中厚板板形儀長度檢測系統(tǒng)設計【2013年最新整理畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　題 目： 中厚板板形儀長度檢測系統(tǒng)設計 </p><p>　　學 院： 機械與自動控制學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 機械設計制造及其

2、自動化（4）班 </p><p>　　姓 名： 壽飛鋒 </p><p>　　學 號： B09300421 <

3、;/p><p>　　指導教師： 胡旭曉 </p><p>　　2013 年 5月 15日</p><p>　　浙 江 理 工 大 學</p><p><b>　　機械與自動控制學院</b></p><p

4、><b>　　畢業(yè)設計誠信聲明</b></p><p>　　我謹在此保證：本人所做的畢業(yè)設計，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻或注釋中列出。設計說明書與圖紙均由本人獨立完成，沒有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識產(chǎn)權的情況，本人愿意承擔相應的責任。</p><p><b>　　聲明人（簽名）：</b><

5、/p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　中厚板（厚度為的鋼板）是我們?nèi)粘９I(yè)加工中經(jīng)常用到的一種基礎材料，它在工業(yè)生產(chǎn)中需求量非常大，起著中流砥柱的作用。所以我們對中厚板的質量要求有了很高的標準，其中包括對它進行尺寸測量如：長度，寬度和平坦度等。長

6、度是中厚板軋制產(chǎn)品的一項關鍵的質量指標，對軋制生產(chǎn)線、產(chǎn)品的應用都有很大的影響。近年來，隨著我國現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，我們對鋼材的需求量以及品質感也提出了更高的要求。長度檢測系統(tǒng)為后續(xù)一系列鋼板檢測系統(tǒng)提供關鍵的數(shù)據(jù)支撐，將會直接影響到后期產(chǎn)品的質量。由于冷軋中厚板在輥道上的輸送速度是輪廓檢測過程中的一個非常關鍵的數(shù)據(jù)，因此對速度的測量精度直接關系到輪廓檢測的準確程度。本論文研究的是采用一種新型的非接觸式測速方法與傳統(tǒng)的測量方法有很大不同。

7、鋼板長度是通過多普勒激光測速儀得到速度，依據(jù)一段時間內(nèi)測量的速度來計算鋼板的長度。求得各個緯度的長度，平均長度，最大長度和最小長度。由于條件所限，實驗主要采用Labview軟件構建整個系統(tǒng)的檢測程序。隨著系統(tǒng)的運行能立即得出所需要的關鍵數(shù)據(jù)以便用來分析。以下是論文的詳細內(nèi)容：</p><p>　　本章主要是介紹中厚板及板形儀的定義。國內(nèi)外中厚板板形儀的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及中厚板長度檢測的研究意義和價值。根據(jù)其

8、發(fā)展現(xiàn)狀和研究的重要性，設計一套完整的長度檢測系統(tǒng)。</p><p>　　本章根據(jù)研究所需設計檢測儀系統(tǒng)的整體構架，其中包括傳感器，多普勒測速儀的位置安裝定位。重點介紹長度檢測系統(tǒng)的工作原理。</p><p>　　本章論述檢測系統(tǒng)的組成和相關參數(shù)，著重介紹多普勒激光測速儀工作原理。</p><p>　　本章主要介紹運用Labview構建程序框圖和前面板。通過運行虛擬

9、程序得到相應數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析。</p><p>　　使用Matlab軟件編寫程序用來處理測量所得數(shù)據(jù)。</p><p>　　本章主要是總結研究過程中所遇到的問題和對構建的程序框圖所產(chǎn)生的一些不足，提出解決之道和展望未來研究方向。</p><p>　　關鍵詞：長度檢測 多普勒測速 程序框圖 總結</p><p><b>　

10、　Abstract</b></p><p>　　Steel plate is often used as a base material in our industrial process .We need a great quantity numbers. It plays a very important role. So we want have the quality of steel pla

11、te by a very high standard. Include its size measurement such as length, width and flatness, etc. The length is a key quality indicator, has a significant impact in production lines and product application. In recent yea

12、rs, with the continuous development of China's modernization, Demand for steel plate and a sense of qu</p><p>　　Chapter 1, Introduced the steel plate and Shapemeter definition. Home and abroad the steel

13、plate Shapemeter the research status and development trends, as well as the length of steel plate detection significance and value. According to the development status and the importance of research, design a complete se

14、t of the detection system.</p><p>　　Chapter 2, According to the research required to design the overall architecture of the detector system, including the positioning of sensors, Doppler velocimetry location

15、 of installation. Focus on the working principle of the length of the detection system.</p><p>　　Chapter 3, Make an introduction of system components and related parameters. </p><p>　　Focus on t

16、he working principle of the laser Doppler anemometer.</p><p>　　Chapter 4, Use Labview builds the block diagram and front panel, runs the virtual program to get the appropriate data, analyze the data.</p&g

17、t;<p>　　Chapter 5, According to the measured data use Matlab software to write programs to analyze the data.</p><p>　　Chapter 6, Summary and Outlook.</p><p>　　Key words：Length Detection,

18、 Doppler velocimetry, The block diagram, Summing</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　第1章 緒

19、論1</p><p>　　1.1 前言1</p><p>　　1.2 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2.1 中厚板及板型儀的定義1</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)外研究背景及現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.3 研究趨勢3</p><

20、p>　　1.3 論文研究意義和主要內(nèi)容4</p><p>　　1.4 論文的結構安排5</p><p>　　第2章 中厚板板型儀長度檢測系統(tǒng)整體框架的設計6</p><p>　　2.1 安裝布局 工作環(huán)境及儀器選擇6</p><p>　　2.2 冷軋中厚板輪廓檢測儀各個子系統(tǒng)的功能9</p>

21、<p>　　2.3 結構的受力分析12</p><p>　　2.4 儀器的安裝定位16</p><p>　　2.5 長度檢測原理和方案17</p><p>　　第3章 系統(tǒng)組成和多普勒激光測速儀20</p><p>　　3.1 長度檢測系統(tǒng)的組成20</p><p>　　3.2

22、 多普勒激光測速儀及測量原理20</p><p>　　3.3 鋼板長度測量過程中需要探討的問題23</p><p>　　第4章 基于Labview的長度檢測系統(tǒng)的設計25</p><p>　　4.1 Labview程序圖主界面的設計25</p><p>　　4.2 速度測量程序框圖和前面板的設計26</p&

23、gt;<p>　　4.3 長度測量程序框圖和前面板的設計27</p><p>　　4.4 數(shù)值顯示與分析29</p><p>　　4.5 小結30</p><p>　　第5章 MATLAB編程31</p><p>　　5.1 程序編寫31</p><p>　　5.2 小結

24、33</p><p>　　第6章 總結與展望34</p><p>　　6.1 總結34</p><p>　　6.2 展望34</p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>　　致 謝38</b></p>&l

25、t;p><b>　　附錄 139</b></p><p><b>　　附錄 240</b></p><p>　　全套資料帶CAD圖，QQ聯(lián)系414951605或1304139763</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>

26、;　　1.1 前言</b></p><p>　　鋼鐵行業(yè)作為重工業(yè)和基礎原材料行業(yè)，其發(fā)展狀況直接影響到國民經(jīng)濟的穩(wěn)固發(fā)展[1]。目前，我國已經(jīng)成為全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國，然而我國鋼鐵行業(yè)與國外相比仍存在很大的差距，其主要原因是我國鋼鐵行業(yè)的總體技術裝備和生產(chǎn)集中化程度不高，因此生產(chǎn)的鋼鐵產(chǎn)品的品質、質量、附加值等都還遠不如發(fā)達國家，導致我國鋼鐵產(chǎn)品在國際市場上缺乏競爭力[2-5]。所以如何由鋼鐵大

27、國發(fā)展成為鋼鐵強國，其關鍵在于提高我國鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)專業(yè)化的集中程度和自動化檢測技術。</p><p>　　一般鋼板檢測指標主要包括有頭尾輪廓、鋼板寬度、長度等參數(shù)，以往主要是依靠人工檢測（接觸性檢測），但依靠人工測量這些指標不但難度大，危險系數(shù)比較大，而且操作復雜，精度也不能達到保證，因而需要專門的自動檢測設備。這對于解放勞動力，保證測量精度等都具有重要意義。但是我國在這些方面的研究起步比較晚，這些檢測手段在我

28、國還很不完善，基于板形儀在板材行業(yè)的必要性和市場的需求量較大，為了降低鋼鐵的生產(chǎn)成本和提高鋼鐵的品質，這項研究十分重要而且必要。我們小組合作一起完成整個板形儀的設計，而我主要對鋼板的長度檢測系統(tǒng)的設計和深入研究。</p><p>　　1.2 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　1.2.1 中厚板及板型儀的定義</p><p>　　中厚板是指厚度的鋼

29、板，厚度的稱為厚板，厚度超過的為特厚板，是目前工業(yè)上重要的原材料之一。中厚板主要應用于建筑工程、機械制造、容器制造、造船、橋梁建造等。還可以用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、造船鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機某些零件及焊接構件等。隨著國民經(jīng)濟建設中厚板的需求量非常之大，范圍也十分廣[17]。</p><p>　　中厚鋼板板型儀是一個能夠完成鋼鐵的長度、寬

30、度、平坦度等多個指標的在線連續(xù)檢測，并將相關信息傳輸給鋼板切割系統(tǒng)，從而為軋制鋼板的優(yōu)化剪切提供條件的綜合性檢測儀器。目前主要采用非接觸式板型儀。</p><p>　　中厚板板形儀融合了先進的視覺檢測技術、激光檢測技術、計算機通信技術和自動控制技術，其檢測內(nèi)容包括帶鋼的頭尾形狀、帶鋼的寬度、帶鋼的速度、帶鋼的長度[10]。該板形檢測裝置是一種智能化的板形檢測裝置，能自動識別鋼板的頭尾信號自動完成對整塊鋼板板形的檢

31、測，自動完成檢測數(shù)據(jù)的處理，并自動將處理結果實時地顯示給用戶和存入數(shù)據(jù)庫[13]。通過網(wǎng)絡通信技術將板形檢測結果傳遞給板形自動控制設備來調(diào)整相應的參數(shù)，從而軋制出符合當前設定要求的帶鋼；同時將檢測結果傳遞給優(yōu)化剪切設備，完成對已軋制鋼板的優(yōu)化裁剪[17]。該智能化的檢測裝置顯著提高了冷軋帶鋼生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和成品率，使其能軋制出合格的帶鋼產(chǎn)品[22]。由于其高智能化的特點減小了鋼鐵的浪費和人力資源。它的主要特點有以下幾點：</p&

32、gt;<p>　　采用智能化的控制技術，其具有檢測速度快、效率高、精度高和測量結果可以長期保存等優(yōu)點。</p><p>　　與接觸式板形檢測裝置相比，采用非接觸式的激光型傳感器能避免對鋼板的劃傷，同時也便于安裝和維護。</p><p>　　能方便地與鋼板生產(chǎn)線上的其他系統(tǒng)進行連接通信，從而實現(xiàn)鋼板軋制全自動化控制，并能在線顯示檢測結果和離線顯示歷史數(shù)據(jù)。</p>

33、<p>　　自動檢測和調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，有效避免環(huán)境因素對檢測結果的干擾。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)外研究背景及現(xiàn)狀</p><p>　　帶鋼按其厚度有薄板、中厚板、厚板和特厚板之分。中厚板作為鋼材的主要鋼種之一其用途相當廣泛，如在建筑工程、機械制造、容器制造、造船和橋梁建造等領域，其質量直接關系著這些領域的重大的安全性和可靠性[18]。中厚板平面輪廓一方面是評價中

34、厚板軋機性能及其平面形狀控制的一項重要指標；另一方面對其檢查精度直接關系到中厚板成材損失。研究發(fā)現(xiàn)在中厚板的成材率損失中，切頭尾損失和切邊損失占總損耗的和,由此可見中厚板輪廓檢測儀可以提高中厚板輪廓檢測儀的檢測性能和檢測精度，這對減少切損，提高中厚板的成材率具有重要的經(jīng)濟價值[19]。</p><p>　　目前，在非接觸式板形儀使用的技術方面，歐洲仍處于非常領先的地位，如德國的LAP、Parsytec公司、英國的

35、Jones-Shipman 公司、瑞典的ASEA公司。當然在美國、日本和其它工業(yè)發(fā)達國家，這項技術也得到普遍應用。</p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中，涉及到各種各樣的檢測、生產(chǎn)監(jiān)視及識別等的應用，通常人眼無法連續(xù)、穩(wěn)定地完成這些帶有高度重復性和智能性的工作。采用照明技術、成像技術和圖像處理、模式識別等技術手段，而后利用計算機或者專用的圖像處理設備對所拍攝的圖像進行處理處理，根據(jù)圖像的像素分布，亮度和顏色

36、等信息來進行檢測和識別，這就是機器視覺檢測技術[23]。</p><p>　　隨著感光元件CCD和CMOS技術的不斷成熟，工業(yè)視覺在非接觸式檢測領域發(fā)揮著越來越重要的作用，其檢測優(yōu)勢也越來越明顯。中厚板輪廓檢測儀是工業(yè)視覺在鋼鐵行業(yè)應用比較成功的一個例子，其不僅能實現(xiàn)了鋼板輪廓的在線高速自動化檢測，而且還可以根據(jù)軋制帶鋼的表面質量和材質自動調(diào)整檢測系統(tǒng)的相關參數(shù)，使檢測系統(tǒng)時刻保持最佳的檢測狀態(tài)。然而，就目前國內(nèi)

37、鋼鐵行業(yè)而言，幾乎所有中厚板生產(chǎn)線上的輪廓檢測儀都是國外的產(chǎn)品。國外在這方面除了技術上制約了中國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，而且還以高額的價格將這些設備出售給我國，這對我國經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展也有重大的影響[22]。</p><p>　　工業(yè)視覺在國內(nèi)是一個起步相對比較晚的領域，導致工業(yè)視覺檢測在鋼鐵行業(yè)的應用就更落后于國外。工業(yè)視覺檢測作為新型的檢測技術，近幾年來，逐漸受到國內(nèi)許多知名高校、研究所乃至鋼鐵行業(yè)技術人員的重視和青睞

38、。年中國科學院上海技術物理研究所與上海五廠達成了共同研制GCK-1型在線輪廓儀檢測的協(xié)議[24]。年清華大學精密儀器與機械學系的錢建強、王東生等就熱軋中厚板寬度智能檢測儀進行了相關方面的研究，分析了利用熾熱鋼板自身發(fā)光進行光學成像，高精度的線陣CCD作為測量傳感器熱軋中厚板輪廓儀[25]，還有燕山大學、天津大學、大連理工大學在鋼鐵工業(yè)視覺檢測方面都進行了深入的研究，并且在此過程中也取得了不錯的成效，他們中研制的鋼板檢測設備很多都已經(jīng)投入

39、到實際生產(chǎn)之中，對提高鋼板的品質能起到積極的作用。</p><p>　　1.2.3 研究趨勢</p><p>　　現(xiàn)在的鋼鐵產(chǎn)品制造水平與信息化和自動化最基礎的技術之一檢測技術的水平密不可分，檢測技術發(fā)展源于生產(chǎn)過程質量、能耗、環(huán)境和安全等的要求，在需求推動下產(chǎn)生的測量技術給鋼鐵生產(chǎn)過程的控制和產(chǎn)品質量提供了技術保障，同樣生產(chǎn)過程水平的提高也對檢測技術發(fā)展提出了更高要求。</p&

40、gt;<p>　　檢測技術模型化檢測方法已經(jīng)從單參數(shù)檢測向多參數(shù)檢測發(fā)展，從參數(shù)檢測向檢測后算法模型推定相關關鍵變量的復雜系統(tǒng)發(fā)展。軋鋼過程微觀組織結構和理化特性的在線檢測推定技術正在研究之中，并可能在近年成為可出售的技術。</p><p>　　由于中厚板在工業(yè)發(fā)展中的重要地位，以及它所帶來的重大的商業(yè)價值和中厚板板形儀的研究還處于初級階段，尤其在中國，這方面現(xiàn)在還遠遠落后于歐美等發(fā)達國家，所以近年

41、來，板形檢測的研究工作開展得十分活躍，各國科學家們正在不斷地研究和探索新的檢測原理和檢測方法，研制并開發(fā)高精度的檢測儀器。如今，基于機器視覺的檢測技術已經(jīng)成為了研究和應用帶鋼表面缺陷檢測技術的的主體趨勢。</p><p>　　1.3 論文研究意義和主要內(nèi)容</p><p>　　目前，國內(nèi)大多數(shù)冷軋中厚板帶鋼生產(chǎn)廠家，對其輪廓、寬度、邊緣形貌等參數(shù)依然采用人工目視抽檢的方法來確定其生產(chǎn)質

42、量是否合格，這種檢測方法不僅容易受檢測人員主觀因素的影響，而且其檢測效率極低，準確度也不高。隨著我國鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，靠人工目視的抽檢方法已無法滿足當前高效生產(chǎn)的要求。盡管國內(nèi)一些大型鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，為了提高在冷軋中厚板在國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的競爭力優(yōu)勢，采用國外的中厚板板型檢測儀，這雖然在一定程度上提高了冷軋中厚板的成材料和降低了生產(chǎn)成本，但是畢竟在冷軋中厚板輪廓檢測技術上依賴的是國外的技術，這不僅沒有提高我國冷軋中厚板軋制水平的國際競爭力，

43、反而需要花高額的代價引進檢測裝備。正對上述現(xiàn)狀，在提高國內(nèi)檢測技術水平的同時，打破國外對我國冷軋中厚板輪廓檢測技術的制約，有著非同一般的意義。本論文的研究目的及意義正是基于此。</p><p>　　對于我個人而言，該畢業(yè)設計論文是對我大學四年所學的專業(yè)知識的一次“期末大考”，同時也是對即將步入社會的我的一次“入門考試”。有助于我掌握機械設計的一般方法及原理，為日后工作打下基礎。總的來說，這是一次典型的理論指導實踐

44、，實踐檢驗理論的寶貴機會。</p><p>　　本次畢業(yè)設計中主要完成的內(nèi)容包括：</p><p>　　檢測裝置的選擇及方案分析：根據(jù)自己的課題選擇合適的裝置并提出方案。</p><p>　　多普勒激光測速儀的介紹：多普勒測速儀的原理等。</p><p>　　長度檢測方案的確定和具體論述原理及可行性分析：提出問題解決方案，并對此進行可行性分析

45、最終確定具體方案。</p><p>　　與同組成員討論確定整機方案：了解其他同學做的設計，在不影響自己圖像采集和數(shù)據(jù)收集的前提下和其他同學進行整機的設計。</p><p>　　完成方案的結構設計，根據(jù)需要完成二維、三維圖紙：就前面的設計方案進行結構設計，其中要進行應力分析和強度校核，同時要參閱大量文獻數(shù)據(jù)擬定出最佳設計方案，同時又要和其他同學設計的結構不沖突。</p><

46、;p>　　運用Labview軟件進行演示和分析：介紹Labview軟件，進行長度檢測程序的編制和運行，對數(shù)據(jù)進行分析將。</p><p>　　總結交流對整個設計過程的分析總結得出存在的現(xiàn)象問題并試著提出解決之道。</p><p>　　1.4 論文的結構安排</p><p>　　綜上所述，本文結合國內(nèi)外在冷軋中厚輪廓檢測的現(xiàn)狀和目前鋼鐵行業(yè)在此方面的需求以及

47、國內(nèi)外研究中厚板長度檢測的現(xiàn)狀和對冷軋鋼長度檢測系統(tǒng)進行了較深入的設計。</p><p>　　第一章主要是介紹中厚板及板形儀的定義。國內(nèi)外中厚板板形儀的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及中厚板長度檢測的研究意義和價值。根據(jù)其發(fā)展現(xiàn)狀和研究的重要性，設計一套完整的長度檢測系統(tǒng)。</p><p>　　第二章根據(jù)研究所需設計檢測儀系統(tǒng)的整體構架，其中包括傳感器，多普勒測速儀的位置安裝定位。并對設計結構進行

48、受力分析。重點介紹長度檢測系統(tǒng)的工作原理。</p><p>　　第三章論述檢測系統(tǒng)的組成和相關參數(shù)，著重介紹多普勒激光測速儀工作原理。鋼板在長度測量過程中所遇到的需要探討的問題</p><p>　　第四章主要介紹運用Labview構建程序框圖和前面板。通過運行虛擬程序得到相應數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析。</p><p>　　第五章主要是總結設計研究過程中所完成的一些工作

49、并反思設計過程中遇到的問題和對構建的程序框圖所產(chǎn)生的一些不足，提出解決之道和展望未來研究方向。</p><p>　　第2章 中厚板板型儀長度檢測系統(tǒng)整體框架的設計</p><p>　　2.1 安裝布局 工作環(huán)境及儀器選擇</p><p>　　冷軋中厚板板型檢測儀是一套融合激光、工業(yè)視覺、通信、機械、智能控制和計算機等技術于一體的檢測設備。如圖所示是一張中厚板

50、板型檢測儀的仿真圖。這是以往對中厚板板形儀系統(tǒng)常見的結構框架設計。</p><p>　　圖2-1-1 中厚板長度檢測系統(tǒng)整體仿真圖</p><p>　　由圖可知，整個檢測系統(tǒng)是固定在橫跨輥道的龍門橫梁支架上的，由于輥道的寬帶非常大，為了盡可能的減小龍門橫梁架振動所引起的測量誤差，在設計龍門橫梁架的機械結構時需要充分考慮橫梁架的剛度和強度等方面的因素。其主體部分是橫梁架支撐著的傳感器柜，

51、傳感器柜里包含了檢測需要的主要部件矩陣相機和線激光源，將矩陣相機和線激光源放在傳感柜里主要是對感器柜要求嚴格的密封，并要求內(nèi)置有專門的風冷、水冷循環(huán)系統(tǒng)。而在矩陣相機和線激光源正下方有一個窗板，它的關閉和開啟是可控的，從而在必要時候控制線激光的射出。激光多普勒測速儀安裝在傳感器柜正前方的懸臂梁支架上，其核心單元也是固定在一個嚴格密閉的鋁合金柜中，且內(nèi)部有專門的風冷和水冷循環(huán)通道。目的是為了避免溫度、灰塵和水蒸氣等外界因素所引起不必要的檢

52、測誤差。</p><p>　　然而激光傳感器因圖2-1-1位置角度關系無法表示出來，故而采用pro/E三維軟件進行仿真得到圖2-1-2。</p><p>　　圖2-1-2 中厚板長度檢測系統(tǒng)局部三維示意圖</p><p>　　其所處檢測環(huán)境為溫度℃，無冷卻水，有灰塵，無水蒸氣，有噪聲，無噴灑水。</p><p>　　通過上述描述和對市面上

53、已有的中厚板板形儀結構框架分析，經(jīng)三維模擬得到以下結構圖2-1-3。與傳統(tǒng)中厚板板形儀檢測系統(tǒng)相比。在輥道部位有一軌道，上有若干個（依檢測鋼板型號不同而采用恰當數(shù)量）激光傳感器，由圖中紅色部位表示，軌道一側有刻度尺可調(diào)節(jié)激光傳感器的間距。其他功能結構均和原來相似。</p><p>　　圖2-1-3 中厚板長度檢測系統(tǒng)整體框架三維圖</p><p>　　根據(jù)所選擇的研究課題，需要的儀器有

54、激光傳感器和多普勒激光測速儀。激光測速儀可選型號及相關參數(shù)有：</p><p>　　表2-1 激光測速儀型號選擇</p><p>　　從中我們選擇BETA LaserMIKE公司的型號LS9000-315X的激光測速儀，它的安裝高度為，測量景深為，測量精度，重復精度，且可以測量正反方向，及0 速度，能自動識別板帶的頭尾，能自動對上一測量結果清零，標準的信號輸出包括;差動脈沖輸出，RS2

55、32，RS422，以太網(wǎng)，模擬量輸出，速度測量范圍為米/分鐘 到米/分鐘；長度測量范圍為米。以上性能的參數(shù)非常的符合整個板形儀檢測系統(tǒng)要求，為帶鋼輪廓檢測的準確性提供了可靠的保證。</p><p>　　2.2 冷軋中厚板輪廓檢測儀各個子系統(tǒng)的功能</p><p>　　冷軋中厚板輪廓檢測系統(tǒng)是一個龐大而復雜的系統(tǒng)，整個系統(tǒng)按其功能可分為五大子系統(tǒng)模塊。從功能上講，各子系統(tǒng)能獨立地執(zhí)行特定

56、功能，這種依據(jù)所執(zhí)行功能對系統(tǒng)進行劃分方式不僅使輪廓檢測儀整個系統(tǒng)的層次結構更加清晰，而且還給系統(tǒng)的維護和管理帶來了極大的便利。下面將介紹這五大子系統(tǒng)及它們的功能。</p><p>　　人機交互式上位機子系統(tǒng) 人機交互式上位機子系統(tǒng)本質上是輪廓檢測結果顯示和用戶操控的人機交互式應用程序。該應用程序是基于Labview開發(fā)環(huán)境開發(fā)的適用于Windows操作系統(tǒng)的人機交互輪廓顯示和操作界面，由于可以安裝在任何一臺

57、含有Windows操作系統(tǒng)的計算機上，所以具有很強的移植性和兼容性。作為上位機人機交互式輪廓顯示和操作軟件，它的使用對象是冷軋中厚板生產(chǎn)線上的管理人員，所以其應具備操作簡單和功能完備等特點。針對所設計的基于圖像處理的中厚板板形檢測儀的實際情況，提出了人機交互式上位機子系統(tǒng)應具備如圖2-4所示的功能。</p><p>　　圖2-2-1 人機交互式上位機子系統(tǒng)功能圖</p><p>　　前

58、端工控機子系統(tǒng) 前端工控機子系統(tǒng)是連接輪廓檢測儀中其他四大子系統(tǒng)的紐帶，其在整個輪廓檢測系統(tǒng)中發(fā)揮著極其重要的作用。與人機交互式上位機子系統(tǒng)類似，前端工控機子系統(tǒng)也是依附于計算機的子系統(tǒng)。由于前端工控機計算機所需處理的數(shù)據(jù)量很大，并且要求滿足實時性和多任務的檢測要求。所以它的配置要求較高。其具備很強的數(shù)據(jù)處理能力；在可靠性方面其具有很強的抗干擾能力，所以也非常適用于這種振動、現(xiàn)場環(huán)境惡劣的工況。前端工控機子系統(tǒng)的核心單元是基于Lab

59、view開發(fā)的一套數(shù)據(jù)處理軟件，該軟件支持Windows操作系統(tǒng)，故在操作和維護方面給用戶帶來了極大的便利。前端工控機子系統(tǒng)所包含的主要功能如圖2-2-2所示</p><p>　　圖2-2-2 前端工控子系統(tǒng)功能圖</p><p>　　激光多普勒速度和長度測量子系統(tǒng) 激光多普勒速度和長度測量子系統(tǒng)的主要功能是測量冷軋中厚板在輥道上的輸送速度和其長度信息。由于冷軋中厚板在輥道上的輸送

60、速度是輪廓檢測過程中一個非常關鍵的數(shù)據(jù)，因此對速度的測量精度直接關系到輪廓檢測的準確程度。為了提高對帶鋼速度的檢測精度，同時也是為了提高帶鋼輪廓檢測的準確性，在該輪廓檢測儀中采用激光多普勒測速儀來測量帶鋼的速度。</p><p>　　現(xiàn)場工況及運行狀況實時監(jiān)控子系統(tǒng) 現(xiàn)場工況及運行狀況實時監(jiān)控子系統(tǒng)作用是確保冷軋中厚板輪廓檢測系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和可靠運行的關鍵。通過傳感器對環(huán)境溫度、濕度、壓力、噪聲、振動等信號進

61、行采集輸送到前端工控機中進行處理，經(jīng)處理后產(chǎn)生的控制信號去控制相關的執(zhí)行機構，如水冷循環(huán)系統(tǒng)、風冷循環(huán)系統(tǒng)等等，以確保板形儀檢測系統(tǒng)處于最佳的檢測狀態(tài)。在現(xiàn)場工況及運行狀況實時監(jiān)控子系統(tǒng)中，溫度傳感器主要用于檢測傳感器柜、多普勒測速儀和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的溫度信號，這是由于相機、線激光器和多普勒測速儀等對溫度非常敏感，其性能受溫度的影響比較大的原因?，F(xiàn)場工況及運行狀況實時監(jiān)控子系統(tǒng)是輪廓儀檢測系統(tǒng)錯誤日志記錄和報警的信息源，系統(tǒng)錯誤日志記

62、錄和報警對系統(tǒng)的日常管理和維護有著重要的指導意義。</p><p>　　圖像采集子系統(tǒng) 圖像采集子系統(tǒng)作為中厚板板形儀檢測系統(tǒng)最重要的一個子系統(tǒng)，主要負責采集入射在中厚板表面上線激光的圖像信息，然后對采集到的圖像進行預處理，再將預處理后的結果傳輸?shù)较鄼C工控機中。如圖2-2-3所示</p><p>　　圖2-2-3 圖像采集子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖</p><p>　

63、　面陣CMOS相機內(nèi)裝圖像傳感器，能將接受到的光信號轉化成模擬電信號，相機內(nèi)部有專門的信號處理電路能將模擬圖像信號轉化為數(shù)字圖像信號。利用Camera Link接口將處理后數(shù)字圖像信息傳輸給基于CPCI接口的圖像采集卡中，圖像采集卡內(nèi)置有圖像預處理算法，算法的主要目的是為了消除圖像中的噪聲，突顯圖像中的有用信息，此外圖像預處理算法的作用還在于減小圖像的數(shù)據(jù)量，以提高相機的圖像采集速率。圖像采集卡再將預處理后圖像信息通過CPCI接口傳輸給

64、相機工控機進行進一步的處理。</p><p>　　圖像采集卡可以調(diào)節(jié)相機的縱向橫向分辨率拍攝重點區(qū)域，提高采樣幀數(shù)，還可以調(diào)節(jié)相機曝光時間和采樣周期來提高對比度，從而使拍攝的照片達到預期效果。</p><p>　　2.3 結構的受力分析</p><p>　　由于輥道寬度大，導致上方中厚板板形儀檢測系統(tǒng)整體結構跨度也較大，故而還需考慮材料的受力分析是否滿足要求。&

65、lt;/p><p>　　在跨橋面主要有橫梁和鋼板組成，所以它主要承受的載荷均由橫梁承擔。因此我們只需要計算橫梁的彎曲正應力是否滿足條件。此時滿足彎曲正應力強度條件的梁，一般都能滿足切應力的強度條件。因為跨度較大，所以這里我們采用熱軋工字鋼作為橫梁。</p><p>　　圖2-3-1橫梁和鋼板位置圖</p><p>　　假定跨橋面上載荷分布均勻，材料的許用應力，。橫梁長度

66、。工字鋼型號為，用根。上鋪鋼板尺寸規(guī)格為。鋼板約重，控制柜，人數(shù)限制人，共重，查表得該不等邊角鋼理論重量，故而總計重量。</p><p><b>　　所以可知載荷。</b></p><p><b>　　查表得其。</b></p><p>　　圖2-3-2受力分析圖</p><p>　　如圖所示為受力

67、分析圖，所以我們得到</p><p>　　因此有 。</p><p>　　綜上所述，設計的結構經(jīng)受力分析滿足條件。</p><p>　　我們知道，彎曲正應力是控制梁強度的主要因素。所以彎曲正應力的強度條件</p><p><b>　?。?-3-1）</b></p><p>　　往

68、往是設計梁的主要依據(jù)。從這個條件看，要提高梁的承載能力，應從兩方面考慮：一方面是改善梁的受力情況，以降低的值；另一方面則是采用合理的截面形狀，用以提高的值，使材料得到充分利用。</p><p>　　首先，應把梁的支座設置在合適的位置，以盡量減少梁內(nèi)的最大彎矩，相對地說，也就是提高了梁的強度。如圖2-2-3a所示均布載荷作用下的簡單梁為例，</p><p>　　圖2-3-3受力分析圖<

69、/p><p>　　若將兩端支座各向里移動（如圖2-3-3b），則最大彎矩減小為</p><p>　　只及前者的。也就是說按圖2-2-3b布置支座，承載能力即可提高4倍。這里我根據(jù)實際情況，設計將兩端支座各向里移動。經(jīng)計算即便如此也可以大幅提高承載能力。</p><p>　　其次我們可以選擇梁截面的合理形狀。彎曲正應力的強度條件可改寫成</p><p&

70、gt;<b>　　（2-3-2）</b></p><p>　　顯而易見，梁可能承受的與抗彎截面系數(shù)成正比，越大越有利?？勺鰴M梁的鋼材主要有角鋼（熱軋等邊角鋼、熱軋不等邊角鋼），熱軋槽鋼和工字鋼。經(jīng)比較選擇工字鋼較為合適。這里我用Pro/E進行簡單的三維結構模擬。如圖2-2-3所示</p><p>　　圖2-3-3龍門式橫梁支架圖</p><p>

71、;　　上文我們提到整個檢測系統(tǒng)是固定在橫跨輥道的龍門橫梁支架上的，由于輥道的寬帶非常大。因此輥道的結構強度和受力情況也需要分析計算。但若是深入的對輥道的結構進行設計分析研究，這將偏離本論文研究的主要目的及意義。所以我將簡單的對輥道結構進行描述且采用以往設計成熟的輥道結構。</p><p>　　輥道主要有工作輥道，受料輥道，運輸輥道，特殊用途輥道，收集輥道等類型。這里需要的類型是運輸輥道。</p>&

72、lt;p>　　輥道的傳動方式分集體傳動、單獨傳動和不傳動而空轉的三種。前兩種應用較廣，尤其是單獨傳動方式發(fā)展較快。而不傳動的空轉輥道應用較少，如重力輥道，或在長軋件的運輸輥道輥子中間間隔放置空轉輥子，僅起支承作用。這里我們主要選用的是單獨傳動輥道。</p><p>　　單獨傳動輥道，這種傳動方式具有以下特點：</p><p>　　飛輪矩小，啟動和制動容易。</p>&l

73、t;p>　　可單獨快速換輥，維修方便，而不影響生產(chǎn)。</p><p><b>　　輥子高度易于調(diào)整。</b></p><p>　　結構簡單、重量小和易于加工。</p><p>　　易于實現(xiàn)標準化；輥子、支座、減速器、聯(lián)軸器和電動機均可標準化。實現(xiàn)生產(chǎn)專業(yè)化。</p><p>　　單獨傳動輥道相比集體傳動輥道更適于運

74、送較長的軋件，軋件的重量分配在許多棍子上，此時集體傳動能充分利用電機功率的優(yōu)越性已不存在了。單獨傳動輥道的優(yōu)點完全勝過因其電力傳動部分造價高的缺點，所以是有發(fā)展前途的方案，一般約占全車間輥道數(shù)量的以上，隨著生產(chǎn)的發(fā)展所占比重將逐漸增長。</p><p>　　該輥道主要有支座，外徑壁厚的熱軋無縫鋼管，軸，型號為的角接觸球軸承，型號為的平鍵，型凸緣聯(lián)軸器，型減速電機以及若干螺母和螺栓等零部件組成。</p>

75、<p>　　單個輥子詳細裝配圖及零件圖見圖紙。</p><p>　　2.4 儀器的安裝定位</p><p>　　圖2-4-1儀器安裝位置分布圖</p><p>　　如圖2-4-1所示為所選多普勒測速儀和激光傳感器位置安裝分布圖。多普勒激光測速儀安裝在傳感器柜右側前方的懸臂梁支架上如圖中的網(wǎng)格陰影部分表示。激光傳感器如圖所示安裝在底座。激光傳感器可根據(jù)

76、鋼板尺寸型號不同進行位置上的調(diào)節(jié)。相應的尺寸如圖所示。</p><p>　　如圖2-4-2所示為激光傳感器位置詳細圖</p><p>　　圖2-4-2激光傳感器詳細安裝位置圖</p><p>　　2.5 長度檢測原理和方案</p><p>　　軋制鋼板單一緯度長度測量是通過多普勒激光測速裝置得到的，依據(jù)一段時間內(nèi)測量的速度來計算鋼板長度信息

77、。其計算公式如下：</p><p>　　鋼板的長度 (2-5-1)</p><p>　　其中 為第次測量速度的時間間隔，為平均速度。</p><p><b>　　具體測量原理如下：</b></p><p>　　表2-5-1 鋼板參數(shù)表</p><p>　

78、　表2-5-2輥道傳送情況表</p><p>　　因此可知檢測時間由表可知由于鋼板寬度跨度較大，在實際測量中選擇合適的寬度假設為。</p><p>　　在指定位置安裝多臺激光傳感器，根據(jù)鋼板寬度和傳感器尺寸大小調(diào)節(jié)傳感器間距，最后選擇安裝臺。如圖2-3所示。激光傳感器的位置是可調(diào)節(jié)的,陰影部分是刻度尺,根據(jù)鋼板寬度選擇激光傳感器數(shù)量并調(diào)節(jié)激光傳感器的間距。網(wǎng)格部分表示的是要測的不規(guī)則中厚板

79、。為便于測量所以開始時“右對齊”。圖中一般輥道（輥子）之間距離是，其中當有激光傳感器時，為了安置傳感器，使距離為。由于所測中厚板一般長度較大（大于等于），因此中厚板能在輥道上平穩(wěn)傳動（滿足中厚板下始終有個及以上輥子的條件）不受影響。</p><p>　　圖2-5-1 激光傳感器安裝位置局布圖</p><p>　　該長度檢測系統(tǒng)具體的檢測方案是：由于中厚板首尾不平整，當其上方有通過中厚板時，

80、只要其中任意一臺激光傳感器檢測到有中厚板時，觸發(fā)多普勒激光測速儀工作對其進行速度測量，同時臺傳感器同時工作，傳感器工作情況為：檢測到中厚板時記為“”，未檢測到時記為“”。每一次數(shù)據(jù)將傳送個，激光傳感器每秒檢測并記錄一次并上傳。根據(jù)總計檢測時間來算，總共需上傳組數(shù)據(jù),即組成一張的數(shù)據(jù)表格。多普勒測速儀工作情況：任意一臺激光傳感器檢測到有中厚板時，觸發(fā)多普勒激光測速儀工作，同理在檢測時間，測速儀每秒檢測并記錄一次并上傳，也將上傳組數(shù)據(jù)。最后

81、可以用Matlab軟件來進行數(shù)據(jù)處理和圖像分析。但由于實驗條件所限，我們主要使用Labview軟件對它的過程進行虛擬運行并用來驗證。</p><p>　　對方案的可行性分析：該方案主要依靠的是一個多普勒測速原理。現(xiàn)有的技術手段完全能夠保證方案的順利實施，并且目前冷軋鋼板工業(yè)上運用該技術也比較成熟，不存在知識障礙。這對我考量的也是一個基礎性的專業(yè)知識及簡單深入的知識。相信在老師的指導幫助和自身不斷努力進取下能夠在規(guī)

82、定時間內(nèi)完成該畢業(yè)設計。</p><p>　　由圖2-5-2所示可以形象地表達具體長度檢測的原理及具體的方案。</p><p>　　圖2-5-2 長度檢測系統(tǒng)流程圖</p><p>　　第3章 系統(tǒng)組成和多普勒激光測速儀</p><p>　　3.1 長度檢測系統(tǒng)的組成</p><p>　　本論文主要研究鋼板通過

83、檢測裝置(板型儀)時測出其長度和輸送速度信息。由于鋼板在輥道上的輸送速度是輪廓檢測過程中一個非常關鍵的數(shù)據(jù)。其測量精度甚至直接關系到輪廓檢測的準確性。這里我們采用一種非接觸性激光測速裝置。</p><p>　　在帶鋼軋制生產(chǎn)線上，傳統(tǒng)的測速方法是采用速度編碼器測量輥筒的轉速，然后間接計算出帶鋼在輥道上的運行速度，這是一種接觸式速度測量方法，其存在嚴重的摩擦現(xiàn)象，此外，由于輥筒與帶鋼并不一種絕對無相對滑動的運動，所

84、以采用這種方法測量出來的速度存在很大的誤差。</p><p>　　激光多普勒測速儀是一種非接觸式激光測速裝置，由于其是非接觸式的測量方式，所以在檢測過程中不會對鋼板的表面產(chǎn)生劃傷，也不會因為機械摩擦或者碰撞損壞測速裝置，同時檢測精度也大大提高了。因此與速度編碼器測速相比，其有著無可比擬的優(yōu)勢。</p><p>　　該測長系統(tǒng)還需要激光傳感器用來識別是否有鋼板從輥道上經(jīng)過。激光傳感器是利用激

85、光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。</p><p>　　3.2 多普勒激光測速儀及測量原理</p><p>　　輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化。在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高 (藍移 (blue shift))。在

86、運動的波源后面，產(chǎn)生相反的效應。波長變得較長，頻率變得較低 (紅移 (red shift))。波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應越大。根據(jù)光波紅 / 藍移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。恒星光譜線的位移顯示恒星循著觀測方向運動的速度。除非波源的速度非常接近光速，否則多普勒位移的程度一般都很小。所有波動現(xiàn)象 (包括光波) 都存在多普勒效應[11]。</p><p>　　目前多普勒效應的主要應用有：</

87、p><p>　　Baby Fun多普勒胎音儀</p><p><b>　　它的主要特點有：</b></p><p>　?、?采用超聲多普勒技術，劑量低，無輻射，真健康；</p><p>　　② 家用型產(chǎn)品，探頭和主機為一體式微型設計，輕便、靈巧、美觀時尚，隨時隨地都可監(jiān)聽；</p><p>　?、?特

88、選優(yōu)質立體聲耳機，音質清晰，音量大小可調(diào)；</p><p>　?、?高精度LCD液晶屏幕顯示胎心率值；</p><p>　?、?胎心音異常報警，安全、可靠；</p><p>　　⑥ 采用兩節(jié)7號堿性電池供電，可連續(xù)工作8小時以上；</p><p>　?、?獨特的雙耳機插孔配置，使得準爸爸、準媽媽可以共同聆聽胎心音；</p>&l

89、t;p>　?、?具有音頻輸出功能，在監(jiān)聽胎心音的同時可接駁MP3/MP4、電腦等錄音設備，把寶寶的胎心音刻錄成光盤作為寶寶成長的紀念；</p><p>　　⑨ 胎心儀重量僅為約56克（包括電池），體型跟普通手機大小一樣，方便隨身攜帶。 </p><p><b>　　多普勒彩超</b></p><p>　　聲波的多普勒效應也可以用于醫(yī)學的診

90、斷，也就是我們平常說的彩超。彩超簡單的說就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒，首先說說超聲頻移診斷法，即D超，此法應用多普勒效應原理，當聲源與接收體（即探頭和反射體）之間有相對運動時，回聲的頻率有所改變，此種頻率的變化稱之為頻移，D超包括脈沖多普勒、連續(xù)多普勒和彩色多普勒血流圖像。</p><p>　　彩色多普勒超聲一般是用自相關技術進行多普勒信號處理，把自相關技術獲得的血流信號經(jīng)彩色編碼后實時地疊加在二維圖像

91、上，即形成彩色多普勒超聲血流圖像。由此可見，彩色多普勒超聲（即彩超）既具有二維超聲結構圖像的優(yōu)點，又同時提供了血流動力學的豐富信息，實際應用受到了廣泛的重視和歡迎，在臨床上被譽為“非創(chuàng)傷性血管造影”。</p><p><b>　　激光多普勒測速儀</b></p><p>　　激光多普勒測速儀測量通過激光探頭的示蹤粒子的多普勒信號，再根據(jù)速度與多普勒頻率的關系得到速度。

92、由于是激光測量，對于流場沒有干擾，測速范圍寬，而且由于多普勒頻率與速度是線性關系，和該點的溫度，壓力沒有關系，是目前世界上速度測量精度最高的儀器。這里我們將主要用到這一應用。</p><p>　　激光多普勒測速儀(Laser Doppler Anemometry, LDA)是測量通過激光探頭的示蹤粒子的多普勒信號，再根據(jù)速度與多普勒頻率的關系得到速度。由于是激光測量，對于流場沒有干擾，測速范圍寬，而且由于多普勒頻

93、率與速度是線性關系，和該點的溫度，壓力沒有關系，是目前世界上速度測量精度最高的儀器。</p><p>　　激光多普勒測速儀是利用一種特殊形式的雙束激光干涉技術來測量物體的運動速度，激光測速的原理大致是這樣：激光束射向流動著的粒子，粒子發(fā)出的散射光的頻率改變了，通過光電裝置測出頻率的變化，就測得了粒子的速度，也就是流動的速度。激光測速的最主要的優(yōu)點是對流動沒有任何擾動，測量的精度高。以下是對多普勒測量原理的具體描述

94、，如圖3-2所示，</p><p>　　圖3-2 激光多普勒測速儀測量原理</p><p>　　由圖可知，兩條激光束以一定的傾角射到被測物體的表面，由于這兩束激光具有同樣的波長，因此當它們照在被測物體表面的同一處時就會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在干涉區(qū)域就會產(chǎn)生明暗相間的條紋，然后利用光電傳感器測量出干涉區(qū)域的明暗條紋的光強信號。當被測物體處于運動狀態(tài)時根據(jù)相對運動的原理，干涉區(qū)域的明暗條紋相對被測物

95、體以相反的速度在運動，測量出的明暗條紋的光強信號也是周期性變化的，通過相關的處理可以計算出相鄰兩條亮條紋變化的時間t。兩束激光干涉相鄰亮條紋之間的距離滿足以下關系</p><p><b>　　(3-2-1)</b></p><p>　　這樣可以通過以下公式計算出被測物體運動的速度</p><p><b>　　(3-2-2)</b

96、></p><p>　　計算出了物體的瞬時運動速度就可以通過積分的方式計算出物體的長度，計算公式如下：</p><p><b>　　(3-2-3)</b></p><p>　　關于多普勒測速儀的相關性能參數(shù)上文已經(jīng)有介紹，這里不再重復。</p><p>　　激光多普勒測速技術是伴隨著激光器的誕生而產(chǎn)生的一種新的測量

97、技術, 它是利用激光的多普勒效應來對流體或固體速度進行測量的一種技術, 廣泛應用于軍事、航空、航天、機械、能源、冶金、水利。鋼鐵、計量、醫(yī)學、環(huán)保等領域。</p><p>　　3.3 鋼板長度測量過程中需要探討的問題</p><p>　　本論文研究背景是針對軋鋼生產(chǎn)線中為了精確測量鋼板輸送速度和長度而進行的。在測量過程中，如果能精確測量鋼板輸送速度，就可以即時計算出鋼板的長度。因為測速

98、裝置的精確性，這樣可以減少廢品率，節(jié)約原材料和能源，同時誤差也很小，為后續(xù)測量提供精度保證。當然我們在長度測量過程中不可避免地會遇到一些影響測量結果或者阻攔測量系統(tǒng)運行的各類問題。以下是遇到的問題和對應解決之道。</p><p>　　鋼板在輥道上輸送是有抖動的，因此存在左右方向和縱向上的速度。而多普勒測速儀測得的速度實際上是一個合成后的速度。所以準確地講我們用多普勒測速儀測得的是一條近似于直線的曲線上的速度而不是

99、真正的直線。這里我們考慮輥道輥身的材料具有一定防震的特性（目前市面上已經(jīng)有橡膠輸送輥道和為玻璃生產(chǎn)提供的退火窯輥道等，這些都可以一定程度上起到防震防抖動的作用），并且輸送速度是均勻平穩(wěn)恒定的。而且在輸送時均右對齊。所以我們認為此類因素對測量結果的影響甚小，所以可以忽略。</p><p>　　軋制鋼板本身并非是平直的，由于軋制工藝問題，鋼板可能有彎曲現(xiàn)象存在，如圖3-3所示</p><p>

100、　　圖3-3 軋制鋼板示意圖</p><p>　　由圖可知，鋼板是翹曲的，且鋼板的絕對長度就是圖示鋼板翹曲曲線的長度。正對這類問題，我們用數(shù)學積分的思想來解決。在每秒的時間間隔內(nèi)測量速度并記錄一次。由前文可知，鋼板的長度控制在左右，輸送速度。因為時間間隔很小，在測量時間內(nèi)共可記錄次。通過計算每一小段長度再依次累加，就可以得鋼板翹曲曲線長度即鋼板的絕對長度。</p><p>　　由于多普勒測

101、速儀安裝位置和激光傳感器安裝位置關系，對于長度的測量存在時間差，可能對整體長度測量結果存在影響。這里我們認為首先保證輸送速度平穩(wěn)且恒定。這樣對多普勒測速儀測得的數(shù)據(jù)波動較小。產(chǎn)生的誤差也在可接受范圍之內(nèi)。</p><p>　　由于在測量過程中計算機程序也是在運行的，這勢必需要一定的時間。但鋼板的測量是大量的。所以我們需要保證鋼板測量的持續(xù)性。對于這個問題我們可以從調(diào)整輸送過程中鋼板之間的距離。但需要注意的是在保證

102、計算機程序運行順暢的同時，還應該保證鋼板輸送效率也達到最佳狀態(tài)。</p><p>　　第4章 基于Labview的長度檢測系統(tǒng)的設計</p><p>　　Labview（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是Labview與其他計

103、算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而Labview使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。</p><p>　　與 C 和BASIC 一樣，Labview也是通用的編程系統(tǒng)，有一個完成任何編程任務的龐大函數(shù)庫。Labview的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲等。Labview也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設置斷點、以動畫方式顯示數(shù)

104、據(jù)及其子程序的結果、單步執(zhí)行等便于程序的調(diào)試。 </p><p>　　Labview是一種用圖標代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而Labview則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。VI指虛擬儀器，是Labview的程序模塊。</p><p>　　4.1 Labview程序圖主界面

105、的設計</p><p>　　Labview是圖形化編程的工業(yè)生產(chǎn)和實驗中非常普及的仿真軟件。如圖4-1就是Labview的軟件界面。打開軟件后先新建文件，然后可以用工具建立一個文件，包含初始數(shù)據(jù)圖像和目標數(shù)據(jù)的圖像。由于初始數(shù)據(jù)和目標數(shù)據(jù)之間處在一一對應的關系，因此中間需要橋梁：函數(shù)。</p><p>　　圖4-1 Labview軟件界面圖</p><p>　　根

106、據(jù)需要創(chuàng)建一個空白VI文件，在前面板設計表格和波形圖。</p><p>　　4.2 速度測量程序框圖和前面板的設計</p><p>　　我們用多普勒測速儀來測得鋼板的輸送速度。由前文可知，鋼板的長度控制在左右，輸送速度。因為時間間隔很小，在測量時間內(nèi)共可記錄次。所以我們需要設計一個程序用來得到一段時間內(nèi)輸送速度平均值和方差（反映速度波動情況）。并通過觀察速度圖像可直觀了解情況。以下是我

107、根據(jù)所需要掌握的數(shù)據(jù)情況設計的前面板。如圖4-2-1所示。</p><p>　　圖4-2-1 速度分析前面板圖</p><p>　　如圖所示設計有“速度—時間間隔次數(shù)”圖像，速度記錄表格和數(shù)據(jù)分析值：平均值與方差。</p><p>　　根據(jù)“通過模擬信號的建立，在進行數(shù)據(jù)采樣壓縮。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理”步驟創(chuàng)建中厚板板形儀長度檢測系統(tǒng)的設計速度分析程序框圖。如圖4

108、-2-2所示。</p><p>　　圖4-2-2 速度分析程序框圖</p><p>　　4.3 長度測量程序框圖和前面板的設計</p><p>　　對中厚板的長度測量分析是本課題研究的核心內(nèi)容。這里我運用labview軟件對長度測量進行虛擬運行。因需要將設計得到如圖4-3-1所示的前面板</p><p>　　圖4-3-1 長度分析前面板