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选择线材测径仪,在线检测高温轧材的理由 [复制链接]

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尺寸检测在工业生产、科学研究等领域中占有重要地位。动态测径是对生产过程中产品或半成品的直径进行在线检测,以便随时检查其合格率,发现问题,及时进行调节,因此往往是工业生产中提高产量和质量的重要环节。应用于高速线材的在线检测,需要考虑到方方面面的问题,如:高温、高速、粉尘、水雾等。为此线材在线检测系统在解决以上问题的同时,要做到精准测量,并能实时在线检测。

  那么,为什么要选择这种检测设备呢?下面,蓝鹏测控为您解答:



  CCD及其在工业动态检测中应用的优点

  工业生产情况各异,现场条件一般较差,往往存在电气干扰严重、灰尘多、振动大、温度高等不利因素,测量对象也常常是振动幅度大,速度快、产量高。因此,要求测量仪器检测及时,稳定可靠,寿命长,便于维修。 电荷祸合器件(CCD)是1970年首先由美国贝尔实验室研制成功的半导体集成器件。线材测径仪采用线阵CCD,它具有体积小、重量轻、功耗小、寿命长、可靠性高等优点。CCD光敏单元紧密排列,单元之间的间距小达十几微米,加上光学放大倍数的选择,可使测量达到很高的精度。施加驱动脉冲,即可实现自扫描而输出脉冲信号,再经放大便可直接进入计数器。因此,器件本身即同时具有模数转换功能,可避免单独模数转换的量化误差。同时也不需机械扫描装置,使仪器结构简单可靠。CCD输出脉冲频率可达几兆周以上,能实现高速扫描,对于高速运动物体的动态检测特别有利。线材测径仪则是采用CCD对被测高速线材实现高精度的线径尺寸在线检测。

  热轧线材测径仪

  线材截面为椭圆形,其长轴短轴尺寸公差允许在±0.5mm以内,同时要求最大外径与最小外径之差小于0.5mm。轧制时线材温度达1050℃左右,行进速度快,存在快速振动和绕轴扭动。要求测出截面的长轴、短轴尺寸及最大径差。

  由于线材截面为椭圆形,且行进中有扭动,同一方向不同时间测得的尺寸是不一致的,因此不能简单采用多次测量结果求平均值的方法。但既然扭动是随时存在的,我们正好可以利用这一特点来制订出全方位检测的测量方案。如下图所示,采用八组固定的光电系统,八组光电测头均匀分布于被测物周围,测头间距为22.5°,这是只要被测线材轻微扭转,即可测得全方位的线径尺寸值,如被测物线材不旋转,也可采用旋转式八轴测头进行检测,从而实现线材的界面轮廓检测。然后从八个方向上测量的数据,选出同一截面的最大(小)值,通过计算**,即可得到最大直径、最小直径、平均直径、及椭圆度尺寸,线材测径仪的测量精度可以达到0.02mm。

  热轧线材测径仪设计

  线材截面为椭圆形,被测线材为高温红热状,放出大量热量。我们选用了长焦距的远心平行光源对线材直接成象。使透镜及CCD远离高温线材。线材测径仪采用正压分流冷却防尘技术,对测径仪内部进行冷却防尘,保证其测头无粉尘、无水雾、无氧化铁皮等的干扰,同时保证测径仪可以测量1000℃左右的高温线材的线径尺寸。热轧线材会有自发光,其自发光一般为红光及红外光,因此,所选用的光源就要避免这一波长的光源,以被CCD芯片接**,线材测径仪采用520nm波长的固定波长的光源进行检测,并在CCD芯片前安装有滤光镜片,以实现高精度的尺寸测量,其外,线材测径仪的测头采用LED灯作为点光源使用,具有节能、长寿、环保、无频闪。宽电压等优势,其使用寿命可长达80000小时,作为线材测径仪的光源使用,为其**长时间的照明,保证测径仪的使用寿命。

  现场抗干扰问题

  热轧车间现场条件恶劣,灰尘多,水汽多,振动大,电气干扰严重,在示波器上可以看到大量干扰波。在这种环境中要使仪器可靠地工作,必须采取一系列抗干扰的措施。

  线材测径仪采用全铸铁结构,密封性好,光电部件远离线材等特点,在防止高温、水汽干扰方面起了重要作用。采用正压分流冷却防尘技术,将水汽、灰尘、氧化铁皮等杂物吹离线材测径仪,尤其是镜头附近,并起到良好的冷却作用,使得测径仪可以测量高温线材, 并在-15~+50℃的温度范围内工作。为了提高测径仪的环境适应性和性能稳定性,**发出的电路系统直接将采集到的原始数据传送至工控机计算。在测径仪及其安装现场只有一个信号采集电路和一些简单的通讯设施,避免了高温、粉尘和电磁干扰对计算电路的影响,提高了测径仪对现场环境的适应性。同时,减少了计算电路也等于减少了一个出故障的环节,使得全套设备的运行稳定性大大提高。

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