基于和差补偿的板带钢薄板凸度检测系统

　　板带材厚度的测量是板带钢轧制生产工艺中的重要环节,对指导操作控制、保证产品质量等起到重要的作用[1].随着AGG系统在板带轧机上的普遍应用,板带材的纵向厚度精度得到了显著提高,板带材的凸度问题显得日益突出.板带材的凸度问题不仅取决于热轧,冷轧板来料的成品厚度、局部高点、凸度等几何参数也直接影响着冷轧产品最终质量[2].因此,快速、准确、离线测量冷轧板来料的凸度等几何参数具有重要的意义.从20世纪60年代国外一些研究机构开始进入板带凸度仪的开发研究领域,美国DMC公司、德国IMS公司等都相继开发出了各自的系列产品,已经在板带钢生产中得到了广泛应用,取得了显著的经济效益[3].但是国外设备价格昂贵,进口一台中板凸度测量仪需要上千万元人民币,且由于其巨大无法移动,不能对板形凸度及时有效测量[4].而我国在板带凸度测量方面的研究起步较晚,国内钢铁企业板带钢热轧机上配置的凸度仪完全依赖进口,在现场离线测量这几项指标主要依靠用千分尺手工测量,效率低,误差大,无法实现连续测量,经常导致关键特征点被遗漏[2].因此,开发一种能快速、准确、离线测量板凸度的仪器具有非常重要的现实意义.

　　1 基于“和差补偿”板凸度测量系统原理

　　1.1 “和差补偿”原理

　　“和差补偿”原理就是利用一组传感器(传感器A和传感器B)垂直放置于被测物体厚度两面的同一轴线上,传感器A和传感器B沿平行于被测物体表面横向移动,在移动中采集大量被测物体厚度变化数据,再把这些数据进行“和差补偿”运算处理,以消除测量误差[5].基于/和差补偿0的测量原理如图1所示.

　　例如,当测量系统沿着被测物体厚度两面的同一轴线移动时,在往某一方向横向摆动或上下跳动的过程中就会造成传感器值发生变化.如果传感器A值增加,那么传感器B值就会减少,同组传感器求和后就排除了由于测量架体横向摆动或跳动产生的误差,从而提高测量精度.

　　1.2 基于“和差补偿”板凸度测量系统原理

　　在进行板凸度测量时,首先要进行板厚度初始值的标定.这里使用标准量块(1mm、2mm、3mm、4mm等),让传感器A和传感器B垂直测量标准量块厚度,并标定为板厚度初始值.测量时把这组传感器垂直放置于被测钢板厚度两面的同一轴线上,测量起始点尽量靠近被测板带面端部,测量方向为沿平行于板带面的基准导轨移动,以指定间距采集测量数据.经过/和差补偿0原理处理后得到一组数据,这组数据为被测钢板厚度变化量,绘制的曲线即为板凸度曲线.这组板凸度的变化量加上板厚度初始标定值,就可得到连续板厚度的实际曲线值.板凸度测量系统数据采集与处理的测量原理见图2.