冷轧钢板厚度在线测量

1、冷轧钢板的在线测厚 一、 高频反射式涡流测厚1、测量原理框图、测量原理框图 为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响, 在带材的上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S1、S2 。 S1、 S2与被测带材表面之间的距离分别为x1和x2。 若带材厚度不变, 则被测带材上、 下表面之间的距离总有x1+x2=常数的关系存在。两传感器的输出电压之和为 2Uo数值不变。 如果被测带材厚度改变量为, 则两传感器与带材之间的距离也改变了一个, 两传感器输出电压此时为2Uo+U。U经放大器放大后, 通过指示仪表电路即可指示出带材的厚度变化值。带材厚度给定值与偏差指示值的代数和原理图就是被测带

2、材的厚度2、测量原理与方法说明、测量原理与方法说明 （1）.测量原理 如图1所示,在金属板一侧的电感线圈中通以高频激励电流I1时,线圈将产生高频磁场,由于集肤效应,高频磁场作用于金属板表面薄层,并在这薄层中产生涡流。涡流I2又会产生交变磁通2反过作有于线圈,使得线圈中的磁通1发生变化而引起自感量变化,在线圈中产生感应电势。电感的变化随涡流而变,而涡流又随线圈与金属板间距x而变化,因此可以用高频反射式涡流传感器来测量位移x的变化。 传感器阻抗变化还需进一步转化为电信号以便进入数据采集系统。通常的测量方法式采取阻抗变换电路:电涡流传感器探头内线圈,与其它固定阻抗组成原始平衡电桥,随着钢板厚度的变化

3、,探头线圈阻抗值随之变化,这样就破坏了电桥的原始平衡,失衡电桥的桥路输出电压值可反映被测钢板厚度值。除电桥法外,还有高精度的谐振调幅、调频等测量电路。 （2）测量方法说明 利用高频反射式涡流传感器的原理,采用上下2路涡流传感器,被 测钢板置于中间,分别测量上、下检测器对钢板间距,相对固定的2路可以实现对钢板的厚度测量,原理如图3。D为2传感器的间距,h为钢板的厚度,x1、x2为钢板到传感器探头的距离,即传感器的测量值。 则被测钢板的厚度h为D-(x1+x2)。测量值不受钢板移动的过程中上下波动及带材不够平整的影响。 X射线测厚仪原理:是根据X射线穿透被测物时的强度衰减来进行转换测量厚度的，即测

4、量被测钢板所吸收的X射线量，根据该X射线的能量值，确定被测件的厚度。由X射线探测头将接收到的信号转换为电信号，经过前置放大器放大，再由专用测厚仪操作系统转换为显示给人们以直观的实际厚度信号。 X射线源辐射强度的大小，与X射线管的发射强度和被测钢板所吸收的X射线强度相关。一个在系统量程范围内的给定厚度，为了确定其所需的X射线能量值，可利用M215型X射线检测仪进行校准。在检测任一特殊厚度时，系统将设定X射线的能量值，使检测能够顺利完成。 在厚度一定的情况下，X射线的能量值为常量。当安全快门打开，X射线将从X射线源和探头之间的被测钢板中通过，被测钢板将一部分能量吸收，剩余的X射线被位于X射线源正上

5、方的探头接收，探头将所接收的X射线转换为与之大小相关的输出电压。如果改变被测钢板的厚度，则所吸收的X射线量也将改变，这将使探头所接收的X射线量发生变化，检测信号也随之发生相应的变化。二、X 射线测量厚度 1 测量原理与装置 利用 X 射线测量金属材料厚度是一种无损测量方法, X 射线是波长介于 10- 5 10- 11mm 之间的电磁波, 当 X 射线穿过金属物质后会使强度衰减, 其射线强度的衰减规律, 用下式表示: I = I0e-ud 式中, I0 为 X 射线的入射射线强度; I 为 X 射线穿 过被测金属材料后的射线强度; u 为衰减系数; d为被测金属材料的厚度。其测量系统如图 1

6、所示。图1 电容测厚仪电路原理框图 工作电路图说明： 电容测厚传感器的测量原理框图如图所示。音频信号发生器产生的音频信号，接入变压器T的原边线圈，变压器副边的两个线圈作为测量电桥的两臂，电桥的另外两桥臂由标准电容C0和带材与极板形成的被测电容Cx(Cx=C1+C2)组成。 电桥的输出电压经放大器放大后整流为直流，再经差动放大， 即可用指示电表指示出带材厚度的变化。 三、电容测厚 电容测厚仪用于测量金属板材在轧制过程中的厚度变化，C1,C2放在板材两边，板材是电容的动极板，总电容为C1+C2，作为一个桥臂。 如果板材只是上下波动，电容的增量一个增加一个减少，总的电容量Cx=C1+C2不变；如果板

7、材的厚度变化使电容Cx变化，电桥将该信号变化输出为电压，经放大器、整流电路的直流信号送出处理显示，显示为厚度变化。 图2所示为测厚原理，由于被测物3是非绝缘体，特别是在线测量时，由于工件加工中存在振幅为 的振动，所以采用差动测量的方法，使其表面分别与传感器1、2构成电容器，由此形成对其厚度变化量 的实时监测，即当给定传感器2的相对位置和板材初始厚度h时，板材厚度变化 ，则有 至此，输出信号通过放大、整流、差放电路和指示仪表即可显板材的厚度图2 测厚原理示意图传感器引起电压的变化为： 四、激光测厚 用一束激光照射到被测物面上，由物体表面散射光成像，通过光电传感器CCD（电荷耦合器件）将像信号转换为电信号测出其像点位置。物面移动时，因像点相应移动，由此即可求出位移量。在检测过程中，用激光上下表面双三角法，准确地测量运动物体的厚度。 激光测厚仪是由激光器、成像物镜、信号处理机和光电位敏接收器来显示测量结果的，在测量的过程中，激光束会在被测量的物体的表面形成一个光斑，然后成像物镜会将光斑成像到光敏接收器的光敏上，然后产生电信号。此时，如果被测物体移动了，表面上光斑的位置发生了变化，成像点在光敏器件上的位置也会发生一定的变化1 测量原理测量原理图中,do和di分别为参考点处的物距和像距；是散射光接收角；是成像角；x是物