激光测厚

激光测厚(laster   thickness   measurement)

以激光为光源的板带厚度测量技术。直接测量激光束往返于泓线两端的传播时间，根据光速值求出距离，即厚度。用激光技术测量板带材厚度的基本原理是根据光学图像位移原理的光学三角法。激光具有亮度高、方向性、单色性和相干性好的特点。常用的激光器有固体激光器、气体激光器、半导体激光器、液体激光器等4类。

采用激光技术在线测量板带材厚度的方法有单三角法和双三角法两种。

单三角法    在测量系统中，改变接收激光束的方向，用工业电视直接显示所测厚度的数值。

图1表示改变接收光束的单三角法激光测厚原理。激光器发出的光束AC从固定的方向以45⁰角入射闪击参考钢板3表面A点。经透镜B处的光学系统的焦平面在O处成像在实际使用中，激光束闪击被测钢板2表面的A₁点，经透镜B处的光学系统成像于E点。假定A和A₁保持不变，参考钢板厚度为s，Ac与法线保持45⁰角，对直角BAC讲，AD=A₁D／tana因a=45⁰，所以AD=A₁D，即被测钢板的厚度超过参考钢板s的部分。设AD=d₁，等于参考钢板表面法线移动的距离(因为tan45⁰=1)这就意味着把测量钢板厚度化成为参考点A和A₁处法线平移的尺度，从而实现了激光的厚度测量。

根据几何原理△A₁AB和△EOB为直角三角形，可定义为相似三角形所以OE/AA₁=OB/AB，AA₁=AD/COSα，OB为透镜B的焦距，AB为参考钢板A点至透镜B的距离，所以图像位移OE=X，正比于参考平面法线位移的幅度为d₁，即式中K为常数。

设被测钢板的厚度为d，d即可求得

双三角法     即双面测量法，由于在轧制过程中可能出现钢板跳动或弯曲，显然会出现测量误差，故采用双面测量法。。与单三角法比较，双三角法增加了一套激光器和一套光学及电视摄像系统，如图2所示。

由激光器1发出的两束激光由CA和C^{`</sup>A<sup>`}按固定方向以45⁰入射角闪击参考钢板3上表面A点和下表面A`点，分别经透镜B和B`在O和O`处成像而激光束闪击行进的被测钢板3表面上A<sub><sup>1</sup></sub>和A<sub><sup>1</sup></sub>`点，经透镜B和B`成像于E和E`点假定A与A`严格对称并对A与A`点保持不变同理，可推导出x₁=Kd₂则被测钢板厚度

由上式可知，钢板在垂直方向上的任意变动可改变x和x₁值，但x+x₁之和保持不变，误差可消除。

激光测厚的范围很宽，从极薄的金属箔可测到初轧的钢坯，测量的相对精度可达1×10^-5。