[发明专利]一种板材厚度的激光测量装置

说明书

技术领域

本发明属于线性尺寸测量技术领域，涉及一种物体厚度测量装置，具体为一种板材厚度的激光测量装置。由于采用激光倾斜照明综合利用激光三角法和光学成像法的原理，因此安装方便，受被测对象高温热辐射的影响较小。本发明可以用于冶金工业等领域中的板厚测量。

背景技术

为了满足现代工业的高效、精确、实时在线的主动测量要求，各种非接触实时在线测量方法随之出现，对于板厚测量而言，目前国内外各种生产线上使用的非接触测厚方法主要包括射线法、涡流法、电容法、光学法等。其中涡流法、电容法在冶金工业中仅适用于冷轧生产线，而且测量环境要求高、测量精度受外界因素影响较大，相比之下射线法、光学法适合于各种生产线，因而广泛应用于现代板厚测量中。

射线法测量精度高，可以达到小于等于待测物厚度的±0.2％，能够实现快速非接触测量，但射线对操作人员有害而且污染环境。

目前工业现场测厚大都采用上下双激光三角测量法，两探头分别位于被测板的上下表面两侧，给安装带来了一定的困难，再者，对于高温工作场合，被测对象的大面积高温辐射，激光器、光学透镜及光敏器件都会受到影响，整个系统的测量精度难以保证甚至威胁到其正常运行，系统中的各个器件的使用寿命也将受到影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种板材厚度的激光测量装置，该装置具有实用性好、安全可靠、无辐射和测量精度高的特点。

本发明提供的一种板材厚度的激光测量装置，其特征在于：该装置包括激光器、摄像机、黑屏和计算机；

使用时，激光器和黑屏分别位于被测板的两侧，激光出光点S在被测板底面上方，激光器的出射光路上设置有挡板，挡板在水平方向挡住约三分之一光斑直径的激光光束；摄像机与激光器位于被测板的同一侧，且摄像机的入射光孔T位于被测板的底面下方，摄像机的镜头前安装有滤光片，计算机与摄像机相连；

被测板的迎光面底边上的一点记为D，直线C₁C₂表示经过D点的水平线，DC₂₂表示被测板绕D点的可能的最大顺时针倾斜位置，DC₂₁表示被测板绕D点的可能的最大逆时针倾斜位置，ω和-ω分别表示被测板可能的最大逆时针倾斜角和最大顺时针倾斜角；S与D的连线与水平线DC1在垂直面上的夹角β满足式I的要求，

ω＜β＜ω+1°    I

设挡板的底边上的一点为W，当被测板有横向位移时，在满足被测板的迎光面与SW的交点位于摄像机的视场内的前提下，SW与被测板的迎光面的夹角γ尽可能小；

摄像机视场的下光线记为MT，MT与水平线DC₁在垂直面上的夹角η满足式II的要求；

ω＜η＜ω+1°    II。

本发明提出的装置安装在距被测对象一定距离的侧面，因此该方法相对双激光三角测量法安装方便，受热辐射影响大大减小。该装置可以解决目前广泛应用于工业现场生产线的上下双激光三角测厚仪的安装困难及受被测对象的高温热辐射影响的问题。具体而言，本发明具有以下优点：

1.由于在被测板的侧面进行厚度的测量，因此，被测板的高温和钢屑的影响大大减弱；

2.由于在被测板的侧面进行厚度测量，因此，安装时不会对既有的轧钢生产线产生任何影响；

3.由于采用倾斜照明和倾斜成像，可以允许被测板的一定程度的翘曲；

4.由于采用倾斜照明和挡板产生定位光边缘，可以测量离焦量，因此，当被测板在轧机轨道上有横向位置偏移时，根据离焦量可以校正由于离焦所导致的像的放大率的变化。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明装置的主视图；

图3是本发明装置的俯视图；

图4是光带示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例为本发明作进一步详细的说明：

本发明的基本原理如图1所示，其工作过程如下：

对于红热状态的被测板2，采用绿光激光器1照射在被测板2的迎光面(本发明称被测板上靠近激光器的侧面为被测板2的迎光面)，产生一个“绿色光带”，经过滤光片3将热辐射和背景光等绿光以外的杂散光滤除后，被摄像机4的镜头成像于摄像机CCD靶面上，将采集到的图像传输到计算机7，经图像处理计算得出采集的成像光带的像高h，根据像高h与被测板2厚度d的对应函数关系，即可得到板厚数据d。