基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪及其测厚方法

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2024-03-12 17:05:14

权利要求书： 1.一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，其特征在于，所述测厚仪包括：测量架，所述测量架具有至少两个相对方向开放的测量腔，用于可活动的放入被测物体；

第一激光器，所述第一激光器设置在测量架上且位于被测物体上方，用于测量被测物体上端与测量架之间的距离；

第二激光器，所述第二激光器设置在测量架上且位于被测物体下方，用于测量被测物体下端与测量架之间的距离；

第一滚轴，所述第一滚轴设置在测量架上且分布在第一激光器两侧，用于可滚动的抵触被测物体的上端；

第二滚轴，所述第二滚轴可伸缩的设置在测量架上且分布在第二激光器两侧，用于可滚动的抵触被测物体的下端。

2.根据权利要求1所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，其特征在于：所述测量架上设置有弹性件，第一滚轴连接在弹性件上，进行形成相对测量架的可伸缩装配。

3.根据权利要求1所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，其特征在于：第二滚轴连接在弹性件上，能够进行主动转动以带动被测物体向前移动，以及活动定位被测物体的下端。

4.根据权利要求3所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，其特征在于：所述第一滚轴为无动力滚轴，能够跟随被测物体移动而转动以定位被测物体的上端。

5.根据权利要求1所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，其特征在于：第一滚轴、第二滚轴均至少设置有两个。

6.根据权利要求1所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，其特征在于：所述第二激光器位于所述第一激光器的正下方。

7.一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法，包括如权利要求1?6任一所述的测厚仪，其特征在于，包括如下步骤：S1、定位被测物体下端；将被测物体放入测量腔中，使其自由落到第一滚轴上，保持稳定；

S2、定位被测物体上端；调整测量架，使第二滚轴逐渐靠近被测物体直至贴合在被测物体的上端，此时测量腔a的高度去掉第一激光器2、第二激光器3本身的高度，得到测量腔a的测量高度L1；

S3、测量前处理：打开测量仪，进行测量前校准和设置，并根据被测物体的尺寸和形状，选择合适的测量范围和激光功率；

S4、测量数据：第一滚轮转动带动被测物体向前移动，第一激光器测量被测物体上端与测量架之间的距离，记为L2；第二激光器同步测量被测物体下端与测量架之间的距离，记为L3；将测量腔的高度L1去掉被测物体上端与测量架之间的距离L2和被测物体下端与测量架之间的距离L3，得到被测物体的厚度，记为L；多次测量，记录测量数据；

S5、数据处理：测量完成后，对于测量数据进行取平均值处理；以及绘制测量数据线条予以展示，观察线条波动以分析被测物体的平整度；

S6、测量结束后，关闭测量仪器，注意清洁和保养。

8.一种服务器，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求7所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法。

9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述处理器采用高斯滤波对测量得到的数据进行分析前平滑预处理。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由服务器的处理器执行时，使得服务器能够执行如权利要求7所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法。

说明书：一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪及其测厚方法技术领域[0001] 本发明涉及测厚仪测厚技术领域，具体涉及一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪及其测厚方法。背景技术[0002] 在轧钢行业的项目应用中，一般使用射线测厚仪测量金属板材、钢卷等产品的厚度。现有技术中测厚仪的使用种类相对较多，主要包括β射线测厚仪、X射线测厚仪、超声波测厚仪等。[0003] 但是这些测厚仪在实际使用过程中，存在以下缺点：[0004] 1、射线测厚仪是一种近距离测量方式，使用时需要人工将探头放置在被测材料上，接触测量容易产生接触损伤；并且射线测厚仪需要使用放射性同位素，而放射性同位素会产生放射性废料，因此在使用过程中容易存在辐射安全和环保处理问题；[0005] 2、现有技术中对于被测物体无定位结构，测厚过程中被测物体容易晃动、摆动、甚至掉落，影响测量的可靠性。发明内容[0006] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪及其测厚方法，用于解决现有技术中采用射线测厚仪测量的方式存在接触测量损伤和安全环保问题，以及现有技术中被测物体无定位结构，影响测量的可靠性的问题。[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，所述测厚仪包括：[0008] 测量架，所述测量架具有至少两个相对方向开放的测量腔，用于可活动的放入被测物体；[0009] 第一激光器，所述第一激光器设置在测量架上且位于被测物体上方，用于测量被测物体上端与测量架之间的距离；[0010] 第二激光器，所述第二激光器设置在测量架上且位于被测物体下方，用于测量被测物体下端与测量架之间的距离；[0011] 第一滚轴，所述第一滚轴设置在测量架上且分布在第一激光器两侧，用于可滚动的抵触被测物体的上端；[0012] 第二滚轴，所述第二滚轴可伸缩的设置在测量架上且分布在第二激光器两侧，用于可滚动的抵触被测物体的下端。[0013] 于本发明的一实施例中，所述测量架上设置有弹性件，第一滚轴连接在弹性件上，进行形成相对测量架的可伸缩装配。[0014] 于本发明的一实施例中，第二滚轴连接在弹性件上，能够进行主动转动以带动被测物体向前移动，以及活动定位被测物体的下端。[0015] 于本发明的一实施例中，所述第一滚轴为无动力滚轴，能够跟随被测物体移动而转动以定位被测物体的上端。[0016] 于本发明的一实施例中，第一滚轴、第二滚轴均至少设置有两个。[0017] 于本发明的一实施例中，所述第二激光器位于所述第一激光器的正下方。[0018] 本发明提供一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法，包括所述的测厚仪，包括如下步骤：[0019] S1、定位被测物体下端；将被测物体放入测量腔中，使其自由落到第一滚轴上，保持稳定；[0020] S2、定位被测物体上端；调整测量架，使第二滚轴逐渐靠近被测物体直至贴合在被测物体的上端，此时测量腔a的高度去掉第一激光器2、第二激光器3本身的高度，得到测量腔a的测量高度L1；[0021] S3、测量前处理：打开测量仪，进行测量前校准和设置，并根据被测物体的尺寸和形状，选择合适的测量范围和激光功率；[0022] S4、测量数据：第一滚轮转动带动被测物体向前移动，第一激光器测量被测物体上端与测量架之间的距离，记为L2；第二激光器同步测量被测物体下端与测量架之间的距离，记为L3；将测量腔的高度L1去掉被测物体上端与测量架之间的距离L2和被测物体下端与测量架之间的距离L3，得到被测物体的厚度，记为L；多次测量，记录测量数据；[0023] S5、数据处理：测量完成后，对于测量数据进行取平均值处理；以及绘制测量数据线条予以展示，观察线条波动以分析被测物体的平整度；[0024] S6、测量结束后，关闭测量仪器，注意清洁和保养。[0025] 本发明提供一种服务器，包括：[0026] 处理器；[0027] 用于存储所述处理器可执行指令的存储器；[0028] 其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现上述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法。[0029] 于本发明的一实施例中，所述处理器采用高斯滤波对测量得到的数据进行分析前平滑预处理。[0030] 本发明还提供一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由服务器的处理器执行时，使得服务器能够执行如权利要求7所述的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法。[0031] 如上所述，本发明的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪及其测厚方法，具有以下有益效果：[0032] 1、本发明采用两个激光器，同时照射被测物体相对侧的表面，并通过测量两个激光光束之间的距离差来获得被测物体厚度的仪器，相较于现有的射线测量方法，激光测厚是一种无损的可远离测量的方法，不会对被测物体造成损伤，从而保证了被测物体的完整性和安全性；[0033] 2、通过设置配合应用的第一滚轴和第二滚轴，能够对被测物体的上下端分别定位，避免被测物体在测量过程中晃动、摆动、甚至掉落，从而提高测量的可靠性；并且，第二滚轴还能够主动转动带动被测物体移动以实现双激光的持续测量，提高测量数据的精确度；[0034] 3、通过设置弹性件，第一滚轴通过弹性件能够形成相对测量架的可伸缩装配，当被测物体存在表面凹凸时，第一滚轴能够随被测物体表面的凹凸伸缩，保证被测物体顺利通过的同时又能够始终贴合在被测物体上端，保证被测物体持续定位的可靠性；[0035] 4、本发明通过设置双激光器以及配合双激光器应用的第一滚轴、第二滚轴，双激光器能够无损的可远离测量被测物体，保证了被测物体的完整性和测量的安全性；第一滚轴、第二滚轴能够可移动的定位被测物体，实现双激光器对于被测物体的持续性测量，整个测量过程人工干预极少，提高测量的精确度；并且能够避免工作人员接触高温、高压等危险，提高测量的安全性；整体设计合理，结构简单，具有精度高、稳定性好、适用范围广、可靠性高、自动化程度高、维护成本低等优点，可以满足轧钢等行业对测量精度、效率和安全性的使用要求。附图说明[0036] 图1显示为本发明公开的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪的结构示意图。[0037] 图2显示为本发明公开的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法的测量方案示意图。[0038] 图3显示为实施例2公开的多次测量得到被测物体的厚度变化曲线图。[0039] 元件标号说明[0040] 测量架1；底座11；顶座12；第一激光器2；第二激光器3；被测物体4；第一滚轴5；第二滚轴6；弹性件7；测量腔a。具体实施方式[0041] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。[0042] 请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。[0043] 实施例1[0044] 请参阅图1，本发明提供一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚仪，所述测厚仪包括测量架1、第一激光器2、第二激光器3，所述测量架1具有至少两个相对方向开放的测量腔a，用于可活动的放入被测物体4。[0045] 所述第一激光器2设置在测量架1上且位于被测物体4上方，用于测量被测物体4上端与测量架1之间的距离；所述第二激光器3设置在测量架1上且位于被测物体4下方，用于测量被测物体4下端与测量架1之间的距离；所述第二激光器3位于所述第一激光器2的正下方，能够测量被测物体4同一位置相对侧的表面，提高测量效果；本发明采用两个激光器，同时照射被测物体4相对侧的表面，并通过测量两个激光光束之间的距离差来获得被测物体4厚度的仪器，相较于现有的射线测量方法，激光测厚是一种无损的可远离测量的方法，不会对被测物体4造成损伤，从而保证了被测物体4的完整性和安全性。[0046] 所述测厚仪还包括第一滚轴5、第二滚轴6，所述第一滚轴5设置在测量架1上且分布在第一激光器2两侧，用于可滚动的抵触被测物体4的上端；所述第二滚轴6设置在测量架1上且分布在第二激光器3两侧，用于可滚动的抵触被测物体4的上端；通过设置配合应用的第一滚轴5和第二滚轴6，能够对被测物体4的上下端分别定位，避免被测物体4在测量过程中晃动、摆动、甚至掉落，从而提高测量的可靠性；所述第二滚轴6为动力滚轴，能够进行主动转动以带动被测物体4向前移动以实现双激光的持续测量，提高测量数据的精确度；第二滚轴6带动被测物体4移动的同时能够实现对于被测物体4下端的活动定位；所述第一滚轴5为无动力滚轴，能够跟随被测物体4移动而转动以定位被测物体4的上端；所述第一滚轴5、第二滚轴6均至少设置有两个，本实施例中，第一滚轴5设置有两个，第二滚轴6设置有两个，多个第一滚轴5、第二滚轴6能够提高对于被测物体4的定位效果；并且，所述测量架1上设置有弹性件7，包括弹性膜片、波纹管、弹簧管等，本实施例采用的弹性件7为弹簧管；第一滚轴

5通过弹性件7能够形成相对测量架1的可伸缩装配，当被测物体4存在表面凹凸时，第一滚轴5能够随被测物体4表面的凹凸伸缩，保证被测物体4顺利通过的同时又能够始终贴合在被测物体4上端，保证被测物体4持续定位的可靠性。

[0047] 所述测量架1包括底座11和顶座12，底座11是固定式的，顶座12是可活动的，具体的，顶座12连接在升降设备上，譬如液压设备、气缸设备等，通过升降设备驱动顶座12相对底座11活动实现测量架1的调整，以便应用。[0048] 实施例2[0049] 请参阅图2，基于上述实施例的基础上，本实施例提供一种基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法，包括所述的测厚仪，包括如下步骤：[0050] S1、定位被测物体4下端；将被测物体4放入测量腔a中，使其自由落到第一滚轴5上，保持稳定；[0051] S2、定位被测物体4上端；调整测量架1，使第二滚轴6逐渐靠近被测物体4直至贴合在被测物体4的上端，此时测量腔a的高度去掉第一激光器2、第二激光器3本身的高度，得到测量腔a的测量高度L1；[0052] S3、测量前处理：打开测量仪，进行测量前校准和设置，并根据被测物体4的尺寸和形状，选择合适的测量范围和激光功率；一般来说，测量范围越大，精度就越低，因此需要根据实际情况进行选择；[0053] S4、测量数据：第一滚轴5转动带动被测物体4向前移动，第一激光器2测量被测物体4上端与测量架1之间的距离，记为L2；第二激光器3同步测量被测物体4下端与测量架1之间的距离，记为L3；将测量腔a的测量高度L1去掉被测物体4上端与测量架1之间的距离L2和被测物体4下端与测量架1之间的距离L3，得到被测物体4的厚度，记为L；多次测量，记录测量数据；请参阅表1；[0054] 表1为测厚仪多次测量的记录数据[0055][0056] 表1[0057] 由上表可知，被测物体4的厚度L的10次测量经计算得到的数据分别为5mm、4.8mm、4.7mm、4.9mm、5.2mm、5.1mm、5.1mm、4.8mm、5mm、5.3mm，取平均值为4.99mm，则被测物体4L的厚度即为4.99mm；

[0058] S5、数据处理：测量完成后，对于测量数据进行取平均值处理；由于本方法是应用于轧钢行业的项目中，而在旋转的轧辊间改变钢锭、钢坯形状的压力加工过程叫轧钢，因此，轧钢项目包括对于钢锭、钢坯的粗加工，钢板存在不均匀的问题，本方法采用多次测量取平均值的方式能够利用被测物体4的整体特征，从而得到精确度最高的被测物体4的厚度数据；通过绘制测量数据线条予以展示，观察线条波动以分析被测物体4的平整度，进而更好地了解被测物体4的特性和性能，利于后续调整加工方案。[0059] 请参阅图3，由曲线图可知，被测物体4的厚度波动在?0.3mm?0.2mm，根据行业标准，请参阅表2；[0060] 表2为轧制薄钢板厚度允许偏差[0061][0062] 表2[0063] 由上表可知，本实施例得到的被测物体4的厚度L波动在允许范围内，因此判断轧钢产品合格，可直接用于后续加工使用；[0064] S6、测量结束后，关闭测量仪器，注意清洁和保养。[0065] 实施例3[0066] 本实施例提供一种服务器，包括处理器和用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器采用高斯滤波对测量得到的数据进行分析前平滑预处理，高斯滤波是一种线性平滑滤波，适用于消除高斯噪声，广泛应用于图像处理的减噪过程。通俗的讲，高斯滤波就是对整幅图像进行加权平均的过程，每一个像素点的值，都由其本身和邻域内的其他像素值经过加权平均后得到。高斯滤波的具体操作是：用一个模板扫描图像中的每一个像素，用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值去替代模板中心像素点的值；用于后期应用的数字图像，其噪声是最大的问题，因为误差会累计传递等原因，大多图像处理教材会在很早的时候介绍Gauss滤波器，用于得到信噪比SNR较高的图像(反应真实信号)。高斯平滑滤波器对于抑制服从正态分布的噪声非常有效。[0067] 所述处理器被配置为执行所述指令，以实现上述实施例中的基于双激光器的带有滚轴定位的测厚方法的步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。[0068] 实施例4[0069] 本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read?OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质，具体的，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时用于实现实施例3提供的一种服务器的控制方法的步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。[0070] 实施例5[0071] 本实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如实施例3提供的一种服务器的控制方法的步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。[0072] 综上所述，本发明通过设置双激光器以及配合双激光器应用的第一滚轴5、第二滚轴6，双激光器能够无损的可远离测量被测物体4，保证了被测物体4的完整性和测量的安全性；第一滚轴5、第二滚轴6能够可移动的定位被测物体4，实现双激光器对于被测物体4的持续性测量，整个测量过程人工干预极少，提高测量的精确度；并且能够避免工作人员接触高温、高压等危险，提高测量的安全性；整体设计合理，结构简单，具有精度高、稳定性好、适用范围广、可靠性高、自动化程度高、维护成本低等优点，可以满足轧钢等行业对测量精度、效率和安全性的使用要求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。[0073] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。