1．工作原理
1.1測厚原理
激光測厚系統(tǒng)采用三對高精度激光位移傳感器。激光位移傳感器的工作原理如右圖所示，采用兩組高速、高精度激光位移傳感器1和激光位移傳感器2，從帶鋼的上下兩面分別測量帶鋼兩個表面的位置，然后根據(jù)兩個表面的位置差計算出帶鋼的厚度。
激光位移傳感器是激光測厚儀的核心，決定了激光測厚儀的測量精度和穩(wěn)定性，為此我們選用了日本產(chǎn)高精度激光位移傳感器。
該產(chǎn)品具有以下特點：
?激光測頭選用進(jìn)口組件，采用了線性測量專用Li-CCD，該CCD的數(shù)字輸出特性使得像素邊緣誤差只有傳統(tǒng)型CCD的一半，大大提高了測量精度，成像系統(tǒng)采用專門設(shè)計的高精度物鏡組，可以大大減小光學(xué)像差和枕形畸變，保證了系統(tǒng)的光學(xué)精度。
?激光測頭的測量速度可達(dá)到20微秒，分辨率可達(dá)0.005毫米，測量精度可達(dá)0.05毫米。
為避免大回型架移動時對測量的影響，保證測量精度，本系統(tǒng)的大回型架在測量時保持不動。采用三對高精度激光位移傳感器組成三個測點。
1.2測寬系統(tǒng)
本系統(tǒng)采用可移動高精度攝像機(jī)，對鋼板寬度進(jìn)行非接觸測量。由精密伺服系統(tǒng)驅(qū)動攝像機(jī)在劃軌上移動，根據(jù)鋼板的寬度變化情況，自動調(diào)節(jié)攝像機(jī)的位置，檢測鋼板的寬度。其工作示意圖如圖2所示。
圖2 掃描式激光測距系統(tǒng)
1.3測長系統(tǒng)
采用Beta LaterMikes的光電技術(shù)的突破 LaserSpeed® 9000。該激光測速儀采用了單片集成電路技術(shù)和的數(shù)字信號處理算法－自相關(guān)算法。能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、非接觸的速度和長度測量。
Beta LaserMike的 LS9000 320H型激光測速儀是為熱軋專門設(shè)計的，適用于高溫鋼板測速。測量精度可達(dá)±0.025%，可直接替代（測速輥+編碼器）,消除由于打滑和測速輥磨損引起的測量誤差。該測速儀主要性能指標(biāo)如下
測速范圍： 0.01米/秒–42米/秒
加速度： >500米/秒2
長度范圍： 0–15,000米
精度1： 視場深度100毫米時±0.025%,
精度2：視場深度200毫米時±0.05%
測量距離： 2,000毫米
為保證測量的穩(wěn)定性和精度，在本系統(tǒng)中，激光測速儀被安裝在回型架的下部。
1.4 單懸掛滑動回型架
為便于現(xiàn)場安裝調(diào)試，本系統(tǒng)的回型架采用單懸掛滑動結(jié)構(gòu)。有測量和檢修兩個工位。在測量工位時，回型架保持靜止不動，測厚部分采用三個固定不動的測點，測寬采用的攝像測量系統(tǒng)布置在回型架的兩側(cè)，測長用的激光測速系統(tǒng)安裝在回型架的下面中間；檢修時，回型架可以沿地面導(dǎo)軌滑出測量工位進(jìn)入檢修工位，如圖3所示。
圖 3 回型架內(nèi)部布置圖
圖 4 回型架三維圖
圖4為大回型架的三維結(jié)構(gòu)示意圖。采用懸掛滑輪和支撐滑輪相結(jié)合的安裝方式。此種結(jié)構(gòu)為我公司并已申請保護(hù)。回型架在生產(chǎn)時固定不動，在檢修時，可以沿圖中箭頭方向的導(dǎo)軌滑到檢修工位（圖中虛線）。
該種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：
?大大減少了現(xiàn)場安裝的施工量和施工難度，使現(xiàn)場安裝容易；
?占用現(xiàn)場空間少，降低了對現(xiàn)場條件的要求，便于正常的生產(chǎn)和維護(hù)；
?回型架采用不銹鋼+隔熱+水冷結(jié)構(gòu)，在隔絕外界粉塵、振動、水氣、噪聲的影響，保證測厚系統(tǒng)特別是下部光學(xué)系統(tǒng)可以在惡劣的軋鋼現(xiàn)場長期穩(wěn)定工作，免維護(hù)時間達(dá)到2周，避免每班清掃的麻煩。
?防撞護(hù)板可以避免鋼板對測厚儀的撞擊。
圖5 加工完成的大回型架（用于激光測厚）
2．系統(tǒng)功能
用于測量鋼板的長度、厚度和寬度，操作工可通過顯示儀表觀測到運行過程中鋼板的長度、厚度和寬度等參數(shù)，測量結(jié)果可傳輸至機(jī)組用于順控和聯(lián)鎖控制。主要功能說明如下：
①在線、無接觸地測量鋼板的長度、寬度和厚度，測量方式：激光、CCD測量方法；
②在主電柜和操作室都顯示各工藝參數(shù)，并可在兩地進(jìn)行各種操作。測厚儀結(jié)構(gòu)形式：三個測量點、回型車，帶有空氣吹掃裝置，保證設(shè)備在高粉塵環(huán)境下可以正常工作,車體內(nèi)部采用氣密設(shè)計保證測量車體內(nèi)部為正壓狀態(tài)，車體內(nèi)部不結(jié)露、不進(jìn)灰塵,傳動系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性和可維修性。
③具有長度、厚度、寬度修正值的設(shè)定功能：因各種原因造成的測量誤差可人工鍵入修正值來修正。
④根據(jù)使用環(huán)境、鋼板表面殘留物狀況、測量精度要求設(shè)置自動校準(zhǔn)和補(bǔ)償功能；
⑤故障自診斷、報警功能，并設(shè)有安全和緊急開關(guān)避免人身傷害；
⑥本設(shè)備與機(jī)組之間進(jìn)行數(shù)據(jù)有通訊功能，具有測長、測寬、測厚數(shù)據(jù)顯示功能；
⑦具備和寬厚板廠一級、二級、三級計算機(jī)系統(tǒng)通訊功能，可以和寬厚板廠的其他控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，供貨方要配合買方將其與生產(chǎn)線二級系統(tǒng)、三級系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
⑧HMI畫面具有測量數(shù)據(jù)、設(shè)備本體系統(tǒng)工作狀態(tài)、設(shè)備故障代碼及故障自診斷等功能顯示。
⑨測量的歷史數(shù)據(jù)可以保留一年以上，且具有光盤刻錄等多種備份形式，并且向買方提供數(shù)據(jù)分析軟件。
⑩賣方不得以技術(shù)欺騙的手段提高測量精度，對數(shù)據(jù)采集的濾波方式前后數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)向買方展示說明。
3．設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)和鋼板技術(shù)參數(shù)
3.1系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
測厚儀結(jié)構(gòu)形式： 一點固定、兩點移動的三測點形式，回型車；
厚度測量范圍： 5～150mm
厚度測量精度： ±0.05mm
測寬儀結(jié)構(gòu)形式： 可移動攝像機(jī)掃描測寬
寬度測量范圍： 900～5000mm
寬度測量精度： ±2mm
測長儀結(jié)構(gòu)形式： 激光測速測長
鋼板長度： 2000～30000mm
長度測量精度： ±0.05%
數(shù)據(jù)測量周期： ≤8ms
鋼種： 碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼等
鋼板溫度： max.200℃
鋼板運行速度： 3m/s
工作制度： 連續(xù)工作制
3.2電源(采用UPS供電電源)
單相電源：220VAC，10％，50Hz，5 A
環(huán)境溫度：70℃
環(huán)境濕度：10 – 90％，無凝水環(huán)境
3.3水、氣設(shè)施
a)冷卻水：
流量：0.4t/h，1/2’管
水壓：≥0.3Mpa
水溫： ≤35℃
b)壓縮空氣：
流量：1.5立方米/分 工況
壓力：≥0.3Mpa
管徑：1/2?管
系統(tǒng)電器連接圖見附件。
系統(tǒng)外型安裝尺寸見附件。
