專利名稱：透射式電磁板形測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于鋼鐵生產(chǎn)中的板形測量裝置，更具體地，是一種透射式電磁板形測量儀。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，應(yīng)用于冷軋鋼的板形儀主流產(chǎn)品多采用國外進(jìn)口產(chǎn)品，例如壓磁式板形儀， 其采用分割輥接觸壓力檢測方案。具體地，該種板形儀主要由板形測量輥、基本測量系統(tǒng)和板形測量系統(tǒng)等組成。板形測量輥是板形儀的核心設(shè)備，是構(gòu)造非常復(fù)雜的輥?zhàn)?，輥身每?90度開一個測量槽，用于安裝測量傳感器，傳感器的四個角用壓塊固定。傳感器是隨著輥?zhàn)右黄鹦D(zhuǎn)的，通過旋轉(zhuǎn)接頭上的滑環(huán)，把信號從傳感器送到外部，因此，保持滑環(huán)清潔、磨損少、接觸電阻小非常重要，同時也是個難題。綜上所述，這種方案對安裝位置要求較高，并且磨損大，容易損傷鋼板表面。另外，傳統(tǒng)的板形輥精密數(shù)控加工量非常大，模具和工裝的投資巨大。在非接觸測量方案中，激光三角法板形測量儀是一種可用的手段，但其不能測量到沿帶材橫向的取向性內(nèi)應(yīng)力分布，及所謂的“暗板形”。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，在于解決現(xiàn)有的板形測量儀中存在的上述不足，從而提供了一種新型的透射式電磁板形測量儀。本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀，包括電磁信號測量模塊、與該電磁信號測量模塊相連接的信號變送模塊、與該信號變送模塊相連接的信息處理模塊以及與該信息處理模塊相連接的人機(jī)接口模塊，其中所述電磁信號測量模塊包括多個透射式電磁板形傳感器；所述信號變送模塊包括多個信號變送器，所述信號變送器包括應(yīng)力轉(zhuǎn)換器以及板形轉(zhuǎn)換器；所述信息處理模塊包括中央處理單元。優(yōu)選地，所述多個信號變送器分別與所述多個透射式電磁板形傳感器相對應(yīng)。優(yōu)選地，所述透射式電磁板形傳感器包括發(fā)射探頭以及接收探頭。優(yōu)選地，所述帶鋼的寬度方向上包括多個測量區(qū)段，在所述多個測量區(qū)段的每個測量區(qū)段中，所述帶鋼的上方橫梁內(nèi)設(shè)置有分別橫向和縱向配置的所述發(fā)射探頭，并且對應(yīng)地，所述帶鋼的下方橫梁內(nèi)設(shè)置有分別橫向和縱向配置的所述接收探頭。優(yōu)選地，所述應(yīng)力轉(zhuǎn)換器以及板形轉(zhuǎn)換器為FPGA或CPLD芯片。本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀，既可以測量外力引起的沿帶材橫向的張應(yīng)力分布，也可以測量沿帶材橫向的取向性內(nèi)應(yīng)力分布(即所謂“暗板形”)，并且成本低，使用壽命長。
圖1為本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀的組成示意圖；圖2為圖1中信號變送模塊的組成示意圖；圖3為本實(shí)用新型的電磁信號測量模塊的設(shè)置示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的組成進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，為本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀的組成示意圖，如圖所示，本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀，可用于對帶鋼板形進(jìn)行測量，該測量儀包括電磁信號測量模塊100、與該電磁信號測量模塊100相連接的信號變送模塊200、與該信號變送模塊 200相連接的信息處理模塊300以及與該信息處理模塊300相連接的人機(jī)接口模塊400。其中，電磁信號測量模塊100用于對帶鋼板形進(jìn)行測量，并獲取電磁信號；信號變送模塊200 用于將測量得到的電磁信號轉(zhuǎn)換為應(yīng)力信號以及反映板形物理狀態(tài)的板形信號；信息處理模塊300用于對信號變送模塊200的信號變送過程以及各模塊的通訊狀態(tài)進(jìn)行控制；而人機(jī)接口模塊400用于輸入控制信號并對輸出的應(yīng)力信號和板形信號進(jìn)行顯示。更具體地，電磁信號測量模塊100包括多個常規(guī)的透射式電磁板形傳感器。透射式電磁板形傳感器可包括發(fā)射探頭110以及與之對應(yīng)的接收探頭120。參考圖3，信號變送模塊200包括多個信號變送器。該多個信號變送器分別與上述多個透射式電磁板形傳感器相對應(yīng)。如圖2所示，信號變送器包括應(yīng)力轉(zhuǎn)換器210以及板形轉(zhuǎn)換器220。應(yīng)力轉(zhuǎn)換器 210以及板形轉(zhuǎn)換器220可以是FPGA或CPLD芯片，并利用VHDL語言進(jìn)行開發(fā)。應(yīng)力轉(zhuǎn)換模塊210用于將從與之對應(yīng)的透射式電磁板形傳感器接收到的電磁信號轉(zhuǎn)化為應(yīng)力信號， 而板形轉(zhuǎn)換器220用于將該應(yīng)力信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為直觀地反映板形物理量的板形信號。更具體地，在信號變送器內(nèi)，包括有模擬信號調(diào)理電路，其將傳感器模塊輸入的二次信號調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)幅值和標(biāo)準(zhǔn)相位，并可進(jìn)行自動溫度補(bǔ)償。并且采用公共總線與信息處理模塊300 實(shí)現(xiàn)相互通訊。信息處理模塊300包括中央處理單元(CPU)。人機(jī)接口模塊400可包括鍵盤等輸入設(shè)備以及顯示器等顯示設(shè)備。如圖3所示，為本實(shí)用新型的電磁信號測量模塊的設(shè)置示意圖。帶鋼1的寬度方向上包括多個測量區(qū)段，在多個測量區(qū)段的每個測量區(qū)段中，帶鋼1的上方橫梁2內(nèi)設(shè)置有分別橫向和縱向配置的發(fā)射探頭110，并且對應(yīng)地，帶鋼1的下方橫梁3內(nèi)設(shè)置有分別橫向和縱向配置的所收探頭120。具體地，將帶鋼1寬度方向分為若干個區(qū)段，在一個實(shí)施方式中，例如對1280mm帶寬可以分為25個測量區(qū)段，對應(yīng)地，電磁信號測量模塊100包括25對發(fā)射探頭以及接收探頭，在每個測量區(qū)段帶鋼1兩側(cè)用兩對透射式電磁板形傳感器專用探頭分別橫向和縱向配置，一對發(fā)射探頭110置于帶鋼上方橫梁2內(nèi)，另一對接收探頭120置于帶鋼下方橫梁3內(nèi)， 接收探頭120的輸出與材質(zhì)、厚度及沿探頭敏感方向的應(yīng)力相關(guān)；在帶鋼1橫向上，正常熱處理或軋制寬展均不產(chǎn)生明顯的取向應(yīng)力，而在其縱向存在由軋制和卷取造成的較大取向應(yīng)力，因此同一區(qū)域橫、豎兩個接受探頭信號的差異即反映該處帶鋼的縱向應(yīng)力效應(yīng)；兩橫梁間具有一定間隙，例如間隙設(shè)定為20mm，穿帶時上橫梁2可以打開；將所有電子部件均裝于上下橫梁2、3內(nèi)，其數(shù)字輸出可在信息處理模塊300的控制下，經(jīng)信號變送模塊200進(jìn)行處理后接入工業(yè)以太網(wǎng)；受限于半導(dǎo)體器件的允許工作溫度(工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)溫度為85°C)， 優(yōu)選地各傳感器還設(shè)置有空冷降溫裝置；在帶鋼跳動較大處安裝本板形傳感器應(yīng)增設(shè)支持托輥。這樣，通過透射式電磁板形專用傳感器檢測到與帶鋼應(yīng)力相關(guān)的電磁信號，通過信號變送模塊200處理后，得到相對應(yīng)的板形數(shù)據(jù)，將帶鋼1寬度方向各個傳感器檢測到的板形數(shù)據(jù)集成并處理，即可得到帶鋼的板形數(shù)據(jù)，該板形數(shù)據(jù)可以板形曲線的形式，顯示到人機(jī)接口模塊的顯示器上。本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀，對檢測區(qū)域的帶鋼張力要求不大，并且其安裝位置的要求比通常的板形儀要求低，既可以安裝在平整機(jī)出口的大張力區(qū)域，又可以安裝在其他小張力區(qū)域，并且測量靈敏度與振動及熱穩(wěn)定性也較現(xiàn)有的板形輥具有較大優(yōu)勢。另外，本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀，較其他非接觸式的激光三角法板形測量儀等，具有可檢測出“暗板形”的優(yōu)勢。具體地，本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀， 可連續(xù)檢測鐵磁性帶材橫向的相對應(yīng)力分布及相對厚度分布；既可以測量外力引起的沿帶材橫向的張應(yīng)力分布，也可以測量沿帶材橫向的取向性內(nèi)應(yīng)力分布(即所謂“暗板形”)；并且其信號變送模塊采用了前置信號變換，數(shù)字遠(yuǎn)程通訊及數(shù)字濾波處理，具備強(qiáng)抗干擾能力；整個系統(tǒng)無機(jī)械磨損，使用壽命長；性能/價格的比具備較強(qiáng)的竟?fàn)幜Α?br> 權(quán)利要求1.一種透射式電磁板形測量儀，用于對帶鋼板形進(jìn)行測量，其特征在于，該測量儀包括電磁信號測量模塊、與該電磁信號測量模塊相連接的信號變送模塊、與該信號變送模塊相連接的信息處理模塊以及與該信息處理模塊相連接的人機(jī)接口模塊，其中所述電磁信號測量模塊包括多個透射式電磁板形傳感器；所述信號變送模塊包括多個信號變送器，所述信號變送器包括應(yīng)力轉(zhuǎn)換器以及板形轉(zhuǎn)換器；所述信息處理模塊包括中央處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射式電磁板形測量儀，其特征在于，所述多個信號變送器分別與所述多個透射式電磁板形傳感器相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透射式電磁板形測量儀，其特征在于，所述透射式電磁板形傳感器包括發(fā)射探頭以及接收探頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透射式電磁板形測量儀，其特征在于，所述帶鋼的寬度方向上包括多個測量區(qū)段，在所述多個測量區(qū)段的每個測量區(qū)段中，所述帶鋼的上方橫梁內(nèi)設(shè)置有分別橫向和縱向配置的所述發(fā)射探頭，并且對應(yīng)地，所述帶鋼的下方橫梁內(nèi)設(shè)置有分別橫向和縱向配置的所述接收探頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射式電磁板形測量儀，其特征在于，所述應(yīng)力轉(zhuǎn)換器以及板形轉(zhuǎn)換器為FPGA或CPLD芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種透射式電磁板形測量儀，包括電磁信號測量模塊、與該電磁信號測量模塊相連接的信號變送模塊、與該信號變送模塊相連接的信息處理模塊以及與該信息處理模塊相連接的人機(jī)接口模塊，其中所述電磁信號測量模塊包括多個透射式電磁板形傳感器；所述信號變送模塊包括多個信號變送器，所述信號變送器包括應(yīng)力轉(zhuǎn)換器以及板形轉(zhuǎn)換器；所述信息處理模塊包括中央處理單元。本實(shí)用新型的透射式電磁板形測量儀，既可以測量外力引起的沿帶材橫向的張應(yīng)力分布，也可以測量沿帶材橫向的取向性內(nèi)應(yīng)力分布，并且成本低，使用壽命長。
文檔編號B21B38/02GK202185457SQ20112012466
公開日2012年4月11日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者徐立坪, 徐聞宇, 李俊, 胡廣魁, 舒巧軍, 蘇蘭海, 韓天 申請人:北京科技大學(xué), 寶山鋼鐵股份有限公司