铝材制造与加工市场竞争激烈，生产企业必须面对各种各样的挑战，提高竞争能力并维持竞争优势。因为人们对加工工艺的要求日益增长，所以对原材料的使用必须加以优化，同时企业也必须遵守各种标准与规范。为了达到所有法规、规范和标准的要求，并实现高精测量和测定，采用合适的测量设备就成为了技术解决方案。它成为制造过程中的一个稳定、安全和高精度的检验环节。在热轧和冷轧过程中，经常会在生产的最初环节上出现尺寸偏差。如果厚度发生波动，或厚度、宽度与额定值发生偏差，那么不但会造成材料成本不准确，生产质量也会出现瑕疵，这将增加产品后续加工的难度。

在金属厚度测量方面，主要有三种不同的做法。第一种是接触式测量方法，即通常在测量物体的上下方各设一个测量头，由于是接触式测量，测量装置往往会磨损较快并在生产过程中带来一些问题。此外，仅仅依靠在单个点上的测量，也只能对厚度变化作出一个很粗略的结论。

图1 厚度测量与宽度测量被纳入到同一个系统里

辐射性测量方法则采用同位素射线或X射线光源，光线照射到金属板材上会遇到阻尼。反射回来的光线通过一个发射器被接收。通过发射光线与接收光线之间的不同，来测定出平均厚度。根据不同合金和材料特性，这种方法或多或少具有一定的可靠性。不过在射线防护和定期安全检查等方面，当然会有定期的成本发生。

与其他测量方法相比，基于激光三角测量的光学测量方法更具有其优越性。它可以实现一种无接触和无磨损的测量，同时还可以不受材料特性的影响而对板材的表面进行精确的外形尺寸测量。最新一代的Micro-Epsilon厚度测量装置还配备了激光辐射线三角测量传感器(外形传感器)，这将带来更多的优势。

与点测量传感器相比拥有更高的分辨率

在冷板带加工过程中，常常会产生大的垂直运动，例如纵切设备通过向板带施加飞剪力的情景便是如此。在这种场合中，激光点传感器便会有局限性。而由一个外形传感器所生成的密度更大的信息流则显示出其优势。在外形传感器上，激光点被扩展成一条线(图2)。通过传感器所生成的点云从“最佳适配直线”中可以得出测量数值。与点传感器相比，此举可以极大改善距离与分辨率之间的关系，这是因为这种直线的改变源于许多局部分辨率的相互配合。在一个较大的面上将有更多的测量数值可供采用，从而可以实现更高的测量精度。基于“最佳适配直线”原理，线性传感器在较大测量间距上的测量分辨率优于点传感器。通过上述措施并借助于线性扫描仪，即可以达到190 mm的工作间隙、40 mm的测量范围和±5 μm的测量精度，而点传感器的测量精度在相同的区域内只能实现±25 μm。在采用距离传感器实行差异化厚度测量时，恒定的传感距离具有重要意义。通常采用从形式上被称作为C形架或O形架的两种不同结构类型。

图2 激光点被扩展成激光线，由此可以在一个较大的面上测得更多的测量值（最佳适配直线），并达到更高的精度

当采用C形架时，传感器被安装在上下支腿上。框架被整体移动，以进行测量定位。C形架结构适用于较窄的带材产品，这是因为在材料宽度发生变化的情况下，上部皮带的振动几率会加大。为了能够对C形架进行校验，在更换卷材时，主机部分会自动驶入测量间隙里，并为了新的测量任务来对系统进行校准。C形架结构的优势在于：当发生过度穿入和带材单侧上翘或带材上下弯曲等现象时，C形架在带材的端头处即可从生产线上被整体移走(图3)。对此，C形架需要有一个摆放的空间位置，而这种空间位置在服务中心里往往是不具备的。

图3 C形架特别适用于窄的板带，它可以整体从生产线上脱离开来，但对此需要比O形架更多的空间位置

从这一层面而言，O形架则因其紧凑型的造型便有了它的过人之处。恒定的测量间隙是此类设备在精度上的关键性因素，正因为如此，O形架可以发挥出很大的优势。该设备的造型基于一个稳定的框架，可以被纳入到生产线里。通过刚性很强的框架，该设备可以对宽度在4000 mm以内的板带的厚度、外形和宽度等指标进行检测。该设备还拥有一个自动校准单元，在测量过程中，传感器横跨金属板带产品并测得材料的整个宽度上的外形数据。

温度影响得到均衡

对于O形架来说，恒定的测量间隙是获得精确测量结果的前提条件。通过设置辅助行程传感器或在生产允许时间段内进行重复校准等措施，可以很好地实现对测量间隙的监控。温度变化会对设备框架和测量间隙造成影响，但因温度所造成的改变只是会缓慢进行，因此会有足够的时间来采取必要的行动，而不会危及到生产流程。Micro-Epsilon公司专利技术“补偿框架”对此可以提供帮助。除了上下梁体之外，一种辅助的不受温度变化影响的框架可以被集成到系统中去，且每个测量传感器的紧固支腿均可扩展并加装一个所谓的补偿传感器。补偿传感器对支腿与补偿框架之间的距离进行测量。测量间隙发生变化，可以100﹪完全转换到补偿传感器与补偿框架之间的距离上。由此可以计算出变化量，从而使测量间隙被稳定地维持在不危急的水平上。

可以对边缘进行识别

由于线传感器具备很高的侧向分辨率，因此除了厚度测量之外，测量物体的边缘也可以接受很好的识别。由此可以测得纵向剪切时每一环的横断面数据。对于大尺度测量点方法来说，要做到这一点是非常困难的，这是因为针对这项测量任务，在带材被切割和分条而变得更窄时，该方法的侧面分辨率就显得不足。针对由板带切割而成且非常接近最低公差范围下限的环状产品，可以借助于一个基于外形扫描仪的厚度测量装置来提高分条卷的产量。所生产出的一个环状分条卷仍可以处于公差范围之内，但相邻的分条卷则已经无法确保符合公差要求，或无法按此订单要求被销售了。如果只具备厚度轮廓且其边缘分辨率不够准确的话，则一个尺寸可被接受的环状分条卷就不能再被送入到循环作业里去。一旦解决了边缘探测的可能性，则精确的宽度测量也就有了保障。对此，除了厚度测量传感器之外，在系统里还额外纳入了第三个激光线传感器。这个传感器可以不受其他因素制约而可进行单独定位。由此可以对一个分条卷的两个边缘进行同步测量，即使反复操作，也不会对测量结果造成影响。当厚度传感器在整个材料的宽度上方连续移动时，宽度传感器也就可以在下一个切割间隙上接受定位。一旦两个传感器探测到分条卷的边缘，则可实施对分条卷的宽度测量。

另外一个适合于采用激光线传感器的应用场合便是层压板材，层压板材扫描仪对此类板材进行外形尺寸测量，对可能存在的波浪纹进行识别，并由此得出生产流程可能存在问题的结论。

尤其在对结构化表面进行测量时，这种激光外形传感器可以发挥出其诸多优势。在生产网纹钢板或凸圆点花纹钢板时，不仅仅是所生产产品的基底厚度，而且连同产品的总厚度也都是非常重要的。但无论是大尺度测量点的测量方法(例如使用X光射线或同位素射线的方法)，还是极小测量点的测量方法(例如点状激光三角测量方法)，抑或是接触式测量方法，都无法完成这项任务。根据不同的测量范围，激光辐射线传感器拥有最大为64 mm的线宽。由于把颗粒状凸点或花纹凸点压制到板材上的轧辊的几何外形是已知的，因此可以对传感器作出精准定位，使得激光辐射线能够对花纹凸点的最大值和钢板基底的厚度进行可靠的测定。