一种电容式螺纹钢线径在线测量系统的检测方法

摘要

本发明公开了一种电容式螺纹钢线径在线测量系统的检测方法，属于螺纹钢线径在线测量技术领域。本发明的圆筒件呈两端开口的中空筒状结构，螺纹钢从圆筒件的中心轴线位置穿过，从圆筒件一端的端部引出第一电容极；集电环设置于轧机的出口处，并与螺纹钢相接触，从集电环引出第二电容极，圆筒件和螺纹钢组成圆柱形电容器；上述的第一电容极和第二电容极接入电容测量模块，电容测量模块依次与滤波模块、数据运算模块、数据显示模块相连接。本发明的检测方法通过建立标准数据库，并进行局部线性化、偏差估计运算得待测螺纹钢的直径和偏差量。本发明相比激光扫描法和光电摄像法等技术，结构简单，而且经济，容易实现高精度在线测量螺纹钢的直径。

主权项

一种电容式螺纹钢线径在线测量系统的检测方法，其特征在于：电容式螺纹钢线径在线测量系统包括圆筒件(3)、集电环(4)、电容测量模块(5)、滤波模块(6)、数据运算模块(7)和数据显示模块(8)，所述的圆筒件(3)呈两端开口的中空筒状结构，待测螺纹钢(2)从圆筒件(3)的中心轴线位置穿过，从圆筒件(3)一端的端部引出第一电容极；所述的集电环(4)设置于轧机(1)的出口处，并与待测螺纹钢(2)相接触，从集电环(4)引出第二电容极，所述的圆筒件(3)和待测螺纹钢(2)组成圆柱形电容器；上述的第一电容极和第二电容极接入电容测量模块(5)，该电容测量模块(5)用于测量圆柱形电容器的电容值，所述的电容测量模块(5)、滤波模块(6)、数据运算模块(7)、数据显示模块(8)依次连接；其步骤为：1)建立标准数据库：将多种直径为Ф_i的标准规格的螺纹钢(2)在与实际生产相同的环境中离线状态下穿过圆筒件(3)，电容测量模块(5)通过第一电容极和第二电容极测量此时圆柱形电容器的电容值，并经过滤波模块(6)得到相应的电容值C_i，其中：Ф_i为标准规格的螺纹钢(2)直径，C_i为直径为Ф_i的标准规格的螺纹钢(2)对应的电容值，从而得到(C_i，Ф_i)的标准数据库，其中Ф_i的取值为6、8、10、12、16、18、20、22、25、32、40、50mm；2)检测工况电容值C_x：当待测的螺纹钢(2)穿过圆筒件(3)时，电容测量模块(5)通过第一电容极和第二电容极测量此时圆柱形电容器的电容值，并经过滤波模块(6)得到相应的电容值C_x，其中：C_x为待测直径Ф_x的螺纹钢(2)对应的电容值；3)数据处理：将步骤2)检测得到的电容值C_x传送至数据运算模块(7)，进行局部线性化、偏差估计运算得待测螺纹钢(2)的直径Ф_x和待测螺纹钢(2)直径的偏差量ΔΦ，具体计算过程如下：A)根据当前生产的螺纹钢(2)直径Ф_m的规格，从标准数据库(C_i，Ф_i)中提取与生产的螺纹钢(2)直径相接近的两组数据(C₁，Ф₁)和(C₂，Ф₂)，其中：Ф₁为比当前生产的螺纹钢(2)直径规格Ф_m小一个规格的标准直径，C₁为准数据库(C_i，Ф_i)中Ф₁对应的电容值，Ф₂为比当前生产的螺纹钢(2)直径规格Ф_m大一个规格的标准直径，C₂为准数据库(C_i，Ф_i)中Ф₂对应的电容值；B)将(C₁，Ф₁)和(C₂，Ф₂)带入公式(1‑1)：${\Phi }_1=\frac{{\Phi }_2-{\Phi }_1}{C_2-C_1}{C}_1+b$或${\Phi }_2=\frac{{\Phi }_2-{\Phi }_1}{C_2-C_1}{C}_2+b---(1-1)$即可计算得到b，其中：b为截距；C)将上述(C₁，Ф₁)、(C₂，Ф₂)、截距b及检测得到的电容值C_x带入公式(1‑2)，${\Phi }_x=\frac{{\Phi }_2-{\Phi }_1}{C_2-C_1}{C}_x+b---(1-2)$即可计算得到待测螺纹钢(2)的直径Ф_x，其中：Ф_x为待测的螺纹钢(2)直径，C_x为待测直径Ф_x的螺纹钢(2)对应的电容值；D)将当前生产的螺纹钢(2)规格直径Ф_m和上述计算得到的待测螺纹钢(2)的直径Ф_x带入公式(1‑3)：ΔΦ＝Ф_x‑Ф_m   (1‑3)计算即得待测螺纹钢(2)直径的偏差量ΔΦ；4)数据显示：将步骤3)中计算得到的待测螺纹钢(2)的直径Фx和偏差量ΔΦ传送至数据显示模块(8)予以显示。