专利名称：用于测量一个轧管机中的管的壁厚的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在使用激光-超声法时测量一个轧管机中的管的壁厚的方法，其中借助于一种激励激光器(Anregungslaser)将一个超声脉冲导入管的表面中，在管的表面上借助于一种照明激光器(Beleuchtungslaser)和一个干涉仪获取反射的超声信号，并且在一个后面布置的处理单元中将该超声信号进行处理，其中该干涉仪具有两个镜面，它们借助于一个线性执行机构(Linearaktuator)可以在预先规定的距离中相对定位；其中为了调控镜面的距离、一个光敏二极管测量通过镜面传输的光线，并将由光敏二极管测量的信号直接或者间接地传输给一个直接作用于线性执行机构的调控器。另外本发明涉及一种用于测量管壁厚的装置。
背景技术：
在本技术的许多领域中，管需要由钢制成，该管可以例如通过一种方法制造，其中在一个斜轧穿孔机中、在使用一个轴向固定的芯棒时将圆柱形的原材料加工成空心管坯。为了将圆柱形的原材料加工成无缝管，该原材料通过芯棒进行轧制。例如从EP 0 940 193 A2中已知这样一种方法。
在用张力减径轧辊并且在用减径和定径轧辊对于无缝管进行加工时，待加工的管经过一列轧钢机，其中沿管的运输方向依次布置一定数量的轧机机座。在每一个轧机机座中放置轧辊，该轧辊在轧制过程中总是围绕一个限定的圆周段与管相接触。在这种情况下、在每一个轧机机座中多个(例如三个)轧辊全部如此互相作用，即管基本上在其全部的圆周上与轧辊相接触。因此将管轧制到一个减少的直径，并且在这里达到精确的形状。
管在轧制后应该具有一个理想的形状，也就是说，外部圆周和内部圆周的圆柱形的外形轮廓应该形成两个同心圆。然而实际上在制造管的过程中总是存在公差，这样内部圆周的圆形轮廓相对于这个外部圆周的圆形轮廓存在某种偏心。
在制造管时决定性的质量参数是管壁厚，在生产过程中测量并调控该管壁厚。为了获得管壁厚已知超声-测量方法。根据脉冲-回声-方法的超声厚度-测量方法通过测量一个超声脉冲的时滞来获得壁厚。
在这种情况下，在例如US 5,137,361中和在WO 00/63641中所描述的类型的方法，使用一种将一个超声脉冲传输到管表面中的激励激光器；该脉冲沿着管内的方向传播，并在内壁上发生反射。通过将一个照明激光器对准管表面而在此处获得返回到外壁表面上的信号。将反射的信号传输给一个干涉仪，其中使用一种同焦点的法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪。一个电子处理机构获得所导入的和反射的超声信号的时间间隔、或者获得所形成的回声序列(Echofolge)的两个回声之间的时间间隔，由此——在管中的声速为已知的情况下——可以计算出壁厚。
法布里-珀罗干涉仪具有两个镜面，该镜面可以借助于一个压电线性执行机构在一个可预先规定的距离中进行互相相对地定位。在这种情况下重要的是，这两个镜面间的距离进行精确地(在纳米范围中)调控，以便可以进行可靠的测量(这必须在光的频率上的强度变化的陡峭支路中得以实现)。对此在以前已知的解决方案中，根据US 5,137,361借助于两个光敏二极管、一方面测量导入到干涉仪中的光线，另一方面测量通过干涉仪传输的光线，在以两个光强度的比例作为基础的情况下对于在闭合调整电路中的压电执行机构进行加载。
已经证实，使用这种设置方式不能确保在一个轧管机的粗糙环境条件下对于管壁厚的可靠测量。仅对于法布里-珀罗干涉仪产生稳定的影响是不够的。更确切地说，需要在调控的全部接收部分进行改进。
发明内容
本发明的任务是，完成一种利用激光-超声法测量一个管的壁厚的方法以及一种所述的装置，使用该方法或者该装置即使在轧机中的粗糙的环境条件下、并且在测量物体上变化的反射条件下也可以确保对于管壁厚的稳定和可靠的测量。
根据该方法，这个任务的解决方案的特征是根据源自管的制造过程和/或源自反射的超声信号的测量过程的信号来改变用于在一个可以预先规定的距离中稳定地调控镜面的、由光敏二极管所测量的信号，并将该信号输入调控器，其中光敏二极管与一个放大器相连接，对于由光敏二极管所测量的信号的改变通过改变放大器的放大而得以实现。
在改变通过光敏二极管所产生的并输送给调控器的信号时，该信号可以根据一个规定的算法如此进行修改，即抵抗使干涉仪工作不稳定的干扰因素。
最好使由光敏二极管所测量的信号根据另一个光敏二极管的信号而改变，所述前一个光敏二极管测量的传输到干涉仪中的光线，而它所测量的信号传输给调控器，其中这两个光敏二极管分别与一个放大器相连接，该放大器放大由光敏二极管所测量的信号；其中根据光敏二极管中的至少一个的信号在另一个调控电路中用一个调控器依据至少一个预先规定的主导参数而对于放大器的放大进行调控。
用这种方式可以确保通过精确地调控镜面的正确的距离来保持干涉仪的最优的工作点，并且即使在管表面的反射特性变化的情况下也可确保如此工作。
在这种情况下，最好根据调控电路中的第二光敏二极管的信号、依照可预先规定的主导参数调控放大器的放大。
另一种改进方案最好是将由光敏二极管所测量的信号也根据在管上所测量的温度进行改变，并且也将该信号传输给调控器(用作干扰值)。
最好根据一个干扰值对于放大器中的至少一个的放大进行调控，其中干扰值通过一个加法器作用于该放大器。在这种情况下，干扰值最好是在管上所测量的温度。这个温度可以借助于一个高温计进行测量。
当根据一种改进方案将作用于线性执行机构的调控器设计为高动态的调控器时，出现一种良好的调控结果。在这种情况下尤其是设想一种PID调控器。作用于放大器的调控器也可以设计为高动态的调控器。一个PID调控器考虑在这里使用。但也可以使最后提到的调控器缓慢地进行工作，其中该调控器最好设计为PI调控器。
为了使获得对于调控过程为必要的主导参数容易进行，另外通过在进行调控操作之前对于函数曲线的逐步扫描而获取调控电路的至少一个主导参数。
特别是法布里-珀罗干涉仪作为干涉仪证明是有效的。大多使用一个压电运动元件作为线性执行机构，因为使用这种机构可以高度精确地完成定位。放大器可以最好设置一个对数的特性曲线，以便形成有效的调控。使用的调控器最好设计为数字化的调控器。在该调控器中根据一种改进方案通过差分方程式建立调控算法。
已经证明有利的是，附加于所建议的调控技术的措施，还配备确保干涉仪克服固体和/或空气声振动进行较高地减震的装置。
用于测量管壁厚的装置具有一个激光-超声测量装置，该装置带有一个激励激光器、一个干涉仪和一个布置在后面的处理单元，其中干涉仪具有两个镜面，该镜面借助于一个线性执行机构可以在预先规定的距离中互进行相相对地定位；另外该装置具有用于调控镜面的距离的调控机构，该调控机构具有一个光敏二极管和一个调控器，该光敏二极管测量通过镜面传输的光线，而该调控器根据源自光敏二极管的信号作用于线性执行机构。
为了确保干涉仪的一个稳定的工作点，该装置可以通过另一个光敏二极管来标志其特征，该光敏二极管分别与一个放大器相连接，该放大器使由光敏二极管所测量的信号得到放大，并且存在一个调控电路，该电路根据光敏二极管的信号用一个调控器将放大器的放大调控到可预先规定的值。
可附加地或者可替换地是，为了测定管表面变化的反射特性，可以利用一个用于测量在管处存在的温度的高温计。
为了将一个干扰值接入到放大器中，最好使该放大器与一个加法器相连接。另外可以使调控器与一个测量在管上存在的温度的高温计相连接。
放大器可以具有一个对数特性曲线。
另外，根据改进方案，为了将由两个光敏二极管所测量的信号的差值输送给调控器，设置一个用于确定该差值的减法器，这样可以得到一种特别有效的调控。
为了确保干涉仪对于固体和/或空气声振动一种最佳的减震，根据一种改进方案在一个减震的支架上如此进行设置。在支架的底侧可以布置特殊的吸振脚或者减震元件(尤其是也可应用由高保真(Hi-Fi)领域已知的串技术(String Technik))。另外为了减震，可以将干涉仪布置在一个至少很大程度上全封闭的容器中；该容器最好是木制的。
该容器可以在其内侧设置板形的减震元件，该减震元件最好由中密度的纤维制成。最后进一步地优化减震性能在板形的减震元件和容器内侧之间布置泡沫塑料。
总共得到一种用于测量在轧管机中的管的壁厚的测量装置，该装置的特点是高度的稳定性，这样即使在轧机的粗糙的环境影响下也可以确保干扰影响不对测量质量有负面的影响。该措施可以相对简单地进行变换，这样可以价格便宜地实现该测量机构。
在附图中对于本发明的实施例进行说明。附图示出图1一个用于测量一根在一个轧机中的管的壁厚的装置的示意结构，其中尤其示出了调控技术的机构的草图。
图2一种调控系统的对于图1的可替换的方案。
图3对于图1或者图2的另一种可替换的方案。
图4所使用的干涉仪的减震壳体的示意图。
图5测量一个管壁厚的原理图。
图6干涉仪中所测量的强度在光线频率上的曲线示意图。
具体实施例方式
首先应对在使用一个法布里-珀罗干涉仪时、借助于激光-超声-方法来测量管壁厚的原理作简短说明。
在图5中测量原理简要示出一个被轧制的管1的壁厚D应该如此测量。使用一个激光-超声-壁厚测量装置20，该装置根据超声传播时间测量的传统原理而进行安排。由一个超声脉冲两次通过管1的壁的时间、在已知声音在管1的材料中传播速度c的情况下得到所探求的壁厚D。热壁厚测量时的超声与在大约1000℃的范围中的温度T相联系，不但在激励方面而且在检测方面都需要无接触的、光学的方法，其中测量头自身可以保留在一个热的、到管1安全的距离内。
在管表面中吸收高能的红外区中的光脉冲。该光脉冲例如由一个对准管壁的、由闪光灯所泵送的钇铝石榴石激光器(Nd:YAG-Laser)2(激励激光器)所产生，该激光在脉冲宽度小于10纳秒时可以具有为1.064纳米的波长。由激光器2施加到管表面上的能量由管壁吸收，该能量部分地导致蒸发一个很薄的表面层(在纳米范围中的材料剥落)。通过蒸发-脉冲，由于动量守恒而在管1中形成一个超声脉冲，该超声脉冲垂直于管外壁并进入到管壁中。该超声脉冲在管内表面上反射，返回到管外壁，又重新发生反射，等等，以致在管壁中形成一个减少振幅的超声-回声序列。
反射的超声脉冲在管外表面上产生振荡(在超小型范围中)，借助于一个第二激光器3(照明激光器)在应用多普勒效应的情况下无接触地获得该振荡。这个激光器3可以是一个连续波激光器(ContinuousWaveLaser)，例如是一个在频率上加倍的、由二极管注入的钇铝石榴石激光器，该激光器以一个大小为532纳米的波长进行工作，并对准激励点。与光频率相比的低频率的超声振动导致在材料表面上反射的光线的一种调频。
反射的光束现在是超声信号的载体，该光束通过一个明亮的聚光透镜和一个光波导体27传输给一个光学的分析器，也就是一个解调器，其中尤其是使用一个同焦点的法布里-珀罗干涉仪；其输出信号已经包括超声-回声序列。
对于超声-回声序列的进一步地放大、过滤和信号处理使用一种普通的电子超声-处理单元来进行。处理单元的输出信号是管1的壁厚D，它由声速c和所测量的时间间隔的乘积所确定。
在法布里-珀罗干涉仪4中，如在图4中简要示出的，分解通过光波导体27所传输的光线。由于共振而在光线的频率f上得到一种如同在图6中简要示出的强度分布。当在强度曲线的陡峭的分支中进行测量时，得到一个用于壁厚测量的最佳的工作点A，对此，干涉仪4(参见图4)的对于光线可部分透过地设计的两个镜面6和7必须在一个限定的距离a中互相相对地进行定位。如可以从图6中看出，将最大强度值的一半作为强度的额定值，因为在这种数值的情况下，强度曲线的侧面最为陡峭。为了保持这个工作点A并且为了满足干涉仪的共振为持久性的，这两个镜面6、7必须在纳米的范围中互相精确地定位。为了可以实现这个目的，采用一个压电晶体的形式线性执行机构；使用该机构可以精确地调控距离。
从图1至4可得知要采取的措施，以便即使在一个轧管机中的粗糙的环境条件下也保持干涉仪的最优的工作点。
在图1中示出了用于测量一个轧机中的管壁厚的装置的示意性的构造，其中尤其示出了调控技术的装置。管1沿箭头方向运送而穿过轧机的出口。在这个位置上进行根据在图5中示出的原理的壁厚测量。激励激光器2在管1的表面上产生一个超声脉冲，该超声脉冲的反射由照明激光器3来接收，并且通过光波导体27传输到法布里-珀罗干涉仪4。干涉仪4的两个镜面6和7位于预先规定的距离a中，该距离通过以压电调控元件的形式的线性执行机构8进行精确地调控。干涉仪4的输出信号在处理单元5中进行处理，也就是说，在这里，由在所传输和所反射的超声脉冲之间的传播时间差、或者由所产生的回声序列的两个回声的时间间隔来确定管1的壁厚D。
在壁厚测量装置开始工作之前，首先接收在光线的频率f的范围上的强度频谱I，如同由图6给出的。因此不但得到最大的Imax，也得到由该最大值而来的半值，这样确定了在工作点A处的强度I。
这个值预先规定了在图1中简要示出的调控机构21的额定值(额定预定值28；该值规定了主导参数FT)。调控机构21具有一个调控器10，该调控器设计为PID调控器。这个调控器调控线性执行机构8，该线性执行机构使两个镜面6和7在限定的距离a中进行定位。通过干涉仪4传输的光线由一个与一个放大器15相连接的光敏二极管9来测量。由光敏二极管9所测量的信号通过一个低通滤波器29输送到一个减法器(Differenzbildner)32，并且以此作为反馈信号输送到调控机构21中。减法器将该信号从预先规定的主导参数FT中减去，并且将此差值输送到调控器10。
合适的调控技术的算法具有这种结果，也就是使法布里-珀罗干涉仪4保持在稳定的工作点A处(参见图6)，因此全部测量装置对外部干扰进行相对不灵敏地反应。
由光敏二极管9所测量的光信号——转变成一个电信号——通过一个高通滤波器33传输给处理单元5。
为了使该调控即使在粗糙的轧机条件下也是稳定的，并且使该调控即使对于管表面的变化的反射特性也不敏感地反应，根据图1的解决方案如下分光器(Strahlteiler)34将由光波导体27传播的光线传递到一个第二光敏二极管13。这个光敏二极管与一个放大器14相连接。光敏二极管9的放大器15和光敏二极管13的放大器14可以根据其各自的放大VD1和VD2进行调控。为了影响放大作用，放大器14和15与一个在一个闭合的调控电路16中的调控器17相连接。这个调控电路16设置一个主导参数FR。这个主导参数在设计为快速工作的、高动态的PID调控器的调控器17中获得。在调控器17之后和放大器14之前有加法器37和38，通过这两个加法器可以将干扰值z加入其中。在这种情况下涉及在激光超声-测量装置的测量位置处管1的温度T，其中这个温度可以通过一个未示出的高温计(例如通过一个单色高温计或者一个双色高温计(比例高温计))进行测量。
调控器17作用于放大器14、15，并如此适应于其放大作用VD1或者VD2，以致于完全得到全部测量机构的稳定关系。调控器17由光敏二极管13通过一个低通滤波器12(以一种假频滤波器的形式)和一个减法器18进行加载，在该减法器中将所测量的值从主导参数FR中减去。
通过可以将在管1处测量的温度作为干扰值z而接入其中，这样根据图1该布置以此作为基础，也就是把来自测量过程中的信号11作为值来进行考虑，使用该值改变由光敏二极管9所测量的信号，并且传输到调控机构21、具体的是调控器10。
根据图1的布置也可设计为双回路的调控电路，其中在第一调控回路21中最优地调控干涉仪4，在调控回路16中跟踪光敏二极管9、13的放大器14、15的放大过程，这样这种放大处于最佳的工作点处。
通过调控器17调控放大器14和15，这样得到对于调控机构21的耦合；其中两个调控电路、也就是调控机构16和21是两个耦合的调控回路，其中调控机构21调控在法布里-珀罗干涉仪4附近的干扰，调控电路16根据不同的反射比例调控干扰。
通过这种结构可以调控由于不同的反射特性而会在管壁上出现的强度变化。
在开始操作壁厚测量装置之前、对于主导参数F(FT，FR)的测量可以在一个“扫描”程序中获得。在这种情况下，频率曲线停止，干涉仪4中的强度测量并储存。这对于最优的工作点A提供所需要的、强度峰值的一半的值FT。对于具有光敏二极管13的调控电路16的主导参数FR是随时间测量的、在干涉仪4之前输出耦合的光强度。
来自制造过程中的信号11也可以是由一个高温计所测量的管1的温度，其中高温计附加于或者可替换调控电路16中的低通滤波器12、第二光敏二极管13、放大器14和/或减法器18。管的温度——更普遍地说——一个干扰值，也可以直接给予考虑，以便确保对于干涉仪-镜面的距离的精确调控。因为这样将干扰值直接输送到用于镜面距离的调控电路中，所以干涉仪在其最佳的操作点或工作点中特别稳定地工作。
在图2中简要地示出了本发明观念的替换图1的方案。与根据图1的不同之处由下面的布置得出从光波导体27输送到法布里-珀罗干涉仪4中的光信号借助于一个分光器34进行分解；光线的一部分由干涉仪4输送，而剩余的一部分输送给一个第二光敏二极管13。为了使由第一光敏二极管9所测量的信号进行标准化而使用的信号11由一个来自测量过程的信号所构成。第二光敏二极管13将由该二极管所测量的信号通过低通滤波器31输送给计算元件30，与如同用由光敏二极管9所测量的信号发生的情况完全一样。在以第一和第二光敏二极管9、13的两个输入信号为基础的情况下，在计算元件30中存在一个输出信号的计算。这个输出信号输送给减法器32。对于通过干涉仪传播的光线(用光敏二极管测量)的强度的标准化可以用由光敏二极管13所测量的光线(参考光线)来获得。
两个光敏二极管9、13分别与一个具有对数特性曲线的放大器14和15相连接。为了即使在粗糙的环境条件下也提高干涉仪4的工作点A的稳定性，在这里通过一个第二调控电路16来影响放大器14和15的放大VD1和VD2；该放大器的放大也可以受调控地进行改变，以便使干涉仪4适应于外部的干扰影响。对此第二调控电路16具有一个以PI调控器形式的调控器17，该调控器调控一个计算元件35，其中借助于一个在这里存储的算法来获得用于放大器14和15的放大VD1和VD2的一个理论值。这些理论值被分别输送到每一个放大器14、15。通过一个低通滤波器36而得到调控电路16的输出信号，该调控电路也对于在放大器14、15中的放大的实测值进行监控。借助于在计算元件35中存储的算法，在这里可以不但改变放大的绝对高度，而且可以使这两种放大的比例受到互相影响。
调控机构21配备一个高动态的PID调控器10，而对于调控电路16设置一个PI调控器17，该调控器17使这个调控电路的调控速度与这个调控机构21相比较为缓慢。对于通过干涉仪4所传输的光线的偏差进行特别迅速地调控，并将其调整到理论值，而在放大器14和15中的放大VD1和VD2仅仅相对缓慢地进行调控(在这里由管到管的反应足够用)根据图2的布置的目的是重新使在干涉仪的出口处的强度级(Intensitaetspegel)保持得足够高，并且保持到“传输峰级(Transmissions-Peak-Niveau)的一半(1/2Imax)”。
最好如此适应地限定调控输出值，即不可以使工作点A在强度曲线的“侧面”上以正常方式地离开。
在图3中简要示出了所建议的调控技术的机构的另一种变型，其中对于在参考信号上的传输信号不进行如根据图2的解决方案的标准化，而是使传输信号和参考信号之差形成调控输出值。另外在这里，使例如可由一个高温计所量取的干扰值z共同收集到该调控中。
对此设置一个减法器19，该减法器接收源自第一光敏二极管9的信号，并且从该信号将源自第二光敏二极管13的信号减去。该差值通过减法器32输送给调控器10。
用高动态的PID调控器10来进行对于在光信号中的变化(光级变化)的迅速调控，该光信号由光敏二极管9来测量。在具有PI调控器17的缓慢工作的调控电路16中实现对于放大器14和15的放大VD1和VD2或者它们相互的比例的相应缓慢的调控。
根据图3，附加地可以接入调控的干扰值z。通过加法器37和38在调控放大器14和15时考虑干扰值z。这个干扰值z也可以是通过一个高温计测量的管的温度。
在图4中简要示出了所采取的措施，以便更好地减轻空气和固体声振动。为此，干涉仪4位于一个由高阻尼材料的所制成的支架22上。支架22用特殊的吸振脚23立于一个由木材制成的容器24的底部之上。木材特别优良地适于吸收振动。为了进一步地提高抗振的隔震能力，由木材制成的容器24的内壁设置有板形减震元件25。减震元件25由中等密度的纤维制成，该纤维特别优良地适应于吸收振动。在容器24的内壁和板形减震元件25之间喷射泡沫材料26，以便赋予整个系统最理想的减震能力。
通过所述措施——不但通过调控技术而且通过机械方式——可以确保干涉仪4即使在轧管机的环境中的粗糙环境条件下、在光学的表面特性改变的情况下也可以稳定地工作，并可确保管1的壁厚的测量。
权利要求
1.利用激光-超声方法测量一个轧管机中的一根管(1)的壁厚(D)的方法，其中借助于一个激励激光器(2)将一个超声脉冲导入管(1)的表面中，在管(1)的表面上借助于一个照明激光器(3)和一个干涉仪(4)获取反射的超声信号，在一个布置在后面的处理单元(5)中将该超声信号进行处理，其中干涉仪(4)具有两个镜面(6，7)，它们借助于一个线性执行机构(8)可以在预先规定的距离(a)中进行相对定位；其中为了调控该镜面(6，7)的距离(a)，一个光敏二极管(9)测量通过镜面(6，7)传输的光线，并将由光敏二极管(9)所测量的信号直接或者间接地传输给一个直接作用于线性执行机构(8)的调控器(10)，其特征在于，根据源自管(1)的制造过程和/或源自所反射的超声信号的测量过程的信号(11)来改变由光敏二极管(9)所测量的、用于在一个预先规定的距离(a)中稳定地调控镜面(6，7)的信号，并将该信号传输给调控器(10)；其中光敏二极管(9)与一个放大器(15)相连接，对于由光敏二极管(9)所测量的信号的改变通过改变放大器(15)的放大而得以实现。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，由光敏二极管(9)所测量的信号根据另一个光敏二极管(13)的信号而发生变化，光敏二极管(13)测量导入到干涉仪(4)中的光线，由光敏二极管(9)所测量的信号传输给调控器(10)；其中两个光敏二极管(9，13)分别与一个放大器(14，15)相连接，该放大器将由光敏二极管(9，13)所测量的信号放大；其中根据光敏二极管(9，13)中的至少一个的信号在另一个调控电路(16)中用一个调控器(17)依据至少一个预先规定的主导参数(FT，FR)而调控放大器(14，15)的放大。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，根据在调控电路(16)中的第二光敏二极管(13)的信号、依据可以预先规定的主导参数(FR)而调控放大器(14，15)的放大。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，由光敏二极管(9)所测量的信号根据在管(1)上所测量的温度(T)而改变，并将该信号传输给调控器(10)。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于，对于放大器(14，15)中的至少一个的放大根据一个干扰值(z)进行调控，其中干扰值(z)通过至少一个加法器(37，38)作用于至少一个放大器(14，15)。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，干扰值(z)是在管(1)上所测量的温度(T)。
7.根据权利要求4至6中任一项的方法，其特征在于，在管(1)上存在的温度(T)借助于一个高温计来测量。
8.根据权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，作用于线性执行机构(8)的调控器(10)为高动态的调控器。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，作用于线性执行机构(8)的调控器(10)为PID调控器。
10.根据权利要求2至9中任一项的方法，其特征在于，作用于放大器(14，15)的调控器(17)为高动态的调控器。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，作用于放大器(14，15)的调控器(17)为PID调控器。
12.根据权利要求2至9中任一项的方法，其特征在于，作用于放大器(14，15)的调控器(17)为PI调控器。
13.根据权利要求1至12中任一项的方法，其特征在于，调控电路(16，21)的至少一个主导参数(FT，FR)的获取通过在进行调控操作之前逐步地扫描函数曲线来实现。
14.用于测量一个轧管机中的一根管(1)的壁厚(D)、尤其用于实施根据权利要求1至13中任一项的方法的装置，该装置具有一个激光-超声测量装置(20)和一个调控机构(21)，该测量装置(20)带有一个激励激光器(2)、一个照明激光器(3)、一个干涉仪(4)和一个布置在后面的处理单元(5)，其中干涉仪(4)具有两个镜面(6，7)，该镜面借助于一个线性执行机构(8)可以在预先规定的距离(a)中相对定位；该调控机构(21)用于调控镜面(6，7)的距离(a)，该调控机构具有一个光敏二极管(9)和一个调控器(10)，光敏二极管(9)测量通过镜面(6，7)传输光线，而调控器(10)根据源自光敏二极管(9)的信号作用于线性执行机构(8)，其特征在于，用于获取源自管(1)的制造过程的信号(11)的机构，该机构将信号(11)输送给调控器(10)，其中该机构是一个用于测量在管(1)上存在的温度(T)的高温计。
15.用于测量在一个轧管机中的一根管(1)的壁厚(D)、尤其用于实施根据权利要求1至13中任一项的方法的装置，该装置具有一个激光-超声测量装置(20)和一个调控机构(21)，该测量装置(20)带有一个激励激光器(2)、一个照明激光器(3)、一个干涉仪(4)和一个布置在后面的处理单元(5)，其中干涉仪(4)具有两个镜面(6，7)，该镜面借助于一个线性执行机构(8)可以在预先规定的距离(a)中相对定位；该调控机构(21)用于调控镜面(6，7)的距离(a)，该调控机构具有一个光敏二极管(9)和一个调控器(10)，光敏二极管(9)测量通过镜面(6，7)传输光线，而调控器(10)根据源自光敏二极管(9)的信号作用于线性执行机构(8)，其特征在于，另一个光敏二极管(13)，该光敏二极管(13)测量传输到干涉仪(4)中的光线；其中两个光敏二极管(9，13)分别与一个放大器(14，15)相连接，该放大器将由光敏二极管(9，13)所测量的信号进行放大；存在一个调控电路(16)，该调控电路根据光敏二极管(9，13)的信号用一个调控器(17)将放大器(14，13)的放大调控到可预先规定的值。
16.根据权利要求15的装置，其特征在于，放大器(14，15)与一个用于将一个干扰值(z)接入到放大器(14，15)上的加法器(37，38)相连接。
17.根据权利要求15的装置，其特征在于，调控器(10，17)与一个测量在管(1)上存在的温度(T)的高温计相连接。
18.根据权利要求15的装置，其特征在于，放大器(14，15)具有一个对数特性曲线。
19.根据权利要求15至18中任一项的装置，其特征在于，用于确定由两个光敏二极管(9，13)所测量的信号之差、并将此差值传输到调控器(10)的减法器(19)。
20.根据权利要求14至19中任一项的装置，其特征在于，干涉仪(4)布置在一个对于固体和/或空气声振动减震的支架(22)上。
21.根据权利要求20的装置，其特征在于，在支架(22)的底侧上布置吸振脚(23)。
22.根据权利要求20或者21的装置，其特征在于，干涉仪(4)布置在一个全封闭的容器(24)中。
23.根据权利要求22的装置，其特征在于，容器(24)是木制的。
24.根据权利要求22或者23的装置，其特征在于，容器(24)在其内侧上设置板形的减震元件(25)。
25.根据权利要求24的装置，其特征在于，减震元件(25)由中密度的纤维制成。
26.根据权利要求24或者25的装置，其特征在于，在板形减震元件(25)和容器(24)的内侧之间布置泡沫材料(26)。
全文摘要
利用激光－超声方法测量一个轧管机中的一根管(1)的壁厚(D)的方法，其中借助于一个激励激光器(2)将一个超声脉冲导入管(1)的表面中，为了实现一种本方法的稳定并且可靠的操作，根据本发明，根据源自管(1)的制造过程和/或源自所反射的超声信号的测量过程的信号(11)来改变由光敏二极管(9)所测量的、用于在一个预先规定的距离(a)中稳定地调控干涉仪的镜面(6，7)的信号，并将该信号传输给调控器(10)，其中光敏二极管(9)与一个放大器(15)相连接，由光敏二极管(9)所测量的信号的改变通过改变放大器(15)的放大而得以实现。另外本发明涉及一种用于壁厚测量的一种装置。
文档编号G01B17/02GK1496766SQ0315981
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月25日 优先权日2002年9月25日
发明者M·绍尔兰德, M 绍尔兰德, G·－J·德佩, さ屡 申请人:Sms米尔股份有限公司