[发明专利]一种光电式轧辊磨损度在线检测方法及装置

权利要求书

1.一种光电式轧辊磨损度在线检测装置，其特征在于，包括光电检测模块、信号处理模块和人机交互模块；

光电检测模块包括光源、光纤、传感器探头和光电探测器；其中，传感器探头包括检测传感器探头和参考传感器探头；若干检测传感器探头均沿轧辊的轴向方向排列在一条直线上，且正对与轧件接触的被测轧辊表面上方；参考传感器探头共两个，与检测传感器探头位于一条直线上，且安装在不与轧件接触的被测轧辊表面上方两端；

各探头与待测轧辊表面的径向距离根据入射光纤的光功率和光电探测器的接收光功率由朗伯-比尔定律计算得到，并在此基础上，根据实验结果进行修正；

光源发出的光经光纤传送到检测传感器探头和参考传感器探头，检测传感器探头感知获取轧辊辊面的变化，轧辊辊面变化引起检测传感器探头接收到的光信号发生变化，检测传感器探头将接收到的发生变化的光信号经光纤发送给光电探测器，光电探测器负责信号转换，将接收到的光信号转换成电信号，并传输给信号处理模块；参考传感器探头将接收到的反射光信号经光纤发送给光电探测器，光电探测器负责信号转换，将接收到的光信号转换成电信号，并传输给信号处理模块；

信号处理模块由信号处理电路构成，所述的信号处理电路包括滤波电路、放大电路和数据采集卡，经过滤波电路和放大电路后的电信号，被数据采集卡采集并传输到人机交互模块；

人机交互模块包括上位机和移动终端；上位机对数据采集卡上传的数据进行进一步的处理，通过比较分析检测传感器探头和参考传感器探头的接收数据，得到轧辊磨损度的实时测量结果；

上位机和移动终端均能控制在线检测装置的启停，并实时显示当前时刻轧辊的磨损度以及磨损度随时间的变化曲线；如果轧辊磨损度超过设定的磨损极限量，上位机将向轧机控制系统发送报警信号。

2.如权利要求1所述的一种光电式轧辊磨损度在线检测装置，其特征在于，所述的检测传感器探头和参考传感器探头设计为光收发一体型，包括封装在一起的单模光纤和大芯径光纤；其中，单模光纤位于中心作为发射端，周围环绕若干大芯径光纤作为接收端。

3.应用如权利要求1所述的一种光电式轧辊磨损度在线检测装置的检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、针对待测轧辊，根据轧辊磨损度经验曲线，确定各检测传感器探头和各参考传感器探头安装的位置和数量；

步骤二、光源发出的光经光纤传送到各检测传感器探头和参考传感器探头，各检测传感器探头和参考传感器探头获取待测轧辊辊面所反射的光信号并传输给光电探测器；

检测传感器探头感知获取轧辊辊面的变化，轧辊辊面变化引起检测传感器探头接收到的光信号发生变化，各检测传感器探头将接收到的发生变化的光信号经光纤均发送给光电探测器；参考传感器探头将接收到的反射光信号经光纤发送给光电探测器；

步骤三、光电探测器接收各检测传感器探头和参考传感器探头的光信号并转换成电信号，传输给信号处理模块；

步骤四、信号处理模块对电信号进行滤波和放大后，经数据采集卡采集传输到上位机；

步骤五、上位机进行进一步处理后，通过比较分析检测传感器探头和参考传感器探头的接收数据，得到轧辊磨损度的实时测量结果；

实时测量结果指当前时刻轧辊的磨损度，并且上位机显示磨损度随时间的变化曲线；

步骤六、上位机根据实时测量结果判断轧辊磨损度是否超过设定的磨损极限量，如果是，上位机向轧机控制系统发送报警信号；否则，上位机不予处理。