Laser lösen Isotopen- und Röntgensysteme ab

Neues System misst unabhängig von den Materialeigenschaften

(industrietreff) - LAP hat die Messgenauigkeit seiner CALIX-Sensoren für die Dickenmessung von Band wesentlich gesteigert. Somit erreichen sie die Präzision der bisher in Walzwerken verwendeten radiometrischen Systeme und übertreffen diese in vielen Fällen. Die neuen Systeme sind so kompakt, dass sie ohne Umbaumaßnahmen in bestehende Bandanlagen integriert werden können. Gleichzeitig reduzieren sie den Aufwand für Strahlenschutz auf Null.

LAP hat neue Laser-Dickenmesssysteme entwickelt, die eine kostengünstige Alternative zu radiometrischen Systemen sind. Umfangreiche Messungen zeigen, dass sie die neuen CALIX-Sensoren mit einer Messgenauigkeit von +/- 4 µm bei einer Wiederholgenauigkeit von +/- 0,4 µm (2 ?) messen, und zwar über den gesamten Dicken-Messbereich von 0,02 bis 30 mm.

Calix-Systeme arbeiten vollkommen unabhängig von den Materialeigenschaften des Bandes, Materialkennwerte brauchen nicht - wie es bei der radiometrischen Dickenmessung erforderlich ist - eingegeben und gepflegt zu werden. Die materialunabhängige Messung bringt es auch mit sich, dass eine versteckte, materialbedingte Fehlerfortpflanzung aufgrund von Materialinhomogenitäten des Bandmaterials nicht auftreten kann. Auch das "Dickenrauschen" radiometrischer Systeme oder das von Isotopen-Systemen bekannte Quellrauschen treten nicht auf.

Mit hoher Messgenauigkeit und kompaktem Aufbau ist CALIX im Rahmen von Neubau- oder Modernisierungsmaßnahmen eine attraktive Alternative zu radiometrischen Messsystemen. Der vergleichsweise geringe Aufwand für die Optik und die Auswerteelektronik sowie für Kalibrierung und Wartung machen das System darüber hinaus zu einer kostengünstigen Lösung.

Da die Messrahmen sehr kompakt sind - ein System erfordert in Bandrichtung lediglich eine Lücke von maximal 400 mm - können sie vorhandene radiometrische Systeme ersetzen, ohne dass Umbauten an der Bandanlage erforderlich sind, existierende Verfahreinrichtungen können weiterhin genutzt werden.

Die Öffnungsweite des C-Bügels beträgt bis zu 200 mm, sodass bei welligem Material oder beim Einfädeln des Bandes keine Kollisionsgefahr besteht. LAP liefert CALIX ab sofort mit einer Gabelweite von 1.000 mm, so können die Sensoren auch an 2.000 mm breiten Bändern in der Bandmitte messen. Ein Messbügel kann mehrere Sensorpaare aufnehmen, so ist die Messung in unterschiedlichen Spuren möglich. Alternativ kann ein Messbügel, der mit lediglich einem Sensorpaar ausgestattet ist, einfach über die Breite des Bandes traversiert werden.

LAP hat das System für Kaltbandanwendungen entwickelt; auch bei wechselnden Umgebungstemperaturen arbeitet es präzise: Selbst bei einer Temperaturdifferenz von 50 °K beträgt die Drift weniger als 0,5 µm.

Die Auswertung der Abstandsdaten erfolgt innerhalb von 2 ms - ein erheblicher Fortschritt gegenüber den radiometrischen Systemen, deren Abtastrate typischerweise bei etwa 40 - 60 ms liegt. Bei einer Bandgeschwindigkeit von 300 m/min liefern die Lasersysteme alle 10 mm einen Messwert. So werden beispielsweise Walzenschläge früher erkannt als bei den radiometrischen Systemen, deren Messwert nur alle 200 bis 300 mm bestimmt wird. Ferner erzeugen sie ein nach Lauflänge und Dicke des Bandes hochaufgelöstes Dickenprofil. Aufgrund der hohen Messfrequenz können die Systeme für die schnelle Dickenregelung verwendet werden.

CALIX arbeitet nach dem absolut messenden Laser-Triangulationsverfahren; die Dicke des Bandes wird lediglich aus der Differenz zweier Laser-Abstandsmessungen berechnet, deshalb ist die Messung materialunabhängig: die Pflege umfangreicher Tabellen für Materialkennwerte entfällt somit. Aus diesem Grunde können Fehler durch falsch eingegebene Materialkennwerte gar nicht erst entstehen.

LAP erzielt die hohe Genauigkeit mit der speziell entwickelten Anordnung mehrerer CCD-Zeilenkameras. Aufgrund des Messprinzips ist die Genauigkeit konstant über den gesamten Messbereich, außerdem muss der Messbereich während der Messung nicht umgeschaltet zu werden.

CALIX braucht während des Betriebes nicht in regelmäßigen Abständen vor Ort kalibriert zu werden. Ebenso ist es nicht mehr erforderlich, Kalibrierbleche für unterschiedliche Stahlqualitäten vorzuhalten. Ferner erübrigt sich die von anderen optischen Systemen bekannte halbautomatische Kalibrierung mit einem Blech, das während Produktionspausen mit einem Ausleger in den Strahlengang gefahren wird.

Digitale Signalprozessoren passen die Auswertung an die Oberflächenstruktur des Bandes an. So misst CALIX auf matten Oberflächen ebenso genau wie auf glänzenden. Dabei ist die Leistung des Lasers mit 1 mW (Laserklasse 2) so gering, dass kein Laserschutzbeauftragter benannt werden muss. Gleichzeitig reduziert Calix den Aufwand für den Schutz vor ionisierender Strahlung auf Null.

Die ersten CALIX-Sensoren für die Inline-Dickenmessung von Band hat LAP bereits ausgeliefert, sie werden Anfang 2010 in den Vereinigten Staaten in Betrieb genommen.

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Datum: 27.11.2009 - 10:50 Uhr
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