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高精度钢丝在线检测系统的研发与应用

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高精度钢丝在线检测系统的研发与应用

发布日期:2019-12-13 作者: 点击:

钢丝是钢材的板、管、型、丝四大品种之一,是用热轧盘条经冷拉制成的再加工产品。钢丝生产的主要工序包括原料选择、清除氧化铁皮、烘干、涂层处理、热处理、拉丝、镀层处理等。


钢丝是钢丝绳的重要组成部分,钢丝的好坏决定着钢丝绳的质量问题,钢丝绳的质量有保障了安全性,因此在钢丝生产中,对其外径进行高精度的检测是非常重要的。钢丝绳在同直径时公称抗拉强度越低,每股绳内钢丝越多,钢丝直径越细,则绳的挠性越好,但钢丝绳易磨损。反之,每股绳内钢丝直径越粗,则钢丝绳挠性越差,钢丝绳耐磨损。因此,不同型号的钢丝绳,它的使用范围也不同。钢丝的直径尺寸每部分越均匀,精度越好,越能发挥较大的作用。

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1.1、借鉴与光纤模场直径的测量方法,测量单模光纤模场直径的方法有:横向位移法和传输功率法。光纤基模场强在光纤横截面的存在与光纤的结构有关,而模场直径就是衡量光纤模截面上一定场强范围的物理量。通常将纤芯中场强分布曲线极大值1/e处所对应的宽度定义为模场直径。而这种测量要利用到光纤的特性,推之于钢丝则不太适用。

1.2、利用弱磁方法完成监测过程,完全排除强磁辐射污染,避免强磁场对铁磁性金属构件工作性能造成的不良影响;这种测量系统的精度较高,同时造价较高,因此我们独立设计也不宜采用这种原理。之上两种方法从经济和技术角度考虑我们予以放弃。

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1.3、常用的有一种方法是利用激光的的衍射,通过对比计算衍射图像来获得钢丝直径的测量结果,但是一旦考虑到要得到激光衍射图像,就必须采用面阵CCD,对于高速运行的钢丝流水线,面阵CCD显然达不到高帧频的要求,因此这种方法也不适合。

1.4、利用线阵CCD的高帧频特性,满足了采样间隔的要求,同时能满足必要的测量精度,具体的测量方法如下:

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采用物方远心光路和成像法进行在线尺寸检测。检测的核心部件为光电测头,每组测头由发射镜头和接收镜头组成。发射镜头内点光源发出的光通过发射透镜形成平行光视场射向接收镜头。平行光再由接收透镜聚焦,通过位于焦点位置的光阑小孔后在接收单元上成像。当视场中通过被测物时,被测物遮挡的部位将在接收单元的芯片上呈现出边界清晰的阴影。通过光电转换和数字化处理,即可通过阴影的宽度计算出被测物的直径。

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