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钢丝绳在同直径时公称抗拉强度越低

点击: 153 次  来源:http://www.freshstuff.cc 时间:2019-12-10

摘要:本文主要介绍了钢丝直径的检测方法,并且是高精度的在线测量方法。

关键词:钢丝测径仪;钢丝;精度;

引言

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。

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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,越能发挥更大的作用。

1、钢丝直径测量方法

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最大值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。

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:

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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2、钢丝测径仪

光电钢丝测径仪是在线实时检测设备,采用高性能的线阵CCD测量,测量精度可达到微米级,适合钢丝尺寸的在线自动检测,其系统结构如下图所示:

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2.1、摄入模块

图像摄入模块包括的器件有:线阵CCD,光学镜头,其中线阵CCD为 扫描频率为15MHz的高频线阵CCD芯片。

2.2、传输模块

传输模块是由数采转换处理集成电路、数采存储单元、数据分析处理单元、数组形式转换单元、通讯传输单元等组成。

2.3、图像处理模块

将传输过来的数据流进行如下处理:

图像去噪、二值化处理、读取像素个数、通过计算公式得到直径等。

2.4、图像输出模块

完成图像的实时输出,结果的实时输出,可以将测量数据传输到显示屏、外接显示屏、报警模块、尺寸控制模块等。

2.5、测径仪技术

测径仪内除接收镜头内的信号采集电路以外,还有一些电子元器件和通讯设备构成的测径仪的电路系统。其中主要包括直流电源、为光源供电的恒流电源、为CCD采集电路供电的恒压电源、光源供电与信号采集同步电路、时序发生电路、信号采集同步电路、光纤收发器等。

通过采用亮度在50000mcd以上的进口LED光源,将测头的曝光时间缩短到了100微秒,即相当于采样频率10000Hz。消除了被测物抖动时的虚影现象。同时在电路系统中采用了光源—信号采集单元脉冲同步、多路采集同步、信号采集—通讯传输同步等多项同步技术。解决了抖动误差的难题,彻底消除了抖动误差。

3、测径仪结构

测径仪结构简单,外形小,是小台式的测径仪,下图为测径仪的结构。

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将钢丝测径仪安装于测量位置上,让钢丝通过导轮进入测径仪形成的平行光视场,测径仪即可自动进行测量。液晶屏部分是显示测量数据及操作测径仪的地方,告警灯为红色,当测量的尺寸超过设定范围时,该灯亮起提醒。电源开关,打开或关闭测径仪,电源插头,连接电源线,控制插座,连接牵引机或挤出机的变频器或电子调速器,进行钢丝尺寸控制,通信插座,可传输数据。

4、钢丝测径仪功能

钢丝测径仪是用于外径尺寸在线检测的高精度在线自动智能测量设备,安装于钢丝的生产线上,对钢丝进行在线测量,安装位置可是根据测量需求选择的。

测径仪可以测量外径尺寸,进行外径尺寸监测,实时超差报警,并可通过控制牵引机或挤出机的速度来控制钢丝直径尺寸,自动、手动两种方式都可进行电机转速的调节,控制输出0V~10V电压。测量数据显示与显示屏上。

自动模式下,设备将按照测量值和标准值之间的差值,通过输出的电压控制变频器对电机的转速进行自动调节,达到自动调节的目的。手动模式下,电压输出与输入保持一致,不再进行自动调节。

外接屏可以在远端观察测量数据和控制手动、自动模式切换。当最高为闪烁时为手动模式,不闪烁时为自动模式。

数据输出格式:测径仪自带RS422接口输出测量数据,可连接外接数码管屏或上位机,当连接上位机时,通过配套的软件可以实现测量数据的图形化显示、存储和历史记录查询。

可将测量数据传输与电脑上,进行数据存储。

结语

CCD 用于尺寸测量的技术是非常有效的非接触检测技术 ,各种线阵 CCD 均可以用于尺寸的测量。其基本结构包括光敏元阵列、存储栅、转移栅及模拟移位寄存器。由 CCD 像传感器、光学系统、计算机数据采集和处理系统构成的 CCD 光电尺寸检测仪器其使用范围和优越性是现有机械式、光学式、电磁式测量仪器都无法比拟的。 这与 CCD 本身所具有的高分辨率、高灵敏度、像素位置信息强、结构紧凑及其自 扫描的特性密切相关。 这种检测方法目前已被广泛地应用于各种加工件的在线检测和高精度、高速度的检测技术领域。钢丝的直径微米级高精度的检测,为钢丝的质量起到严格的把关,并为钢丝的应用带来巨大的安全保障。

本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写

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