引言

宽度的在线检测是带钢生产过程控制和成品质量检验的重要环节，对于提高成材率也有很大意义，是提高带钢生产自动化水平的关键。据估算，宽度偏差每减小1 mm，就可提高成材率0.1%。提高测宽仪的动态测量精度，实现全过程的宽度检测，是热轧带钢在线测宽技术的发展方向。本文就热轧在线测宽仪的发展及现状进行了介绍。

1、光机扫描式测宽仪

70年代以前，轧钢在线检测以光机扫描式测量为主。通过机械旋转狭缝机构的扫描，由光电倍增管输出信号，经模拟信号处理得到测量结果。测量箱通过丝杠定位于被测带钢的边缘，转鼓以恒速转动，当转鼓上的狭缝扫描到带钢边缘后，背景光源激活光电倍增管，经过整形放大而产生矩形波信号。通过矩形波高低电平的时间比例即占空比可推算出带钢的位置。80年代初期，我国开始依靠引进技术，在热带生产线上配备光机扫描式测宽仪，由于光机扫描的运动部件可靠性差，现场维护不便，给测宽仪的推广应用带来了不利因素。光机扫描式测宽仪为我国热带生产线上使用的第一代测宽仪，目前该类测宽仪已基本被替换。

2、主动式CCD光电测宽仪

80年代初期，CCD技术开始应用于热轧钢板的在线宽度检测，CCD光电测宽仪采用光学成像的原理测量钢板宽度，根据钢板在CCD光敏面上的像所占的光敏元数及光学参数，计算出宽度。为增强对钢板边缘的探测精度，采用了背景光源，这种接受辅助光源辐射的探测方法，也称为主动式探测法，测量原理如图所示。

主动式CCD测宽仪虽然解决了运动部件的可靠性问题，但背景光源在热轧生产环境维护不便、易损坏，仍是影响应用的薄弱环节。主动式CCD测宽仪较适合冷轧生产线应用，性能也较为稳定，已有一些系列产品，目前，我国仍有许多生产线配备了主动式CCD测宽仪。

3、被动式CCD光电测宽仪

被动式探测法不需要辅助光源，直接接受被测物的辐射信号，热轧钢板在近红外波段有较强的辐射，可以采用被动式成像法测量宽度。80年代中后期，被动式CCD光电测宽仪的应用，使测宽仪去除了辅助光源，适应性和可维护性进一步提高，在适应生产现场高温、水汽、灰尘、振动等环境方面有了加强，测量原理如图所示。

被动式CCD光电测宽仪较易受钢板温度影响，当温度较低，自发光较差时，测量效果减小。

4、间距可调双镜筒测头CCD测宽仪

间距可调双镜筒测头CCD测宽仪是利用两组小型光电测头，却能实现各种超大直径的热轧带钢、板带等的生产，除了测量超宽板材这一特点外，还可以通过调节测头距离来调整测量范围。

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。

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。

钢板测宽仪采用了多种防护措施，采用520nm固定波长的光源，不受其自发光的影响，同时安装有正压分流冷却防尘技术，高压风机吹扫等装置，将测宽仪附近的粉尘、水雾、氧化铁皮等吹扫干净，保证测量精度。钢板测宽仪可以测量1000℃高温的带钢宽度尺寸。

间距可调双镜筒测头CCD测宽仪维护方便、现场适应能力强，极大地推进了现场应用水平。已能在实际应用中较好地解决温度影响问题。并且该测宽仪对热轧带钢、冷轧带钢均可测量，不受温度变化的影响，同时热膨胀系数的设置，可以得到冷态温度值，超差超温报警功能，并提供其他所需功能的定制。

5、测宽仪

现在带钢的发展越来越自动化，因此对热轧带钢、冷轧带钢的检测均非常重要，间距可调钢板测宽仪可以应用于各种测量状态下自动检测，受限小。根据规格的不同，通过输入控制命令自动调整测量范围，解决了范围受限的劣势，同时适用于高温板材、低温板材等的在线检测，测量精度高，普遍精度可以小于0.05mm，并且通过标准量块的校准，能达到更高的精度值，不受宽度增加影响测量精度的限制，其测量范围可达到几千毫米，根据现场轧制的所有规格带钢的宽度规格进行定制。

总结

间距可调双镜筒测头CCD钢板测宽仪更适用于现代化的生产中的宽度检测，测量精度更高，测量频率大，不受测量范围的限制，并且一台测宽仪可完成所有规格的带钢宽度尺寸的检测，节约资金，其自动化检测更符合现代化的生产需求。

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本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写