成实际生产过程中无连续的有效的不平度数据，无法为质量的控制和工艺的调整提供有效的数据支撑。造成冷轧板带钢无法判定整卷不平度情况。

现有技术方案提供了一种板形仪辊，在轧制的生产过程中使用，但板形仪辊的测量辊会划伤带钢表面、且标定困难，因此不适用于在退火机组，由西门子公司研发的SI-FLAT板形测量系统成功的解决了与带钢接触的难题，避免了在板形测量过程中对带钢产生划伤，但实际的应用过程中由于该板形仪需要由风机驱动，因此检测过程中能耗消耗较多。

实用新型内容

本实用新型实施例通过提供一种冷轧板带钢不平度测量装置，解决了现有在线板形检测能耗消耗较多的技术问题。

本实用新型实施例提供的一种冷轧板带钢不平度测量装置，包括：平行激 光源组，位置调整装置，光信号接收器，信号处理器；

所述位置调整装置固定在张力辊组后≤2m的冷轧机架内或在所述张力辊组后≤2m的连续退火机组机架内，所述平行激光源组安装在所述位置调整装置上，所述平行激光源组的平行光束入射方向朝向带钢表面，所述光信号接收器固定在所述平行激光源组的平行光束反射方向的所述冷轧机架内或所述连续退火机组机架内，所述光信号接收器位于所述平行激光源组的平行光束反射方向所述信号处理器与所述光信号接收器之间电气连接。

优选的，所述位置调整装置包括：固定架，横向滑道，纵向滑道，夹紧块和转动架；所述横向滑道水平固定在所述固定架上，所述纵向滑道的一端滑动连接在所述横向滑道上，所述平行激光源组通过所述夹紧块固定在所述转动架上，所述转动架滑动连接在所述纵向滑道上。

优选的，所述光信号接收器包括:光信号接收屏，所述光信号接收屏的屏面垂直于所述带钢表面。

优选的，所述光信号接收器包括：孔板和多排光测量点，每排光测量点包括至少5个同一水平高度分布的测量点位，每个所述测量点位对应布置在所述孔板上的孔洞位置，所述每排光测量点均设置有至少一个光感开关。

优选的，所述冷轧板带钢不平度测量装置还包括：接收器升降机构；

所述接收器升降机构固定在所述冷轧机架或所述连续退火机组机架上，所述孔板固定在所述接收器升降机构上。

优选的，所述平行激光源组包括至少五个激光源，所述至少五个激光源设置在距所述带钢表面同一水平高度。

优选的，所述位置调整装置还包括：至少五个横向移动件，每个所述激光源与一个所述横向移动件装配后卡入所述转动架的槽内。

优选的，所述平行激光源组与所述带钢表面之间的角度为15～75°。

优选的，所述冷轧板带钢不平度测量装置还包括数据存储器，所述数据存储器与所述信号处理器之间电气连接。

优选的，所述冷轧板带钢不平度测量装置还包括可视化单元，所述可视化单元与所述信号处理器之间电气连接。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型提供的冷轧板带钢不平度测量装置，由于设置了平行激光源组，平行激光源组的平行光束入射方向朝向带钢表面，从而在带钢运行过程中，能够通过平行激光源组发射平行光束照射在运行带钢上，平行光束就会根据光的反射原理反射到光信号接收器上，由于带钢表面存在的浪形会造成入射点上下浮动，从而信号处理器就能够根据信号接收器接收到反射光束的位置信号结合带钢的实际运行速度等相关参数模拟出带钢沿轧向的不平度数据，整个冷轧板带钢不平度测量装置与带钢之间没有任何接触，从而能够实现非接触、在线、连续测量冷轧板带钢不平度，有效避免了接触式检测方法对带钢造成的划伤，进而能够对实际带钢板形进行实时有效控制并进行有效的工艺调整，为现场的质量控制提供了可靠的、连续的数据支撑，但是同时又不需要大功率风机驱动，就能够有效解决检测过程中的能耗消耗较多的技术问题，实现了在低功耗的前提下非接触在线连续测量冷轧板带钢不平度。

2、由于设置了数据储存器和可视化单元，数据储存器中的不平度数据经由可视化单元调用并显示，形成与生产时间或带钢长度方向的位置拟合成的二维曲线，方便相关人员查看或相关的质量判定系统采集不平度数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中冷轧板带钢不平度测量装置的布置图；

图2为本实用新型实施例中光信号接收器与冷轧板带钢不平度测量装置的其他器件的电气连接图；

图3为本实用新型实施例中冷轧板带钢不平度测量装置的光路俯视图；

图4为本实用新型实施例中带孔板的光信号接收器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中位置调整装置的细化结构示意图；

图6为本实用新型实施例中带孔板的冷轧板带钢不平度测量装置进行不平度测量的光路主视图；

图7为本实用新型实施例中带光信号接收屏的冷轧板带钢不平度测量装置进行不平度测量的光路主视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1～图3所示，本实用新型提供的冷轧板带钢不平度测量装置包括：平行激光源组1，位置调整装置2，光信号接收器3，信号处理器4。

位置调整装置2固定在张力辊组后≤2m的冷轧机架内或在张力辊组后≤2m的连续退火机组机架内，位置调整装置2具体是在退火工序中或平整工序中。平行激光源组1安装在位置调整装置2上，平行激光源组1的平行光束入射方向朝向带钢表面5，光信号接收器3固定在冷轧机架内或连续退火机组机架内，且光信号接收器3位于平行激光源组1的平行光束反射方向，信号处理器4与光信号接收器3之间电气连接。

位置调整装置2用于调整平行激光源组1与带钢表面5之间的角度，从而实现调整平行激光源组1所发射平行光束的水平入射角度α，位置调整装置2 还用于调整平行光源组1中激光源11、12、13、14、15的横向位置。通过上述冷轧板带钢不平度测量装置：带钢运行过程中，平行激光源组1发出的平行光束照射在带钢表面5上，经带钢表面5反射到光信号接收器3上，由于带钢存在浪形，将会造成光点上下浮动，导致光信号接收器3接收到的反射光束的位置发生变化，进而与光信号接收器3电气连接的信号处理器4能够接收到投射位置信号，信号处理器4将接收到的投射位置信号结合带钢的实际运行速度、平行光束的水平入射角度等相关参数，计算出沿轧钢方向的不平度数据。

光信号接收器3：

参考图4所示，光信号接收器3的一种实施方式为：包括孔板31和多排光测量点32，每排光测量点32包括至少5个同一水平高度分布的测量点位，每个测量点位布置在孔板31上的孔洞位置，每排光测量点32均设置有至少一个光感开关(未图示)。则每一排光测量点32对应一个不平度等级，当某一光感开关被触发后，信号处理器4由投射所在测量点位(即位置投射信号)确定对应的不平度等级。

比如，参考图4所示，孔板31上设置有6排光测量点32，每排光测量点32包括5个独立在同一水平高度分布的测量点位，每排光测量点32的5个测量点位布置位置具体为：在运行带钢的每个宽度四等分线正上方设置1个测量点位(共3个)，另外2个测量点位在距离带钢两侧边部10mm位置的正上方。当然具体实施过程中，每排光测量点32的测量点个数可以多于5个，进而提高在带钢宽度方向测量不平度的精度。

针对本实施方式下的光信号接收器3，冷轧板带钢不平度测量装置还包括接收器升降机构(未图示)，接收器升降机构固定在冷轧机架或连续退火机组机架上，孔板31安装在接收器升降机构上。从而通过接收器升降机构调整孔板31的高度，反射光束能够照射到孔板31上。

基于包括孔板31和多排光测量点32的光信号接收器3，本实用新型提供的冷轧板带钢不平度测量装置能够非接触、在线、连续的对带钢不平度进行 定性测量。

光信号接收器3的另一种实施方式为光信号接收屏，光信号接收屏的屏面竖直，光信号接收屏在能够接收到所有反射光束的位置。

反射光束在光信号接收屏的投射位置与平行激光源组1的平行光束的水平入射角度、平行光速射入距离、反射光信号与射入点的水平间距、光信号接收屏的安装位置以及带钢实际的不平度有直接关系。以带钢的不平度范围为h/L＝0.02为例，折合带钢浪形最大斜切角为4.55°，则反射光束投射在光信号接收屏上高度为1.1547m-1.6195m的范围内波动(以带钢表面5的高度为0m计)。

基于包括光信号接收屏的光信号接收器3，本实用新型提供的冷轧板带钢不平度测量装置能够非接触、在线、连续的对带钢不平度进行定量测量。

平行激光源组1

具体的，参考图3所示，平行激光源组1包括并排的至少五个激光源11、12、13、14、15，平行激光源组1的所有个激光源11、12、13、14、15设置在距带钢表面5同一水平高度。以五个激光源11、12、13、14、15为例：每个宽度四等分线正上方设置激光源12、13、14，另外两个激光源11、15在距离带钢两侧边部10mm位置的正上方。

位置调整装置2：

具体的，参考图5所示，位置调整装置2包括：固定架21，横向滑道22，纵向滑道23，夹紧块24和转动架25。

横向滑道22水平固定在固定架21上，横向滑道22的滑道走向与带钢运行方向垂直，同时，横向滑道22的滑道走向还与带钢表面5平行。纵向滑道23的一端滑动连接在横向滑道22上，则纵向滑道23能够沿着横向滑道22滑动。平行激光源组1通过夹紧块24固定在转动架25上，则能通过转动架25的转动改变平行激光源组1的平行光束的水平入射角度。转动架25滑动连接在纵向滑道23上，通过紧固件(如紧固螺栓)连接转动架25与纵向滑道23， 则通过调整转动架25在纵向滑道23上的位置，改变平行激光源组1的水平高度后，能够通过旋紧紧固件从而固定转动架25在纵向滑道23上的高度。

具体的，位置调整装置2与带钢宽度测量设备或带钢宽度数据存储模块之间电气连接，从而位置调整装置2能够在上线时从带钢宽度测量设备或从带钢宽度数据存储模块获取到带钢的实际宽度，通过横向移动件调整激光源11、12、13、14、15到合适位置：每个宽度四等分线正上方、以及距离带钢两侧边部10mm位置的正上方。

以带钢实际宽度为1000mm为例，5个激光源11、12、13、14、15通过各自的横向移动件被分别调整至双侧距边部10mm的位置，距离带钢宽度平分线250mm的位置以及带钢宽度平分线位置。

具体的，平行激光源组1与带钢表面5之间的角度为15°-75°，在具体实施过程中，转动架25带动平行激光源组1转动，在15°-75°的范围内改变平行光束的水平入射角度。

继续参考图2所示，本实用新型提供的冷轧板带钢不平度测量装置还包括与信号处理器4电气连接的数据存储器6，以及与信号处理器4电气连接的可视化单元7。

下面对本实用新型提供的冷轧板带钢不平度测量装置的测量带钢不平度的工作过程进行描述，以理解本实用新型，其中，信号处理器4中的处理方法可以参考现有技术。

1、以光信号接收器3为孔板31和多排光测量点32的冷轧板带钢不平度测量装置为例给出一种预先具体布置：平行激光源组1与带钢表面5之间角度为30°；平行激光源组1所发射平行光束的水平射入距离为1米，反射光束与反射光束射入点之间的水平距离为2米，以冷轧板带钢不平度测量装置为上述预先具体布置布置为例描述测量带钢不平度的工作过程：

计算得此种布置状态下可测量带钢的不平度(波高比)范围为h/L＝(0,0.366)，此范围远大于正常冷轧板带材通常的不平度范围(h/L＝(0,0.05))， 因此，预先具体布置状态适用于测量此种范围的冷轧板带不平度数据。

位置调整装置2从带钢宽度测量设备或带钢宽度数据存储模块采集所生产带钢的带钢实际宽度，位置调整装置2接到带钢实际宽度后进行调整动作，将每个激光源11、12、13、14、15调整到与带钢实际宽度匹配的位置。接收器升降机构进行调整孔板31到与预先具体布置匹配的高度。接收器升降机构还从带钢宽度测量设备或带钢宽度数据存储模块采集所生产带钢的带钢实际宽度，将测量点位调整到与宽度数据匹配的位置。

激光源11、12、13、14、15的横向位置和测量点位均自动调整完毕后，参考图6所示，平行激光源组1发射平行光束，该平行光束照射至带钢表面5后经带钢表面5反射，反射光束随即被投射至孔板31上的其中一排测量点，所投射到的这排测量点的光感开关被触发，进而将当前投射位置信号直接反馈给信号处理器4，随着带钢运行过程，反射光束在孔板31上的投射位置发生变化，由信号处理器4连续确定与投射位置信号对应的不平度等级给可视化单元7显示，以及给数据存储器6进行存储。数据存储器6中的不平度等级经由可视化单元7调用并显示，形成与带钢生产时间或带钢长度拟合成的不平度等级二维曲线。以便相关人员查看或相关的质量判定系统采集相应数据，实现了对带钢不平度的定性测量。

2、以光信号接收器3为光信号接收屏为例给出一种预先具体布置：平行激光源组1与带钢表面5之间角度为30°；平行激光源组1所发射平行光束的水平射入距离为1米，反射光束与反射光束射入点之间水平距离为2米的布置，以冷轧板带钢不平度测量装置为上述预先具体布置为例，描述测量带钢不平度的工作过程：

位置调整装置2从带钢宽度测量设备或带钢宽度数据存储模块采集所生产带钢的带钢实际宽度，位置调整装置2接到带钢实际宽度后进行调整动作，将每个激光源11、12、13、14、15调整到与带钢实际宽度匹配的位置。

每个激光源11、12、13、14、15的横向位置调整均完毕后，参考图7 所示平行激光源组1开始发射平行光束，该平行光束照射至带钢表面5后经带钢表面5反射，反射光束随即被投射至光信号接收屏上，光信号接收屏在接收到反射光束后触发被投射点所在位置的开关量信号，并实时的将投射点所在位置的开关量信号传输给信号处理器4，由信号处理器4根据数据模型反算出当前带钢的不平度值(不平度值为波长比h/L)，实现了对带钢不平度的定量测量。并在数据模型当中滤除共同不平度值，然后将经滤除后的不平度值储存在相应的数据存储器6中，数据存储器6中的不平度值经由可视化单元7调用并显示，形成与生产时间或带钢长度拟合成的不平度值二维曲线，以便相关人员查看或相关的质量判定系统采集相应数据。

通过上述本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型提供的冷轧板带钢不平度测量装置，由于设置了平行激光源组，平行激光源组的平行光束入射方向朝向带钢表面，从而在带钢运行过程中，能够通过平行激光源组发射平行光束照射在运行带钢上，平行光束就会根据光的反射原理反射到光信号接收器上，由于带钢表面存在的浪形会造成入射点上下浮动，从而信号处理器就能够根据信号接收器接收到反射光束的位置信号结合带钢的实际运行速度等相关参数模拟出带钢沿轧向的不平度数据，整个冷轧板带钢不平度测量装置与带钢之间没有任何接触，从而能够实现非接触、在线、连续测量冷轧板带钢不平度，有效避免了接触式检测方法对带钢造成的划伤，进而能够对实际带钢板形进行实时有效控制并进行有效的工艺调整，为现场的质量控制提供了可靠的、连续的数据支撑，但是同时又不需要大功率风机驱动，就能够避免检测过程中的能耗消耗较多的技术问题，实现了在低功耗的前提下非接触在线连续测量冷轧板带钢不平度。

2、由于设置了数据储存器和可视化单元，数据储存器中的不平度数据经由可视化单元调用并显示，形成与生产时间或带钢长度方向的位置拟合成的二维曲线，方便相关人员查看或相关的质量判定系统采集不平度数据。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，包括：平行激光源组，位置调整装置，光信号接收器，信号处理器；

所述位置调整装置固定在张力辊组后≤2m的冷轧机架内或在所述张力辊组后≤2m的连续退火机组机架内，所述平行激光源组安装在所述位置调整装置上，所述平行激光源组的平行光束入射方向朝向带钢表面，所述光信号接收器固定在所述冷轧机架内或所述连续退火机组机架内，所述光信号接收器位于所述平行激光源组的平行光束反射方向，所述信号处理器与所述光信号接收器之间电气连接。

2.如权利要求1所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述位置调整装置包括：固定架，横向滑道，纵向滑道，夹紧块和转动架；

所述横向滑道水平固定在所述固定架上，所述纵向滑道的一端滑动连接在所述横向滑道上，所述平行激光源组通过所述夹紧块固定在所述转动架上，所述转动架滑动连接在所述纵向滑道上。

3.如权利要求1所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述光信号接收器包括：光信号接收屏；

所述光信号接收屏的屏面垂直于所述带钢表面。

4.如权利要求1所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述光信号接收器包括：孔板和多排光测量点，每排光测量点包括至少5个同一水平高度分布的测量点位，每个所述测量点位对应布置在所述孔板上的孔洞位置，所述每排光测量点均设置有至少一个光感开关。

5.如权利要求4所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述冷轧板带钢不平度测量装置还包括：接收器升降机构；

所述接收器升降机构固定在所述冷轧机架或所述连续退火机组机架上，所述孔板固定在所述接收器升降机构上。

6.如权利要求2所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述 平行激光源组包括至少五个激光源，所述至少五个激光源设置在距所述带钢表面同一水平高度。

7.如权利要求6所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述位置调整装置还包括：至少五个横向移动件，每个所述激光源与一个所述横向移动件装配后卡入所述转动架的槽内。

8.如权利要求1所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述平行激光源组与所述带钢表面之间的角度为15～75°。

9.如权利要求1所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述冷轧板带钢不平度测量装置还包括数据存储器，所述数据存储器与所述信号处理器之间电气连接。

10.如权利要求9所述的冷轧板带钢不平度测量装置，其特征在于，所述冷轧板带钢不平度测量装置还包括可视化单元，所述可视化单元与所述信号处理器之间电气连接。