ЖУРНАЛ «СТА» №1/2007

лийнеоновые лазеры, так и полупро- водниковые лазерные диоды. Пре- имуществом первых являются узкий спектр и высокая когерентность излу- чения, необходимые для формирова- ния стабильной интерференционной решётки. Излучение таких лазеров всегда принадлежит видимому участ- ку спектра, что облегчает настройку и диагностику ЛДИС на месте установ- ки, упрощает защиту персонала от по- ражения глаз лазерным излучением. Среди недостатков можно отметить большие габариты оптических блоков с гелийнеоновыми лазерами изза относительно больших размеров лазе- ров, кроме того, газовый лазер пита- ется высоким напряжением (при под- жиге – до 1,8 кВ). Оптические блоки на полупроводниковых лазерах имеют малые размеры, и там нет высокого напряжения. Однако лазерные диоды характеризуются широким спектром и низкой когерентностью излучения. Чтобы обеспечить необходимую точ- ность измерений, температура кри- сталла лазерного диода, ток через не- го и напряжение на кристалле долж- ны быть стабилизированы с погреш- ностью не хуже 0,01%. Системы ста- билизации сложны и инерционны. Измеритель выходит на рабочий ре- жим после продолжительного прогре- ва. Неприятной неожиданностью ока- залось, что если режим стабилизации не достигнут или один из параметров вышел из установленных пределов в процессе работы, то ЛДИС (TSI, 2000С) вообще не выдаёт на выход никакой информации о длине и ско- рости объекта. Надёжная работа измерителей гаран- тируется производителями при усло- вии, что зондирующие лучи ортого- нальны к измеряемой поверхности. При отклонении угла падения от пер- пендикуляра более чем на 0,52° резко снижается точность и надёжность из- мерения. На работу ЛДИС могут влиять мощ- ные тепловые и конвекционные пото- ки от горячего проката. Так, тепловая линза над ручьями машины непрерыв- ного литья заготовок случайным обра- зом искажает ход зондирующих лучей, снижая точность измерения. Мощные восходящие потоки воздуха с частица- ми пыли неоднократно приводили к ложному измерению скорости при от- сутствии заготовки в поле зрения. Хочется отметить, что доплеровские методы по понятным причинам плохо работают при близких к нулю скоро- стях, и хотя некоторые производители указывают на возможность работы с остановом объекта в измерительной зоне, на практике это приводит к суще- ственному снижению точности и надёжности измерения. П РИМЕНЕНИЕ ЛДИС НА ОАО НТМК В ЦЕХЕ ПРОКАТКИ ШИРОКОПОЛОЧНЫХ БАЛОК На ОАО НТМК в цехе прокатки ши- рокополочных балок (ЦПШБ, рис. 1) с 1995 года для измерения в режиме ре- ального времени длин горячих штанг после пил горячей резки используются два ЛДИС ЛИ803М производства фир- мы «Вихревые технологии» (рис. 2). Лазерные измерители установлены после участка пил горячей резки перед холодильниками непосредственно около отводящего рольганга. Раскат после чистовой прокатной клети по- ступает на участок пил горячей резки. На участке работает семь пил горячей резки, предназначенных для удаления дефектных концов раската и порезки раската на штанги заказанной длины. Длина штанг определяется предвари- тельной расстановкой пил горячей рез- ки. В одном приёме резки может быть задействовано от 1 до 7 пил одновре- менно. Готовые штанги по отводящему рольгангу подаются на холодильник через измерительную зону ЛДИС. По- лучение длин отрезаемых штанг в ре- жиме реального времени позволяет оператору пил горячей резки произво- дить непрерывный контроль за поло- жением пил горячей резки, выбирать схему порезки для получения штанг за- казанной длины и в заказанном коли- честве. В измерителях ЛИ803М применён гелийнеоновый лазер мощностью 15 мВт и акустооптический модулятор для разделения луча. В электронном блоке использовался следящий фильтр c кольцом фазовой автоподстройки частоты, выход которого подключён к частотомеру. Аналоговый метод обра- ботки сигнала приводил к ошибкам в измерении длины штанги, связанным с захватом следящим фильтром шумов, высших гармоник доплеровского сиг- нала или потерей сигнала в процессе измерения. Надёжность измерений не превышала 90%, ошибки в определе- нии длины приводили к ошибкам в оп- ределении количества прокатанных штанг конкретной длины, соответст- венно, прокатывались лишние штанги, или, наоборот, при отгрузке возникала недостача штанг определённых длин. Было принято решение перейти на цифровую обработку сигнала. Изготовленный цифровой блок об- работки сигнала для ЛДИС состоит из платы аналогоцифрового преобразо- вателя (АЦП) с буферной памятью и встраиваемого высокопроизводитель- ного промышленного компьютера РАЗ РА БО Т КИ / МЕ ТАЛЛ У Р Г И Я 25 СТА 1/2007 www.cta.ru Рис 2. Оптические блоки ЛДИС на месте установки в ЦПШБ (внизу справа)