專利名稱：用于測量一個軋管機中的管的壁厚的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在使用激光-超聲法時測量一個軋管機中的管的壁厚的方法，其中借助于一種激勵激光器(Anregungslaser)將一個超聲脈沖導入管的表面中，在管的表面上借助于一種照明激光器(Beleuchtungslaser)和一個干涉儀獲取反射的超聲信號，并且在一個后面布置的處理單元中將該超聲信號進行處理，其中該干涉儀具有兩個鏡面，它們借助于一個線性執行機構(Linearaktuator)可以在預先規定的距離中相對定位；其中為了調控鏡面的距離、一個光敏二極管測量通過鏡面傳輸的光線，并將由光敏二極管測量的信號直接或者間接地傳輸給一個直接作用于線性執行機構的調控器。另外本發明涉及一種用于測量管壁厚的裝置。
背景技術：
在本技術的許多領域中，管需要由鋼制成，該管可以例如通過一種方法制造，其中在一個斜軋穿孔機中、在使用一個軸向固定的芯棒時將圓柱形的原材料加工成空心管坯。為了將圓柱形的原材料加工成無縫管，該原材料通過芯棒進行軋制。例如從EP 0 940 193 A2中已知這樣一種方法。
在用張力減徑軋輥并且在用減徑和定徑軋輥對于無縫管進行加工時，待加工的管經過一列軋鋼機，其中沿管的運輸方向依次布置一定數量的軋機機座。在每一個軋機機座中放置軋輥，該軋輥在軋制過程中總是圍繞一個限定的圓周段與管相接觸。在這種情況下、在每一個軋機機座中多個(例如三個)軋輥全部如此互相作用，即管基本上在其全部的圓周上與軋輥相接觸。因此將管軋制到一個減少的直徑，并且在這里達到精確的形狀。
管在軋制后應該具有一個理想的形狀，也就是說，外部圓周和內部圓周的圓柱形的外形輪廓應該形成兩個同心圓。然而實際上在制造管的過程中總是存在公差，這樣內部圓周的圓形輪廓相對于這個外部圓周的圓形輪廓存在某種偏心。
在制造管時決定性的質量參數是管壁厚，在生產過程中測量并調控該管壁厚。為了獲得管壁厚已知超聲-測量方法。根據脈沖-回聲-方法的超聲厚度-測量方法通過測量一個超聲脈沖的時滯來獲得壁厚。
在這種情況下，在例如US 5,137,361中和在WO 00/63641中所描述的類型的方法，使用一種將一個超聲脈沖傳輸到管表面中的激勵激光器；該脈沖沿著管內的方向傳播，并在內壁上發生反射。通過將一個照明激光器對準管表面而在此處獲得返回到外壁表面上的信號。將反射的信號傳輸給一個干涉儀，其中使用一種同焦點的法布里-珀羅(Fabry-Perot)干涉儀。一個電子處理機構獲得所導入的和反射的超聲信號的時間間隔、或者獲得所形成的回聲序列(Echofolge)的兩個回聲之間的時間間隔，由此——在管中的聲速為已知的情況下——可以計算出壁厚。
法布里-珀羅干涉儀具有兩個鏡面，該鏡面可以借助于一個壓電線性執行機構在一個可預先規定的距離中進行互相相對地定位。在這種情況下重要的是，這兩個鏡面間的距離進行精確地(在納米范圍中)調控，以便可以進行可靠的測量(這必須在光的頻率上的強度變化的陡峭支路中得以實現)。對此在以前已知的解決方案中，根據US 5,137,361借助于兩個光敏二極管、一方面測量導入到干涉儀中的光線，另一方面測量通過干涉儀傳輸的光線，在以兩個光強度的比例作為基礎的情況下對于在閉合調整電路中的壓電執行機構進行加載。
已經證實，使用這種設置方式不能確保在一個軋管機的粗糙環境條件下對于管壁厚的可靠測量。僅對于法布里-珀羅干涉儀產生穩定的影響是不夠的。更確切地說，需要在調控的全部接收部分進行改進。
發明內容
本發明的任務是，完成一種利用激光-超聲法測量一個管的壁厚的方法以及一種所述的裝置，使用該方法或者該裝置即使在軋機中的粗糙的環境條件下、并且在測量物體上變化的反射條件下也可以確保對于管壁厚的穩定和可靠的測量。
根據該方法，這個任務的解決方案的特征是根據源自管的制造過程和/或源自反射的超聲信號的測量過程的信號來改變用于在一個可以預先規定的距離中穩定地調控鏡面的、由光敏二極管所測量的信號，并將該信號輸入調控器，其中光敏二極管與一個放大器相連接，對于由光敏二極管所測量的信號的改變通過改變放大器的放大而得以實現。
在改變通過光敏二極管所產生的并輸送給調控器的信號時，該信號可以根據一個規定的算法如此進行修改，即抵抗使干涉儀工作不穩定的干擾因素。
最好使由光敏二極管所測量的信號根據另一個光敏二極管的信號而改變，所述前一個光敏二極管測量的傳輸到干涉儀中的光線，而它所測量的信號傳輸給調控器，其中這兩個光敏二極管分別與一個放大器相連接，該放大器放大由光敏二極管所測量的信號；其中根據光敏二極管中的至少一個的信號在另一個調控電路中用一個調控器依據至少一個預先規定的主導參數而對于放大器的放大進行調控。
用這種方式可以確保通過精確地調控鏡面的正確的距離來保持干涉儀的最優的工作點，并且即使在管表面的反射特性變化的情況下也可確保如此工作。
在這種情況下，最好根據調控電路中的第二光敏二極管的信號、依照可預先規定的主導參數調控放大器的放大。
另一種改進方案最好是將由光敏二極管所測量的信號也根據在管上所測量的溫度進行改變，并且也將該信號傳輸給調控器(用作干擾值)。
最好根據一個干擾值對于放大器中的至少一個的放大進行調控，其中干擾值通過一個加法器作用于該放大器。在這種情況下，干擾值最好是在管上所測量的溫度。這個溫度可以借助于一個高溫計進行測量。
當根據一種改進方案將作用于線性執行機構的調控器設計為高動態的調控器時，出現一種良好的調控結果。在這種情況下尤其是設想一種PID調控器。作用于放大器的調控器也可以設計為高動態的調控器。一個PID調控器考慮在這里使用。但也可以使最后提到的調控器緩慢地進行工作，其中該調控器最好設計為PI調控器。
為了使獲得對于調控過程為必要的主導參數容易進行，另外通過在進行調控操作之前對于函數曲線的逐步掃描而獲取調控電路的至少一個主導參數。
特別是法布里-珀羅干涉儀作為干涉儀證明是有效的。大多使用一個壓電運動元件作為線性執行機構，因為使用這種機構可以高度精確地完成定位。放大器可以最好設置一個對數的特性曲線，以便形成有效的調控。使用的調控器最好設計為數字化的調控器。在該調控器中根據一種改進方案通過差分方程式建立調控算法。
已經證明有利的是，附加于所建議的調控技術的措施，還配備確保干涉儀克服固體和/或空氣聲振動進行較高地減震的裝置。
用于測量管壁厚的裝置具有一個激光-超聲測量裝置，該裝置帶有一個激勵激光器、一個干涉儀和一個布置在后面的處理單元，其中干涉儀具有兩個鏡面，該鏡面借助于一個線性執行機構可以在預先規定的距離中互進行相相對地定位；另外該裝置具有用于調控鏡面的距離的調控機構，該調控機構具有一個光敏二極管和一個調控器，該光敏二極管測量通過鏡面傳輸的光線，而該調控器根據源自光敏二極管的信號作用于線性執行機構。
為了確保干涉儀的一個穩定的工作點，該裝置可以通過另一個光敏二極管來標志其特征，該光敏二極管分別與一個放大器相連接，該放大器使由光敏二極管所測量的信號得到放大，并且存在一個調控電路，該電路根據光敏二極管的信號用一個調控器將放大器的放大調控到可預先規定的值。
可附加地或者可替換地是，為了測定管表面變化的反射特性，可以利用一個用于測量在管處存在的溫度的高溫計。
為了將一個干擾值接入到放大器中，最好使該放大器與一個加法器相連接。另外可以使調控器與一個測量在管上存在的溫度的高溫計相連接。
放大器可以具有一個對數特性曲線。
另外，根據改進方案，為了將由兩個光敏二極管所測量的信號的差值輸送給調控器，設置一個用于確定該差值的減法器，這樣可以得到一種特別有效的調控。
為了確保干涉儀對于固體和/或空氣聲振動一種最佳的減震，根據一種改進方案在一個減震的支架上如此進行設置。在支架的底側可以布置特殊的吸振腳或者減震元件(尤其是也可應用由高保真(Hi-Fi)領域已知的串技術(String Technik))。另外為了減震，可以將干涉儀布置在一個至少很大程度上全封閉的容器中；該容器最好是木制的。
該容器可以在其內側設置板形的減震元件，該減震元件最好由中密度的纖維制成。最后進一步地優化減震性能在板形的減震元件和容器內側之間布置泡沫塑料。
總共得到一種用于測量在軋管機中的管的壁厚的測量裝置，該裝置的特點是高度的穩定性，這樣即使在軋機的粗糙的環境影響下也可以確保干擾影響不對測量質量有負面的影響。該措施可以相對簡單地進行變換，這樣可以價格便宜地實現該測量機構。
在附圖中對于本發明的實施例進行說明。附圖示出圖1一個用于測量一根在一個軋機中的管的壁厚的裝置的示意結構，其中尤其示出了調控技術的機構的草圖。
圖2一種調控系統的對于圖1的可替換的方案。
圖3對于圖1或者圖2的另一種可替換的方案。
圖4所使用的干涉儀的減震殼體的示意圖。
圖5測量一個管壁厚的原理圖。
圖6干涉儀中所測量的強度在光線頻率上的曲線示意圖。
具體實施例方式
首先應對在使用一個法布里-珀羅干涉儀時、借助于激光-超聲-方法來測量管壁厚的原理作簡短說明。
在圖5中測量原理簡要示出一個被軋制的管1的壁厚D應該如此測量。使用一個激光-超聲-壁厚測量裝置20，該裝置根據超聲傳播時間測量的傳統原理而進行安排。由一個超聲脈沖兩次通過管1的壁的時間、在已知聲音在管1的材料中傳播速度c的情況下得到所探求的壁厚D。熱壁厚測量時的超聲與在大約1000℃的范圍中的溫度T相聯系，不但在激勵方面而且在檢測方面都需要無接觸的、光學的方法，其中測量頭自身可以保留在一個熱的、到管1安全的距離內。
在管表面中吸收高能的紅外區中的光脈沖。該光脈沖例如由一個對準管壁的、由閃光燈所泵送的釔鋁石榴石激光器(Nd:YAG-Laser)2(激勵激光器)所產生，該激光在脈沖寬度小于10納秒時可以具有為1.064納米的波長。由激光器2施加到管表面上的能量由管壁吸收，該能量部分地導致蒸發一個很薄的表面層(在納米范圍中的材料剝落)。通過蒸發-脈沖，由于動量守恒而在管1中形成一個超聲脈沖，該超聲脈沖垂直于管外壁并進入到管壁中。該超聲脈沖在管內表面上反射，返回到管外壁，又重新發生反射，等等，以致在管壁中形成一個減少振幅的超聲-回聲序列。
反射的超聲脈沖在管外表面上產生振蕩(在超小型范圍中)，借助于一個第二激光器3(照明激光器)在應用多普勒效應的情況下無接觸地獲得該振蕩。這個激光器3可以是一個連續波激光器(ContinuousWaveLaser)，例如是一個在頻率上加倍的、由二極管注入的釔鋁石榴石激光器，該激光器以一個大小為532納米的波長進行工作，并對準激勵點。與光頻率相比的低頻率的超聲振動導致在材料表面上反射的光線的一種調頻。
反射的光束現在是超聲信號的載體，該光束通過一個明亮的聚光透鏡和一個光波導體27傳輸給一個光學的分析器，也就是一個解調器，其中尤其是使用一個同焦點的法布里-珀羅干涉儀；其輸出信號已經包括超聲-回聲序列。
對于超聲-回聲序列的進一步地放大、過濾和信號處理使用一種普通的電子超聲-處理單元來進行。處理單元的輸出信號是管1的壁厚D，它由聲速c和所測量的時間間隔的乘積所確定。
在法布里-珀羅干涉儀4中，如在圖4中簡要示出的，分解通過光波導體27所傳輸的光線。由于共振而在光線的頻率f上得到一種如同在圖6中簡要示出的強度分布。當在強度曲線的陡峭的分支中進行測量時，得到一個用于壁厚測量的最佳的工作點A，對此，干涉儀4(參見圖4)的對于光線可部分透過地設計的兩個鏡面6和7必須在一個限定的距離a中互相相對地進行定位。如可以從圖6中看出，將最大強度值的一半作為強度的額定值，因為在這種數值的情況下，強度曲線的側面最為陡峭。為了保持這個工作點A并且為了滿足干涉儀的共振為持久性的，這兩個鏡面6、7必須在納米的范圍中互相精確地定位。為了可以實現這個目的，采用一個壓電晶體的形式線性執行機構；使用該機構可以精確地調控距離。
從圖1至4可得知要采取的措施，以便即使在一個軋管機中的粗糙的環境條件下也保持干涉儀的最優的工作點。
在圖1中示出了用于測量一個軋機中的管壁厚的裝置的示意性的構造，其中尤其示出了調控技術的裝置。管1沿箭頭方向運送而穿過軋機的出口。在這個位置上進行根據在圖5中示出的原理的壁厚測量。激勵激光器2在管1的表面上產生一個超聲脈沖，該超聲脈沖的反射由照明激光器3來接收，并且通過光波導體27傳輸到法布里-珀羅干涉儀4。干涉儀4的兩個鏡面6和7位于預先規定的距離a中，該距離通過以壓電調控元件的形式的線性執行機構8進行精確地調控。干涉儀4的輸出信號在處理單元5中進行處理，也就是說，在這里，由在所傳輸和所反射的超聲脈沖之間的傳播時間差、或者由所產生的回聲序列的兩個回聲的時間間隔來確定管1的壁厚D。
在壁厚測量裝置開始工作之前，首先接收在光線的頻率f的范圍上的強度頻譜I，如同由圖6給出的。因此不但得到最大的Imax，也得到由該最大值而來的半值，這樣確定了在工作點A處的強度I。
這個值預先規定了在圖1中簡要示出的調控機構21的額定值(額定預定值28；該值規定了主導參數FT)。調控機構21具有一個調控器10，該調控器設計為PID調控器。這個調控器調控線性執行機構8，該線性執行機構使兩個鏡面6和7在限定的距離a中進行定位。通過干涉儀4傳輸的光線由一個與一個放大器15相連接的光敏二極管9來測量。由光敏二極管9所測量的信號通過一個低通濾波器29輸送到一個減法器(Differenzbildner)32，并且以此作為反饋信號輸送到調控機構21中。減法器將該信號從預先規定的主導參數FT中減去，并且將此差值輸送到調控器10。
合適的調控技術的算法具有這種結果，也就是使法布里-珀羅干涉儀4保持在穩定的工作點A處(參見圖6)，因此全部測量裝置對外部干擾進行相對不靈敏地反應。
由光敏二極管9所測量的光信號——轉變成一個電信號——通過一個高通濾波器33傳輸給處理單元5。
為了使該調控即使在粗糙的軋機條件下也是穩定的，并且使該調控即使對于管表面的變化的反射特性也不敏感地反應，根據圖1的解決方案如下分光器(Strahlteiler)34將由光波導體27傳播的光線傳遞到一個第二光敏二極管13。這個光敏二極管與一個放大器14相連接。光敏二極管9的放大器15和光敏二極管13的放大器14可以根據其各自的放大VD1和VD2進行調控。為了影響放大作用，放大器14和15與一個在一個閉合的調控電路16中的調控器17相連接。這個調控電路16設置一個主導參數FR。這個主導參數在設計為快速工作的、高動態的PID調控器的調控器17中獲得。在調控器17之后和放大器14之前有加法器37和38，通過這兩個加法器可以將干擾值z加入其中。在這種情況下涉及在激光超聲-測量裝置的測量位置處管1的溫度T，其中這個溫度可以通過一個未示出的高溫計(例如通過一個單色高溫計或者一個雙色高溫計(比例高溫計))進行測量。
調控器17作用于放大器14、15，并如此適應于其放大作用VD1或者VD2，以致于完全得到全部測量機構的穩定關系。調控器17由光敏二極管13通過一個低通濾波器12(以一種假頻濾波器的形式)和一個減法器18進行加載，在該減法器中將所測量的值從主導參數FR中減去。
通過可以將在管1處測量的溫度作為干擾值z而接入其中，這樣根據圖1該布置以此作為基礎，也就是把來自測量過程中的信號11作為值來進行考慮，使用該值改變由光敏二極管9所測量的信號，并且傳輸到調控機構21、具體的是調控器10。
根據圖1的布置也可設計為雙回路的調控電路，其中在第一調控回路21中最優地調控干涉儀4，在調控回路16中跟蹤光敏二極管9、13的放大器14、15的放大過程，這樣這種放大處于最佳的工作點處。
通過調控器17調控放大器14和15，這樣得到對于調控機構21的耦合；其中兩個調控電路、也就是調控機構16和21是兩個耦合的調控回路，其中調控機構21調控在法布里-珀羅干涉儀4附近的干擾，調控電路16根據不同的反射比例調控干擾。
通過這種結構可以調控由于不同的反射特性而會在管壁上出現的強度變化。
在開始操作壁厚測量裝置之前、對于主導參數F(FT，FR)的測量可以在一個“掃描”程序中獲得。在這種情況下，頻率曲線停止，干涉儀4中的強度測量并儲存。這對于最優的工作點A提供所需要的、強度峰值的一半的值FT。對于具有光敏二極管13的調控電路16的主導參數FR是隨時間測量的、在干涉儀4之前輸出耦合的光強度。
來自制造過程中的信號11也可以是由一個高溫計所測量的管1的溫度，其中高溫計附加于或者可替換調控電路16中的低通濾波器12、第二光敏二極管13、放大器14和/或減法器18。管的溫度——更普遍地說——一個干擾值，也可以直接給予考慮，以便確保對于干涉儀-鏡面的距離的精確調控。因為這樣將干擾值直接輸送到用于鏡面距離的調控電路中，所以干涉儀在其最佳的操作點或工作點中特別穩定地工作。
在圖2中簡要地示出了本發明觀念的替換圖1的方案。與根據圖1的不同之處由下面的布置得出從光波導體27輸送到法布里-珀羅干涉儀4中的光信號借助于一個分光器34進行分解；光線的一部分由干涉儀4輸送，而剩余的一部分輸送給一個第二光敏二極管13。為了使由第一光敏二極管9所測量的信號進行標準化而使用的信號11由一個來自測量過程的信號所構成。第二光敏二極管13將由該二極管所測量的信號通過低通濾波器31輸送給計算元件30，與如同用由光敏二極管9所測量的信號發生的情況完全一樣。在以第一和第二光敏二極管9、13的兩個輸入信號為基礎的情況下，在計算元件30中存在一個輸出信號的計算。這個輸出信號輸送給減法器32。對于通過干涉儀傳播的光線(用光敏二極管測量)的強度的標準化可以用由光敏二極管13所測量的光線(參考光線)來獲得。
兩個光敏二極管9、13分別與一個具有對數特性曲線的放大器14和15相連接。為了即使在粗糙的環境條件下也提高干涉儀4的工作點A的穩定性，在這里通過一個第二調控電路16來影響放大器14和15的放大VD1和VD2；該放大器的放大也可以受調控地進行改變，以便使干涉儀4適應于外部的干擾影響。對此第二調控電路16具有一個以PI調控器形式的調控器17，該調控器調控一個計算元件35，其中借助于一個在這里存儲的算法來獲得用于放大器14和15的放大VD1和VD2的一個理論值。這些理論值被分別輸送到每一個放大器14、15。通過一個低通濾波器36而得到調控電路16的輸出信號，該調控電路也對于在放大器14、15中的放大的實測值進行監控。借助于在計算元件35中存儲的算法，在這里可以不但改變放大的絕對高度，而且可以使這兩種放大的比例受到互相影響。
調控機構21配備一個高動態的PID調控器10，而對于調控電路16設置一個PI調控器17，該調控器17使這個調控電路的調控速度與這個調控機構21相比較為緩慢。對于通過干涉儀4所傳輸的光線的偏差進行特別迅速地調控，并將其調整到理論值，而在放大器14和15中的放大VD1和VD2僅僅相對緩慢地進行調控(在這里由管到管的反應足夠用)根據圖2的布置的目的是重新使在干涉儀的出口處的強度級(Intensitaetspegel)保持得足夠高，并且保持到“傳輸峰級(Transmissions-Peak-Niveau)的一半(1/2Imax)”。
最好如此適應地限定調控輸出值，即不可以使工作點A在強度曲線的“側面”上以正常方式地離開。
在圖3中簡要示出了所建議的調控技術的機構的另一種變型，其中對于在參考信號上的傳輸信號不進行如根據圖2的解決方案的標準化，而是使傳輸信號和參考信號之差形成調控輸出值。另外在這里，使例如可由一個高溫計所量取的干擾值z共同收集到該調控中。
對此設置一個減法器19，該減法器接收源自第一光敏二極管9的信號，并且從該信號將源自第二光敏二極管13的信號減去。該差值通過減法器32輸送給調控器10。
用高動態的PID調控器10來進行對于在光信號中的變化(光級變化)的迅速調控，該光信號由光敏二極管9來測量。在具有PI調控器17的緩慢工作的調控電路16中實現對于放大器14和15的放大VD1和VD2或者它們相互的比例的相應緩慢的調控。
根據圖3，附加地可以接入調控的干擾值z。通過加法器37和38在調控放大器14和15時考慮干擾值z。這個干擾值z也可以是通過一個高溫計測量的管的溫度。
在圖4中簡要示出了所采取的措施，以便更好地減輕空氣和固體聲振動。為此，干涉儀4位于一個由高阻尼材料的所制成的支架22上。支架22用特殊的吸振腳23立于一個由木材制成的容器24的底部之上。木材特別優良地適于吸收振動。為了進一步地提高抗振的隔震能力，由木材制成的容器24的內壁設置有板形減震元件25。減震元件25由中等密度的纖維制成，該纖維特別優良地適應于吸收振動。在容器24的內壁和板形減震元件25之間噴射泡沫材料26，以便賦予整個系統最理想的減震能力。
通過所述措施——不但通過調控技術而且通過機械方式——可以確保干涉儀4即使在軋管機的環境中的粗糙環境條件下、在光學的表面特性改變的情況下也可以穩定地工作，并可確保管1的壁厚的測量。
權利要求
1.利用激光-超聲方法測量一個軋管機中的一根管(1)的壁厚(D)的方法，其中借助于一個激勵激光器(2)將一個超聲脈沖導入管(1)的表面中，在管(1)的表面上借助于一個照明激光器(3)和一個干涉儀(4)獲取反射的超聲信號，在一個布置在后面的處理單元(5)中將該超聲信號進行處理，其中干涉儀(4)具有兩個鏡面(6，7)，它們借助于一個線性執行機構(8)可以在預先規定的距離(a)中進行相對定位；其中為了調控該鏡面(6，7)的距離(a)，一個光敏二極管(9)測量通過鏡面(6，7)傳輸的光線，并將由光敏二極管(9)所測量的信號直接或者間接地傳輸給一個直接作用于線性執行機構(8)的調控器(10)，其特征在于，根據源自管(1)的制造過程和/或源自所反射的超聲信號的測量過程的信號(11)來改變由光敏二極管(9)所測量的、用于在一個預先規定的距離(a)中穩定地調控鏡面(6，7)的信號，并將該信號傳輸給調控器(10)；其中光敏二極管(9)與一個放大器(15)相連接，對于由光敏二極管(9)所測量的信號的改變通過改變放大器(15)的放大而得以實現。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，由光敏二極管(9)所測量的信號根據另一個光敏二極管(13)的信號而發生變化，光敏二極管(13)測量導入到干涉儀(4)中的光線，由光敏二極管(9)所測量的信號傳輸給調控器(10)；其中兩個光敏二極管(9，13)分別與一個放大器(14，15)相連接，該放大器將由光敏二極管(9，13)所測量的信號放大；其中根據光敏二極管(9，13)中的至少一個的信號在另一個調控電路(16)中用一個調控器(17)依據至少一個預先規定的主導參數(FT，FR)而調控放大器(14，15)的放大。
3.根據權利要求2的方法，其特征在于，根據在調控電路(16)中的第二光敏二極管(13)的信號、依據可以預先規定的主導參數(FR)而調控放大器(14，15)的放大。
4.根據權利要求1至3中任一項的方法，其特征在于，由光敏二極管(9)所測量的信號根據在管(1)上所測量的溫度(T)而改變，并將該信號傳輸給調控器(10)。
5.根據權利要求1至4中任一項的方法，其特征在于，對于放大器(14，15)中的至少一個的放大根據一個干擾值(z)進行調控，其中干擾值(z)通過至少一個加法器(37，38)作用于至少一個放大器(14，15)。
6.根據權利要求5的方法，其特征在于，干擾值(z)是在管(1)上所測量的溫度(T)。
7.根據權利要求4至6中任一項的方法，其特征在于，在管(1)上存在的溫度(T)借助于一個高溫計來測量。
8.根據權利要求1至7中任一項的方法，其特征在于，作用于線性執行機構(8)的調控器(10)為高動態的調控器。
9.根據權利要求8的方法，其特征在于，作用于線性執行機構(8)的調控器(10)為PID調控器。
10.根據權利要求2至9中任一項的方法，其特征在于，作用于放大器(14，15)的調控器(17)為高動態的調控器。
11.根據權利要求10的方法，其特征在于，作用于放大器(14，15)的調控器(17)為PID調控器。
12.根據權利要求2至9中任一項的方法，其特征在于，作用于放大器(14，15)的調控器(17)為PI調控器。
13.根據權利要求1至12中任一項的方法，其特征在于，調控電路(16，21)的至少一個主導參數(FT，FR)的獲取通過在進行調控操作之前逐步地掃描函數曲線來實現。
14.用于測量一個軋管機中的一根管(1)的壁厚(D)、尤其用于實施根據權利要求1至13中任一項的方法的裝置，該裝置具有一個激光-超聲測量裝置(20)和一個調控機構(21)，該測量裝置(20)帶有一個激勵激光器(2)、一個照明激光器(3)、一個干涉儀(4)和一個布置在后面的處理單元(5)，其中干涉儀(4)具有兩個鏡面(6，7)，該鏡面借助于一個線性執行機構(8)可以在預先規定的距離(a)中相對定位；該調控機構(21)用于調控鏡面(6，7)的距離(a)，該調控機構具有一個光敏二極管(9)和一個調控器(10)，光敏二極管(9)測量通過鏡面(6，7)傳輸光線，而調控器(10)根據源自光敏二極管(9)的信號作用于線性執行機構(8)，其特征在于，用于獲取源自管(1)的制造過程的信號(11)的機構，該機構將信號(11)輸送給調控器(10)，其中該機構是一個用于測量在管(1)上存在的溫度(T)的高溫計。
15.用于測量在一個軋管機中的一根管(1)的壁厚(D)、尤其用于實施根據權利要求1至13中任一項的方法的裝置，該裝置具有一個激光-超聲測量裝置(20)和一個調控機構(21)，該測量裝置(20)帶有一個激勵激光器(2)、一個照明激光器(3)、一個干涉儀(4)和一個布置在后面的處理單元(5)，其中干涉儀(4)具有兩個鏡面(6，7)，該鏡面借助于一個線性執行機構(8)可以在預先規定的距離(a)中相對定位；該調控機構(21)用于調控鏡面(6，7)的距離(a)，該調控機構具有一個光敏二極管(9)和一個調控器(10)，光敏二極管(9)測量通過鏡面(6，7)傳輸光線，而調控器(10)根據源自光敏二極管(9)的信號作用于線性執行機構(8)，其特征在于，另一個光敏二極管(13)，該光敏二極管(13)測量傳輸到干涉儀(4)中的光線；其中兩個光敏二極管(9，13)分別與一個放大器(14，15)相連接，該放大器將由光敏二極管(9，13)所測量的信號進行放大；存在一個調控電路(16)，該調控電路根據光敏二極管(9，13)的信號用一個調控器(17)將放大器(14，13)的放大調控到可預先規定的值。
16.根據權利要求15的裝置，其特征在于，放大器(14，15)與一個用于將一個干擾值(z)接入到放大器(14，15)上的加法器(37，38)相連接。
17.根據權利要求15的裝置，其特征在于，調控器(10，17)與一個測量在管(1)上存在的溫度(T)的高溫計相連接。
18.根據權利要求15的裝置，其特征在于，放大器(14，15)具有一個對數特性曲線。
19.根據權利要求15至18中任一項的裝置，其特征在于，用于確定由兩個光敏二極管(9，13)所測量的信號之差、并將此差值傳輸到調控器(10)的減法器(19)。
20.根據權利要求14至19中任一項的裝置，其特征在于，干涉儀(4)布置在一個對于固體和/或空氣聲振動減震的支架(22)上。
21.根據權利要求20的裝置，其特征在于，在支架(22)的底側上布置吸振腳(23)。
22.根據權利要求20或者21的裝置，其特征在于，干涉儀(4)布置在一個全封閉的容器(24)中。
23.根據權利要求22的裝置，其特征在于，容器(24)是木制的。
24.根據權利要求22或者23的裝置，其特征在于，容器(24)在其內側上設置板形的減震元件(25)。
25.根據權利要求24的裝置，其特征在于，減震元件(25)由中密度的纖維制成。
26.根據權利要求24或者25的裝置，其特征在于，在板形減震元件(25)和容器(24)的內側之間布置泡沫材料(26)。
全文摘要
利用激光－超聲方法測量一個軋管機中的一根管(1)的壁厚(D)的方法，其中借助于一個激勵激光器(2)將一個超聲脈沖導入管(1)的表面中，為了實現一種本方法的穩定并且可靠的操作，根據本發明，根據源自管(1)的制造過程和/或源自所反射的超聲信號的測量過程的信號(11)來改變由光敏二極管(9)所測量的、用于在一個預先規定的距離(a)中穩定地調控干涉儀的鏡面(6，7)的信號，并將該信號傳輸給調控器(10)，其中光敏二極管(9)與一個放大器(15)相連接，由光敏二極管(9)所測量的信號的改變通過改變放大器(15)的放大而得以實現。另外本發明涉及一種用于壁厚測量的一種裝置。
文檔編號G01B17/02GK1496766SQ0315981
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月25日 優先權日2002年9月25日
發明者M·紹爾蘭德, M 紹爾蘭德, G·－J·德佩, さ屢 申請人:Sms米爾股份有限公司