具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-8，本发明提供一种便携式轧辊辊形及辊温测量仪，包括固定架1，固定架1上可拆卸连接有标尺固定架2，标尺固定架2的两端对称可拆卸连接有标尺组件，每组标尺组件均滑动连接有一组高精度激光位移传感器7；固定架1上可拆卸连接有编码器组件13和红外测温传感器8，固定架1的一端可拆卸连接有大量程激光位移传感器14，大量程激光位移传感器14用于实时检测测量仪在轧辊20上的运动距离，固定架1对称轴接有若干组车轮组件，若干组车轮组件与轧辊20抵接；使用高精度激光位移传感器7替代了百分表机械测量，通过非接触式检测避免了振动并提升了精度，可以通过大量程激光位移传感器14、编码器和轴端定位条中的任意一种对轧辊20一侧的固定结构进行定位，确保每次测量的轴向起始位置均相同，提供了重复定位的条件；并使用红外温度传感器对辊身沿轴向各位置温度进行实时测量，引入辊形温度补偿；采用和差补偿方式布置非接触传感器对辊形进行检测，提高检测精度并避免了振动和操作过程带来的误差；可对轧辊20两端辊形进行检测。

本申请采用的测量原理为“直径差”测量原理与“和差补偿”测量原理。

便携式轧辊辊形与辊温测量仪所采用的“和差补偿”原理是利用一组传感器(将两组高精度激光位移传感器7分为传感器A和传感器B)分别安装在被测轧辊的同一轴向横截面的对径位置上，这组传感器采集获得很多轧辊直径变化数据，这些数据经WIFI或者Bluetooth传输到智能系统中进行数据处理以达到消除误差的目的。例如当测量仪测量架体出现某个方向的摆动时，其中一个传感器数值如果增加，那么另一个传感器的数值就会减少，该组传感器数据进行加和运算之后就排除了由于测量仪沿着轧辊径向摆动所带来的误差，测量精度由此也可得到大幅度提升。

辊形测量仪将测得的数据传输到专用电脑电器箱中进行数据分析计算获得轧辊辊形直径的测量值，与此同时温度测量传感器也将测得的轧辊表面的温度传输到电器箱中。辊形测量仪专用电脑电器箱可实现人机交互，操作人员通过电器箱调整参数进行电脑箱与测量设备之间的反向信号传输，使得可以人为控制测量仪沿轴向移动，编码器组件和大量程激光位移传感器(脉冲测长传感器)可以实现轴向测量点数的可选择性，而且保证测量仪轴向移动的高精度。

通过辊形与辊温测量仪端部轴端定位条进行轴端定位，使得测量仪从一侧向另一侧测量，测量移动方向为沿辊身从可进行轴端定位侧向另一侧，每隔特定的间距获取一组轧辊辊形与辊温测量数据，通过对单一轧辊进行多次重复测量以消除偶然误差，将所有测得的数据传输到智能设备中就可以得到被测轧辊的实际辊形曲线。

运用直径差测量原理，直径差就是指圆柱体同一截面不同位置所测得的直径之间作差比较变化值，从而推断出圆柱体某一截面的形状，沿轴线多次测量即可获得圆柱体表面形状。大型卡尺测量轧辊辊形的原理就是属于最简单的直径差法。从轧辊辊形形状的定义出发，“直径差法”不符合该定义，因为这样测得的轧辊辊面形状都是所测直径的圆截面，相当于假设被测轧辊轴线的直线度极高，因此在这样的测量方法下，无法测量出轧辊轴线的形状变化。譬如轧辊为等直径弯曲圆截面形状，则使用此测量方法无法测量出其弯曲程度。钢铁生产领域中的轧辊辊身直径一般都比较大，都具有较小的长粗比，轧辊轴线弯曲变形已经通过实践检验证明其时常可以被忽略。

采用直径差法设计的辊形测量仪器具有结构简单、稳定性高、使用简单等特点，因此在本课题便携式轧辊辊形与辊温测量仪的设计中选用“直径差”测量原理。

固定架1包括长边框29以及固定设置在长边框29两端的短边框31，长边框29中部固定设置有横板28；固定架1的中部为水平设置，固定架1的两侧呈相同角度向下倾斜且对称设置；两固定板12之间的间距的与标尺固定架1的厚度一致，固定板12上的通孔可以为光孔也可以为螺纹孔，通过蝶形螺母21和螺栓或者蝶形螺丝和螺母进行固定，不仅便于各部件之间的拆装，而且便于维修和存放，有效地保证了本发明装置的精密性，并提高了装置的便携性；横板28上固定设置有与短边框31平行且相互对称的固定板12，两组固定板12上均开设有通孔；标尺固定架2设置在两组固定板12之间，标尺固定架2上开设有与固定板12相对应的通孔，标尺固定架2与固定板12螺栓连接。标尺固定架2的两端均开设有凹槽30，标尺组件包括与凹槽30通过螺栓连接的斜置标尺3，斜置标尺3上滑动连接有滑尺15，滑尺15的下端固定连接有水平标尺4，水平标尺4滑动连接有测量臂17，测量臂17下端固定设置有垂直标尺5，垂直标尺5上滑动设置有传感器固定架6，高精度激光位移传感器7插接在传感器固定架6内部；标尺固定架2用于连接辊形测量部分，滑尺15、垂直标尺5和传感器固定架6均设置有紧固螺钉16；紧固螺钉16便于操作者滑动或者固定标尺，简化使用者的操作步骤；斜置标尺3与标尺固定架2相连，为检测辊形的高精度激光位移传感器7提供水平与竖直位移；水平标尺4与斜置标尺3相连，为高精度激光位移传感器7提供沿轧辊20轴线方向的运动自由度。垂直标尺5与水平标尺4相连，为高精度激光位移传感器7提供垂直方向的运动自由度。凹槽30上的通孔与固定板12的通孔相对应，二者形状一致，安装时，将标尺固定架2放置到两个固定板12之间，将标尺固定架2和固定板12上的通孔对齐，通过螺栓拧紧即可；标尺固定架2两端的均伸出固定架1的外侧，伸出的部分为夹持部分，凹槽30宽度与斜置标尺3的厚度一致，保证斜置标尺3在凹槽30中不会发生左右晃动；安装时，将凹槽30侧壁上的通孔与斜置标尺3的通孔相对应，通过螺栓拧紧即可；斜置标尺3上设置量程较大的刻度标，垂直标尺5、水平标尺4和高精度位移传感器会在滑尺15的带动下沿着斜置标尺3尺身移动，移动到需要的位置时，通过紧固螺钉16进行紧固即可，方便快捷。

红外测温传感器8与编码器组件13分别固定连接在横板28的两侧，且红外测温传感器8与编码器组件13位于横板28与短边框31之间的通槽26中；红外测温传感器8通过“L”形的固定铁片固定在横板28上，“L”形固定铁片的短边与横板28固定，长边用来支撑固定红外测温传感器8，以确保红外测温传感器8的稳定性，编码器组件13通过带有多个螺纹孔的连接板23与横板28固定连接；红外测温传感器8用于对被测段轧辊20表面温度的实时测量；可实时测量轧辊20各位置温度，将温度与辊形耦合表征。

编码器组件13包括编码器18以及用于固定编码器18的编码器安装座24，编码器安装座24螺栓连接有编码器连接件22，编码器连接件22下端一侧与编码器18固定连接，编码器连接件22的另一端轴接有测长滚轮19；编码器18将直线位移转换为电信号，把测长滚轮19的转动距离传输电脑，而且测长滚轮19还可以为编码器18提供有效地支撑作用，进一步提高的编码器18在工作中的稳定性，提高了装置的稳定性和测量的精密性。

车轮组件包括车轮10以及与车轮10轴接的轮轴11，轮轴11与固定架1的长边框29固定连接，车轮10两侧固定安装有止推垫圈25；车轮10和轮轴11相配合，有利于测量仪在轧辊20表面稳定的运行，进而降低整个固定架1和各个测试组件的振动，提高装置运行的稳定性。

固定架1的一个短边框31上固定设置有把手27，另一个短边框31外侧螺栓连接有轴端定位条9；把手27便于操作者控制测量仪，而且把手27设置在固定架1的两侧，也避免了操作者在取放测量仪时误碰各种精密测量件；轴端定位条9可以有效地为测量仪进行初始位置的定位，当需要多次测量时，便于操作者找到初始位置，避免多次测量出现误差。

工作过程：使用时，使用者手持固定架1将测量仪放置于被测轧辊20表面，然后将轴端定位条9旋转成90°，将其卡在轧辊20的一端面，便于确定测量仪初始位置；首先根据轧辊20的辊径，转动滑尺15上的紧固螺钉16，观察斜置标尺3上的刻度，调节滑尺15在斜置标尺3上的位置，调节好后，将紧固螺钉16进行固定，再通过转动传感器固定架6上的紧固螺钉16，调节高精度激光位移传感器7在垂直标尺5的位置，将垂直标尺5上的刻度与斜置标尺3上的刻度相对应，使一对高精度激光位移传感器7正对于轧辊圆柱母线，然后调节水平标尺4，使高精度激光位移传感器7可以完全覆盖轧辊20一端面，记录水平标尺4的刻度，此时调节标尺组件的工作完成；操作者推动测量仪从轧辊20一端移动到轧辊20另一端移动，在测量仪到达被测轧辊20尽头时，由于此时高精度位移传感器与轧辊20的一端面还有一段距离，所以通过调节水平标尺4使高精度激光位移传感器7可以覆盖轧辊20另一端面，并记录刻度数值；将轧辊20直径输入软件，软件就会自动计算得到的高精度激光位移传感器7的距离，将该距离减去各自检测得到的数据即可得到计入热胀冷缩的轧辊20直径数值；再根据红外温度传感器得到的轧辊20各段的实测温度，通过线性膨胀系数计算得到轧辊20各段热膨胀量，可预测轧辊20在常温下的辊形；该测量仪还设有数据输出与处理系统，可将测量得到的数据上传云端备案，便于企业进行物料管理、跟踪、复检。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。