轧辊磨损度的在线检测是指在轧机正常运转的情况下,在两次轧制时间的间隙对轧辊表面形状进行检测。轧辊在长时间工作后,其表面要受到不同程度的磨损,而轧辊的磨损又会导致板形和板厚的难以控制,进而使产品质量下降。因此,及时、准确地检测出轧辊的磨损度是目前热轧生产的迫切要求,对提高产品质量和生产效率也有着极为重要的意义。 本文在研究了国内外轧辊磨损度的多种检测方法的基础上,确定了反射式光纤位移在线检测系统这一方案。该系统具有较高的精确度和灵敏度,以及响应速度快、防电磁干扰、结构简单、非接触等优点,可在轧辊工作环境较恶劣的情况下实现在线检测。从而达到实时准确地检测轧辊磨损度,以便及时换辊或在线磨辊,来保证产品的质量。 通过对反射式光纤位移法检测原理的理论分析,给出了轧辊磨损度测量的理论依据。根据反射光强与被测物体到光纤探头的距离成正比,将磨损度转化为位移量来测量,并建立了数学模型。根据系统的特点对光源和光电探测器进行选择。对光纤探头进行设计,确定了等间距三光纤探头的方案,可利用后续的比值法抑制光源不稳定、反射体表面反射率不同、光纤传播中的本征损耗和弯曲损耗而产生的误差。 本文在电路设计和信号处理方面,论述零点和温度漂移的补偿技术;并利用脉冲调制电路驱动光源来减小由背景光干扰等因素所引起的检测误差;设计了光电转换、前置放大及相敏检波等信号处理电路;并通过数据采集卡使数据处理智能化。 进行了以仿真为基础的系统实验研究,验证了反射式光纤位移检测方法的可行性,并给出了实验结果。