摘要：本文主要介绍了几种用于钢板表面质量及几何尺寸检测设备，从探伤、宽度、厚度、长度等检测方面都做出了介绍。
关键词：钢板；钢板质量；测宽仪；
引言
钢板是平板状，矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成。钢板按厚度分，薄钢板<4毫米（最薄0.2毫米），厚钢板4~60毫米，特厚钢板60~115毫米。钢板按轧制分，分热轧的和冷轧的。
薄板的宽度为500~1500毫米；厚的宽度为600~3000毫米。薄板按钢种分，有普通钢、优质钢、合金钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、耐热钢、轴承钢、硅钢和工业纯铁薄板等；按专业用途分，有油桶用板、搪瓷用板、防弹用板等；按表面涂镀层分，有镀锌薄板、镀锡薄板、镀铅薄板、塑料复合钢板等。
厚钢板的钢种大体上和薄钢板相同。在品各方面，除了桥梁钢板、锅炉钢板、汽车制造钢板、压力容器钢板和多层高压容器钢板等品种纯属厚板外，有些品种的钢板如汽车大梁钢板（厚2.5~10毫米）、花纹钢板（厚2.5~8毫米）、不锈钢板、耐热钢板等品种是同薄板交叉的。
钢板的宽度、厚度等均是需要检测的一项重点尺寸，然而不仅需要测量钢板的宽度、厚度值，其长度值及表面质量也是一大重要检测项目。
1、宽度检测
宽度检测主要以光电检测与图像检测为主，均可对钢板的宽度尺寸进行检测。
1.1、光电测宽
由引言部分介绍可以看出，钢板的宽度尺寸通常都比较大，并且大部分生产企业生产的规格不止一种，因此如何在覆盖所有检测范围的同时，进行钢板宽度的检测是需要考虑的问题。光电测宽仪采用间距可筒双镜筒测头，从而实现超宽板材，多种规格钢板的宽度检测。
1.1.1、测量原理
图中2个发射镜头内设置有LED点光源，点光源发出的光通过透镜变成平行光束分别射向2个接收镜头。通过接收镜头内的透镜使平行光束在光电转换元件CCD芯片上成像（注：一个发射镜头和一个接收镜头组成一组光电测头）。当被测物通过2束平行光构成的视场时，在光电转换元件的像上就会出现虚拟的阴影，设其宽度分别为L1、L2。经过对光电转换元件发出的电信号处理和计算可以得出L1、L2所对应的尺寸B1、B2，B1加B2再加上两个镜头之间的净间距C即可得出被测物的宽度尺寸A。
在实际应用中，测头的净间距C是用固定长度的标准尺校准得出的尺寸，当测头间距改变后计入间距改变量即可进行不同规格的宽度测量。
1.1.2、组成及连接方式
测宽仪系统是集光学、机械、电子电路、通讯和计算机软件技术为一身的成套设备。整套系统主要由探测头、数字控制单元、安装框架、数据服务器、人机界面、大LED显示屏等几部分构成，系统的整体组成见下图。
整个系统中由探测头和安装框架组成的测宽仪本体安装在炉子入口跳动辊前。大LED显示屏悬挂在测宽仪现场便于人员观察的部位。数字控制单元、数据服务器和人机界面集成在主控机柜内，主控机柜安放在控制室。测宽仪与主控机柜间由一根三芯电源线和一根光缆连接，测宽仪的供、断电由主控机柜通过电源线实现，测宽仪的数据信号通过光缆传输到主控机柜。大LED显示屏的电源同样从主控机柜引出，显示屏的供、断电与主控机柜的启、停同步，显示屏的显示数据由主控机柜通过光缆向显示屏发送。
1.1.3、光电测宽仪总结
上面介绍的即为光电测宽仪的典型结构，可应用于钢板宽度尺寸的在线检测，根据测量范围、测量精度、所需功能等进行定制，光电测宽仪可以显示实时宽度值，宽度波动曲线等多种信息，对超差数据进行报警，存储历史数据。
1.2、图像法检测
图像法检测是利用工业相机进行拍摄，通过处理，即可得到宽度尺寸，同时是可以监控过钢过程的宽度测量设备。实时拍摄的图片显示于软件系统上。
1.2.1、基本测量法
为了拍摄出清晰的测量基准线，在钢板上方设置一个线形激光器，激光器发出的激光与钢板宽度方向平行。如下图所示。这样，工业相机拍摄到的钢板图像上激光束照射的部位将会有一条清晰的亮线，根据这条亮线所占用的像素数即可得到钢板的宽度尺寸。对于热轧钢板来说，可以采用热轧钢板的自发光，从而不需采用线性激光器，也能对热轧钢板进行宽度在线检测。
1.2.2、图像法长宽检测
利用钢板自身发出的光和红外线辐射热进行测量。测量时把工业相机的长度方向与钢板的长度方向调整平行，当钢板处于相机的视野时，相机拍摄的图像如图所示。测量软件通过灰度值可以选取钢板长度和宽度方向的边界，并根据边界的位置量取钢板的最大长度、最小长度和最大宽度、最小宽度。
由于钢板在轧制和输送过程中存在弯曲和跳动现象，而工业相机在拍摄图像时有 “近大远小”的特性，且分析单独的1个图像无法确定钢板与相机的距离。所以，用1个工业相机不能实现对钢板的精确测量。为实现精确测量，本方案将采用工业相机成对设置的方法对钢板进行立体测量。两个相机从不同的角度对钢板同时进行测量，如图所示。两个相机就象人的双眼，可以形成立体视觉，这样就可以得到足够的信息判断被测物的距离，修正和消除距离变化对测量的影响。
2、厚度检测
厚度检测采用激光检测原理制成，可以进行在线检测，激光测厚仪具有精度高，且无辐射危险的优势。
2.1、测量原理
激光测头1和激光测头2以固定间距A相对布置，工作时激光测头1发射一束激光照射被测物的下表面，下表面光斑的漫反射光再返回到激光测头1内的CCD芯片上，通过对CCD芯片上光斑的位置分析和计算，可以得到激光测头1到被测物下表面的实际距离B1；同理可以得到激光测头2到被测物上表面的距离B2。用两个测头之间的间距A减去两个测头到被测物上下表面的距离B1、B2即可得到被测物的厚度H。测量原理图入下图所示。
2.2、测厚仪结构
测厚仪主要由底座、导轨、车轮、C形架、上下激光测头、控制箱和报警单元等部分组成。其各部分的功能如下所述：
测厚仪的底座、导轨及车轮、C形架是测厚仪的支撑结构件。底座与基础固定，底座上面焊接简易导轨。C形架下部装有4个车轮，推动C形架在底座上滑动可以调整测量点的测量位置或使C形架退出测量位置进行维护。测厚仪的测量由上、下两个激光测头完成，激光测头测得的原始数据传输到控制箱进行处理、计算。控制箱内装有激光测头的驱动器、同步电路、报警控制电路等电路系统。控制箱的斜面上设置一个液晶显示屏，测量结果直接在显示屏上显示。
另外，如果被测板材的板面较宽，可以在C形架上增加测量点进行多点测量。多点测量时控制盒上既显示每个测量点的实时厚度，又显示几个测量点厚度的加权平均值。对板材的加工工艺有很直观的监控作用。当测量点的数量在3个以上时，控制盒将不能满足控制、计算要求，需要采用控制柜和工控机完成测厚仪的控制、计算功能，测量结果将在与控制柜连接的显示器上显示。
2.2.3、测厚总结
激光测厚仪可以采用接触式测头，也可采用非接触式的测头进行钢板的在线检测，其软件系统可以显示实时厚度值及厚度波动曲线，并可检测厚度值，超差实时报警，数据存储，是高精度的厚度检测设备，扫描式检测（横向覆盖式测量）及多点测量的测量方式，满足钢板的厚度尺寸检测。下图为激光测厚仪的软件显示图。
3、长度测量
3.1、基本检测方法
长度检测采用图像处理技术，是利用计算机来处理、分析和理解视觉信息的一项技术。它是伴随着计算机硬件、图像获取设备、显示设备的不断改进和各种高性能工作站的出现而蓬勃发展起来的技术。图像处理技术的数学模型主要有正交模型、统计模型、预测模型等。本方案长度测量设备是在正交模型下，利用图像的像素数进行尺寸测量的典型应用。可以实时显示钢管轧制过程中的图像、钢管长度值、钢管重量等。在产品规格参数中填入钢管的外径、壁厚和密度数据后，系统将根据测得的长度就计算出钢管的重量。下图为长度测量软件系统。
4、钢板探伤
超声探伤在受检钢板前发射超声波，若钢板中存在缺陷，那么超声波会因为缺陷发生反射、折射或变形波形，通过记录这些变化分析缺陷的类型及其形态。
由于超声波本身能量高、穿透性能好，且钢板本身较为平滑，因此超声波常用于检测钢板中的夹杂、缩孔、气泡、裂纹等缺陷。
结语
钢板的表面质量及几何尺寸检测，可以通过以上的方法进行检测，通过测量仪器的使用，有效的提升钢板的质量，为其进行高精度检测，为企业带来便利的同时，也提升品质。
看完本篇文章对钢板的测量你有什么想法或者建议，尽管在文章下方留言。小编定竭尽所能与大家交流共享信息和经验。需要测量宽度、长度、厚度、外径的自动测量设备，均可在下方留言。
本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写
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