引言

隨著棒、線材軋制技術的不斷改進，軋制速度也越來越快，棒材最高軋速達18～36m/s，線材軋速達60～120m/s。高速行進的被測物在行進中的抖動（軸向運動）和扭動（徑向運動）對測量設備提出了很高的要求：測量（輪廓取樣）時間必須足夠短，否則在測量期間，被測物運動位移過大，將造成過大的測量誤差。軋制工藝的不斷改進要求對軋材“咬入”——進入軋機（頭部）及“退出”——離開軋機（尾部）狀況有更詳細的資料。希望能獲得同一時刻，同一截面各軸向的測量數據，以便于軋制工藝分析。

原理

測量輪廓尺寸的基礎是測量各個方向的投影尺寸。對于某一方向的投影尺寸測量簡稱外徑或寬度測量。國內外非接觸外徑測量技術主要有激光掃描法及光電攝像法兩大類。今天主要講的是光電攝像法。

光電攝像法

由光學系統形成一束連續（不是掃描）的平行光束通過接收鏡頭在線陣CCD上形成遮擋陰影的電子圖像，經圖像處理求出遮擋此平行光束的陰影區所對應的物體投影尺寸。

這種測量方法的優點是無機械運動部件，不存在磨損造成的誤差。它是用電子攝像拍同一時刻物體遮擋光束陰影。一般攝像速度遠大于激光掃描的速度，所以橫向抖動的誤差遠小于激光掃描法。

棒材測徑儀的測量頻率可達500Hz，甚至更高。采用專門的高速電子快門拍攝，這對準確測量高速運動物體的外輪廓尺寸是十分必要的。

光電攝像法與激光掃描法相比，動態測量精度高，使用壽命長是其主要優點。但其缺點為體積重量均比激光掃描測徑儀大，信號處理復雜。由于儀器基本原理是測量物體投影寬度，所以不僅可測量物體外徑也可測量寬度。利用光電測量頭的不同組合可測量不同范圍的直徑或寬度。

棒材測徑儀采用多測頭固定測量方式將N個平行光測徑儀排布在同一個截面上，測量軌跡形成外切2×N邊形。隨N的增加測量軌跡就逼近為完整的圓截面投影，當N≥8時基本實現完整的圓截面測量。

這種方式的最大優點是可以在同一時刻完成同一截面的測量。當N≥8時可以全面完成線棒材的截面輪廓尺寸的測量。當N≥8時，這種測量方式的體制可靠性、穩定性是最優的。

光電成像發對光源、鏡頭、檢測元件(光電管、CCD)等都要求機械相對位置穩定不變，否則難以保證測量精度。8軸測徑光源采用我們的專有技術，其光源壽命比鹵素燈長10倍以上。8軸測徑的光電系統都有加固設計。對于過鋼的高溫、粉塵、水氣影響均有水冷、吹掃、隔離等防護設計予以克服。

本文由保定市藍鵬測控科技有限公司編寫

審核編輯：何安