[发明专利]虚拟双测量仪断面轮廓测量系统

说明书

本发明涉及一种用于测量由轧机生产的连续运动带材的断面轮廓的断面轮廓测量系统。

在一般的轧制系统中，带材是以连续移动方式生产的。为了控制质量，需要从带材的一边到另一边测量其断面轮廓。通过采用不接触材料的方式进行厚度测量来生成断面轮廓，但是也可以采用接触式测量仪来完成这种测量。例如，可以通过一束射线，通过测量反向散射辐射、超声或者辐射吸收的办法来测量厚度。

由于带材沿纵向通过轧机移动，因而横越带材横向移动的测量仪不能给出沿带材横向的厚度的真实断面轮廓测定值，而宁肯说是给出了沿一条较长的、带材长度方向的交叉锉纹的相应值。为了避免出现这一问题，通常采用一种带有双测量仪的系统，特别是用于带钢热轧机。这种系统如图1所示，第一个测量仪在带材的中部保持静止，而第二个测量仪横向运动。两个测量仪的读数作为横向距离的函数绘制曲线。这样，就没有考虑带材厚度的纵向变化，而只是把横向变化表示出来。由于每个测量仪价值几十万美元，因此需要双测量仪的该系统的问题就是价格昂贵。

双测量仪造成的另一个问题是大小问题。每个测量仪的尺寸都较大。在一些例如可逆式轧机的应用中，轧制台和卷村箱之间要求存在较小的空间以保持轧制过程中卷材的热度。为保持金属的热度，卷材箱需尽量靠近轧制台。采用双测量仪来测量厚度不合理地加长了加热炉与轧制台之间的距离。

另一种人们所知的测量带材断面轮廓的测量系统采用单一静止的测量仪，但是该系统不是以逐点方式测量带材的厚度。而是，单一测量仪采用多个散射射线发射器和传感器以形成横越带材整个宽度的辐射分布。但是，由于带材快速经过轧机和测量仪，该方法只得到带材的一个相对较大面积上的平均断面轮廓。因为该方法的精度不如逐点方式从事的扫描。

因此，需要一种系统和方法，用于采用单一测量仪以逐点方式测量带材厚度来测量连续移动的带材的断面轮廓。

本发明可以满足上述需求以及其它需求。本发明提供了一种用于测量由可逆式轧机生产的带材断面轮廓的断面测量系统，在可逆式轧机上，带材的走行方向是可以逆转的。该系统包括单个的测量带材厚度并产生厚度信号的厚度测量仪。推动装置联接在测量仪上并可控制地沿带材横向移动测量仪，以便在带材一次经过测量仪时测量仪测量带材宽度方向上不同点处的带材厚度。在带材又一次经过测量仪时，测量仪保持在静止位置，以便测量仪沿着带材一条纵线测量不同点处的带条厚度。还配置有用于将带材上不同点处的厚度测定值转换成断面轮廓数据的装置。该转换装置连接于测量仪以接收厚度信号。

本发明提供采用单一测量仪生成带材断面轮廓数据的方法，并且包括使带材经过测量仪和使测量仪在带材经过时相对于带材沿横向移动，这样就满足了上文所述的各项需求。当带材经过测量仪时，测量仪测量带材上不同点以及横越带材宽度上不同点的带材厚度。产生的第一组信号表明带材宽度方向上的带材厚度测定值。带材再次经过测量仪，而在带材再次经过时测量仪保持在静止位置。在带材经过测量仪时测量仪测量沿带材纵线的带材不同点处的带材厚度。产生的第二组信号表明沿该纵线的带材厚度测定值。从第一和第二组信号可以生成断面轮廓数据。

利用带材多次通过轧机，本发明提供了一种使用单一测量仪的断面轮廓测量系统，在带材多次通过轧机期间，该测量仪或者静止或者相对于带材作横向移动。这样，仅仅采用单一测量仪就可以以逐点方式进行为提供断面轮廓所需的前述两项测量，而不象已知的系统中那样一般采用两个测量仪。

参照附图，下文将详细说明本发明的其它目的、优点和新颖特性，附图中：

图1表明现有技术中采用双测量仪来测板材厚度的测量系统的结构；

图2表明本发明的第一个实施例；

图3表明本发明的另一个实施例；

图4表明金属板材的顶视图和本发明的测量系统所取的示范测量点；

图5表明由图4所示各测量点处所收集到的数据而组集成的示范性断面轮廓图象。

图1描绘了现有技术中采用双测量仪来测量连续移动带材的断面轮廓的测量系统，其中一个测量仪静止不动，而另一个测量仪相对于带材可横向移动。在该系统中，带材只朝一个方向移动。

本发明的系统只采用单独一个如图1所示、但应用于移动带材多次经过测量仪的可逆式轧机之中的通用类型测量仪。这种测量仪以逐点方式，例如通过使一束射线穿过金属，或者通过测量反向散射辐射、超声测量、或者吸收辐射的办法，来测量厚度。其次，该测量仪除了可进行非接触式测量之外，还可以采用公知的接触式测量仪进行接触式测量。