[实用新型]一种基于CCD的高精度带材偏移检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于自动控制领域中检测传感器技术，是一种适用于金属箔带，冷轧带钢，纸带等各类带材生产线中的基于CCD的高精度带材偏移检测装置。

背景技术

随着国民经济的不断发展，尤其是制造业和房地产行业规模的不断扩大，我国钢材的需求量一直呈现上升趋势。传统的钢铁生产加工线运作速度慢，效率低且故障率高，因而钢铁生产加工线的自动化和规模化正不断提高。

在现有冷轧带钢机组中的镀锌线、镀锡线、酸洗线等各类带材生产线中，由于机组具有长度长、数量多、运转速度高等特点，以及带材自身的不平整性，使得带材在生产过程中很容易出现横向左右摆动跑偏和纵向上下颠簸起伏跳跃的现象。

跑偏不仅会影响带材的加工精度与质量，导致带材无法卷齐，还会使得带材边缘碰撞折边，甚至损坏整卷带材。而且由于生产线具有较高的线速度，更严重的跑偏事故还会导致带材在生产过程中与机组设备发生碰撞，而造成设备损坏、断带、停产等严重后果。为解决带材跑偏控制这一问题，国内外许多单位都进行了研究，在各类带材生产线上，研制了中线位置控制系统，其所使用的传输偏移检测方法主要有以下几种类型：

1)基于高频日光灯管和受光器组成的偏移检测方法，这类方法基于高频日光灯管，价格相对便宜，但由于高频日光灯管的污染大、寿命低、故障率高，因灯源故障而导致的生产停车事故，尤其是对镀锌线、镀锡线而言，其损失是很大的。另一方面，既然使用的是可见的日光，就要受到环境光线的影响。无论是白天还是晚上，只要有一束阳光或者光线都会严重影响到带材偏移的控制效果，使得其灵敏度较低。此外，由于这类方法使用高频日光灯管作为灯源，而日光灯管损坏后会释放大量的汞，其处理手段复杂，成本很高，环境污染风险极大。据报道，一只普通的日光灯管含有汞高达23毫克，会污染约8000 吨水和2400立方米的空气；荧光灯灯管通常使用铅玻璃，铅玻璃中的氧化铅会在各种自然环境下慢慢被置换析出。因此，即使对日光灯管采用填埋或焚烧的方式，这些污染物最终都会以各种形式破坏人类的生存环境，严重危害到人类健康。

2)基于霍尔磁感应技术的偏移检测方法，这类方法基于霍尔磁感应技术，有效地避免了前一方案的寿命低、受环境影响大、灵敏度低等缺点，但由于霍尔磁感应技术本身具有测量范围小、能耗大、价格昂贵的缺点，因此导致基于这类方法的检测传感器在实际使用中，不仅具有量程短、能耗大、价格昂贵等缺点，而且还会因为其测量范围小，导致在垂直方向上，检测传感器与带材之间的间距过小，容易发生碰撞，进而使得传感器检测单元的核心器件出现损坏，需要频繁的进行检查和更换，这不仅提高了其运行成本，同样也影响了其在带材偏移控制中的广泛应用。

3)基于激光技术的偏移检测方法，这类方法基于激光技术，具有工作间距较大，灵敏度较高，能耗较低、环境污染小等优点，但这类方法适用范围很窄，对待检测的带材的厚度要求很高，需要严格控制在2-4毫米之间，否则无法正常工作，这使得该方法无法应用于很多薄板材的加工工序。此外，这类方法还有量程较短、价格昂贵、稳定性较差，安装维护困难等缺点，无法满足带材偏移检测的要求，因此也没有得到广泛的应用。

为解决这些问题，专利ZL200610124524.7《带材传输偏移检测传感器》公开了一种基于红外线的带材传输偏移检测传感器，该传感器有效解决了上述两类传感器所存在的污染大、寿命低、受环境影响大、能耗大、价格昂贵等缺点，但其却具有安装校准困难，精度较低，稳定性不高，漂移现象严重、灵敏度受发送器与接收器之间的距离影响较大等缺点，同样影响了其在带材偏移控制中的应用效果。

针对现有技术所存在的问题，本实用新型提出了一种基于红外线阵CCD技术的新型高精度带材偏移检测方法及其装置。它具有安装简单，校准简便、灵敏度好、精度很高、抗干扰性强、稳定可靠、零漂移、能耗极低、价格低廉、故障率低、无污染，量程和工作间距大，不受环境影响等优势，较好地解决了现有技术所存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有安装简单，校准简便、灵敏度高、抗干扰性强、稳定可靠、零漂移、能耗极低、价格低廉、故障率低、无污染，量程和工作间距大，不受环境影响的基于CCD的高精度带材偏移检测装置，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于CCD的高精度带材偏移检测装置，包括红外发射装置和红外接收装置，其中红外发射装置和红外接收装置分别固定在传输中的带材边沿两端，红外发射装置和红外接收装置的固定位置相互对应，红外发射装置、被检测的带材和红外接收装置的位置相互平行。