GCK-Ⅲ光电测宽仪原理及硬件系统

　　由冶金自动化研究院开发的GCK-Ⅲ光电测宽仪是在总结Ⅰ型和Ⅱ型测宽仪的基础上,并吸收国外测宽仪先进技术研制出的新一代光电测宽仪。该测宽仪采用4个线阵CCD摄像机,分2组同时测量钢板的2个边缘位置,通过计算机对边缘信号进行处理,同时利用各边测量值的情况,用来修正钢板上跳引起的位置误差,从而得到钢板的实际宽度值。GCK-Ⅲ型测宽仪与Ⅱ型测宽仪相比去掉了丝杠设定调整机构及相应的调整电机和位置检测单元,简化了机械传动部分和电器控制系统,从而提高了测宽仪的测量精度和系统稳定性。另外由于采用了高性能的工业计算机,软件实现了界面全中文化,并且强化了系统的自诊断功能,因而使得测宽仪的操作和维护更加容易方便,可靠性得到提高。本测宽仪不仅适合冶金工业冷、热轧线的宽度在线检测,同时对化工、轻工、纺织、建材等生产企业产品在线尺寸检测和成品检验均适用。

　　1　主要性能指标

　　由于本测宽仪是用于太钢1549mm热连轧粗轧机R3的出口处,根据生产工艺的实际要求按下列技术性能进行设计,主要技术指标如下。

　　(1)测量范围: 600～1400mm

　　(2)钢板温度:≤1100℃

　　(3)钢板横移:≤±75mm

　　(4)钢板上跳:≤125mm

　　(5)测量精度:≤±1mm

　　(6)输出信号:

　　偏差信号　±5V (±25mm到上位机)

　　偏差信号　±5V (±25mm到操作台)

　　偏差信号　±5V (±75mm到操作台)

　　(7)接口电路

　　上位机到测宽仪　设定宽度值(4位BCD)和设定开始,为无源节点。

　　测宽仪到上位机　设定返回值(4位BCD),设定结束和正常信号,为无源节点。

　　测宽仪到操作台　设定宽度值(4位BCD),为无源节点。

　　2　测量原理

　　测量原理示意图如图1所示,测宽仪的4台线阵CCD摄像机(编号为1, 2, 3, 4)分成两组(1, 2为一组, 3, 4为一组),分别平行地安装在被测物上方的左右2侧,根据双眼视觉效应, 2只摄像机即可确定一个钢板边缘在垂直平面内的位置,这样钢板的2个边缘位置被确定后,即可得到钢板的实际宽度值。通常把2、3号像机作为主检测机用,其宽度计算用下列公式进行:

　　式中　L——像机2、3到中心的距离;

　　Ww——操作侧测量到的板宽;

　　Wd——传动侧测量到的板宽。

　　像机1和4用作当钢板上跳时的宽度修正。在本测宽仪中,像机1、4和像机2、3同时进行检测,如果钢板在基准检测面上(轧线辊道上面标定的位置), 2组像机检测到的边缘宽度值是一致的。根据这一原理2组像机测得的宽度相同时,不予修正,当任何一边即像机1、2或3、4所测得的宽度值不同时就进行修正。图2为钢板上跳修正原理图。