平直度仪测量原理及其应用

　　1 引言

　　钢铁企业热轧带钢质量通常用凸度和平直度参数来衡量。过去，由于平直度仪的投资较高，在我国很多大型热轧厂，大多只设置了凸度仪而没有安装平直度仪。现在，由于市场对热轧产品质量要求越来越高，而且平直度仪的价格也相对降低了，我国新建和正在进行技改的热轧厂均新设置了平直度仪，并进行了平直度的自动控制。下面以本钢和梅钢采用的平直度仪为例，对平直度仪测量原理及其应用作一简单介绍。

　　2 平直度的定义

　　平直度是钢板不平坦程度的定量表示。

　　在带钢生产过程中，由于轧制力沿轧辊轴向分布不均匀、轧辊热膨胀不均匀、轧辊磨损不均匀、带钢横向温度分布不均匀，造成带钢各处长度不一致，带钢较长的部分波浪起伏，即平时所说的浪形。浪形为不可恢复变形。因此为提高产品质量，必需首先检测浪形。平直度仪测量对象就是浪形。

　　平直度仪通常用以下两种指标来描述：

　　1)陡度(急峻度)(见图1)

　　式中,S为陡度;H为振幅;P为带钢突起间距。

　　2)延伸率(见图2)

　　式中，R为延伸率;L0为带钢理论长度;L为带钢实际长度。

　　由于R值很小，于是引入了I单位的概念，定义I=0-5，无量纲。在热轧工程中，平直度通常用多少个I表示。

　　3)陡度与延伸率的关系

　　通常将浪形分解为正弦波，故陡度与延伸率关系如下：

　　3 平直度仪的测量原理

　　目前在线平直度仪测量大多采用激光三角形法。

　　当△t→0时,limL1=L其中，L0为带钢理论长度;L为线段AB长度;L1为带钢实际长度。

　　通过测量带钢在精轧最后机架的速度V，我们可知道在单位时间t内带钢理论长度L0:

　　利用光敏二极管原理通过摄像机可以测量带钢垂直变化间距H。假定激光照到带钢表面形成光斑Hn 在摄像机对应的图象为Qn，经过单位时间T后，光斑Hn+1在摄像机对应的图象为Qn+1，那么:

　　其中P为摄像机分辨率(单位像素对应的实际距离变化量)。

　　根据L0和H，可以方便求出S和R。

　　4 平直度仪测量结果

　　不同厂商生产的平直度仪显示结果大体相同，主要有以下几种指标(以5 束激光为例)：

　　1)延伸率

　　以上指标可用来判断浪形。

　　2)平均延伸率

　　该指标同样用来判断浪形。

　　3)水平度

　　主要用来判断操作侧和传动侧的不对称程度。