一種帶鋼厚度測量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種帶鋼厚度測量設(shè)備。所述帶鋼厚度測量設(shè)備包括激光三角反射傳感單元、定位件以及用于安裝激光三角反射傳感單元和定位件的輔助機(jī)構(gòu)，其中，定位件的定位面與帶鋼的上表面緊密接觸；激光三角反射傳感單元遠(yuǎn)離待測帶鋼設(shè)置且待測帶鋼位于定位件和所述激光三角反射傳感單元之間，激光三角反射傳感單元與待測帶鋼上表面之間形成已知的第一距離，激光三角反射傳感單元與待測帶鋼下表面之間形成未知的第二距離，激光三角反射傳感單元發(fā)射的入射光束的入射光軸垂直于帶鋼下表面，并能夠采集并處理用于計(jì)算所述第二距離的信號以獲得待測帶鋼的厚度。采用本實(shí)用新型的測量裝置能夠快速、精確地測量得到帶鋼的厚度。
【專利說明】一種帶鋼厚度測量設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及測量【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地講，涉及一種測量帶鋼厚度的測量設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 厚度是帶鋼（板帶）產(chǎn)品最主要的特征之一，也是用戶最關(guān)心的質(zhì)量特性，在冷軋 生產(chǎn)中帶鋼焊接前，需要對先行帶鋼和后行帶鋼進(jìn)行厚度測量，以保證實(shí)際厚度與設(shè)定厚 度一致；乳制后的帶鋼也要進(jìn)行厚度測量，以判定軋制厚度的準(zhǔn)確性。
[0003] 在國內(nèi)熱軋、冷軋等帶鋼生產(chǎn)中，目前，測量帶鋼厚度主要采用在線連續(xù)測量和抽 樣離線測量兩種方式，其中，抽樣離線測量主要使用機(jī)械式外徑千分尺測量對帶鋼多個(gè)位 置進(jìn)行多次測量，例如，對帶鋼的操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)分別測量，且每側(cè)進(jìn)行多次測量取平均值 并記錄。這種測量方式效率低，尤其是熱軋、冷軋屬于連續(xù)大生產(chǎn)，測量效率低對機(jī)組連續(xù) 生產(chǎn)影響很大，且這種測量方法根據(jù)每個(gè)操作人員對于同一外徑千分尺使用習(xí)慣和方式不 同，導(dǎo)致測量結(jié)果偏差較大，影響帶鋼厚度及時(shí)、準(zhǔn)確的判定。
[0004] 因此，亟需開發(fā)一種能夠替代外徑千分尺的帶鋼測厚儀器。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在 的一個(gè)或多個(gè)問題。例如，本實(shí)用新型的目的之一在于提供一種使用便捷且精度高的帶鋼 測厚儀器。
[0006] 本實(shí)用新型提供了一種帶鋼厚度測量設(shè)備。所述帶鋼厚度設(shè)備裝置包括激光三角 反射傳感單元、定位件以及用于安裝激光三角反射傳感單元和定位件的輔助機(jī)構(gòu)，其中，所 述定位件的定位面與待測帶鋼的上表面緊密接觸；所述激光三角反射傳感單元遠(yuǎn)離待測帶 鋼設(shè)置且待測帶鋼位于所述定位件和所述激光三角反射傳感單元之間，所述激光三角反射 傳感單元與待測帶鋼上表面之間形成已知的第一距離，所述激光三角反射傳感單元與待 測帶鋼下表面之間形成未知的第二距離，所述激光三角反射傳感單元發(fā)射的入射光束的入 射光軸垂直于待測帶鋼的下表面，并且所述激光三角反射傳感單元能夠采集并處理用于計(jì) 算所述第二距離的信號以獲得待測帶鋼的厚度。
[0007] 根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，所述激光三角反射傳感單元 包括激光器、會聚透鏡、接收透鏡、光電檢測元件及信號處理組件，其中，所述會聚透鏡設(shè)置 在激光器與待測帶鋼之間，并且，激光器發(fā)射的入射光束經(jīng)會聚透鏡聚焦后垂直投射到待 測帶鋼的下表面上；所述接收透鏡的主光軸與所述入射光束的入射光軸之間成第一夾角， 用于接收所述入射光束經(jīng)會聚透鏡垂直投射到待測帶鋼的下表面后形成的漫反射光，并形 成光斑成像在光電檢測元件的光敏面上；所述光電檢測元件的光敏面與接收透鏡的光軸相 互垂直；所述信號處理組件用于接收并處理表明所述光電檢測元件上光斑位置的電信號， 以得到所述第二距離，并能夠根據(jù)所述第一距離和所述第二距離的差值得到待測帶鋼的厚 度。
[0008] 根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，所述光電檢測元件可以為基 于CMOS的光電檢測元件。
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，所述信號處理組件包括通過 接線依次連接的信號傳輸接口、信號放大器、信號處理器以及數(shù)字顯示表頭，所述信號傳輸 接口與所述光電檢測元件連接。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，所述輔助機(jī)構(gòu)包括用于安裝 所述激光三角反射傳感單元和所述定位件的支架，所述支架包括第一部分、第二部分以及 連接第一部分和第二部分的彎曲部，所述定位件和所述激光器分別設(shè)置于第一部分和第二 部分的相向內(nèi)側(cè)。
[0011] 根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，所述定位件可以為千分尺的 測砧。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，所述輔助機(jī)構(gòu)還可以包括安 裝在所述支架上的握持部。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果包括：能夠?qū)崿F(xiàn)帶鋼厚度快速、精確地測 量，精確度可達(dá)到微米級，且操作方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的上述和其他目的及特點(diǎn)將會變得更 加清楚，其中：
[0015] 圖1示出了激光三角反射傳感單元的激光三角法測量原理圖；
[0016] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的測量原理圖；
[0017] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的帶鋼厚度測量設(shè)備的主視圖；
[0018] 圖4是圖3的左視圖；
[0019] 圖5是用圖3所示的帶鋼厚度測量設(shè)備的使用狀態(tài)圖。
[0020] 附圖標(biāo)記說明如下：
[0021] 10-激光三角反射傳感單元、11-激光器、12-會聚透鏡、13-接收透鏡、14-光電檢 測元件的光敏面、20-定位件（測砧）、30_支架、40-手柄以及100-待測帶鋼。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 在下文中，將結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè) 備。
[0023] 如圖3和圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的帶鋼厚度測量設(shè)備包括激光 三角反射傳感單元10 (在本申請中又簡稱為激光傳感單元）、定位件20以及輔助機(jī)構(gòu)。
[0024] 其中，定位件用于定位，定位件的定位面與待測帶鋼的上表面緊密接觸。例如，定 位件可以為千分尺的測砧，如圖5所示，測量時(shí)，測砧20的測量面與待測帶鋼的表面（例 如，上表面）緊密接觸，并且接觸面確定基準(zhǔn)面S (參見圖2)，S卩，這個(gè)面既是測砧測量面，又 是測砧與板帶的接觸面，同時(shí)是圖2上所示的基準(zhǔn)面S。在本實(shí)施例中，定位件的材質(zhì)為鎢 鋼硬質(zhì)合金YG8,采用紫銅釬焊工藝焊接于支架上，測量面經(jīng)研磨，邊緣倒鈍，平面度誤差不 大于0· 6 μ m，粗糙度Ra不大于0· 04 μ m，硬度達(dá)89HRA，保證高耐磨性。
[0025] 激光三角反射傳感單元10遠(yuǎn)離待測帶鋼100設(shè)置且待測帶鋼位于定位件20和激 光三角反射傳感單元20之間，激光三角反射傳感單元與待測帶鋼上表面之間的形成已知 的第一距離Z ;激光三角反射傳感單元與待測帶鋼下表面之間形成未知的第二距離L ;激光 三角反射傳感單元發(fā)射的入射光束的入射光軸垂直于待測帶鋼的下表面，并且所述激光三 角反射傳感單元能夠采集并處理用于計(jì)算第二距離L的信號，并根據(jù)第一距離Z和第二距 離L的差值得到待測帶鋼的厚度H。
[0026] 輔助機(jī)構(gòu)用于安裝激光三角反射傳感單元10和定位件。在一個(gè)示例性實(shí)施例中， 輔助機(jī)構(gòu)包括用于安裝激光三角反射傳感單元和定位件的支架，支架包括第一部分、第二 部分以及連接第一部分和第二部分的彎曲部，定位件和激光傳感單元分別設(shè)置于第一部分 和第二部分的相向內(nèi)側(cè)。如圖3所示，在本實(shí)施例中，支架30采用高硬度不銹鋼7Crl7,熱 膨脹系數(shù)低，具有足夠剛度，當(dāng)支架沿測砧中心軸線方向作用10N力時(shí)，彎曲變形量不大于 2 μ m，且耐腐蝕。優(yōu)選地，輔助機(jī)構(gòu)還可以包括以及安裝在支架上的握持部40 (例如塑料手 柄），以形成手持式的帶鋼厚度測量設(shè)備，便于操作人員的操作。
[0027] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的測量原理圖，如圖2所示，本實(shí) 用新型的帶鋼厚度測量設(shè)備的測量原理為：利用激光三角反射傳感單元10測量其到帶鋼 另一面（例如，與上表面相對的下表面）的距離L，并根據(jù)等式1計(jì)算出帶鋼實(shí)際厚度Η :
[0028] H = Z-L 等式 1
[0029] 在等式1中，Ζ是激光三角反射傳感單元10到基準(zhǔn)面S的距離，其是由機(jī)械結(jié)構(gòu) 決定的固定值。
[0030] 圖1示出了激光三角反射傳感單元的激光三角法測量原理圖。如圖1所示，在本 實(shí)施例中，激光三角反射傳感單元的型號ZLD100,其包括激光器11、會聚透鏡12、接收透鏡 13、光電檢測元件14及信號處理組件（未示出），其具體參數(shù)如下表1所示：
[0031] 表1激光三角反射傳感單元的參數(shù)
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種帶鋼厚度測量設(shè)備，其特征在于，所述帶鋼厚度設(shè)備裝置包括激光三角反射傳 感單元、定位件以及用于安裝激光三角反射傳感單元和定位件的輔助機(jī)構(gòu)，其中， 所述定位件的定位面與待測帶鋼的上表面緊密接觸； 所述激光三角反射傳感單元遠(yuǎn)離待測帶鋼設(shè)置且待測帶鋼位于所述定位件和所述激 光三角反射傳感單元之間，所述激光三角反射傳感單元與待測帶鋼上表面之間形成已知的 第一距離，所述激光三角反射傳感單元與待測帶鋼下表面之間形成未知的第二距離，所述 激光三角反射傳感單元發(fā)射的入射光束的入射光軸垂直于待測帶鋼的下表面，并且所述激 光三角反射傳感單元能夠采集并處理用于計(jì)算所述第二距離的信號以獲得待測帶鋼的厚 度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鋼厚度測量設(shè)備，其特征在于，所述激光三角反射傳感單 元包括激光器、會聚透鏡、接收透鏡、光電檢測元件及信號處理組件，其中， 所述會聚透鏡設(shè)置在激光器與待測帶鋼之間，并且，激光器發(fā)射的入射光束經(jīng)會聚透 鏡聚焦后垂直投射到待測帶鋼的下表面上； 所述接收透鏡的主光軸與所述入射光束的入射光軸之間成第一夾角，用于接收所述入 射光束經(jīng)會聚透鏡垂直投射到待測帶鋼的下表面后形成的漫反射光，并形成光斑成像在光 電檢測元件的光敏面上； 所述光電檢測元件的光敏面與接收透鏡的光軸相互垂直； 所述信號處理組件用于接收并處理表明所述光電檢測元件上光斑位置的電信號，以得 到所述第二距離，并能夠根據(jù)所述第一距離和所述第二距離的差值得到待測帶鋼的厚度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶鋼厚度測量設(shè)備，其特征在于，所述光電檢測元件為基于 CMOS的光電檢測元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶鋼厚度測量設(shè)備，其特征在于，所述信號處理組件包括通 過接線依次連接的信號傳輸接口、信號放大器、信號處理器以及數(shù)字顯示表頭，所述信號傳 輸接口與所述光電檢測元件連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶鋼厚度測量設(shè)備，其特征在于，所述輔助機(jī)構(gòu)包括用于安 裝所述激光三角反射傳感單元和所述定位件的支架，所述支架包括第一部分、第二部分以 及連接第一部分和第二部分的彎曲部，所述定位件和所述激光器分別設(shè)置于第一部分和第 二部分的相向內(nèi)側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶鋼厚度測量設(shè)備，其特征在于，所述定位件為千分尺的測 石占。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶鋼厚度測量設(shè)備，其特征在于，所述輔助機(jī)構(gòu)還包括安裝 在所述支架上的握持部。
【文檔編號】G01B11/06GK204101001SQ201420568786
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】張曉寧, 張洪坤 申請人:攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司