在金属带中改善的非接触式的振动检测的制作方法

本发明涉及一种用于金属带的运输装置中的测量设备，-其中，测量设备布置在运输装置的前方装置与布置在前方装置后面的后方装置之间，-其中，测量设备具有机械的激发装置，借助于该机械的激发装置能够将金属带沿其厚度方向以激发频率激发成机械振动，-其中，测量设备具有多个传感器元件，-其中，传感器元件沿金属带的宽度方向看彼此相对地错位地布置，-其中，借助于传感器元件能够针对金属带的多个沿宽度方向彼此相对地错位的区域分别检测模拟的测量信号，该模拟的测量信号对于金属带的相应的区域的所激发的机械振动的振幅是表征性的，其中，在测量设备内布置有数字化装置，借助于该数字化装置将所检测到的模拟的测量信号数字化，并且从该数字化装置将经数字化的测量信号或由此推导出的信号作为所传送的信号传送到布置在测量设备外的测评装置处。本发明此外基于这类测量设备与测评装置的组合，其中，在对传送到测评装置处的信号进行测评的框架中，该测评装置针对金属带的沿金属带的宽度方向彼此相对地错位的区域分别求取金属带的对应的区域的振动的振幅。

背景技术：

1、已知这类测量设备。纯示例性地能够参阅de?19706691?a1。从金属带的区域的机械振动的所检测到的振幅中能够求取出金属带的平面度。在所提及的de文献中也更详细地阐释这一点。

2、由《国际钢铁时报》的专业文献《带钢平整度的非接触式测量》，2003年七月/八月，第16页和第17页已知一种用于金属带的运输装置中的测量设备，该测量设备布置在运输装置的前方装置与布置在前方装置后面的后方装置之间。测量设备具有机械的激发装置，借助于该机械的激发装置能够将金属带沿其厚度方向以激发频率激发成机械振动。测量设备此外具有多个传感器元件，这些传感器元件沿金属带的宽度方向看彼此相对地错位地布置。借助于传感器元件能够针对金属带的多个沿宽度方向彼此相对地错位的区域分别检测模拟的测量信号，该模拟的测量信号对于金属带的相应的区域的所激发的机械振动的振幅是表征性的。所检测到的信号通过同轴线缆以模拟形式供应给数字化装置，该数字化装置靠近轧制线布置。从那里将数据进一步传送到测评装置处。将传感器与其电子器件连接起来的同轴线缆能够具有9m的最大长度。类似的公开内容由wo?98/38482al和de?19839286a1得知。

3、由us?3502968?a已知一种用于金属带的运输装置中的测量设备，该测量设备布置在运输装置的前方装置与布置在前方装置后面的后方装置之间。测量设备具有多个传感器元件，这些传感器元件沿金属带的宽度方向看彼此相对地错位地布置。借助于传感器元件能够针对金属带的多个沿宽度方向彼此相对地错位的区域分别检测模拟的测量信号。测量设备具有线圈，借助于该线圈能够使金属带沿其厚度方向偏转。该线圈加载有恒定的电压，以便设定金属带距测量设备的间距。

4、由us?4677578?a已知一种用于金属带的运输装置中的测量设备，该测量设备布置在运输装置的前方装置与布置在前方装置后面的后方装置之间。测量设备具有多个传感器元件，这些传感器元件沿金属带的宽度方向看彼此相对地错位地布置。借助于传感器元件针对金属带的多个沿宽度方向彼此相对地错位的区域分别检测模拟的测量信号，该模拟的测量信号对于金属带在相应的区域中距相应的传感器元件的间距是表征性的。信号似乎以模拟形式被预处理并且也以模拟形式供应给微处理器。该信号在那里才似乎被数字化。不存在关于微处理器的布置方式的阐述。传感器元件分别以自身的运行频率运行。

技术实现思路

1、在轧制金属带时，所轧制的金属带的平面度是重要的质量特征。特别地，应该避免所轧制的金属带在轧制之后变成波浪形。

2、为了检测对应的测量值，例如能够使用上面所提到的类型的测量设备。这类测量设备相对于传统的测量设备尤其具有的优点是，无接触地进行信号采集并且因此不存在损害金属带的危险。但是这类测量设备也具有一些缺点。

3、在实践中于是例如将传感器元件如此装入到金属板中，使得该传感器元件与金属板的上侧齐平地结束。由此传感器元件的传感器、即检测测量信号的元件侧向地被金属板的材料环绕。由此产生信号衰减。所检测到的测量信号于是具有相对低的水平和因此相对低的信噪比(snr)。此外，所检测到的测量信号在实践中作为模拟信号通过线缆被传送到测评装置处。由于较长的线缆而可能产生由于温度影响、串扰(串音(crosstalk))和其他干扰所致的误差。这使得对所检测到的测量信号的测评变得困难。

4、本发明的目的在于，实现下述可行方案，借助于该可行方案避免现有技术的缺点。

5、该目的通过一种具有权利要求1的特征的测量设备来实现。按照本发明的测量设备的有利的设计方案是从属权利要求2至7的主题。

6、按照本发明，开头所提及的类型的测量设备通过下述方式来设计，即：传感器元件包括涡流传感器，沿宽度方向看紧挨着邻近布置的传感器元件的涡流传感器分别以两个或三个与彼此不同的运行频率之一运行，并且传感器元件的数量大于运行频率的数量，从而在传感器元件的整体上看多个传感器元件分别以相同的运行频率运行。

7、由此运行频率的数量能够保持得较小。特别地，运行频率的数量小于传感器元件的数量，通过使用(仅)两个或三个运行频率使部件多样性最小化。并且虽然在本发明的框架中多个传感器元件以相同的运行频率运行，但是以相同的运行频率运行的传感器元件尽管如此通过以一个其他运行频率或两个其他运行频率运行的其他传感器元件来与彼此分开。

8、在本发明的框架中，测量信号如此尽可能早地被数字化，使得该测量信号在进一步的走势中非常稳健地对抗所有类型的干扰。

9、可行的是，从模拟到数字的转换还在相应的传感器元件内进行。然而目前优选的是，数字化装置构造为与传感器元件分离的元件，该元件在测量设备内通过线缆与传感器元件连接。然而，线缆相对较短。通常，该线缆的长度明显小于1m，例如为约20cm至约50cm。

10、可行的是，在数字化之前不久或之后不久——于是还在测量设备内——也附加地对模拟的测量值和/或经数字化的测量值进行处理。这虽然是可行的，但是却不是必要的并且在许多情况下也没有意义。

11、优选线缆在到相应的传感器元件的过渡部处严密地密封。术语“严密地密封”意味着气体密封和水密封的密封。特别地，线缆为了引起这类密封而能够与其相应的传感器元件无法松开地连接。由此从传感器元件到线缆的过渡部良好地得到?；ひ悦馐芑肪秤跋?尤其渗入水)。因为线缆仅相对较短，所以线缆与传感器元件的无法松开的连接因此尤其是实用的。这与现有技术不同，在该现有技术中，线缆被引导直至测量设备外的开关柜并且因此几米长。

12、优选数字化装置布置在金属板下方，传感器元件布置在该金属板中。由此能够节省空间地且尽管如此良好?；さ夭贾檬只爸?。

13、优选所传送的信号通过具有预装配的接头的共同的经铠装的线缆来传送到测评装置处。这尤其在轧机的恶劣的周围环境中是有利的。合适的经铠装的线缆根据液压软管的类型来构造。这类经铠装的线缆(包括预装配的接头在内)例如由维也纳(奥地利)的哈丁公司提供。

14、可行的是，经铠装的线缆针对单个传感器元件的所传送的信号分别包括自身的线路。然而，非常特别优选的是，经铠装的线缆针对分别多个传感器元件的群组的所传送的信号分别包括自身的线路。由此能够将线路的数量并且也能够将经铠装的线缆的尺寸和复杂度整体上保持得较低。

15、优选传感器元件具有编码，该编码对于相应的传感器元件的运行频率是表征性的。如此进行编码，使得该编码能够由人员以其感觉器官直接感知到。由此，传感器元件能够由操作人员快速地且以简单的方式与彼此区分开，从而确保将传感器元件装入到金属板的“正确的”部位处。编码能够根据需求是机械的和/或触觉的和/或光学的性质的。在机械编码的情况下甚至可能实现无法将传感器元件装入在金属板的“错误的”部位处。

16、作为替代方案或附加方案，例如能够由测评装置检验出传感器元件分别以何种运行频率工作。如果在这种情况下在测评装置中存储了哪个传感器应该以哪种运行频率工作，则能够通过测评装置进行检测并且在故障情况下输出故障报告。

17、该目的此外通过按照权利要求8的特征的按照本发明的测量设备与测评装置的组合来实现。该组合的有利的设计方案是从属权利要求9至11的主题。

18、按照本发明实现了按照本发明的测量设备与测评装置的组合，其中，测评装置

19、-从数字化装置接收所传送的信号，

20、-根据所传送的信号针对金属带的相应的区域来求取金属带的相应的区域的所激发的机械振动的振幅，并且

21、-在求取振幅的框架中使用特性曲线，该特性曲线至少特定于金属带。

22、通过考虑到特性曲线能够将所传送的信号线性化，并且根据经线性化的信号来求取金属带的区域的振动的振幅?；谔囟ㄓ诮鹗舸慈范ㄌ匦郧?例如根据该金属带的宽度、该金属带的厚度、该金属带的温度和/或其材料)的情况，相对于现有技术一方面能够实现改善的线性化并且另一方面能够实现在更大的测量范围中的线性化。

23、可行的是，特性曲线附加地也依赖于传感器元件的运行温度。由此还能够进一步改善对所传送的信号的线性化。

24、优选测评装置在求取振幅的框架中使用戈策尔(goertzel)算法。该算法能够实现更快地且更好地测评所传送的信号。当测评装置在戈策尔算法内考虑到激发频率时，则这一点非常特别适用。