專利名稱：型鋼在線自動測長儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種長度測量，尤其適用于非接觸方式在生產(chǎn)流水線上自動實時測定各種型鋼的長度。
型鋼是大型軋鋼廠生產(chǎn)的主要產(chǎn)品，包括工字鋼、槽鋼、U型鋼、H型鋼、角鋼等，廣泛應(yīng)用于冶金、機械、化工、建筑、交通、造船等行業(yè)部門。在軋鋼廠精整車間，型鋼經(jīng)矯直上架入庫之前，還要對型鋼做最后的長度測量工作，而這些工作一直是用人工測量完成的。很顯然，這種人工測長不僅勞動強度大，效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，而且人工測長往往由于準(zhǔn)確性差和量測錯誤，常常出現(xiàn)用戶異議或造成經(jīng)濟(jì)損失。
本實用新型的目的就在于克服人工測長的落后現(xiàn)狀，而提供一種測長精度高、速度快、可靠性好、實時的型鋼在線自動測長儀。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，即采用線陣CCD測長和光電檢測同時進(jìn)行，前者用于精測，后者用于粗測，并將精測和粗測結(jié)合起來，從而精確快速測定型鋼的總長度。由于線陣CCD測長存在著量程與精度的矛盾，為保證測量具有足夠的精度，本實用新型使CCD器件僅在較小范圍內(nèi)測長，只測量長度的“零數(shù)部分”。光電檢測由若干個點光源和同樣數(shù)目的光電傳感器組成(這里用16個)，每一點光源和光電傳感器組成一條測線，各條測線彼此平行，且每相鄰測線之間的最大距離小于精測范圍。當(dāng)型鋼的前端經(jīng)過測線時，光電傳感器發(fā)出信號，從而測出鋼長的“整數(shù)部分”。鋼長的“整數(shù)部分”加上“零數(shù)部分”即型鋼的總長度。
本實用新型具有以下優(yōu)點和積極效果①由于是一種非接觸式、實時的型鋼在線自動測長儀，所以操作安全，勞動強度小。
②由于測長精度高，避免了用戶異議和經(jīng)濟(jì)損失。
③由于測長速度快，而且能實時將每根型鋼的長度顯示并打印出來，也可成批打印，因而極大提高了勞動生產(chǎn)率。
以下結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明。


圖1為本實用新型工作原理圖。其中1-精測裝置，1.1-CCD器件，1.2-透鏡，1.3-線光源；2-粗測裝置，2.1-點光源，2.2-光電傳感器；3-型鋼，4-矯直機，5-滾道，6-單片機，7-微機；L1-精測長度，L2-粗測長度，L0-精測零點與粗測第一根測線之間的長度，L-總長度。
1、精測采用線陣CCD進(jìn)行，即由精測裝置1完成。精測裝置1由CCD器件1.1、透鏡1.2、線光源1.3、單片機6組成。CCD器件1.1、透鏡1.2和光源1.3分別置于被測件型鋼3的兩邊，透鏡1.2置于CCD器件1.1的前邊，CCD器件1.1和單片機6相互電連接。CCD器件1.1采用日本SONY公司生產(chǎn)的TCD142型攝像機，具有2048個曝光像敏單元。透鏡1.2的焦距為50mm，視場角為40°，光學(xué)系統(tǒng)放大倍數(shù)β＝1/60。線光源1.3長度為1200mm。上述條件可使精測范圍大于600mm。自線光源1.3發(fā)出的光的一部分可直接通過透鏡1.2投射到CCD器件1.1上，另一部分光則被型鋼3阻擋，無法到CCD器件1.1上。型鋼1.3的端點P經(jīng)透鏡1.2成像在CCD器件1.1靶面的Q點上。在Q點的左邊，CCD器件1.1在該區(qū)域的像元均為亮，輸出高電位；在Q點的右邊，CCD器件1.1在該區(qū)域內(nèi)的像元均為暗，輸出低電位，故可由CCD器件1.1和單片機6檢測Q的位置并算出型鋼3的端點P位置，從而求出精測長度L1。
2、粗測由粗測裝置2完成。粗測裝置2由16條測線和單片機6組成，每條測線均由點光源2.1和光電傳感器2.2組成，分別置于被測件型鋼3的兩邊，光電傳感器2.2與單片機6相互電連接。點光源2.1由光電傳感器2.2所接收，當(dāng)光束被型鋼3阻擋時，光電傳感器2.2輸出高電位；而未被阻擋的光束則將光投射到光電傳感器2.2上，使光電傳感器2.2輸出低電位，每個光電傳感器2.2的輸出被單片機6相應(yīng)的I/O口接收。
3、當(dāng)型鋼的前端與某一光線重合，而型鋼的終端又在精測范圍內(nèi)時，在這瞬間是粗測和精測同時進(jìn)行測量的，由單片機6檢測型鋼前端與第幾根光線相遇，就可準(zhǔn)確地求出粗測的長度L2。求得精測長度L1和粗測長度L2后，就可算出型鋼的總長L＝L2＋L1＋L0另外，本實用新型還采取以下技術(shù)措施；①用磷砷化石激光器替代點光源2.1，可免去由透鏡組成的光學(xué)鏡筒。以往的光學(xué)鏡筒經(jīng)常壓壞撞壞，而磷砷化鎵激光器加上柱面透鏡后投射出一束線光源，將垂直向的、明亮細(xì)長的光束投射到光敏器件的感光面上，故上下方向不需調(diào)整，只要在水平面上轉(zhuǎn)動光源就可將光束對準(zhǔn)光敏器件的感光面，在可大大縮短檢修和調(diào)整時間。
②用1920個超高亮度燈光二極管組合成的光源替代日光燈光源1.3，由于日光燈的使用壽命短，且經(jīng)較長時間使用后燈光亮度會降低，而超高亮度燈光二極管的使用壽命長，使用壽命可達(dá)10000小時以上，無需經(jīng)常更換。
③將CCD器件1.1安裝在滾道5上，便于精測裝置1的調(diào)整。
通過上述三方面的改進(jìn)，可將型鋼長度自動測量儀的實用性和可靠性大大提高。
本實用新型的技術(shù)指標(biāo)①測量范圍，可測量長度在5至12.5米之間的型鋼。
②測量誤差，不大于3厘米。
③測量型鋼速度完成一根型鋼長度測量的時間不大于0.002秒。
本實用新型可在千分之二秒的時間內(nèi)完成一根型鋼的長度測量，單片機將測量得到的每根型鋼的長度以串行通訊方式傳送至微機，微機將每根型鋼的長度進(jìn)行存儲，打印，并統(tǒng)計出每天每個班組生產(chǎn)的型鋼的品種和數(shù)量，以及各種規(guī)格的鋼材的月產(chǎn)量。由于其測量精度高，效率高，可廣泛應(yīng)用于鋼材長度的測量。
權(quán)利要求1.一種型鋼在線自動測長儀，其特征在于儀器主要由精測裝置(1)和粗測裝置(2)組成①精測裝置(1)由CCD器件(1.1)、透鏡(1.2)、線光源(1.3)、單片機(6)組成，CCD器件(1.1)、透鏡(1.2)和光源(1.3)分別置于被測件型鋼(3)的兩邊，透鏡(1.2)置于CCD器件(1.1)的前邊，CCD器件(1.1)和單片機(6)相互電連接；②粗測裝置(2)由16條測線和單片機(6)組成，每條測線均由點光源(2.1)和光電傳感器(2.2)組成，分別置于被測件型鋼(3)的兩邊，光電傳感器(2.2)均和單片機(6)相互電連接；③單片機(6)與微機(7)相互電連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種型鋼在線自動測長儀，其特征在于精測(1)的線光源采用燈光二極管組合而成。
3.按權(quán)利要求1所述的一種型鋼在線自動測長儀，其特征在于粗測裝置(2)的點光源(2.1)采用激光器。
專利摘要本實用新型公開了一種型鋼在線自動測長儀，涉及一種長度測量，尤其適用于非接觸方式在生產(chǎn)流水線上自動實時測定各種鋼材的長度。為了改變型鋼人工測長的落后現(xiàn)狀，本實用新型主要由用于粗測的光電檢測裝置和用于精測的CCD測長裝置組成，并分別與單片機89C51的I/O口相連接。由于其測量精度高，效率高，可廣泛應(yīng)用于鋼材長度的測量。
文檔編號B21B38/00GK2475482SQ0121246
公開日2002年2月6日 申請日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
發(fā)明者胡國慶, 戚克軍, 蔣幼華, 童止生 申請人:中國地震局地震研究所