一种高线不冷段长度的测量方法及其装置
阅读说明：本技术 一种高线不冷段长度的测量方法及其装置 (Method and device for measuring length of high-speed wire non-cooling section ) 是由 廖琳琳 张玖 魏勇 赵树茂 严海峰 吕伍 陈健健 翁柳明 王义惠 施发挥 傅建伟 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种高线不冷段长度的测量方法及其装置,根据高线穿水冷却时,穿水与否,以及是否完全穿水,引起的高线轧件表面温度差异的特征,通过高速线阵红外测温模块和分析模块对高线轧件表面温度随时间的变化特征进行监测和分析,获取轧件不冷段对应的时长,结合轧件的运动速度,实现高线不冷段长度的在线测量,进而为轧件不冷段的准确剪切提供依据,避免轧件不冷段不完全剪切引起的后续产品的质量问题,以及轧件不冷段过剪切引起的轧件收得率降低的问题。(The invention provides a method and a device for measuring the length of an uncooled section of a high-speed wire array, which are used for monitoring and analyzing the change characteristics of the surface temperature of a rolled piece of the high-speed wire array along with time according to the characteristics of the surface temperature difference of the rolled piece of the high-speed wire array caused by whether water passes or not and whether water passes completely or not when the high-speed wire passes through the water for cooling, so as to obtain the corresponding time length of the uncooled section of the rolled piece, realize the online measurement of the length of the uncooled section of the high-speed wire array by combining the movement speed of the rolled piece, further provide a basis for the accurate shearing of the uncooled section of the rolled piece, avoid the quality problem of subsequent products caused by the incomplete shearing of the uncooled section of the rolled piece and the problem of the reduction of the yield of the rolled piece caused by the over-shearing of the uncooled section of the rolled piece.)
技术领域
本发明属于高线生产技术领域，具体涉及一种高线不冷段长度的测量方法及其装置。
背景技术
不冷段是高线生产中穿水冷却引起的难以避免问题，不穿水或穿水不完全将引起不冷段或不完全冷却段，准确定位不冷段长度并将其剪掉是保证后续产品质量的重要环节。现有根据观察轧件表面状态判断不冷段的方法，通常只能判断穿水与否引起的不冷段，对于穿水不完全引起的不冷段难以准确定位。此外，该方法还存在劳动强度大，耗时，还易受操作人员经验影响的问题。上述人工观察判断不冷段长度的方法的缺点，可能引起不冷段剪切不到位或过剪切的问题，剪切不到位将引起质量争议，过剪切将导致线材收得率降低。在公开号CN102671961A的专利中，公开了一种热轧带钢头部不冷段长度检测方法，该方法通过拍照获取“红头”不冷段，采用单次拍照难以覆盖整个不冷段区域，采用多次拍照虽可解决不冷段覆盖的问题，但又存在两次拍照间隔内不冷段信息丢失的问题，特别是，高线的速度快，不冷段长度大，因此该方法难以解决高线不冷段的测量问题。
发明内容
针对以上现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种高线不冷段长度的测量方法及其装置，本装置能够实现高线生产过程中不冷段长度的在线测量。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高线不冷段长度的测量方法，包括：
通过线阵红外测温模块测量每一根轧件表面温度随时间变化的特征；
通过生产信息化管理系统获取轧件特征信息，把所述轧件特征信息输入通信模块；
线阵红外测温模块测量每根轧件表面温度，记录轧件表面温度随时间变化的曲线图；
分析模块通过分析温度与时间的曲线特征，该特征为不冷段轧件的表面温度高，冷却段轧件的表面温度低，从而获得不冷段轧件对应的时长；通过不冷段扎件对应的时长乘以扎件运动速度得到不冷段扎件长度，分析得到的不冷段扎件长度结果，将所述结果存储到数据存储模块；
数据存储模块的信息通过显示模块显示不冷段测量结果。
进一步，所述线阵红外测温模块的相邻两个像素对应的被测轧件表面的两个测温区域的中心之间的距离小于等于被测轧件直径的1/5。
进一步，所述线阵红外测温模块单个像素对应的被测轧件表面的测温区域的尺寸小于等于被测轧件直径的1/5。
进一步，所述线阵红外测温模块测量每根轧件表面温度，根据时间记录温度数值，所述测量频率为100Hz～2000Hz。
进一步，所述轧件特征信息包括轧件钢种、轧件直径、轧件编号、轧件运动速度信息。
一种高线不冷段长度的测量装置，包括：
线阵红外测温模块，用于测量每根轧件表面温度随时间变化的特征；
通信模块，用于获取生产信息化管理系统获取轧件特征信息；
分析模块，通过分析温度与时间的曲线图和扎件的运动速度确定所述扎件的不冷段长度；
数据存储模块，用于存储每一根轧件的通信模块信息和分析模块信息；
显示模块，显示不冷段长度测量结果。
进一步，所述线阵红外测温模块所测量的区域覆盖整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围为5mm～60mm。
进一步，所述线阵红外测温模块所测量的区域为整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围的1.2倍。
进一步，所述线阵红外测温模块的相邻两个像素对应的被测轧件表面的两个测温区域的中心之间的距离小于等于被测轧件直径的1/5。
进一步，所述线阵红外测温模块单个像素对应的被测轧件表面的测温区域的尺寸小于等于被测轧件直径的1/5。
进一步，所述线阵红外测温模块为高速线阵红外测温模块，扫描频率为100Hz～2000Hz。
进一步，所述轧件特征信息为钢种、轧件直径、轧件编号、轧件运动速度信息
进一步，所述线阵红外测温模块带有冷却装置及防尘装置。
进一步，所述通信模块通过工业以太网与生产信息化管理系统相连接，并通过生产信息化管理系统获取轧件钢种、轧件直径、轧件编号、轧件运动速度信息。
进一步，所述线阵红外测温模块安装于穿水冷却后且轧件表面为无水状态。
进一步，所述高线不冷段的测量装置安装于吐丝机前。
本发明提供了一种高线不冷段长度的测量方法及其装置，根据高线穿水冷却时，穿水与否，以及是否完全穿水，引起的高线轧件表面温度差异的特征，通过高速线阵红外测温模块和分析模块对高线轧件表面温度随时间的变化特征进行监测和分析，获取轧件不冷段对应的时长，结合轧件的运动速度，实现高线不冷段长度的在线测量，进而为轧件不冷段的准确剪切提供依据，避免轧件不冷段不完全剪切引起的后续产品的质量问题，以及轧件不冷段过剪切引起的轧件收得率降低的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的线阵红外测温模块示意图；
图中：1-轧件，2-线阵红外测温模块，3-分析模块，4-通信模块，5-数据存储模块，6-显示模块；21-底座，22-支柱，23-连接管，24-线阵红外测温仪，25-冷却装置，26-气体吹扫装置，27-防尘镜片及快换镜片架。
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。
实施例1
如图1和2所示，一种高线不冷段长度的测量装置，包括：线阵红外测温模块2，其用于测量每根轧件1表面温度随时间变化的特征，线阵红外测温模块测量2每根轧件表面温度，线阵红外测温模块的所有测温像素测得的最高温度作为轧件表面温度，记录轧件表面温度随时间变化的曲线图；通信模块4通过生产信息化管理系统获取轧件1的钢种、轧件直径、轧件编号、轧件运动速度信息；所述记录温度数值和通信模块的信息进入分析模块3，根据轧件不被水冷却时表面温度高，被水冷却时表面温度相对低的特征，确定不冷段时长，结合轧件运动速度计算不冷段长度，通过不冷段扎件对应的时长乘以扎件运动速度得到不冷段扎件长度，分析得到的不冷段扎件长度结果，分析得到的结果存储到数据存储模块5；把每一根轧件的通信模块4信息和分析模块3信息存储到数据存储模块5，数据存储模块5的信息通过显示模块6显示结果，显示每一根轧件1的显示扎件钢种、扎件直径、扎件编号、扎件运动速度、温度曲线图、不冷段长度信息。
一种高线不冷段长度的测量方法，包括：
通过线阵红外测温模块测量每一根轧件表面温度随时间变化的特征；
通过生产信息化管理系统获取轧件特征信息，把所述轧件特征信息输入通信模块；
线阵红外测温模块测量每根轧件表面温度，记录轧件表面温度随时间变化的曲线图；
分析模块通过分析温度与时间的曲线特征，该特征为不冷段轧件的表面温度高，冷却段轧件的表面温度低，从而获得不冷段轧件对应的时长；通过不冷段扎件对应的时长乘以扎件运动速度得到不冷段扎件长度，分析得到的不冷段扎件长度结果存储到数据存储模块；
数据存储模块的信息通过显示模块显示不冷段测量结果。
例如，轧件不冷却时表面温度900℃，轧件完全冷却时表面温度860℃，轧件不冷却到完全冷却过渡过程表面温度为860～900℃。依据温度随时间的变化曲线，得到900℃的时长为800ms，860～900℃的时长为50ms，再结合轧件运动速度100m/s，计算得到不冷段长度为85m。
线阵红外测温模块2的扫描方向垂直于轧件的运动方向，线阵红外测温模块2所测温量的区域覆盖整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围为5mm～60mm，线阵红外测温模块2的像素个数为5个，相邻两个像素对应的被测轧件表面的两个测温区域的中心之间的距离等于被测轧件直径的1/5，所述线阵红外测温模块所测量的区域为整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围的1.2倍，线阵红外测温模块2为高速线阵红外测温模块，扫描频率为100Hz。
线阵红外测温模块2带有冷却装置25，冷却方式可以气冷、液冷、或半导体制冷。线阵红外测温模块2包括底座21，支柱22，线阵红外测温仪24，线阵红外测温仪24通过连接管23与底座21相连接，线阵红外测温仪24上设置有冷却装置25和气体吹扫装置26，气体吹扫装置26上还设置有防尘镜片及快换镜片架27；通过水对线阵红外测温模块2进行冷却。图2说明的是风冷的实施例，风冷的冷却风和防尘装置的吹扫风是串联的。风冷的冷却风和防尘装置的吹扫风也可以是并联的。
冷却方式采用水冷时，冷却水的冷却装置25的管和所述气体吹扫装置26的管单独接。
线阵红外测温模块2带有防尘装置26，由防尘镜片、快换镜片支架、气体吹扫装置构成，吹扫气体26与防尘装置相连接，通过气体吹扫防止粉尘、水汽等污染防尘镜片。
通信模块5通过工业以太网与生产信息化管理系统相连接，并通过生产信息化管理统获取轧件1钢种、轧件1直径、轧件1编号、轧件1运动速度信息。
高线不冷段的测量装置安装于穿水冷却后且轧件1表面为无水状态时，安装于吐丝机前。
实施例2
如图1和2所示，一种高线不冷段长度的测量装置，包括：线阵红外测温模块2，其用于测量每根轧件1表面温度随时间变化的特征，线阵红外测温模块测量2每根轧件表面温度，线阵红外测温模块的所有测温像素测得的最高温度作为轧件表面温度，记录轧件表面温度随时间变化的曲线图；通信模块4通过生产信息化管理系统获取轧件1的钢种、轧件直径、轧件编号、轧件运动速度信息；所述记录温度数值和通信模块的信息进入分析模块3，根据轧件不被水冷却时表面温度高，被水冷却时表面温度相对低的特征，确定不冷段时长，结合轧件运动速度计算不冷段长度，通过不冷段扎件对应的时长乘以扎件运动速度得到不冷段扎件长度，分析得到的不冷段扎件长度结果，分析得到的结果存储到数据存储模块5；把每一根轧件的通信模块4信息和分析模块3信息存储到数据存储模块5，数据存储模块5的信息通过显示模块6显示结果，显示每一根轧件1的显示扎件钢种、扎件直径、扎件编号、扎件运动速度、温度曲线图、不冷段长度信息。
一种高线不冷段长度的测量方法，包括：
通过线阵红外测温模块测量每一根轧件表面温度随时间变化的特征；
通过生产信息化管理系统获取轧件特征信息，把所述轧件特征信息输入通信模块；
线阵红外测温模块测量每根轧件表面温度，记录轧件表面温度随时间变化的曲线图；
分析模块通过分析温度与时间的曲线特征，该特征为不冷段轧件的表面温度高，冷却段轧件的表面温度低，从而获得不冷段轧件对应的时长；通过不冷段扎件对应的时长乘以扎件运动速度得到不冷段扎件长度，分析得到的不冷段扎件长度结果存储到数据存储模块；
数据存储模块的信息通过显示模块显示不冷段测量结果。
例如，轧件不冷却时表面温度600℃，轧件完全冷却时表面温度560℃，轧件不冷却到完全冷却过渡过程表面温度为560～600℃。依据温度随时间的变化曲线，得到600℃的时长为800ms，560～600℃的时长为50ms，再结合轧件运动速度100m/s，计算得到不冷段长度为85m。
线阵红外测温模块2的扫描方向垂直于轧件的运动方向，线阵红外测温模块2所测温量的区域覆盖整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围为5mm～60mm，线阵红外测温模块2的像素个数为5个，相邻两个像素对应的被测轧件表面的两个测温区域的中心之间的距离等于被测轧件直径的1/5，所述线阵红外测温模块所测量的区域为整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围的1.2倍，线阵红外测温模块2为高速线阵红外测温模块，扫描频率为1000Hz。
线阵红外测温模块2带有冷却装置25，冷却方式可以气冷、液冷、或半导体制冷。线阵红外测温模块2包括底座21，支柱22，线阵红外测温仪24，线阵红外测温仪24通过连接管23与底座21相连接，线阵红外测温仪24上设置有冷却装置25和气体吹扫装置26，气体吹扫装置26上还设置有防尘镜片及快换镜片架27；通过水对线阵红外测温模块2进行冷却。图2说明的是风冷的实施例，风冷的冷却风和防尘装置的吹扫风是串联的。风冷的冷却风和防尘装置的吹扫风也可以是并联的。
冷却方式采用水冷时，冷却水的冷却装置25的管和所述气体吹扫装置26的管单独接。
线阵红外测温模块2带有防尘装置26，由防尘镜片、快换镜片支架、气体吹扫装置构成，吹扫气体26与防尘装置相连接，通过气体吹扫防止粉尘、水汽等污染防尘镜片。
通信模块5通过工业以太网与生产信息化管理系统相连接，并通过生产信息化管理统获取轧件1钢种、轧件1直径、轧件1编号、轧件1运动速度信息。
高线不冷段的测量装置安装于穿水冷却后且轧件1表面为无水状态时，安装于吐丝机前。
实施例3
如图1和2所示，一种高线不冷段长度的测量装置，包括：线阵红外测温模块2，其用于测量每根轧件1表面温度随时间变化的特征，线阵红外测温模块测量2每根轧件表面温度，线阵红外测温模块的所有测温像素测得的最高温度作为轧件表面温度，记录轧件表面温度随时间变化的曲线图；通信模块4通过生产信息化管理系统获取轧件1的钢种、轧件直径、轧件编号、轧件运动速度信息；所述记录温度数值和通信模块的信息进入分析模块3，根据轧件不被水冷却时表面温度高，被水冷却时表面温度相对低的特征，确定不冷段时长，结合轧件运动速度计算不冷段长度，通过不冷段扎件对应的时长乘以扎件运动速度得到不冷段扎件长度，分析得到的不冷段扎件长度结果，分析得到的结果存储到数据存储模块5；把每一根轧件的通信模块4信息和分析模块3信息存储到数据存储模块5，数据存储模块5的信息通过显示模块6显示结果，显示每一根轧件1的显示扎件钢种、扎件直径、扎件编号、扎件运动速度、温度曲线图、不冷段长度信息。
一种高线不冷段长度的测量方法，包括：
通过线阵红外测温模块测量每一根轧件表面温度随时间变化的特征；
通过生产信息化管理系统获取轧件特征信息，把所述轧件特征信息输入通信模块；
线阵红外测温模块测量每根轧件表面温度，记录轧件表面温度随时间变化的曲线图；
分析模块通过分析温度与时间的曲线特征，该特征为不冷段轧件的表面温度高，完全冷却段轧件的表面温度低，从而获得不冷段轧件对应的时长；通过不冷段扎件对应的时长乘以扎件运动速度得到不冷段扎件长度，分析得到的不冷段扎件长度结果存储到数据存储模块；
数据存储模块的信息通过显示模块显示不冷段测量结果。
例如，轧件不冷却时表面温度1000℃，轧件完全冷却时表面温度960℃，轧件不冷却到完全冷却过渡过程表面温度为960～1000℃。依据温度随时间的变化曲线，得到1000℃的时长为800ms，960～1000℃的时长为50ms，再结合轧件运动速度100m/s，计算得到不冷段长度为85m。
线阵红外测温模块2的扫描方向垂直于轧件的运动方向，线阵红外测温模块2所测温量的区域覆盖整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围为5mm～60mm，线阵红外测温模块2的像素个数为5个，相邻两个像素对应的被测轧件表面的两个测温区域的中心之间的距离等于被测轧件直径的1/5，所述线阵红外测温模块所测量的区域为整根轧件的直径方向及轧件沿直径方向的跳动范围的1.2倍，线阵红外测温模块2为高速线阵红外测温模块，扫描频率为2000Hz。
线阵红外测温模块2带有冷却装置25，冷却方式可以气冷、液冷、或半导体制冷。线阵红外测温模块2包括底座21，支柱22，线阵红外测温仪24，线阵红外测温仪24通过连接管23与底座21相连接，线阵红外测温仪24上设置有冷却装置25和气体吹扫装置26，气体吹扫装置26上还设置有防尘镜片及快换镜片架27；通过水对线阵红外测温模块2进行冷却。图2说明的是风冷的实施例，风冷的冷却风和防尘装置的吹扫风是串联的。风冷的冷却风和防尘装置的吹扫风也可以是并联的。
冷却方式采用水冷时，冷却水的冷却装置25的管和所述气体吹扫装置26的管单独接。
线阵红外测温模块2带有防尘装置26，由防尘镜片、快换镜片支架、气体吹扫装置构成，吹扫气体26与防尘装置相连接，通过气体吹扫防止粉尘、水汽等污染防尘镜片。
通信模块5通过工业以太网与生产信息化管理系统相连接，并通过生产信息化管理统获取轧件1钢种、轧件1直径、轧件1编号、轧件1运动速度信息。
高线不冷段的测量装置安装于穿水冷却后且轧件1表面为无水状态时，安装于吐丝机前。
根据高线的所述轧件1穿水冷却时，穿水与否，以及是否完全穿水，引起的所述轧件1表面温度差异的特征，通过所述高速线阵红外测温模块2和所述分析模块3对所述轧件1表面温度随时间的变化特征进行监测和分析，获取所述轧件1不冷段对应的时长，结合所述轧件1的运动速度，实现高线不冷段长度的在线测量，进而为轧件不冷段的准确剪切提供依据，避免轧件不冷段不完全剪切引起的后续产品的质量问题，以及轧件不冷段过剪切引起的轧件收得率降低的问题。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
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