20#冷轧钢板》20#冷轧板

冷轧钢板表面微观轮廓精度被认为是加工过程中***重要的控制参数之一。它不仅会影响钢板与模具之间的摩擦因数、储油条件及钢板冲压时的成形性能，还会影响到钢板表面的反射性和着色性等性能。随着光电技术、激光技术和计算机技术的发展与广泛应用，为表面微观轮廓精度的检测提供了新的理论与技术，以这些理论技术为基础发展起来的非接触光电检测技术已成为现代产品质量检测的重要手段。本文就是针对冷轧钢板表面微观轮廓精度应用非接触光电检测技术研究的一种可对多参数进行实时在线测量的技术与系统。 本文以Beckmann光散射理论为基础设计了钢板表面微观轮廓精度测量系统。文中针对光在介质表面的散射特性，分析探讨了Beckmann标量积分理论、Rayleigh-Rice矢量微扰理论、S-C-S矢量积分理论等各种散射理论的基本分析方法、假设条件及各自的适用范围，并且以Beckmann光散射理论为基础，建立光散射模型，分析推导了光散射和粗糙度测量间的定量关系，建立了粗糙面20#冷轧钢板》20#冷轧板的近似表达式。将其应用在冷轧钢板表面微观轮廓精度的测量中，并由此建立了冷轧钢板表面粗糙度参数轮廓算术平均偏差Ra、自相关长度T的数学模型，从而确立了镜面反射光强和表面粗糙度之间的定量关系。在此基20#冷轧钢板》20#冷轧板础之上，设计了表面粗糙度参数Ra测量分系统和每英寸波峰数20#冷轧钢板》20#冷轧板PPI测量分系统。 在Ra测量分系统中，为了得到钢板表面的Ra参数值，需分别测量入射光的光强和镜面反射光的光强，而20#冷轧钢板》20#冷轧板对入射激光波长的选择及对激光入射角的选择是测量技术的关键。通过对入射激光波长与表面镜面反射率的关系谱线的测量分析和实验研究，以及对0.6328μm和3.39μm入射激光的镜面反射光强度的测量分析和实验研究等，选用了波长为3.39μm的氦***激光器做激光光源。同时，通过理论计算和实验结果分析，认为光束入射角为75°时是***佳角度。另外，在Ra测量分系统中，还设计了标准量校准系统，借助于表面轮廓算术平均偏差Ra值已知的标准20#冷轧钢板》20#冷轧板件的合格与否。该分系统可测量轮廓算术平均偏差Ra的范围为0.1μm到1.8μm。 PPI测量分系统中，采用轮廓基准中线上方1／2Ra处作为阈值进行高点计数，得到被测轮廓每英寸的波峰数目PPI。依据实验数据，分析了不同阈值下T与PPI的关系，确立了1／T与PPI基本成正比的关系。依据Beckmann粗糙表面散射光空间分布的基本模型，推导出可用于实际计算的金属表面散射光功率分布的近似模型，并对冷轧钢板表面散射光的空间分布进行了数值模拟。系统采用波长0.635μm的半导体激光器做光源，光束以0°入射角垂直投射到被测表面，光能量的接收采用硅光电池。该系统PPI的测量范围可达600点。 信号采集和数据处理系统中，光强信号被转换为电压信号，信号放大后通过数据采集和模数转换，被送入计算机。根据R_a和PPI的数学模型，