CN209102002U - 对射激光在线测厚装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对射激光在线测厚装置，属于激光测量装置技术领域。对射激光在线测厚装置用于在线测量流水线产品的即时厚度，包括至少两个测厚单元对、数据处理器、控制装置和人机交互装置；至少两个测厚单元对沿产品的行进方向间隔布置，每个测厚单元对包括两个沿垂直于产品的行进方向相对设置的激光测距探头，每个激光测距探头能够在产品的厚度方向上发生位移，数据处理器与激光测距探头、控制装置和人机交互装置电连接，本实用新型提出的对射激光在线测厚装置产品能够测量多个局部厚度值和产品的平均厚度值，能够即时、在线、连续稳定、低误差、操作安全的测量产品的即时厚度，能够满足不同的测量要求，更具有实用性。

Description

对射激光在线测厚装置

技术领域

本实用新型涉及激光测量装置技术领域，具体而言，涉及一种对射激光在线测厚装置。

背景技术

激光测距探头通过测定激光开始发射到激光从目标反射回来的时间来测定距离，已广泛应用于工业制造领域。为了控制不锈钢板等生产线产品的厚度精度，不仅需要对收卷后的整卷产品进行厚度测量，更需要在生产过程进行即时产品厚度监控。然而，现有生产线中，通常使用台式测厚仪和手提测厚仪测量产品厚度。其中，台式测厚仪需要500m以上长度的产品收卷后一并测量，属于成品测量，具有滞后性，如果产品厚度不合格，则需要重新加工生产，浪费了时间和成本。手提测厚仪适合在所测产品的移动速度小于18m/s的情况下测量，以得到即时的有效数据，这种测量方法对生产线的移动速度有限制，而且人工测量的过程中会出现手工误差，还缺乏安全性和连续性。产品在生产线上以一定速度持续行进，产品的厚度作为一个重要的尺寸，公差的两个极限需要控制在允许的范围内，然而以上两种常见的测厚仪均不能实现即时、在线、高精度、安全地测量各种不同规格的生产线产品的即时厚度。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种对射激光在线测厚装置，用于测量流水线产品的即时厚度，能够在线即时反馈测量结果，且不受产品行进速度限制，具有即时测量、连续稳定、低误差、操作安全的优点，使上述问题得到改善。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型的实施例提供了一种对射激光在线测厚装置，用于测量流水线产品的即时厚度，所述对射激光在线测厚装置包括至少两个测厚单元对、数据处理器、控制装置和人机交互装置；

所述至少两个测厚单元对沿所述产品的行进方向间隔布置，每个所述测厚单元对包括两个激光测距探头，每个所述激光测距探头与固定件可拆卸的连接并能够在所述产品的厚度方向上发生位移，所述两个激光测距探头沿垂直于所述产品的行进方向相对设置；

所述激光测距探头包括发射模块、接收模块和光电转换模块，所述发射模块用于发射光信号至所述产品的表面，所述接收模块用于接收从所述产品的表面反射的光信号，所述光电转换模块用于将所述接收模块接收的光信号转换成电信号；

所述数据处理器与所述光电转换模块电连接，所述数据处理器和所述人机交互装置电连接，所述数据处理器能够接收所述光电转换模块的电信号并通过计算得出所述产品的平均厚度值；

所述控制装置与所述数据处理器电连接，所述控制装置用于启动、关闭所述对射激光在线测厚装置；

所述人机交互装置用于显示所述产品的每个所述测厚单元对处的厚度值和所述产品的平均厚度值。

在本实用新型可选的实施例中，所述测厚单元对的数量为两个。

在本实用新型可选的实施例中，两个所述测厚单元对之间的距离为1-3m。

在本实用新型可选的实施例中，所述激光测距探头到所述产品表面的垂直距离为0.3-1m。

在本实用新型可选的实施例中，所述测厚单元对的两个所述激光测距探头到所述产品表面的垂直距离相同。

在本实用新型可选的实施例中，所述人机交互装置为液晶显示屏。

在本实用新型可选的实施例中，所述数据处理器设置于所述人机交互装置。

在本实用新型可选的实施例中，所述对射激光在线测厚装置包括与所述激光测距探头的数量相同的多个支架，每个所述支架包括固定部和伸缩部，所述固定部与所述固定件可拆卸的连接，所述伸缩部的一端与所述固定部可拆卸的连接，另一端与所述激光测距探头与可拆卸的连接并能够带动所述激光测距探头在所述产品的厚度方向上发生位移。

在本实用新型可选的实施例中，所述固定部包括多个通孔，所述固定部通过螺栓安装于所述固定件。

在本实用新型可选的实施例中，所述控制装置包括按键，所述按键用于启动或者关闭所述对射激光在线测厚装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的对射激光在线测厚装置，应用于测量流水线产品的即时厚度，通过沿产品的行进方向间隔安设两对相对布置的激光测距探头，对流水线产品进行即时测量，与现有技术相比，本实用新型提出的对射激光在线测厚装置能够在产品的流水生产过程中即时、连续稳定、低误差、操作安全的测量产品的即时厚度，且不受产品的行进速度限制；每个激光测距探头能够在产品的垂直方向上发生位移，能够满足不同的测量要求，使对射激光在线测厚装置更具有实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的对射激光在线测厚装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的数据处理器工作原理图；

图3为本实用新型实施例提供的第一激光测距探头的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第一支架的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的产品平均厚度计算过程示意图。

图标：100-对射激光在线测厚装置；10-测厚单元对；11-第一测厚单元对；111-第一激光测距探头；1111-发射模块；1112-接收模块；1113-光电转换模块；112-第二激光测距探头；12-第二测厚单元对；121-第三激光测距探头；122-第四激光测距探头；20-数据处理器；30-人机交互装置；40-控制装置；50-产品；60-固定件；70-支架；71-第一支架；711-固定部；712-伸缩部。

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种对射激光在线测厚装置100，用于测量流水线的产品50的即时厚度，对射激光在线测厚装置100包括至少两个测厚单元对、数据处理器20、人机交互装置30和控制装置40，至少两个测厚单元对沿产品50的行进方向间隔布置，每个测厚单元对包括两个激光测距探头，每个激光测距探头与固定件60可拆卸的连接并能够在产品50的厚度方向上发生位移，两个激光测距探头沿垂直于产品50的行进方向相对设置，激光测距探头能够发射激光并接收从产品50表面返回的反射光，并将代表该激光测距探头到产品50的表面的距离光信号转换成电信号。

可选地，产品50为流动生产线产品，比如不锈钢板等。

如图2所示，数据处理器20与每个激光测距探头、人机交互装置30和控制装置40电连接，数据处理器20能够接收来自激光测距探头的代表该激光测距探头到产品50的表面距离的电信号并通过计算得出产品50的平均厚度值；控制装置40用于启动、关闭对射激光在线测厚装置100，人机交互装置30用于显示产品50的多个测厚单元对10处的局部厚度值和产品50的平均厚度值。

与现有技术相比，对射激光在线测厚装置100能够在产品50的流水生产过程中即时、连续稳定、低误差、操作安全的测量产品50的即时厚度，且不受产品50的行进速度限制，能够适应不同的测量要求，具有更好的实用性。

如图1所示，对射激光在线测厚装置100包括至少两个测厚单元对、数据处理器20、人机交互装置30和控制装置40。

至少两个测厚单元对10沿产品50的行进方向间隔布置。

如图1所示，在本实施例中，对射激光在线测厚装置100中测厚单元对的个数为两个，分别沿产品50的行进方向间隔布置，分别为第一测厚单元对11和第二测厚单元对12；在本实施例的其他可选方式中，可以沿产品50的行进方向间隔设置多个测厚单元对。

作为本实施例的可选形式，第一测厚单元对11和第二测厚单元对12之间的距离为1-3m。产品50以一定速度行进时，两个测厚单元对沿产品50的行进方向设置合适范围的间隔距离，既能节省安装占用空间，又能提高产品50的厚度的测量精度。

可选地，对射激光在线测厚装置100的测量频率与产品50的行进速度呈正比，相当于，产品50行进速度越快，对射激光测量装置100对产品50的厚度的测量越频繁，这有利于提高对产品50的厚度的测量精度。

每个测厚单元对包括两个激光测距探头，每个激光测距探头与固定件60可拆卸的连接并能够在产品50的厚度方向上发生位移，两个激光测距探头沿垂直于产品50的行进方向相对设置。

以第一测厚单元对11为例，第一测厚单元对11包括两个激光测距探头，如图1所示，第一测厚单元对11包括第一激光测距探头111和第二激光测距探头112，第一激光测距探头111和第二激光测距探头112沿垂直于产品50的行进方向相对设置。

在本实施例中，第二测厚单元对12包括第三激光测距探头121和第四激光测距探头122，第二测厚单元对12的结构和功能与第一测厚单元对11相同，在此不作重复介绍。

以第一激光测距探头111为例，如图1所示，第一激光测距探头111与固定件60可拆卸的连接，第一激光测距探头111能够在产品50的厚度方向上发生位移。

如图3所示，第一激光测距探头111包括发射模块1111、接收模块1112和光电转换模块1113，发射模块1111用于发射光信号至产品50的表面，接收模块1112用于接收从产品50的表面反射回来的光信号；光电转换模块1113与发射模块1111、接收模块1112和数据处理器20电连接，光电转换模块1113用于将接收模块1112接收的光信号转换成电信号并传送给数据处理器20。

可选地，第一激光测距探头111到产品50的上表面的垂直距离为0.3-1m，既能保证产品50在行进过程中与第一激光测距探头111的安全距离，又能保证第一激光测距探头111所测量的第一激光测距探头111到产品50的上表面的距离的精度。

可选地，第一激光测距探头111到产品50的上表面的垂直距离与第二激光测距探头112到产品50的下表面的垂直距离相同，便于计算产品50的厚度。

在本实施例中，第二激光测距探头112的结构和功能与第一激光测距探头111相同，在此不作重复介绍。

对射激光在线测厚装置100包括与激光测距探头的数量相同的多个支架70，每个激光测距探头与其对应的支架可拆卸的连接，多个支架70与固定件60可拆卸的连接。

如图3所示，以第一激光测距探头111为例，第一激光测距探头111与第一支架71可拆卸的连接，支架71与固定件60可拆卸的连接。支架71包括固定部711和伸缩部712，固定部711与固定件60可拆卸的连接，伸缩部712的一端与固定部711可拆卸的连接，另一端与第一激光测距探头111可拆卸的连接并能够带动第一激光测距探头111在产品60的厚度方向上发生位移，以适应不同的测量需求。

可选地，如图4所示，固定部711包括多个通孔713，固定部711通过螺栓安装于固定件60。

在本实施例中，由于其他的激光测距探头与第一激光测距探头111的结构和功能相同，其余的多个支架70的构造和功能与第一支架71相同，可以根据该激光测距探头与固定件60安装的具体条件作出相应的尺寸变化，在此不作重复介绍。

数据处理器20与光电转换模块1113、控制装置40和人机交互装置30电连接,数据处理器20能够接收来自光电转换模块1113的代表该激光测距探头到产品50的表面距离的电信号并通过计算得出产品50的平均厚度值。控制装置40用于启动、关闭对射激光在线测厚装置100，人机交互装置30用于显示产品50的多个测厚单元对10处的厚度值和产品50的平均厚度值。

在本实施例中，数据处理器20可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等，还可以是数字信息处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本实用新型实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

如图5所示，假设第一激光测距探头111与第二激光测距探头112之间的垂直距离为L，第一激光测距探头111测得的第一激光测距探头111到产品50的上表面垂直距离为l₁，第二激光测距探头112测得的第二激光测距探头112到产品50的下表面的垂直距离为l₂，可知，产品50在第一测厚单元对11处计算出的厚度h₁＝L-l₁-l_1'，同理使用同样计算方法得到产品50在第二测厚单元对12处厚度为h₂＝L-l₂-l_2'，产品50的平均厚度值为：

h＝(h₁+h₂)/2＝(2L-l₁-l_1'-l₂-l_2')/2＝L-(l₁+l_1'+l₂+l_2')/2。

第一激光测距探头111到产品50的上表面的垂直距离与第二激光测距探头112到产品50的下表面的垂直距离相同时，l₁＝l_1’，h₁＝L-2l₁，同理，第二测厚单元对12的第三激光测距探头121到产品50的上表面的垂直距离与第四激光测距探头122到产品50的下表面的垂直距离相同，l₂＝l_2’，h₂＝L-2l₂，得出产品的平均厚度值为：

h＝(h₁+h₂)/2＝(2L-2l₁-2l₂)/2＝L-l₁-l₂，简化了计算过程。

在本实施例中，对射激光在线测厚装置100包括第一测厚单元对11和第二测厚单元对12，数据处理器20按照如下公式进行计算产品50的平均厚度值：

h＝(h₁+h₂)/2＝(2L-l₁-l_1'-l₂-l_2')/2。

在本实施例的其他可选形式中，对射激光在线测厚装置100可以包括至少两个测厚单元对10，可以推断的出，如果对射激光在线测厚装置100包括N个测厚单元对，N≥2，则产品50的平均厚度值计算公式为：

h＝(h₁+h₂+……+h_n)/N＝(NL-l₁-l_1'-l₂-l_2'-……-l_n-l_n')/N。

作为本实施例的可选形式，激光测距探头111到产品50的表面的距离，可以为激光测距探头111的端部到产品50的表面的距离，也可以为从固定件60到产品的表面的距离，在计算中只要统一参考物即可。

在本实施例中，各激光测距探头可通过多种方式与数据处理器实现电连接，可以通过电线相互连接，也可以通过无线方式连接。

在本实施例中，对射激光在线测厚装置100还包括供电装置(图中没有画出)，供电装置用于与外部电源连通，并能够向对射激光在线测厚装置100供电。

在本实施例中，数据处理器20可以设置于人机交互装置30；在本实施例的其他可选形式中，数据处理器20可以设置于人机交互装置30也可以分离设置。

人机交互装置30用于显示产品50的每个测厚单元对处的厚度值和产品50的平均厚度值。

可选地，人机交互装置30为液晶显示屏。在本实施例中，人机交互装置30与数据处理器20电连接，人机交互装置30接收来自数据处理器20的代表产品50的每个测厚单元对处的局部厚度以及产品即时平均厚度的信号，并向用户视觉显示即时的产品50的测厚点局部厚度和平均厚度值。在本实施例的其他可选形式中，还可以通过设置数据处理器20，使人机交互装置30显示产品50随时间线的平均厚度变化曲线。

控制装置40与数据处理器20电连接，控制装置40用于启动、关闭对射激光在线测厚装置100。

可选地，控制装置40包括按键，按键用于启动或者关闭对射激光在线测厚装置100。在本实施例中，控制装置40可以设置于人机交互装置30。

本实施例提出的一种对射激光在线测厚装置100，用于测量流水线的产品50的即时厚度，对射激光在线测厚装置100包括至少两个测厚单元对、数据处理器20、人机交互装置30和控制装置40，至少两个测厚单元对沿产品50的行进方向间隔布置，每个测厚单元对包括两个激光测距探头，每个激光测距探头与固定件60可拆卸的连接并能够在产品50的厚度方向上发生位移，两个激光测距探头沿垂直于产品50的行进方向相对设置，激光测距探头能够发射激光并接收从产品50表面返回的反射光，并将代表该激光测距探头到产品50的表面的距离光信号转换成电信号。

可选地，产品50为流动生产线产品，比如不锈钢板等。

通过控制装置启动、关闭对射激光在线测厚装置100，至少两个测厚单元对沿产品50的行进方向间隔布置，每个测厚单元对包括两个激光测距探头，每个激光测距探头通过与其对应的支架70与固定件60可拆卸的连接并能够在产品50的厚度方向上发生位移，两个激光测距探头沿垂直于产品50的行进方向相对设置。激光测距探头能够发射激光并接收从产品50表面返回的反射光，并将代表该激光测距探头到产品50的表面的距离光信号转换成电信号。每个激光测距探头与数据处理器20电连接，数据处理器20能够接收来自激光测距探头的代表该激光测距探头到产品50的表面距离的电信号并通过计算得出产品50的平均厚度值；数据处理器20与人机交互装置30和控制装置40电连接，人机交互装置30用于显示产品50的多个测厚单元对10处的局部厚度值和产品50的平均厚度值，从而实现整个对射激光在线测厚装置100对产品50的测量与监控。

与现有技术相比，对射激光在线测厚装置100能够在产品50的流水生产过程中即时、连续稳定、低误差、操作安全的测量产品50的即时厚度，且不受产品50的行进速度限制，每个激光测距探头能够在产品50的垂直方向上发生位移，能够满足不同的测量要求，使对射激光在线测厚装置100更具有实用性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对射激光在线测厚装置，用于测量流水线产品的即时厚度，其特征在于，所述对射激光在线测厚装置包括至少两个测厚单元对、数据处理器、人机交互装置和控制装置；

所述至少两个测厚单元对沿所述产品的行进方向间隔布置，每个所述测厚单元对包括两个激光测距探头，每个所述激光测距探头与固定件可拆卸的连接并能够在所述产品的厚度方向上发生位移，所述两个激光测距探头沿垂直于所述产品的行进方向相对设置；

所述激光测距探头包括发射模块、接收模块和光电转换模块，所述发射模块用于发射光信号至所述产品的表面，所述接收模块用于接收从所述产品的表面反射的光信号，所述光电转换模块用于将所述接收模块接收的光信号转换成电信号；

所述数据处理器与所述光电转换模块电连接，所述数据处理器和所述人机交互装置电连接，所述数据处理器能够接收所述光电转换模块的电信号并通过计算得出所述产品的平均厚度值；

所述控制装置与所述数据处理器电连接，所述控制装置用于启动、关闭所述对射激光在线测厚装置；

所述人机交互装置用于显示所述产品的每个所述测厚单元对处的厚度值和所述产品的平均厚度值。

2.根据权利要求1所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述测厚单元对的数量为两个。

3.根据权利要求2所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，两个所述测厚单元对之间的距离为1-3m。

4.根据权利要求1所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述激光测距探头到所述产品表面的垂直距离为0.3-1m。

5.根据权利要求1所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述测厚单元对的两个所述激光测距探头到所述产品表面的垂直距离相同。

6.根据权利要求1所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述人机交互装置为液晶显示屏。

7.根据权利要求1所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述数据处理器设置于所述人机交互装置。

8.根据权利要求1所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述对射激光在线测厚装置包括与所述激光测距探头的数量相同的多个支架，每个所述支架包括固定部和伸缩部，所述固定部与所述固定件可拆卸的连接，所述伸缩部的一端与所述固定部可拆卸的连接，另一端与所述激光测距探头与可拆卸的连接并能够带动所述激光测距探头在所述产品的厚度方向上发生位移。

9.根据权利要求8所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述固定部包括多个通孔，所述固定部通过螺栓安装于所述固定件。

10.根据权利要求9所述的对射激光在线测厚装置，其特征在于，所述控制装置包括按键，所述按键用于启动或者关闭所述对射激光在线测厚装置。