刘春霞
(本钢热连轧厂，辽宁本溪 l 57021)
摘要：简要介绍了加拿大KELK公司Accuband~JJ宽仪使用的三种技术：边部的确定、三角测量以及过滤；列出并分析了影响测量的因素；给出了扫描器的物理测量过程和相应的界面显示；举出了常见的问题并给出具体的图像，对测量图像进行了分析，并给出了解决的方法和建议。
关键词：测宽仪；技术；测量；图像
中图分类号：TG333．2 文献标识码：B
The Frequent Problems and Analysis of W idth Gauge
LIU Chunxia
(Hot Strip Plant，BX STEEL，Benxi Liaoning 1 1702 1)
Abstract：This paper briefly introduced technologies being used by KELK Accuban d width gauge：ed ge determination，triangulation，filtering； the factors that will afect the measurement were listed and analyzed；The process of the sganner meas~ement and the accordance interface display wel'~indicated；The normal problems and exact images were illuminated ，also an alyzed the images，the methods an d suggestion were given．
Keywords：width gauge；techn ology；measurement；image
1 测量技术概述
尽管带钢在轧制过程中在辊道上有跳动，Accuband测宽仪也能精确地测量带钢的宽度。为了实现这种功能，设计两个相机偏移559mm 并聚焦在辊道的同一个点上从而提供双目镜观察。带钢的每个边都被两个相机扫描，具体的垂直和水平距离采用三角测量的原理计算。因为采样的信息是即时的，时间间隔为0．8～8ms，为了过滤出异常测量采用过滤技术。
边部的确定，三角测量以及过滤技术是测宽仪准确测量带钢的三个主要功能。
1．1 边部确定
热轧带钢(700～1250℃)发出红外线辐射，光的等级从低密度跳跃到高密度显示为一个边部。相机通过扫描带钢的一个线性lx2 048像素，产生分段模拟光读数．每个像素表示1，如图1所示。由图1可见，右侧大部分的像素为“明亮的”，左侧大部分为“黑暗的”，分界处就是一个边部。
边部是一个具有一定像素“灰度”值的带。采用内插法计算两个相机看到的四个边，结果用于三角测量，同时也用于宽度、宽度偏差以及中心线偏差的计算。
1．2 三角测量
采用两个相机测量的方法可以提供更多的信息，避免出现带钢宽度的误差。带钢的边部由两个相机从不同的角度检测。所以，带钢到扫描器的距离可以使用简单的三角原理精确地计算出来，相应的边部位置也很容易被修正，如图2所示。
带钢边部的两个直线被定义为测量的“宽度”。中心线偏差的定义为：两个边部位置相加并被2除，得到的平均值为带钢中心位置。因为标定时仪表知道实际轧制线的位置，这两个位置相减，得到的差值就是“中心线偏差”。
1．3 输出过滤技术
宽度和中心线的值经过计算后并不适合直接输出给轧机计算机，因为这些值只是带钢经过检测位置时的一个即时扫描值，扫描一次需要时间大约为800ps。在扫描过程中对比测量结果并清除异常测量信号。过滤过的输出值由扫描器送给轧机计算机。
2 测量原理分析
扫描器有两个线性像素为2 048的CCD相机。相机探测红外辐射，放大信号并确定信号是否为带钢(类似于IIMD)。放大过程分两步。第一步是通过镜头的光圈开角度，第二步是通过扫描器软件的增益设置控制数字放大器。两者结合控制系统探测的强度。如果光圈开角度较小的话那么就只有少量的光(红外辐射)进入照相机。另外软件中的增益设置可以调节，设置在较高或较低水平处操作，进一步控制静茹相机的光(或信号的强度)的数量。通常情况下光圈设置在中间位置(f／8=中间大小开角度)，但有些情况下与待测材料的温度有关(有些轧机辊子温度高，有些温度低)和仪表安装的位置也有关，相应的光圈应该调整，如果待测钢板的温度较高(非常亮)那么光圈应该设置较小的开角度，让较少的光进入并防止饱和，如果待测钢板温度较低那么光圈就应该设置为较大的开角度让较多的光进入相机。镜头和增益设置的目的是保证视频信号(光强度信号)在一定范围内不过高(饱和)也不过低。软件有一个参数叫做“darkthrA”和“darkthrB”：决定视频信号是否为边部，把光强度值和一个值相比较，如果光强度值大于这个值就是一个边部，MW(带钢进入测量视野)变高。尽管两个参数相互独立，实际上有一个命令控制。模糊域参数设置为2703(水平红线)。另一个参数结合这个参数判定视频信号是否为边部。差分域(1 1o4)对比信号通过模糊区域的斜坡设定值。如果信号是边部的话需满足两点：第一点是强度足够穿过模糊域，第二点是信号的坡度有一定的陡度。
3 影响测量的因素
Accuband测宽仪是一种光学传感器，因此，测量质量受环境因素的影响：相机的窗口不干净；水蒸汽；带钢表面有水或氧化铁皮；挡板或侧导尺过热；空气喷嘴或气室中有障碍物(光路障碍)；反射源(视野区域周围有钢板)；带钢有缺陷；条件改变时相应的仪表参数需改变；其他非环境因素也有可能影响测量质量：
1)仪表参数设定(软件设定)。
2)设备故障(相机坏掉，以太网电缆切断等)。
3)标定漂移，经过长时间之后，由于振动元件会改变它们原来的位置以及对准。
除此之外，仪表必须对准并正确地放置在辊道上，安装在正确的高度。并需要恰当有计划的维护。
4 常见问题及分析
4．1 由于护板反光
按照要求用户在护板上应切除一个5厘米宽的缝隙。图3显示了护板的中间没有被切除，侧导尺护板变热后，带钢尾部离开时将探测到护板；当带钢头部接近扫描线时发射光被挡板反射也将被探测到。
建议：测量窗口处的护板和切除5厘米宽，并且足够深。
4．2 由于水蒸汽影响
如果测量画面如图4所示的话。很有可能是因为大量水蒸气的影响，也有可能是护板过热或小片钢粘到了护板附近。
建议：在测量窗口增加气刀或风机。
4．3 侧导尺反光
图5显示了侧导尺反射测量现象。由图5可见反射过高并穿过了模糊域线并显示了4个假边部导致带钢有6个边部。对应的测量曲线如图6，实际上下降点将更长且频率更多，甚至有可能没有宽度读数.
建议：在侧导尺切除处安装防光板或涂黑色油漆。
4．4 正常测量状态
图7显示了正常状态下的视频信号。注意到每个相机探测的两个边部，源信号非常高(实际上高出了页面范围)。如果信号在蓝色圈内，尽管蓝色线较低也没有问题。注意到下降突出的边部和视频信号穿过模糊域水平的点。源信号的振幅如此高表明带钢表面非常亮(热)。
4．5 其它测量现象
如果带钢上面有水(水蒸汽，氧化铁皮或其它东西)，视频信号如图8所示。注意到中间部分的视频信号有很多噪音，是因为带钢中间部分有少量水。尽管测量环境有问题，但能找到两个边部。但如果中间部分水或蒸汽特别多，以至于视频信号的噪音部分穿过模糊线，探测到的边部数量将大于2，测量就无效了。
如果出现了类似图8所示的视频信号，应该采取措施改善扫描线区域的环境，在扫描线前面安装侧喷水或气刀。
5 小结
KELK公司Accuband测宽仪常见问题及解决
方案如下：
1)护板反光：切除5厘米宽的长条；
2)水蒸汽：安装气刀或鼓风机；
3)侧导尺反光：安装反光板涂黑油漆；
4)其它现象：改善环境干扰。
为相关技术人员提供了经验性的方法，对于改善提高测宽仪的测量精度很有益处。
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