專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬薄板板形檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于板材表面形狀的檢測(cè)方法，具體地說(shuō)是一種金屬薄板板形形的檢測(cè)方法。
金屬板材表面的平直度，特別是靜態(tài)下的平直度是衡量板材質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。測(cè)定靜態(tài)下金屬板材表面平直度常用的方法是將被測(cè)板材置于平臺(tái)上，然后用直尺測(cè)量板材的翹曲度，以此來(lái)確定板面的平直度。當(dāng)要求精確測(cè)量時(shí)，則用剖條檢測(cè)的方法，即將板材剖成若干縱條，然后測(cè)量各縱條的伸長(zhǎng)量，以此來(lái)確定板面的平直度。顯然，剖條法只能作為抽樣檢查，不可能作為常規(guī)的出廠檢查。日本名古屋大學(xué)戶(hù)澤研究室研制了一臺(tái)靜態(tài)板形測(cè)定器(《一重技術(shù)》88年第3期39～41頁(yè))，它有一個(gè)放置被測(cè)板材的平臺(tái)，平臺(tái)上面有一個(gè)位移傳感器，該傳感器的針狀測(cè)頭始終與被測(cè)板材接觸。當(dāng)傳感器相對(duì)平臺(tái)平行移動(dòng)時(shí)，其針狀測(cè)頭隨板材波浪的高低而上下移動(dòng)，傳感器將此位移變換成電信號(hào)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，得出被測(cè)板材板面的平直度。但該板形測(cè)定器只適用于測(cè)量較厚的板材，不能測(cè)量薄板，特別是箔材的板形。因?yàn)楫?dāng)薄板或箔材放置到平臺(tái)上后，難于保持其宏觀形狀。加之測(cè)頭對(duì)被測(cè)點(diǎn)總有一定壓力而使板形改變，所以傳感器測(cè)頭的位移量并不能真實(shí)地反映出板面的形狀。聯(lián)邦德國(guó)專(zhuān)利DT2707023公開(kāi)了一種通過(guò)頻率測(cè)量來(lái)確定被測(cè)表面粗糙度的方法。該方法是以電感線圈作為傳感元件對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行探測(cè)。由于被測(cè)表面的凹凸不平會(huì)引起線圈的電感量發(fā)生變化，從而使包括該線圈在內(nèi)的振蕩器的頻率發(fā)生變化。因此可通過(guò)測(cè)量頻率的變化來(lái)確定被測(cè)表面的粗糙度。但是該方法不宜用于板材板形的檢測(cè)。因?yàn)榘宀牡陌逍问侵钙浔砻娴钠街倍?，它主要是由板材各處的張力大小及分布所決定的，與表面粗糙度沒(méi)有聯(lián)系。
本發(fā)明的目的是提供一種可以測(cè)量難于在平臺(tái)上保持其宏觀形狀的金屬薄板或箔材板形的檢測(cè)方法及裝置。
本發(fā)明的理論依據(jù)是金屬薄板的板形缺陷是由于其內(nèi)應(yīng)力的大小及分布不均所引起的。如果將被測(cè)板材剖切剖若干縱條，由于各縱條的內(nèi)應(yīng)力大小不同，即松緊程度不同，因此剖條后各縱條的伸長(zhǎng)量△L是不同的(見(jiàn)

圖1)。伸長(zhǎng)量△L與剖條前的長(zhǎng)度L之比值△L/L即為衡量板材板形的指標(biāo)，這就是前述的剖條檢測(cè)法。該伸長(zhǎng)量△L在板材未被剖切前是表現(xiàn)不出來(lái)的，但在彈性范圍內(nèi)施加一定拉伸應(yīng)力后就會(huì)以張力的形式被顯現(xiàn)出來(lái)。原先較松處張力較小，而較緊處張力較大。而板材某縱條的張力T與其機(jī)械振動(dòng)頻率f有著一定的關(guān)系f=12LTm]]>式中L-弦長(zhǎng)，m-單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。因此，通過(guò)測(cè)量板材各處的機(jī)械振動(dòng)頻率，即可確定板材的板形缺陷。通過(guò)剖條測(cè)量及對(duì)應(yīng)的振動(dòng)頻率測(cè)量可以標(biāo)定出各種張力分布所對(duì)應(yīng)的板形指標(biāo)，從而建立起板材振動(dòng)頻率與板形指標(biāo)間的傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)即作為實(shí)際測(cè)量板材板形的計(jì)算機(jī)運(yùn)算依據(jù)。
依據(jù)上述理論，本發(fā)明所提供的金屬薄板板形檢測(cè)方法是首先將被測(cè)板材在彈性范圍內(nèi)張緊，然后對(duì)被測(cè)板材板面施加一個(gè)垂直的瞬時(shí)激振力，使其作機(jī)械振動(dòng)，再用非接觸式電渦流傳感元件檢測(cè)被測(cè)板材的機(jī)械振動(dòng)頻率，并變換為電信號(hào)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)傳感元件的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集和運(yùn)算處理，即得出被測(cè)板材的板形質(zhì)量數(shù)據(jù)。
使用本發(fā)明所提供的檢測(cè)方法既可進(jìn)行靜態(tài)板形的檢測(cè)，也可進(jìn)行動(dòng)態(tài)板形的檢測(cè)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容加以說(shuō)明。
圖1是被測(cè)板材剖條后的伸長(zhǎng)示意圖。
圖2是本發(fā)明靜態(tài)板形檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖2的A向局部視圖。
圖4是使被測(cè)板材產(chǎn)生振動(dòng)的原理圖。
圖5是本發(fā)明動(dòng)態(tài)板形檢測(cè)裝置的示意圖。
如圖2、圖3所示工作平臺(tái)1固定在支座2上，其兩端各設(shè)置了一個(gè)液壓壓緊機(jī)構(gòu)3，它由立柱4、鉸接在該立柱上的油缸5和杠桿6以及固定在杠桿上的硬橡膠壓頭7組成。當(dāng)油缸5動(dòng)作時(shí)，通過(guò)杠桿6可將壓頭7抬起或壓下。在平臺(tái)1的下面設(shè)有一個(gè)液壓升降機(jī)構(gòu)8，它由油缸9、導(dǎo)向座10、導(dǎo)桿11組成。導(dǎo)桿11下端與油缸9的活塞桿鉸接，上端為梯形，其上裝有一個(gè)沿被測(cè)板材14寬向延伸的橫梁12橫梁12的頂端13為一光滑圓柱面，并與平臺(tái)平行，其長(zhǎng)度大于被測(cè)板材的寬度。橫梁12的頂端也可以安裝滾輪，這樣可以避免橫梁12對(duì)被測(cè)板材板面的劃傷。在平臺(tái)中部與橫梁12相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)有一個(gè)長(zhǎng)方形的槽孔15，其長(zhǎng)度大于橫梁12的長(zhǎng)度。在平臺(tái)上偏離槽孔15一定距離的位置上還設(shè)有一個(gè)橫跨被測(cè)板材的支架16，支架16的橫梁上每50毫米設(shè)置一個(gè)渦流傳感器17。該傳感器的探頭靠近但不接觸被測(cè)板材的板面。測(cè)量時(shí)首先將被測(cè)板材14平放在平臺(tái)1上，通過(guò)壓緊機(jī)構(gòu)3將其兩端壓緊。然后啟動(dòng)油缸9，將橫梁12升起。該橫梁12穿過(guò)槽孔15與被測(cè)板材14接觸，直到在彈性范圍內(nèi)將板材14張緊為止。此時(shí)利用液壓換向閥的瞬時(shí)換向動(dòng)作使橫梁12在瞬間內(nèi)完成一個(gè)行程極短的下降動(dòng)作，使板材14產(chǎn)生振動(dòng)。具體操作參見(jiàn)圖4油缸9的換向閥18為三位四通閥。油缸9將前述的橫梁12升起并將板材14張緊后便停止(圖中實(shí)線所示位置)。此時(shí)換向閥18處于中間0位。然后在瞬間內(nèi)使換向閥18位于B位，再回到0位。當(dāng)換向閥18位于B位時(shí)，油缸9的回程油路被接通，橫梁12下降，當(dāng)換向閥18又回到0位時(shí)橫梁12便停止，板材14位于圖中虛線所示位置，即橫梁12和板材14下降了距離C。由于橫梁12的突然下降又突然停止，因而使板材14產(chǎn)生一個(gè)階躍松弛而發(fā)生振動(dòng)。如前所述，因板材存在板形缺陷，所以板材各處的振動(dòng)頻率是不同的。振動(dòng)頻率通過(guò)渦流傳感器交換成電信號(hào)，經(jīng)放大及模-數(shù)轉(zhuǎn)換后送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，從而得出板材的板形質(zhì)量數(shù)據(jù)。
動(dòng)態(tài)板形檢測(cè)裝置如圖5所示液壓升降機(jī)構(gòu)25設(shè)在軋機(jī)軋輥21和張力卷筒22之間，且位于被測(cè)板材24的下面，橫梁26的頂端設(shè)有滾輪27。支架28橫跨于被測(cè)板材，其上設(shè)有多個(gè)渦流傳感器29。液壓升降機(jī)構(gòu)25的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理與前述的升降機(jī)構(gòu)8相同。板材經(jīng)軋輥21軋制后，通過(guò)導(dǎo)輥23被張力卷筒22卷緊，此時(shí)被測(cè)板材24已被張緊。升降機(jī)構(gòu)25帶動(dòng)橫梁26及滾輪27上升，給被測(cè)板材一個(gè)激振力，經(jīng)渦流傳感器29檢測(cè)振動(dòng)頻率，再經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算后，即可得出兩導(dǎo)輥23間的板形質(zhì)量數(shù)據(jù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以檢測(cè)薄板，特別是箔材的板形，而且檢測(cè)速度快，精度較高。因是非接觸式檢測(cè)，對(duì)板面質(zhì)量的保護(hù)較為有利。
權(quán)利要求
1.一種金屬薄板板形的檢測(cè)方法，是用電渦流傳感元件對(duì)被測(cè)物進(jìn)行探測(cè)，通過(guò)頻率測(cè)量來(lái)確定被測(cè)物的表面形狀，其特征是(1)將被測(cè)板材在彈性范圍內(nèi)張緊，(2)對(duì)被測(cè)板材板面施加一個(gè)垂直的瞬時(shí)激振力，使其作機(jī)械振動(dòng)，(3)用前述的電渦流傳感元件檢測(cè)被測(cè)板材的機(jī)械振動(dòng)頻率，并變換為電信號(hào)。(4)使用計(jì)算機(jī)對(duì)上述傳感元件的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集和運(yùn)算處理，得出板形的質(zhì)量數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬薄板板形的檢測(cè)方法。本發(fā)明是利用兩端壓緊，中間升起機(jī)構(gòu)或軋輥與張力卷筒將被測(cè)板材在彈性范圍內(nèi)張緊，再利用液壓升降機(jī)構(gòu)瞬時(shí)換向給被測(cè)板材施加一個(gè)瞬時(shí)激振力，使其產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，然后用電渦流傳感器測(cè)量板材的振動(dòng)頻率，經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算后得出板材的板形質(zhì)量數(shù)據(jù)。本發(fā)明既可用于靜態(tài)板形檢測(cè)，也可用于動(dòng)態(tài)板形檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01B7/34GK1056573SQ9010350
公開(kāi)日1991年11月27日 申請(qǐng)日期1990年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月11日
發(fā)明者鐘春生 申請(qǐng)人:西安冶金建筑學(xué)院