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基于线阵欧冠赛程2020赛程表-首页料位计的测宽仪要害技术探究

作者: 来源: 发布时间:2019-11-16 10:56:39

    摘要 本文对基于线阵 欧冠赛程2020赛程表-首页料位计的测宽仪的要害技术进行阐发,有助于使用维护人员深入了解该类测宽仪及类似原理的其它光学仪表。

    1 前言
    测宽仪在工业上应用十分广泛,以钢铁欧冠赛程2020赛程表-首页的热轧厂为例,一条轧线的多个位置都安装有测宽仪,各自起到主要作用。安装在粗轧出口的测宽仪,用于主动测量该处板坯的宽度,信号用于粗轧机的立辊进行 AWC( 主动宽度控制) ,假如与测速仪结合,又是进行中心坯头尾外形和位置预告、实现坯头坯尾优化剪切的前提条件[1]; 安装在精轧出口的测宽仪,测量数据送 L2,用于模型计算精轧入口立辊的摆位; 安装在卷取入口的测宽仪,测量数据与精轧出口宽度对比,监控张力作用下带钢的拉窄情况; 有的热轧厂还安装在加热炉入口,此处测宽仪精确测定板坯宽度,从根本上解决因板坯尺寸超差造成的拉窄或超宽缺陷[2]。

    目前测宽仪的制造商国表里都有,大多数是基于线性 CCD图像传感器,zui基本的原理( 如图 1) 就是通过安装在带钢上方CCD 摄像机获取带钢的图像,通过统计图像区域像素点的数量 n,结合每个像素点对应的带钢宽度 l( 标定数据) ,就可计算出宽度测量值 L = n × l。

    待测目标是运动的,可能会弹跳,导致其距离 CCD 摄像机的高度发生变化,从而影响宽度测量成果。如何解决这个问题? 这就需要对测宽仪要害技术进行研究。

 

1.jpg

    2 测宽仪要害技术
    2. 1 欧冠赛程2020赛程表-首页料位计
    欧冠赛程2020赛程表-首页料位计就是一种把光信号( 图像) 转换为电信号的装置,也就是数码相机的核心器件。它有三种布局,线阵是其中之一,如图 2。

2.jpg 
    它实际上是由一列光敏元( 即光电二极管) 列阵和与之平行的两个线列 CCD 移位寄存器所组成,像敏元将照在其上的图像照度信号转变为少数载流子数密度信号存储于像敏单元( MOS 电容) 中,然后在转移到 CCD 的移位寄存器中,在驱动脉冲的作用下挨次地移出,成为视频信号输出[3]。

    以东芝欧冠赛程2020赛程表-首页的 TCD1501D 型号的线阵 欧冠赛程2020赛程表-首页料位计为例,可以了解其要害特性参数:
    像敏单元数目: 5000;
    像敏单元大小: 7um × 7um × 7um( 相邻像元中心距 7um) ; 可见欧冠赛程2020赛程表-首页料位计精度很高。

    2. 2 弥散光斑
    测宽仪标按时,确定了焦距 f,测量时,f 值是不变的,也就是说,只有贴近辊道平面( 标定基准面) 上的带钢能清楚地成像在像平面( 欧冠赛程2020赛程表-首页料位计) 上。实际出产中,带钢有可能呈现上跳,此时带钢成像在像平面的后面,如图 3。

 

3.jpg

    在欧冠赛程2020赛程表-首页料位计上成一个较小的图像和两端各一个弥散光斑。通过作图法可知,带钢距离辊道平面越大( 离相机越近) ,弥散光斑越大; 透镜( 摄相机的光圈) 直径越大,弥散光斑越大。所以,要尽可能减小弥散斑对测量精度的影响,设计测宽仪时,摄像机距离辊道面的安装高度要高,在保证 CCD 图像传感器的光敏面照度的情况下尽可能缩小光圈。

    2. 3 双相机全视场
    一个摄像机、在相机焦距可调时,同一大小物体同一物距时的像的大小、位置是weiyi的。但在焦距固按时,在像平面同一个像可对应不同物距、不同大小的无数个物体。如图 4。

 

4.jpg

    所以一个摄像机测宽系统只能测量在辊道平面上( 物平面) 平稳运行的带钢的宽度,当带钢上跳、倾斜时,测量偏大。为消除这类影响带来的测量偏差,测宽仪一般采用双摄像机系统,如图 5,物体 AB 在摄像机 O 的 欧冠赛程2020赛程表-首页料位计上成像 A1B1、在另一个摄像机 O’上成像 A2B2,能同时在 O 上成像A1B1、在 O’上成像 A2B2 的有且仅有一个物体 AB。

    2. 4 三角算法
    成立了双相机全视场系统,我们可以按照三角形的边角关系式计算带钢的宽度 AB。参见图 5,已知像距 OO1 及 O’O2,两台摄像机的中心距 OO’,像的大小 B1O1、O1A1、B2O2 及O2A2 为 CCD 相机的测量值,那么,

 

5.jpg

    可计算出带钢的宽度 AB。

    3 结论
    究其本质,CCD 线阵测宽仪就是操作 欧冠赛程2020赛程表-首页料位计固定大小和间距形成的“光尺”测量物件图像的尺寸,通过双相机组合成立体视觉系统和三角算法计算物件的宽度大小。

    除测宽仪,基于线阵 欧冠赛程2020赛程表-首页料位计的光学仪表还有很多,比如激光平直度仪、表面质量检测仪、CCD 熔池液位计等等,它们的功能不同,但要害技术是相通的,了解了测宽仪的要害技术,对其它的类似的光学仪表了解、研究和开发也有必然的触类旁通的作用。

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