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關(guān)于液體渦輪流量計在鋁廠測量中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù)：2512 發(fā)布時間：2021-01-13 17:43:56
鋁帶的厚度是鋁帶生產(chǎn)中的重要參數(shù)，因為它對進(jìn)一步加工具有重要意義。除帶材厚度外，帶材寬度也起著重要作用，尤其是在將材料切成單個環(huán)時。
如果存在生產(chǎn)偏差，則將花費(fèi)金錢和時間。高精度的生產(chǎn)監(jiān)控在生產(chǎn)過程中絕對必不可少，并且可以通過使用Micro-Epsilon的激光線液體渦輪流量計來可靠地確保。
鋁生產(chǎn)和加工市場存在激烈的競爭，這是一個艱苦的競爭。為了提高競爭力，制造商面臨許多挑戰(zhàn)。對生產(chǎn)過程的日益嚴(yán)格的要求包括對原材料使用的優(yōu)化以及對各種標(biāo)準(zhǔn)的限制。
測量儀器是遵守法規(guī)，條件，標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)并確保精確測量的**合理且經(jīng)濟(jì)的解決方案。在生產(chǎn)過程中，測量儀器充當(dāng)可靠，一致且準(zhǔn)確的控制單元。
在熱軋和冷軋過程中，與指定尺寸的偏差通常發(fā)生在生產(chǎn)鏈的開始。厚度和/或?qū)挾鹊臉?biāo)稱值的波動和偏差會導(dǎo)致不可接受的材料成本以及質(zhì)量下降，這增加了生產(chǎn)產(chǎn)品下游加工的難度，*終導(dǎo)致投訴和重大財務(wù)損失。
測量方法比較
三種不同的原理主導(dǎo)著金屬厚度測量領(lǐng)域。*一種是接觸方法，其中*好使用兩個測量頭，一個在物體上方，一個在物體下方。
由于測量期間的接觸，此類設(shè)備通常會更快磨損，并在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生問題。另外，由于僅在各個點(diǎn)進(jìn)行測量，因此只能獲得有關(guān)厚度變化的近似信息。
放射性方法適用于同位素輻射或X射線源，但是它們會被薄板本身所衰減。發(fā)射器用于發(fā)射和接收輻射，發(fā)射和接收到的輻射之間的差用于確定平均厚度。
方法可靠性的提高取決于合金和材料的狀況。另外，還需要進(jìn)行輻射防護(hù)和定期安全測試的費(fèi)用，這需要定期支出。
與其他方法相比，基于激光三角測量的光學(xué)方法具有優(yōu)勢，因為無需接觸即可進(jìn)行測量，因此不會造成磨損。另外，不管材料的狀況如何，都可以對帶材表面進(jìn)行精確的幾何測量。
Micro-Epsilon的*新厚度測量儀使用激光線三角測量液體渦輪流量計（輪廓電磁流量計），具有更多優(yōu)勢。如縱向縱切機(jī)中所見，由于刀片施加在鋼帶上的力，在冷鋼帶的加工過程中通常會發(fā)生較大的垂直運(yùn)動。
液體渦輪流量計克服了這些限制。輪廓電磁流量計產(chǎn)生的較高信息密度凸顯了其優(yōu)勢。激光光斑延伸到輪廓電磁流量計中的一條線，并且通過穿過電磁流量計產(chǎn)生的點(diǎn)云的“*佳擬合線”獲得測量值。
由于所述線的變化是根據(jù)幾個部分分辨率的相互作用來計算的，因此，距離分辨率關(guān)系明顯優(yōu)于點(diǎn)電磁流量計。因此，在更大的面積上可獲得更多的測量值，將其平均后可提供更好的精度。
由于具有*適合的線條特征，因此在較大的測量距離處，線液體渦輪流量計的分辨率比點(diǎn)電磁流量計的分辨率要好。由于采取了這些措施，在線掃描儀中的工作間隙為190 mm，測量范圍為40 mm，精度為±5 μm，而點(diǎn)電磁流量計在相同范圍內(nèi)則達(dá)到了±25 μm。
解決方案：C型框架和O型框架系統(tǒng)
恒定的電磁流量計距離對于使用距離液體渦輪流量計進(jìn)行差分厚度測量至關(guān)重要。通常，使用兩種不同的設(shè)計類型，由于它們的形狀，它們被稱為C框架或O框架。
電磁流量計固定在C形框架的上下臂上，框架作為一個整體移動以到達(dá)測量位置。通過增加材料寬度，上懸臂的振動敏感性增加，這使得C型框架*適合包含窄條的應(yīng)用。
在更換線圈時校準(zhǔn)C形框架時，主組件會自動移入測量間隙，并平衡系統(tǒng)以進(jìn)行新的測量。
C型框架的優(yōu)點(diǎn)是，在穿線過程中或在危險情況下，由于所謂的滑雪效應(yīng)（條帶在一側(cè)向上彎曲）或短吻鱷效應(yīng)（條帶向下和向上彎曲）引起的危險情況下剝離后，可以將C框架從生產(chǎn)線上完全移除。但是，這需要空間，而服務(wù)中心通常不可用。
由于其緊湊的結(jié)構(gòu)，在這里O型框架是一個更好的選擇。由于恒定的測量間隙是此類設(shè)備精度的決定性標(biāo)準(zhǔn)，因此O型架具有很多優(yōu)勢。此版本基于穩(wěn)定框架設(shè)計，該框架集成在生產(chǎn)線中。
由于采用了堅固的框架，因此可以檢查*大寬度為4,000 mm的帶鋼的厚度，寬度和輪廓。自動校準(zhǔn)單元也是該版本的一部分。液體渦輪流量計系統(tǒng)在測量過程中連續(xù)穿過金屬帶，并在帶材料的整個寬度上收集輪廓數(shù)據(jù)。
恒定測量間隙
與O形框架相結(jié)合的恒定測量間隙是獲得精確結(jié)果的基本前提。使用附加的位移測量電磁流量計技術(shù)或在過程非關(guān)鍵時刻進(jìn)行迭代校準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)對測量間隙的有效監(jiān)控。
機(jī)架的幾何形狀以及測量間隙均受溫度變化的影響。但是，通常，由于與溫度相關(guān)的變化緩慢發(fā)生，因此有足夠的時間可用于采取必要的措施而不會損害制造過程。
Micro-Epsilon的“補(bǔ)償框架”**概念在此方面提供了幫助。為此，在系統(tǒng)中集成了一個額外的溫度固定框架，該框架平行于上下吊臂運(yùn)行，每個測量液體渦輪流量計的支撐都通過所謂的補(bǔ)償電磁流量計擴(kuò)展。
支撐件與補(bǔ)償框架的距離由這些電磁流量計確定，測量間隙的變化完全轉(zhuǎn)換為補(bǔ)償電磁流量計與補(bǔ)償框架的距離?？梢韵@種變化，并且將測量間隙保持在非臨界水平上恒定。
縱向縱剪剪切機(jī)的厚度測量和集成寬度測量
除了厚度測量外，由于線性電磁流量計的高橫向分辨率，還可以精確測量材料的邊緣?？梢源_定縱向縱剪中每個環(huán)的橫向輪廓。
然而，這對于具有大測量點(diǎn)的方法可能是困難的，因為當(dāng)狹縫條窄時，該方法的橫向分辨率通常不足以進(jìn)行該測量。使用基于輪廓掃描儀的厚度測量單元，對于從帶材上切下并非常接近*小公差*限的環(huán)，可以提高從卷材獲得的產(chǎn)量。
所生產(chǎn)的戒指仍然可以在公差范圍內(nèi)，而與其相鄰的戒指則不能出售，或者不屬于相關(guān)訂單的一部分。當(dāng)只有一個厚度輪廓且其橫向分辨率不精確時，具有可接受尺寸的環(huán)將不再流通。
邊緣檢測的可能性還可以實(shí)現(xiàn)精確的寬度測量。除了用于測量厚度的液體渦輪流量計系統(tǒng)外，*三激光線電磁流量計還集成在系統(tǒng)中并且可以獨(dú)立定位。因此，可以對條帶的兩個邊緣進(jìn)行同步檢測，并且聚類不影響測量結(jié)果。
當(dāng)厚度電磁流量計系統(tǒng)在整個材料寬度上連續(xù)移動時，寬度電磁流量計位于下一個切割間隙。當(dāng)兩個電磁流量計都檢測到條帶的邊緣時，將測量條帶的寬度。
層壓板的厚度測量
層壓板的厚度測量是激光線液體渦輪流量計的另一應(yīng)用。然而，涉及穿透輻射的方法不適合于此。
例如，當(dāng)層壓板由外層板制成且內(nèi)部具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，輻射法僅測量測量間隙中的材料分?jǐn)?shù)，而不測量產(chǎn)品的尺寸精度。激光線掃描儀確定此類紙張的幾何尺寸并識別起伏，這些起伏可提供有關(guān)在處理過程中出現(xiàn)的問題的信息。
瓦楞紙和波紋板的厚度測量
在結(jié)構(gòu)化表面上的測量是激光輪廓液體渦輪流量計顯示其強(qiáng)度的地方。材料的基本厚度和*終產(chǎn)品的總厚度在瓦楞紙或凹版紙的制造中很重要。
不能通過具有較大測量點(diǎn)的方法（例如使用X射線或同位素輻射）或通過具有很小測量點(diǎn)的方法（例如點(diǎn)形激光三角測量）或什至接觸方法來執(zhí)行此任務(wù)。
激光線電磁流量計的*大線寬可達(dá)64毫米，具體取決于測量范圍?？梢詫?strong>液體渦輪流量計進(jìn)行定位，以便可以通過激光線可靠地確定凹痕峰和片材的基本厚度。這是因為用于將壓紋或凹痕輪廓卷成片的卷的幾何形狀是已知的。
如果存在生產(chǎn)偏差，則將花費(fèi)金錢和時間。高精度的生產(chǎn)監(jiān)控在生產(chǎn)過程中絕對必不可少，并且可以通過使用Micro-Epsilon的激光線液體渦輪流量計來可靠地確保。
鋁生產(chǎn)和加工市場存在激烈的競爭，這是一個艱苦的競爭。為了提高競爭力，制造商面臨許多挑戰(zhàn)。對生產(chǎn)過程的日益嚴(yán)格的要求包括對原材料使用的優(yōu)化以及對各種標(biāo)準(zhǔn)的限制。
測量儀器是遵守法規(guī)，條件，標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)并確保精確測量的**合理且經(jīng)濟(jì)的解決方案。在生產(chǎn)過程中，測量儀器充當(dāng)可靠，一致且準(zhǔn)確的控制單元。
在熱軋和冷軋過程中，與指定尺寸的偏差通常發(fā)生在生產(chǎn)鏈的開始。厚度和/或?qū)挾鹊臉?biāo)稱值的波動和偏差會導(dǎo)致不可接受的材料成本以及質(zhì)量下降，這增加了生產(chǎn)產(chǎn)品下游加工的難度，*終導(dǎo)致投訴和重大財務(wù)損失。
測量方法比較
三種不同的原理主導(dǎo)著金屬厚度測量領(lǐng)域。*一種是接觸方法，其中*好使用兩個測量頭，一個在物體上方，一個在物體下方。
由于測量期間的接觸，此類設(shè)備通常會更快磨損，并在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生問題。另外，由于僅在各個點(diǎn)進(jìn)行測量，因此只能獲得有關(guān)厚度變化的近似信息。
放射性方法適用于同位素輻射或X射線源，但是它們會被薄板本身所衰減。發(fā)射器用于發(fā)射和接收輻射，發(fā)射和接收到的輻射之間的差用于確定平均厚度。
方法可靠性的提高取決于合金和材料的狀況。另外，還需要進(jìn)行輻射防護(hù)和定期安全測試的費(fèi)用，這需要定期支出。
與其他方法相比，基于激光三角測量的光學(xué)方法具有優(yōu)勢，因為無需接觸即可進(jìn)行測量，因此不會造成磨損。另外，不管材料的狀況如何，都可以對帶材表面進(jìn)行精確的幾何測量。
Micro-Epsilon的*新厚度測量儀使用激光線三角測量液體渦輪流量計（輪廓電磁流量計），具有更多優(yōu)勢。如縱向縱切機(jī)中所見，由于刀片施加在鋼帶上的力，在冷鋼帶的加工過程中通常會發(fā)生較大的垂直運(yùn)動。
液體渦輪流量計克服了這些限制。輪廓電磁流量計產(chǎn)生的較高信息密度凸顯了其優(yōu)勢。激光光斑延伸到輪廓電磁流量計中的一條線，并且通過穿過電磁流量計產(chǎn)生的點(diǎn)云的“*佳擬合線”獲得測量值。
由于所述線的變化是根據(jù)幾個部分分辨率的相互作用來計算的，因此，距離分辨率關(guān)系明顯優(yōu)于點(diǎn)電磁流量計。因此，在更大的面積上可獲得更多的測量值，將其平均后可提供更好的精度。
由于具有*適合的線條特征，因此在較大的測量距離處，線液體渦輪流量計的分辨率比點(diǎn)電磁流量計的分辨率要好。由于采取了這些措施，在線掃描儀中的工作間隙為190 mm，測量范圍為40 mm，精度為±5 μm，而點(diǎn)電磁流量計在相同范圍內(nèi)則達(dá)到了±25 μm。
解決方案：C型框架和O型框架系統(tǒng)
恒定的電磁流量計距離對于使用距離液體渦輪流量計進(jìn)行差分厚度測量至關(guān)重要。通常，使用兩種不同的設(shè)計類型，由于它們的形狀，它們被稱為C框架或O框架。
電磁流量計固定在C形框架的上下臂上，框架作為一個整體移動以到達(dá)測量位置。通過增加材料寬度，上懸臂的振動敏感性增加，這使得C型框架*適合包含窄條的應(yīng)用。
在更換線圈時校準(zhǔn)C形框架時，主組件會自動移入測量間隙，并平衡系統(tǒng)以進(jìn)行新的測量。
C型框架的優(yōu)點(diǎn)是，在穿線過程中或在危險情況下，由于所謂的滑雪效應(yīng)（條帶在一側(cè)向上彎曲）或短吻鱷效應(yīng)（條帶向下和向上彎曲）引起的危險情況下剝離后，可以將C框架從生產(chǎn)線上完全移除。但是，這需要空間，而服務(wù)中心通常不可用。
由于其緊湊的結(jié)構(gòu)，在這里O型框架是一個更好的選擇。由于恒定的測量間隙是此類設(shè)備精度的決定性標(biāo)準(zhǔn)，因此O型架具有很多優(yōu)勢。此版本基于穩(wěn)定框架設(shè)計，該框架集成在生產(chǎn)線中。
由于采用了堅固的框架，因此可以檢查*大寬度為4,000 mm的帶鋼的厚度，寬度和輪廓。自動校準(zhǔn)單元也是該版本的一部分。液體渦輪流量計系統(tǒng)在測量過程中連續(xù)穿過金屬帶，并在帶材料的整個寬度上收集輪廓數(shù)據(jù)。
恒定測量間隙
與O形框架相結(jié)合的恒定測量間隙是獲得精確結(jié)果的基本前提。使用附加的位移測量電磁流量計技術(shù)或在過程非關(guān)鍵時刻進(jìn)行迭代校準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)對測量間隙的有效監(jiān)控。
機(jī)架的幾何形狀以及測量間隙均受溫度變化的影響。但是，通常，由于與溫度相關(guān)的變化緩慢發(fā)生，因此有足夠的時間可用于采取必要的措施而不會損害制造過程。
Micro-Epsilon的“補(bǔ)償框架”**概念在此方面提供了幫助。為此，在系統(tǒng)中集成了一個額外的溫度固定框架，該框架平行于上下吊臂運(yùn)行，每個測量液體渦輪流量計的支撐都通過所謂的補(bǔ)償電磁流量計擴(kuò)展。
支撐件與補(bǔ)償框架的距離由這些電磁流量計確定，測量間隙的變化完全轉(zhuǎn)換為補(bǔ)償電磁流量計與補(bǔ)償框架的距離?？梢韵@種變化，并且將測量間隙保持在非臨界水平上恒定。
縱向縱剪剪切機(jī)的厚度測量和集成寬度測量
除了厚度測量外，由于線性電磁流量計的高橫向分辨率，還可以精確測量材料的邊緣?？梢源_定縱向縱剪中每個環(huán)的橫向輪廓。
然而，這對于具有大測量點(diǎn)的方法可能是困難的，因為當(dāng)狹縫條窄時，該方法的橫向分辨率通常不足以進(jìn)行該測量。使用基于輪廓掃描儀的厚度測量單元，對于從帶材上切下并非常接近*小公差*限的環(huán)，可以提高從卷材獲得的產(chǎn)量。
所生產(chǎn)的戒指仍然可以在公差范圍內(nèi)，而與其相鄰的戒指則不能出售，或者不屬于相關(guān)訂單的一部分。當(dāng)只有一個厚度輪廓且其橫向分辨率不精確時，具有可接受尺寸的環(huán)將不再流通。
邊緣檢測的可能性還可以實(shí)現(xiàn)精確的寬度測量。除了用于測量厚度的液體渦輪流量計系統(tǒng)外，*三激光線電磁流量計還集成在系統(tǒng)中并且可以獨(dú)立定位。因此，可以對條帶的兩個邊緣進(jìn)行同步檢測，并且聚類不影響測量結(jié)果。
當(dāng)厚度電磁流量計系統(tǒng)在整個材料寬度上連續(xù)移動時，寬度電磁流量計位于下一個切割間隙。當(dāng)兩個電磁流量計都檢測到條帶的邊緣時，將測量條帶的寬度。
層壓板的厚度測量
層壓板的厚度測量是激光線液體渦輪流量計的另一應(yīng)用。然而，涉及穿透輻射的方法不適合于此。
例如，當(dāng)層壓板由外層板制成且內(nèi)部具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，輻射法僅測量測量間隙中的材料分?jǐn)?shù)，而不測量產(chǎn)品的尺寸精度。激光線掃描儀確定此類紙張的幾何尺寸并識別起伏，這些起伏可提供有關(guān)在處理過程中出現(xiàn)的問題的信息。
瓦楞紙和波紋板的厚度測量
在結(jié)構(gòu)化表面上的測量是激光輪廓液體渦輪流量計顯示其強(qiáng)度的地方。材料的基本厚度和*終產(chǎn)品的總厚度在瓦楞紙或凹版紙的制造中很重要。
不能通過具有較大測量點(diǎn)的方法（例如使用X射線或同位素輻射）或通過具有很小測量點(diǎn)的方法（例如點(diǎn)形激光三角測量）或什至接觸方法來執(zhí)行此任務(wù)。
激光線電磁流量計的*大線寬可達(dá)64毫米，具體取決于測量范圍?？梢詫?strong>液體渦輪流量計進(jìn)行定位，以便可以通過激光線可靠地確定凹痕峰和片材的基本厚度。這是因為用于將壓紋或凹痕輪廓卷成片的卷的幾何形狀是已知的。