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，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Фi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Ci，其中：Фi为标准规格的螺纹钢（2）直径，Ci为直径为Фi的标准规格的螺纹钢（2）对应的电容值，从而得到（Ci，Фi）的标准数据库，其中Фi的取值为6、8、10、12、16、18、20、22、25、32、40、50mm；2）检测工况电容值Cx：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Cx，其中：Cx为待测直径Фx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Cx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Фx和螺纹钢（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Фm的规格，从标准数据库（Ci，Фi）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Фm小一个规格的标准直径，C1为准数据库（Ci，Фi）中Ф1对应的电容值，Ф2为比当前生产的螺纹钢（2）直径规格Фm大一个规格的标准直径，C2为准数据库（Ci，Фi）中Ф2对应的电容值；B）将（C1，Ф1）和（C2，Ф2）带入公式（1‑1）： Φ 1 = Φ 2 - Φ 1 C 2 - C 1 C 1 + b 或 Φ 2 = Φ 2 - Φ 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Cx带入公式（1‑2）， Φ x = Φ 2 - Φ 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Фx，其中：Фx为待测的螺纹钢（2）直径，Cx为待测直径Фx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Фm和上述计算得到的待测螺纹钢（2）的直径Фx带入公式（1‑3）：ΔΦ=Фx‑Фm   （1‑3）计算即得螺纹钢（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。