[发明专利]一种内固定弧形压电薄膜的高隔热高性能板形检测辊

说明书

本发明涉及一种内固定弧形压电薄膜的高隔热高性能板形检测辊，包括辊身、弹性骨架、弧形压电薄膜组合件、热电偶、传动侧轴头、传动侧堵头、操作侧内孔挡板、操作侧挡片和操作侧轴头；利用弧形陶瓷将高柔性的压电薄膜固定为一定弧度的敏感元件，使其更好地与板形检测辊的内孔弧度趋于一致，利用高刚度弧形陶瓷获得均匀的受力条件；其次，在弹性件上固定热电偶，实时检测弧形压电薄膜附近的温度变化，便于获得同步温度误差补偿，提高板形信号检测精度；本发明可有效改善板形检测辊内部检测元器件的受力状态和信号精度，最大限度减少温度、包角、振动对板形检测信号的影响，促使板形检测信号更真实地反映实际的带材板形状态。

技术领域

本发明涉及冶金装备自动化技术领域，尤其涉及一种内固定弧形压电薄膜的高隔热高性能板形检测辊。

背景技术

冷轧带材板形检测始终是行业的共性难题，在生产过程中，受温度、包角的影响非常大，这在很大程度上影响板形检测精度，从而影响冷轧带材的板形控制效果。为了解决上述因素对板形检测带来的误差信号，有必要根据板形检测的物理机制和工况特点，设计一种高可靠性、高精度的板形检测装置，经常称之为板形检测辊(板形辊)或板形仪。

传统的板形检测主要分为接触式和非接触式两种类型，其中接触式板形检测辊以其精度高、稳定性好的特点，在生产中广泛应用。通常情况下，接触式板形检测辊多数采用压磁式、压电式传感器作为敏感元件。相对而言，压磁式板形检测辊内部结构复杂，容易受现场磁场、振动影响，且需要稳定供电；而压电式板形检测辊以其高精度、结构简单且无须单独供电的优点成为当前主流的检测方式。截止目前，压电式传感都是采用的压电晶体(陶瓷)作为敏感元件，受敏感元件结构特点的影响，压电晶体(陶瓷)多数为平面薄片，这使得压电式板形检测辊在工作过程中，一方面会受到包角变化的影响，一方面对板形辊内部元器件的安装精度要求极高，并且长期使用会因为预应力变化影响板形检测精度，需要定期标定或维护。

除此以外，无论哪种结构的板形辊，都会受到在线带材瞬态温度变化引起板形辊内部敏感元件的预应力变化，从而导致标定数据随之发生变化，导致板形检测结果不符合实际情况。板形辊在工作时，在线温度波动不可避免，并且没有很好的温度检测手段，无法实施有效的在线补偿，因此这种固有顽疾始终影响板形检测辊的工业应用效果，亟待改进或彻底解决。显然，为了使板形辊更好地服务于工程实际，既需要设计新型的板形检测结构，减少这种因温度波动带来的预应力变化，又需要对这种在线温度变化进行实时检测，以获得高精度的同步在线补偿参数。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种内固定弧形压电薄膜的高隔热高性能板形检测辊，既利用压电薄膜的高柔性、高敏感动态应力、高耐用性、高线性度压电效应、高响应速度的优异特点，又使其以弧形的方式紧密贴近辊体表面，快速感应辊体不同位置的压力变化；同时，在压电薄膜上下分别包裹高强度的隔热陶瓷片，起到隔热和均布应力的双重作用。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种内固定弧形压电薄膜的高隔热高性能板形检测辊，包括辊身、弹性骨架、弧形压电薄膜组合件、热电偶、传动侧轴头、传动侧堵头、操作侧内孔挡板、操作侧挡片和操作侧轴头；所述辊身的轴心线外侧圆周均布有若干轴向内孔；所述弹性骨架对应设置在内孔中；所述弧形压电薄膜组合件分别对应安装在弹性骨架的上端，且与辊身内孔弧度贴合；所述热电偶固定在弹性骨架的一侧，且其尖端与内孔表面紧密接触；所述传动侧轴头和操作侧轴头分别同轴焊接固定在辊身的左右两端；所述热电偶的导线由操作侧轴头中心通孔引出；所述操作侧内孔挡板内嵌并焊接在辊体操作侧的一端；所述传动侧堵头内嵌焊接在辊体各内孔位于传动侧的一端；所述操作侧挡片内嵌焊接在辊体各内孔位于操作侧的一端。