專利名稱：磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板帶軋制過程中的板形檢測方法，適用于金屬薄板軋 制過程中的非接觸式動態(tài)板形檢測。
背景技術(shù)：
各種板帶材的平直度一板形是衡量其品質(zhì)的一個重要措標。為了 得到板形良好的板帶材，須要在軋制過程中對板形進行在線動態(tài)檢測， 從而根據(jù)檢測結(jié)果和精度要求對軋機進行控制。目前已有的動態(tài)板形 檢測裝置分為接觸式和非接觸式兩大類。中國專利CN2447768Y公布了一種動態(tài)板形測量輥。該測量輥作 為接觸式動態(tài)板形檢測裝置的一種，其原理是當帶鋼表面不平坦時， 其內(nèi)部張應力沿寬度方向的分布呈現(xiàn)差異，從而對沿帶鋼寬度方向排. 列的各個輥環(huán)產(chǎn)生不同的壓力，通過輥環(huán)上的壓力檢測元件，就可測 得帶鋼的平直度信息。這種板形測量輥存在設(shè)備復雜，造價高，不易 維護，對環(huán)境要求高，與帶鋼表面接觸易造成磨損等缺點。中國專利CN2274338Y公布了一種金屬薄帶材的動態(tài)板形檢測裝 置。該裝置作為一種非接觸式動態(tài)板形檢測裝置，是通過偏心導向輥 的旋轉(zhuǎn)引起帶鋼的振動，對于表面不平坦的帶鋼，其內(nèi)部張應力分布 的差異導致各處振動頻率產(chǎn)生相應差異，通過位移傳感器檢測各處的 振動頻率即可獲得帶鋼的平直度信息。這種檢測方法算法復雜，在金 屬板帶材運動速度較高的情況下，對信號適時性及檢測元器件的性能 要求較高。中國專利CN1356186A公布了一種直線型激光板形檢測裝置。該 裝置作為一種非接觸式動態(tài)板形檢測裝置，其分別通過多個橫向及縱 向激光發(fā)生器向板帶橫向及縱向等距離傾斜照射，同時沿板帶的橫向， 在縱、橫向激光線交點的正上方放置多個面陣CCD攝像頭，如果板帶表面是平坦的，則投射到板帶上的縱、橫兩向激光線反映在CCD中均 是直線，若板帶表面有浪形，則反映為曲線。縱向和橫向曲線結(jié)合可 得到板帶撓曲變形的三維信息。然后對圖象進行處理，分析特征曲線, 最終得到板形平直度信息。這種方法設(shè)備復雜，不易掌握，造價高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法，該檢測 方法為非接觸式，其檢測方便，設(shè)備使用壽命長，易于維護。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的 一種磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法，首先將 被測帶鋼通過前后傳送輥張緊，然后通過磁懸浮控制系統(tǒng)將傳送中的 帶鋼沿垂直于傳送方向向上提升一定高度，通過對磁懸浮控制系統(tǒng)中 的控制電流數(shù)據(jù)采集和運算處理，得出板形信息；其過程如下-電磁鐵產(chǎn)生的電磁吸力F與電磁鐵繞組線圈中電流f的關(guān)系為,A2式中4 W :丄-磁極面積，W-電磁鐵繞組線圈匝數(shù)， 空氣導磁系數(shù)(texlO-W/鵬)，y:電磁鐵與帶鋼的距離； 帶鋼內(nèi)應力與電磁吸力F的關(guān)系為:(1)(2)式中，^鵬to(^0為帶鋼與水平面的角度，H為帶鋼被拉起的距離，L為二個支撐傳送輥間的距離j在帶鋼寬度方向上測量N個內(nèi)應力巧{Bi《W}，則平均應力為(3)各點的應力差為A巧=0"; —f(4)式(4)的帶鋼內(nèi)應力差分布表示了板形質(zhì)量數(shù)據(jù)。 所述磁懸浮控制系統(tǒng)由電磁鐵、傳感器、控制計算機、功率放大 器組成，若干個電磁鐵與傳感器相對應并安裝在支架上下兩側(cè)的帶鋼 通過的上方和下方，控制計算機包括數(shù)/模數(shù)據(jù)采集卡、模/數(shù)數(shù)據(jù)采集卡和控制器，傳感器檢測帶鋼對應點位置后將信息經(jīng)m/數(shù)數(shù)據(jù)采集卡 轉(zhuǎn)換后輸入控制器，控制器比較和運算后輸出控制信號經(jīng)數(shù)/模數(shù)據(jù)采 集卡轉(zhuǎn)換后輸入功率放大器，功率放大器輸出驅(qū)動電磁鐵，將帶鋼提 升到規(guī)定高度。本發(fā)明的工作原理是帶鋼的板形缺陷是由于其內(nèi)應力的大小和分布不均所引起的，在彈性范圍內(nèi)對帶鋼施加一定拉伸力后，帶鋼原 先較松處的張力較小，而較緊處張力較大。此時若將帶鋼沿垂直傳送 方向向上提升至一定高度，對應于帶鋼各處張力不同，所需的提升力 的大小也相應不同。當通過位于帶鋼上方的電磁鐵來實現(xiàn)對帶鋼的提 升時，即表現(xiàn)為各處所需的電磁鐵吸引力的大小有所不同。根據(jù)電磁場理論，電磁鐵與帶鋼的距離y，電磁吸力F，以及電磁鐵繞組線圈中 電流''之間有一定的關(guān)系，即式中J表示磁極面積，W表示電磁鐵繞組線圈匝數(shù)，盧。為空氣 導磁系數(shù)(4豕x 10-， if/附)。根據(jù)平面幾何原理，內(nèi)應力CT與電磁吸力F的關(guān)系為-°" = %, (2) 式中，"arcto^5l)為帶鋼與水平面的角度，H為帶鋼被拉起的距離，L為2個支撐輥間的距離。板形質(zhì)量數(shù)據(jù)通常用帶鋼內(nèi)應力差的分布來表示。在帶鋼寬度方 向上測量N個內(nèi)應力CJi {BBiSr},則平均應力為!>,^ (3)各點的應力差為-Act, =cr,-5" (4)由式(1)、式(2)、式(3)和式(4)可知電磁鐵繞組線圈的 電流:'與帶鋼各點的內(nèi)應力差有關(guān)，即電磁鐵繞組線圈電流與板形質(zhì)量 有關(guān)。因此本發(fā)明通過獲知對應于帶鋼各處的電磁鐵的繞組線圈電流量 的大小，就可以得到帶鋼的板形信息。本發(fā)明對于板材板形的檢測方法是非接觸式，能夠動態(tài)檢測生產(chǎn) 過程中帶鋼各處對應的電磁鐵繞組線圈電流量的大小，從而動態(tài)檢測 帶鋼板形信息，不會因摩擦損傷帶鋼表面，也不會對檢測設(shè)備產(chǎn)生磨 損，其檢測方便，設(shè)備使用壽命長，易于維護。
附國說明

圖1為使用本發(fā)明磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為磁懸浮控制系統(tǒng)的控制原理圖。圖中l(wèi)帶鋼(板材)，2a、 2b前、后傳送輥，3支架，4電磁鐵， 5渦流傳感器，6控制計算機，7功率放大器；D/A數(shù)據(jù)采集卡數(shù)/模 數(shù)據(jù)采集卡，A/D數(shù)據(jù)采集卡模/數(shù)數(shù)據(jù)采集卡。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一歩說明。
參見圖l、圖2， 一種磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法，首先將被測帶 鋼1通過前、后傳送輥2a、 2b張緊，然后通過磁懸浮控制系統(tǒng)將傳送 中的帶鋼1沿垂直于傳送方向向上提升一定高度。磁懸浮控制系統(tǒng)由 電磁鐵4、傳感器5、控制計算機6、功率放大器7組成。若干個電磁 鐵4與傳感器5 —一對應并安裝在支架3上下兩側(cè)的帶鋼1通過的上 方和下方，沿帶鋼1通過方向橫向排列成一排，并全部覆蓋住帶鋼寬 度，電磁鐵4和傳感器5的數(shù)量分別為五至二十個，傳感器5為渦流 傳感器。
支架3上側(cè)的一排電磁鐵4將帶鋼1沿垂直于其傳送方向向上吸起至一定高度，位于帶鋼1下方的支架3下側(cè)上的一排渦流傳感器5 檢測對應位置處帶鋼1是否提升至控制計算機6預設(shè)的同一高度，并 將數(shù)據(jù)傳輸給控制計算機6。由于帶鋼1存在的板形缺陷，其內(nèi)部張應 力沿寬度方向存在差異，相應的部位所需的電磁吸力也存在相應差異, 經(jīng)控制計算機6計算出各個電磁鐵4中所需的繞組線圈電流大小相應 存在差異，控制計算機6輸出的控制信號經(jīng)功率放大器7放大后進入 各個電磁鐵繞組線圈驅(qū)動電磁鐵4，從而達到預期同一高度。因此，通 過控制計算機6分析處理各個電磁鐵4中電流差異，可得知帶鋼內(nèi)應 力差的分布，從而得到帶鋼1的板形信息。參見圖2，控制計算機6包括數(shù)/模數(shù)據(jù)采集卡、模/數(shù)數(shù)據(jù)采集卡 和控制器，渦流傳感器5檢測到帶鋼1各處懸浮位移y后經(jīng)模/數(shù)數(shù)據(jù) 采集卡轉(zhuǎn)換處理后輸入控制器，與控制器預設(shè)懸浮位移y。比較后，控 制器計算出各個電磁鐵4中的繞組線圈所需控制電流信息，并輸出給 數(shù)/模數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換后再經(jīng)功率放大器7后進入電磁鐵繞組線圈，驅(qū) 動電磁鐵4將帶鋼1提升到規(guī)定高度，實現(xiàn)帶鋼1沿寬度方向各處達 到期望懸浮效果。本發(fā)明對于板材板形的檢測方法是非接觸式，能夠動態(tài)檢測生產(chǎn) 過程中帶鋼各處對應的電磁鐵繞組線圈電流量的大小，從而動態(tài)檢測 帶鋼板形信息，不會因摩擦損傷帶鋼表面，也不會對檢測設(shè)備產(chǎn)生磨 損，其檢測方便，設(shè)備使用壽命長，易于維護。
權(quán)利要求
1. 一種磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法，其特征是首先將被測帶鋼通過前后傳送輥張緊，然后通過磁懸浮控制系統(tǒng)將傳送中的帶鋼沿垂直于傳送方向向上提升一定高度，通過對磁懸浮控制系統(tǒng)中的控制電流數(shù)據(jù)采集和運算處理，得出板形信息；其過程如下電磁鐵產(chǎn)生的電磁吸力F與電磁鐵繞組線圈中電流i的關(guān)系為
2. 在帶鋼寬度方向上測量N個內(nèi)應力(iiB,則平均應力為 T (3)各點的應力差為Act, =0"廣？ ")式(4)的帶鋼內(nèi)應力差分布表示了板形質(zhì)量數(shù)據(jù)。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法，其特征是: 所述磁懸浮控制系統(tǒng)由電磁鐵、傳感器、控制計算機、功率放大器組 成，若干個電磁鐵與傳感器相對應并安裝在支架上下兩側(cè)的帶鋼通過 的上方和下方，控制計算機包括數(shù)/模數(shù)據(jù)采集卡、模/數(shù)數(shù)據(jù)采集卡和 控制器，傳感器檢測帶鋼對應點位置后將信息經(jīng)徵數(shù)數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換后輸入控制器，控制器比較和運算后輸出控制信號經(jīng)數(shù)/模數(shù)據(jù)采集卡 轉(zhuǎn)換后輸入功率放大器，功率放大器輸出驅(qū)動電磁鐵，將帶鋼提升到 規(guī)定高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法,其特征是-電磁鐵和傳感器數(shù)量分別為五至二十個。
全文摘要
本發(fā)明涉及板帶軋制過程中的板形檢測方法，適用于金屬薄板軋制過程中的非接觸式動態(tài)板形檢測。一種磁懸浮式動態(tài)板形檢測方法，首先將被測帶鋼通過前后傳送輥張緊，然后通過磁懸浮控制系統(tǒng)將傳送中的帶鋼沿垂直于傳送方向向上提升一定高度，通過對磁懸浮控制系統(tǒng)中的控制電流數(shù)據(jù)采集和運算處理，輸出信號驅(qū)動控制系統(tǒng)中的電磁鐵將帶鋼提升到規(guī)定高度，得出板形信息。本發(fā)明的檢測方法是非接觸式，能夠動態(tài)檢測生產(chǎn)過程中帶鋼各處對應的電磁鐵繞組線圈電流量的大小，從而動態(tài)檢測帶鋼板形信息，不會因摩擦損傷帶鋼表面，也不會對檢測設(shè)備產(chǎn)生磨損，其檢測方便，設(shè)備使用壽命長，易于維護。
文檔編號B21B38/02GK101264485SQ20071003815
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者周堅剛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司