光電器件參數(shù)的確定

引言

在冶金工業(yè)熱軋圓鋼的生產(chǎn)中，為了減少因尺寸誤差而造成的廢品，使軋件尺寸在負(fù)偏差區(qū)域內(nèi)軋制以提高成材率，要求對軋件進(jìn)行連續(xù)地、非接觸在線測量。近年來隨著新技術(shù)、新器件的不斷發(fā)展，光學(xué)非接觸測徑技術(shù)也逐步用于熱軋鋼的動態(tài)檢測。大型熱軋圓鋼直徑測量儀以固態(tài)線陣CCD為主要傳感元件，利用間距可調(diào)雙測頭的光電測量原理，成功地用于大型熱軋圓鋼、鋼管直徑的在線測量。

測量原理

由于大型熱軋圓鋼直徑較大，而成像透鏡及CCD器件不可能做得那么大，因此在光路上采用了雙光路投影成像測量原理，并且根據(jù)要求需對軋鋼水平、垂直兩個方向進(jìn)行測量，以保證對軋件尺寸的調(diào)整和控制。

2套發(fā)射鏡頭分別發(fā)射出平行光射向2套接收鏡頭，通過接收鏡頭內(nèi)的透鏡使平行光束在光電轉(zhuǎn)換元件上成像。當(dāng)2束平行光內(nèi)放入被測物時，在光電轉(zhuǎn)換元件的像上就會出現(xiàn)虛擬的陰影，設(shè)其寬度分別為L1、L2。經(jīng)過對光電轉(zhuǎn)換元件發(fā)出的電信號的處理和計算可以得出L1、L2所對應(yīng)的尺寸A1、A2，A1加A2再加上兩個鏡頭之間的凈間距B即可得出被測物的尺寸D。

抗干擾措施

軋鋼車間檢測環(huán)境惡劣，具有強(qiáng)烈的沖擊和震動，嚴(yán)重的電磁干擾，水汽、灰塵、高溫、軋件氧化皮剝落等諸多因素都嚴(yán)重地影響測量。為解決上述問題采取了以下措施。

1、光電器件參數(shù)的確定

CCD是積分型器件，其輸出電流信號既和CCD器件光敏面的照度有關(guān)，又和兩次取樣的間隔時間（即光積分時間）有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，光闌直徑在1mm以下選取，有利于提高測量精度，減弱熱輻射噪聲對成像質(zhì)量的影響，故取孔徑光闌直徑1mm。光積分時間t的確定應(yīng)使其盡量短，以保證測量精度，被測對象是棒材，因此，選擇合適的光積分時間可以得到滿意的測量結(jié)果，這時光敏面的曝光量較強(qiáng)，可保證當(dāng)外界塵霧、水汽對光照度影響時，CCD有足夠的信號幅值輸出。

2、風(fēng)冷水冷相結(jié)合降溫

大直徑測徑儀工作時距離熱鋼較近。1000℃左右的熱鋼高溫輻射將使儀器無法正常工作。為此，大直徑測徑儀的光電器件被封閉在鐵皮外殼中，儀器前后裝有循環(huán)水套隔熱，儀器內(nèi)通入空氣，可帶走機(jī)內(nèi)半導(dǎo)體器件的工作熱量，鐵皮外殼還起到了隔磁干擾作用。

3、清除軋件氧化皮措施

在軋件出口處裝有高壓鼓風(fēng)機(jī)，當(dāng)軋鋼從軋機(jī)經(jīng)過時，用風(fēng)吹表面使氧化皮脫落，用有一定壓力的空氣直吹窗口，以保證光學(xué)窗口的清潔。

結(jié)語

大直徑測徑儀的測量范圍不僅大，還可以進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)多規(guī)格的外徑尺寸測量。測徑儀是雙光路的在線檢測設(shè)備，同時又可從兩個方向?qū)ν鈴匠叽邕M(jìn)行測量，能夠得到橢圓度尺寸，進(jìn)行高精度的測量，其測量精度優(yōu)于0.05mm，為各種大直徑圓鋼、管材的檢測帶來便利，也可適用于生產(chǎn)中的各種規(guī)格的管材測量。

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審核編輯：何安