[发明专利]一种视觉传感的电磁调控轧辊辊型监测装置及其方法

说明书

本发明涉及一种视觉传感的电磁调控轧辊辊型监测装置及其方法，所述装置包括电磁调控轧辊、感应线圈温度传感器、轧辊温度传感器、热成像仪、电磁棒、信号滑环和信号采集分析系统；电磁棒内置于电磁调控轧辊的轴心处，轧辊温度传感器均布在与电磁棒感应加热区对应的轧辊内孔壁上，感应线圈温度传感器均布在电磁棒感应线圈的上下两侧，信号滑环设置在电磁调控轧辊的一端，感应线圈温度传感器和轧辊温度传感器通过信号滑环连接至信号采集分析系统，所述热成像仪设置在电磁调控轧辊的外侧。本发明具有在线、非接触测量辊型的动态监测能力，可针对电磁调控轧辊的辊型过程变化特性进行实时的辊型检测，不但响应速率高，而且对轧制过程无影响。

技术领域

本发明涉及冶金工业轧钢设备技术领域，尤其涉及一种视觉传感的电磁调控轧辊辊型监测装置及其方法。

背景技术

板带钢生产中常见的产品质量问题就是板形问题，其因轧制过程中辊缝大小并非横向均一，进而诱发板带不同区段延伸、轧薄差异，最终造成板形缺陷。随着板带钢产品市场需求的提升、板带钢应用领域及产品品类的进一步拓展，板带钢的板形要求愈发严格。在这一背景下，辊型电磁调控技术、DSE系列技术、VC系列技术等辊型柔性调节技术相继提出，辊型调控成为当下板形控制的研究热点。现有技术“一种可柔性调节辊型曲线的轧辊”（CN102527727A）与“一种分段柔性辊凸度调控轧辊”（CN108372204A）均为辊型电磁调控轧辊，其以轧辊内部电热胀棒为驱动元件，借助电磁感应加热原理，实现柔性辊型的在线调控，具有调控能力强、轧辊刚度高的特点。

目前对于辊型电磁调控技术的辊型监测主要是采用在轧辊表面布置传感器，以传感器识别径向位移量并产生电信号来实现轧辊胀形量的监控。同时，轧辊内部还设有单个温度传感器，用于监测电磁棒感应加热区中心位置的温度，但该种方式的测量仅能够实现轧辊离线辊型调控的测量，在轧制工况中轧辊为旋转体，其旋转动作将破坏测量绕线，且由于轧制工况中轧辊辊面各处旋转一个周期内均与轧件接触，以形成轧制，若传感器处于辊缝中则并将造成传感器的破坏。因此，该种方式不适用于轧制工况中的辊型在线测量。除此方式之外，还有使用压力表、位移表等装置在辅助轨道上进行辊型滑动测量的方法，但是测量效率和精确度较低，难以适应轧制中的辊型调控需求。为此，急需一种具有在线监测、非接触测量的辊型监测装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有辊型监测能力、非接触式监测、快速响应，并具有反馈调节能力、视觉传感能力的一种视觉传感的电磁调控轧辊辊型监测装置及其方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种视觉传感的电磁调控轧辊辊型监测装置，包括电磁调控轧辊、感应线圈温度传感器、轧辊温度传感器、热成像仪、电磁棒、信号滑环和信号采集分析系统；所述电磁棒内置于电磁调控轧辊的轴心处，所述轧辊温度传感器均布在与电磁棒感应加热区对应的轧辊内孔壁的上下两侧，所述感应线圈温度传感器均布在电磁棒感应线圈的上下两侧，所述感应线圈温度传感器对应布置在轧辊温度传感器的内侧，且所述轧辊温度传感器和感应线圈温度传感器的数量均与电磁棒上的感应加热区的数量相等，用于检测对应部位轧辊内壁的温度；所述信号滑环设置在电磁调控轧辊的一端，所述感应线圈温度传感器和轧辊温度传感器分别通过信号滑环连接至信号采集分析系统，且连接方式为分路多通道连接；所述热成像仪设置在电磁调控轧辊的外侧，其采集图像区域可朝电磁调控轧辊进行投影，投影区中心位于电磁调控轧辊辊身轴线的中心位置。

进一步的，所述电磁棒的端面轴心处设置有圆周均布的轴向孔，所述轴向孔的深度等于电磁棒端面至其感应加热区中心位置的长度，且所述轴向孔的数量是电磁棒感应加热区数量的二倍，所述感应线圈温度传感器对应设置在轴向孔内部。

进一步的，所述电磁棒的圆周表面设置有间隔一定距离并与轧辊温度传感器对应的环形槽。

一种视觉传感的电磁调控轧辊辊型监测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：