1．工作原理
1.1测厚原理
激光测厚系统采用三对高精度激光位移传感器。激光位移传感器的工作原理如右图所示，采用两组高速、高精度激光位移传感器1和激光位移传感器2，从带钢的上下两面分别测量带钢两个表面的位置，然后根据两个表面的位置差计算出带钢的厚度。
激光位移传感器是激光测厚仪的核心，决定了激光测厚仪的测量精度和稳定性，为此我们选用了日本产高精度激光位移传感器。
该产品具有以下特点：
激光测头选用进口组件，采用了线性测量专用Li-CCD，该CCD的数字输出特性使得像素边缘误差只有传统型CCD的一半，大大提高了测量精度，成像系统采用专门设计的高精度物镜组，可以大大减小光学像差和枕形畸变，保证了系统的光学精度。
激光测头的测量速度可达到20微秒，分辨率可达0.005毫米，测量精度可达0.05毫米。
为避免大回型架移动时对测量的影响，保证测量精度，本系统的大回型架在测量时保持不动。采用三对高精度激光位移传感器组成三个测点。
1.2测宽系统
本系统采用可移动高精度摄像机，对钢板宽度进行非接触测量。由精密伺服系统驱动摄像机在划轨上移动，根据钢板的宽度变化情况，自动调节摄像机的位置，检测钢板的宽度。其工作示意图如图2所示。
图2 扫描式激光测距系统
1.3测长系统
采用Beta LaterMikes的光电技术的突破 LaserSpeed® 9000。该激光测速仪采用了单片集成电路技术和的数字信号处理算法－自相关算法。能够实现高精度、非接触的速度和长度测量。
Beta LaserMike的 LS9000 320H型激光测速仪是为热轧专门设计的，适用于高温钢板测速。测量精度可达±0.025%，可直接替代（测速辊+编码器）,消除由于打滑和测速辊磨损引起的测量误差。该测速仪主要性能指标如下
测速范围： 0.01米/秒–42米/秒
加速度： >500米/秒2
长度范围： 0–15,000米
精度1： 视场深度100毫米时±0.025%,
精度2：视场深度200毫米时±0.05%
测量距离： 2,000毫米
为保证测量的稳定性和精度，在本系统中，激光测速仪被安装在回型架的下部。
1.4 单悬挂滑动回型架
为便于现场安装调试，本系统的回型架采用单悬挂滑动结构。有测量和检修两个工位。在测量工位时，回型架保持静止不动，测厚部分采用三个固定不动的测点，测宽采用的摄像测量系统布置在回型架的两侧，测长用的激光测速系统安装在回型架的下面中间；检修时，回型架可以沿地面导轨滑出测量工位进入检修工位，如图3所示。
图 3 回型架内部布置图
图 4 回型架三维图
图4为大回型架的三维结构示意图。采用悬挂滑轮和支撑滑轮相结合的安装方式。此种结构为我公司并已申请保护。回型架在生产时固定不动，在检修时，可以沿图中箭头方向的导轨滑到检修工位（图中虚线）。
该种结构的优点是：
大大减少了现场安装的施工量和施工难度，使现场安装容易；
占用现场空间少，降低了对现场条件的要求，便于正常的生产和维护；
回型架采用不锈钢+隔热+水冷结构，在隔绝外界粉尘、振动、水气、噪声的影响，保证测厚系统特别是下部光学系统可以在恶劣的轧钢现场长期稳定工作，免维护时间达到2周，避免每班清扫的麻烦。
防撞护板可以避免钢板对测厚仪的撞击。
图5 加工完成的大回型架（用于激光测厚）
2．系统功能
用于测量钢板的长度、厚度和宽度，操作工可通过显示仪表观测到运行过程中钢板的长度、厚度和宽度等参数，测量结果可传输至机组用于顺控和联锁控制。主要功能说明如下：
①在线、无接触地测量钢板的长度、宽度和厚度，测量方式：激光、CCD测量方法；
②在主电柜和操作室都显示各工艺参数，并可在两地进行各种操作。测厚仪结构形式：三个测量点、回型车，带有空气吹扫装置，保证设备在高粉尘环境下可以正常工作,车体内部采用气密设计保证测量车体内部为正压状态，车体内部不结露、不进灰尘,传动系统采用模块化设计，提高系统的可靠性和可维修性。
③具有长度、厚度、宽度修正值的设定功能：因各种原因造成的测量误差可人工键入修正值来修正。
④根据使用环境、钢板表面残留物状况、测量精度要求设置自动校准和补偿功能；
⑤故障自诊断、报警功能，并设有安全和紧急开关避免人身伤害；
⑥本设备与机组之间进行数据有通讯功能，具有测长、测宽、测厚数据显示功能；
⑦具备和宽厚板厂一级、二级、三级计算机系统通讯功能，可以和宽厚板厂的其他控制系统进行数据交换，供货方要配合买方将其与生产线二级系统、三级系统联网。
⑧HMI画面具有测量数据、设备本体系统工作状态、设备故障代码及故障自诊断等功能显示。
⑨测量的历史数据可以保留一年以上，且具有光盘刻录等多种备份形式，并且向买方提供数据分析软件。
⑩卖方不得以技术欺骗的手段提高测量精度，对数据采集的滤波方式前后数据负责向买方展示说明。
3．设备的主要技术指标和钢板技术参数
3.1系统技术参数
测厚仪结构形式： 一点固定、两点移动的三测点形式，回型车；
厚度测量范围： 5～150mm
厚度测量精度： ±0.05mm
测宽仪结构形式： 可移动摄像机扫描测宽
宽度测量范围： 900～5000mm
宽度测量精度： ±2mm
测长仪结构形式： 激光测速测长
钢板长度： 2000～30000mm
长度测量精度： ±0.05%
数据测量周期： ≤8ms
钢种： 碳素结构钢、优质碳素结构钢、管线钢等
钢板温度： max.200℃
钢板运行速度： 3m/s
工作制度： 连续工作制
3.2电源(采用UPS供电电源)
单相电源：220VAC，10％，50Hz，5 A
环境温度：70℃
环境湿度：10 – 90％，无凝水环境
3.3水、气设施
a)冷却水：
流量：0.4t/h，1/2’管
水压：≥0.3Mpa
水温： ≤35℃
b)压缩空气：
流量：1.5立方米/分 工况
压力：≥0.3Mpa
管径：1/2΄管
系统电器连接图见附件。
系统外型安装尺寸见附件。
