[发明专利]一种钢板厚度检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板厚度的检测装置和方法，特别涉及一种通过气缸加载、传感器测量的检测装置及方法，属于测量领域。

背景技术

在冶金行业中，钢板厚度是钢板规格的重要指标之一。钢板的厚度测量分成接触式检测和非接触式检测。不同厚度规格的钢板要求公差范围不同，使用传统的检测工具需要工人根据钢板厚度规格手动选择合适的量程，定位、切换操作繁琐，测量速度较慢且误差随机性较大，测量工具长期使用会出现磨损从而导致误差偏移、影响测量结果。

发明内容

为了解决传统手工测量钢板厚度方法操作繁琐，精度较低的问题，本发明提出一种对钢板厚度检测的装置与方法，从而实现高精度的钢板厚度电子化测量。钢板厚度检测装置由加载测量系统、剪钳结构组成；剪钳结构一端夹紧钢板，另一端与加载测量系统连接，由加载测量系统完成加载、钢板厚度测量测量和通信。

一种钢板厚度检测装置，该装置由加载测量系统和剪钳结构组成；

加载测量系统包括主控模块、加载模块和传感器模块；主控模块包括微控制器单元、信号调理单元和加载控制单元；加载模块包括阀控单元、气缸和气源；传感器模块包括位移传感器和压力传感器；

微控制器单元分别与信号调理单元、加载控制单元连接；信号调理单元分别与位移传感器、压力传感器连接；加载控制单元与阀控单元连接，阀控单元分别与气缸、气源连接；

剪钳结构的两端A和B均有一个开口，A端的开口用于放置被测钢板，B端的开口中设置气缸，B端开口随气缸活塞杆伸长而张开，同时A端的开口随B端开口的张开而夹紧钢板；

微控制器单元向加载控制单元发出加载控制信号，加载控制单元将该加载控制信号传输给阀控单元，阀控单元根据接收的加载控制信号控制气源迫使气缸活塞杆伸长以及控制气缸收缩到原位；信号调理单元接收位移传感器传来的位移信号和压力传感器压力信号进行信号处理，并将处理后的信号传输给微控制器单元进行处理，其中，位移传感器用于测量气缸活塞杆伸长的长度，压力传感器用于测量气缸活塞杆给剪钳结构的压力。

进一步地，主控模块包括显示单元、存储单元、无线通信单元、接口单元；显示单元显示从微控制器单元输出的信息，存储单元用于存储微控制器单元输出的信息，无线通信单元将微控制器单元输出的信息按需求发送到指定地点，接口单元接收外部信号，将外部信号传输给微控制器单元以实现外部控制。

所述的信号调理单元是由滤波电路、放大电路、A/D转换电路组成；滤波电路分别与位移传感器、压力传感器连接，滤波电路用于实现将位移传感器传来的位移信号和压力传感器压力信号进行滤波处理；放大电路与滤波电路连接，放大电路用于将滤波电路传来的信号进行放大处理；A/D转换电路与放大电路、微控制器单元连接，A/D转换电路用于实现将放大电路传来的信号进行A/D转换处理，并将经过处理的信号传出给微控制器单元。

基于上述装置，本发明所述的一种钢板厚度检测方法，具体如下：

步骤一：建立钢板厚度检测装置位移传感器所测位移量S与钢板厚度H的高次曲线模型；

H＝a₀+a₁S+a₂S²+..+a_mS^m    (1)

其中，a₀-a_m为模型系数，m为高次曲线模型的阶数；

步骤二：确定高次曲线模型中的模型系数；

a1、确定本装置所测位移量的最大量程，将最大量程划分成i个子区间，i个子区间以国家标准规格钢板厚度为分界点；

a2、利用本装置测量国家标准尺寸的钢板，获取各分界点处的钢板厚度和位移传感器数据；

测量每种尺寸的钢板时，将待测钢板放置在剪钳结构的A端，微控制器单元向加载控制单元发出加载信号，控制气源迫使气缸活塞杆伸长，剪钳结构A端逐渐夹紧；同时微控制器单元判断压力传感器采集的压力信号达到预设压力P时，微控制器单元给加载控制单元锁紧控制信号，加载控制单元将该信号传递给阀控单元，阀控单元控制气缸锁紧；微控制器单元记录此时的位移传感器数据；然后微控制器单元发送卸载信号给加载单元，加载单元将该信号传递给加载模块的阀控单元，阀控单元控制气缸收缩到原位；

a3、根据各分界点的钢板厚度和位移传感器数据拟合得到高次曲线模型的各模型参数；

步骤三：零点校准，即计算高次曲线模型的定零点校正补偿系数b；