CN1610763A - 在连续镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续热浸镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置，其中在钢带通过锌液镀槽后，通过空气擦控制镀层重量。更特别地，本发明的装置保持钢带和每个气刀等距，沿钢带的宽度方向均匀分布气刀的喷吹压力，并且减小钢带两面上的镀层重量的变化。而且，当厚度不同的两个钢带被连续热浸镀锌时，本发明的装置预测钢带的走行线路的移动并且精确控制气刀的位置。从而，诸如镀层不足的产品缺陷得以减少并且可以减少由于过量镀层引起的锌损耗。

Description

在连续镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置

技术领域

本发明涉及一种连续热浸镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置，其中在钢带通过锌液镀槽后，通过空气擦控制镀层重量。本发明特别涉及这样的连续热浸镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置，其中由于在预定压力下，在穿过了锌液镀槽的钢带上喷吹空气射流，优化了钢带和控制镀层重量的气刀之间的距离，和/或气刀的喷吹压力，从而使得实际镀层重量和用户订货的镀层重量的差值最小。

背景技术

一般利用镀层处理提供抗腐蚀和美观外观的钢带。作为代表性的镀层处理的例子，有钢带通过金属液的热浸镀处理和用电解液的电镀处理。

热浸镀处理是将熔化的金属附着到通过熔化金属的镀槽的钢带两侧表面上的处理过程。这需要均匀控制钢带上的镀层重量的单独的设备。

常规使用空气擦处理控制钢带上的镀层重量。通过在穿过空气刀的一定空气压力下，在穿过镀槽的钢带的两个表面上喷吹空气射流，这个处理能够控制金属的镀层重量。

在热浸镀锌处理中保持钢带上的均匀镀层重量是重要的。为此，需要控制作为空气擦处理中最重要的因素的钢带和气刀之间的距离和气刀的喷吹压力。

图1是使用空气擦处理的现有技术连续热浸镀设备的示意图。在钢带1经由导辊5通过锌液镀槽2时，锌液附着到钢带1的两侧表面上。通过锌液镀槽2的钢带被运送到由安装在锌液镀槽的上侧上的第一和第二气刀3和4之间限定的空间。此时，气刀3和4在钢带1的前后侧上喷吹在钢带上预定压力的空气射流，从而，擦掉过多的锌液确保锌液在钢带1上均匀分布。在图1中，符号6表示向气刀3和4之间限定的空间导向通过锌液镀槽2的钢带的稳定辊，符号8表示安装在与气刀3和4连接的空气管线中的压力调节阀。

就上述使用空气擦的连续热浸镀锌处理来说，在钢带1的宽度方向(d)，钢带1的表面和第一和第二气刀3和4的相应喷嘴必须彼此平行。而且，在第一气刀3的喷嘴和钢带1的前侧之间的距离必须与第二气刀4和钢带1的后侧之间的距离相同。

通过第一和第二气刀3和4之间限定的空间的钢带的镀层重量，与在第一和第二气刀3和4相应的喷嘴和钢带1之间的距离成反比地增加。为此，如果要在钢带1宽度方向(d)上均匀地分布钢带1上的镀层重量，则钢带1和第一和第二气刀3和4的相应喷嘴必须保持彼此平行。另外，如果在钢带前侧上的镀层重量要与钢带后侧上的镀层重量相同，则必须保持钢带与每个气刀等距离。

现有技术使用反馈处理来控制在钢带1和第一和第二气刀3和4每个之间的距离。即，首先测量在镀层的钢带(即通过气刀之间限定的空间的钢带)上的宽度方向的镀层重量。然后，在这些测量值不同时，用电动机M1-M4调节第一和第二气刀3和4的位置。

但是，这样的现有技术处理，为了使得钢带表面和气刀的相应喷嘴彼此平行，需要大量时间。由于这个原因，严重的问题在于，在钢带的宽度方向(d)镀层重量分布不均一，或在钢带的前侧的镀层重量与后侧的不相同。

同时，对于为了提高工作效率将要镀层的钢带彼此连接的连续热浸镀锌处理来说，厚度不同的钢带可能彼此连接。

图2(a)和(b)是连续热浸镀锌处理的示意图。在结合厚度不同的两个钢带1a和1b的焊接部分P通过在第一和第二气刀3和4之间限定的空间时，由于稳定辊6在钢带1a和1b上作用，钢带的走行路线被移动。

钢带的走行路线的这样的移动造成在钢带前侧和第一气刀3之间的距离与钢带后侧和第二气刀4之间距离的差值。结果，钢带的前侧和后侧的镀层重量不同。

为了克服上述问题，常规地，就在结合厚度不同的两个钢带的焊接部分通过气刀前，操作人员根据气刀的方向调节第一和第二气刀3和4的之间的距离。在焊接部分完全通过第一和第二气刀3和4后，在离开第一和第二气刀3和4的大约100米的后部位置上安装的镀层重量传感器(未示出)测量在钢带的前后侧上的相应镀层重量。通过这个测量，确定取决于钢带走行路线的移动造成的钢带前后侧上的镀层重量差。基于这个差值，能够逐渐反馈地控制这两个气刀之间的距离。

但是，此时，为了使得在钢带前后侧上的相应镀层重量相等需要大量时间，从而产生劣质的镀层钢带。

同时，就使用空气擦的连续热浸镀锌处理来说，在改变钢带的希望的镀层重量或钢带的进给速度时，必须适当调节空气的气刀喷吹压力。

为此，操作人员根据钢带的进给速度和钢带的希望的镀层重量的变化，根据气刀的方向，调节气刀的喷吹压力。另外，他们也利用现有的表示气刀的设定压力值随着钢带进给速度的变化而变化的现有的表。

但是，在这种情况下，操作人员的调节可能是不准确的。在利用现有的表时，每当气刀被检修，将表上的所有的值协调到被修改的气刀特性是困难的，并且不能够实现快速压力控制，从而它的实际应用是不可取的。

总之，为了使得在希望的镀层重量和实际镀层重量之间的差值变最小，在钢带的厚度和进给速度变化时，必须正确地改变气刀的设定压力值。如果不正确地改变气刀的设定压力值，则就频繁发生不足的镀层或过厚的镀层。由于这个原因，产品质量变差。另外，在镀层过厚时，使用的锌液量超过所需的量，也造成附加的消耗。

发明内容

因此，鉴于上述用空气擦的现有技术热浸镀锌处理的问题，提出了本发明，本发明的目的是提供一种装置，它能够控制在连续热浸镀层处理在中钢带上的镀层重量，其中在钢带的宽度方向钢带和喷嘴彼此平行，钢带与每个喷嘴保持等距离，使得钢带位于气刀之间限定的空间的中心，并与每个喷嘴平行。

本发明的另一个目的是提供一种装置，它能够用空气擦控制连续热浸镀锌处理的钢带上镀层重量，其中依据钢带的希望的镀层重量或进给速度，适当调节气刀的喷吹压力，使得附着到钢带上的实际镀层重量和希望的镀层重量之间差值最小。

本发明另一个目的是提供一种装置，它能够用空气擦控制连续热浸镀锌处理中钢带上镀层重量，其中在两个不同厚度的钢带的连接通过在气刀之间限定的空间时，依靠钢带的厚度改变，预测钢带的走行路线的移动，然后调节钢带和气刀之间的距离，使得钢带的前后侧面的镀层重量差最小。

根据本发明，通过提供一种控制连续热浸镀锌处理中钢带上镀层厚度的装置实现了上述和其他目的，在所述装置中，设置第一和第二气刀，通过在穿过锌液镀槽的钢带两个表面上喷吹预定压力的空气射流，控制钢带上镀层重量，所述装置包括：

多距离测量装置，它安装在支撑轴的中心被彼此分开预定距离，所述支撑轴与第二气刀在一直线上，测量钢带和所述气刀的距离；

距离调节装置，在前后移动第一和第二气刀每个的两端时，它调节第一和第二气刀每个与钢带的距离；

宽度测量装置，它测量钢带的宽度；和

距离测量装置的位置调节装置，它依据宽度测量装置的测定结果使得距离测量装置能够位于钢带的宽度的中心。

所述宽度测量装置可由第一和第二宽度传感器构成，它们每个包括在第一气刀上的光发射部分和在支撑轴上的光接收部分，所述支撑轴安装在第一和第二气刀的相对的一端上与第二气刀在一个直线上，在光发射部分发射光时，通过光接收部分探测的光，传感器确定钢带的位置和宽度。

所述位置调节装置可由以下装置构成：位置调节电动机，它沿钢带的宽度方向移动所述支撑轴，并且其中第一和第二宽度传感器的光接收部分和多距离测量装置安装所述支撑轴上；驱动所述位置调节电动机的电动机位置控制装置；和第一逻辑单元，它计算所述位置调节电动机的移动值，然后将计算的值输入电动机位置控制装置，以使得在第一和第二宽度传感器的各个光接收部分上探测的光量相等。

第一逻辑单元可如下地产生距离测量装置的移动值：

ΔGc＝(Nws-Nds)×Pss

其中，ΔGc是距离测量装置的移动值，Nws是在第一宽度传感器中测光光电二极管的数目，Nds是在第二宽度传感器中测光光电二极管的数目，和Pss是光电二极管之间的距离。

距离测量装置可由彼此分开预定距离的三个或多个距离传感器构成。

距离调节装置可由以下部分构成；四个或多个距离调节电动机，在所述电动机连接到第一和第二气刀的每个的两端时，所述电动机沿钢带方向前后移动；第二逻辑单元，它利用由距离传感器测量的钢带和第二气刀之间的距离计算第一和第二气刀每个两端的移动值，从而将钢带保持与每个气刀等距离，并与每个气刀平行；和四个或多个电动机位置控制装置，它们距离调节电动机远到从第二逻辑单元输出的第一和第二气刀每个的两端的移动值。

第二逻辑单元可以用一点作为原点，限定第一和第二气刀前/后移动方向的X轴和钢带宽度方向的Y轴跨越的X-Y坐标平面；并将在所述X-Y坐标平面上的钢带的曲线表示为如下的公式：

S(x)：y＝ax²+bx+c

(其中，S(x)是在X-Y坐标平面上的钢带的曲线函数，a、b和c是S(x)的系数)；将从多距离测量装置获得的多个测量值转变为X-Y坐标值；将X-Y坐标值代入函数S(x)中，获得系数a、b和c；将获得的S(x)代入下面的公式：

$\mathrm{\ΔY}=\frac{[{\∫}^W(S\left(x\right)-L_T\left(x\right))\mathrm{dx}-{\∫}^W(L_B\left(x\right)-S\left(x\right))\mathrm{dx}]}{2W}$

(其中，ΔY表示第一和第二气刀的平均移动值，W表示由宽度传感器探测的钢带的宽度大小，L_T(x)表示第一气刀喷嘴的线性方程式，和L_B(x)表示第二气刀喷嘴的线性方程式)，从而获得第一和第二气刀的平均移动值ΔY；用下面的公式计算第一和第二气刀的两个端的移动值ΔYds和ΔYws：

$\mathrm{\ΔYds}=\frac{(D_{\mathrm{WS}}-D_{\mathrm{ds}})}{2}\frac{M}{G_{\mathrm{ss}}},$ $\mathrm{\ΔYws}=-\frac{(D_{\mathrm{WS}}-D_{\mathrm{ds}})}{2}\frac{(L-M)}{G_{\mathrm{ss}}}$

(其中ΔYds是第一和第二气刀的一端的移动值，ΔYws是第一和第二气刀的另一端的移动值，M是位于多距离测量装置当中的中心的距离测量装置和与第二气刀的一端连接的距离调节装置之间的直线距离，L是位于第二气刀的两端上的两个距离调节装置之间的距离)；然后用下面的公式计算第一和第二气刀每个的两端的最终移动值ΔY1，ΔY2，ΔY3和ΔY4：

ΔY1＝-ΔY-ΔYws

ΔY2＝-ΔY-ΔYds

ΔY3＝ΔY+ΔYws

ΔY4＝ΔY+ΔYds

(其中，ΔY1是第一气刀的一端(WS)的最终移动距离，ΔY2第一气刀的另一端(DS)的最终移动距离，ΔY3是第二气刀的一端(WS)的最终移动距离，ΔY4是第二气刀的另一端(DS)的最终移动距离)。

根据本发明的另一方面，提供一种用于控制连续热浸镀锌处理中钢带上的镀层重量的装置，其中设置有第一和第二气刀，通过在穿过锌液镀槽的钢带的两个表面上喷吹预定压力的空气射流，控制钢带上的镀层重量，所述装置包括：

位置调节装置，调节第一和第二气刀的位置；

焊接部分测定装置，探测将锌液镀槽中厚度不同的两个钢带结合在一起的焊接部分的变化位置；

距离测量装置，用于测量第二气刀和钢带之间的距离；

移动距离预测逻辑装置，根据钢带的厚度信息，通过计算前面的钢带和焊接其上的后面的钢带的厚度变化和钢带的走行路线的移动值，计算第一和第二气刀每个的移动距离；

移动距离测量逻辑装置，利用由距离测量装置测量的钢带和第二气刀之间的距离，计算焊接部分通过前和通过后的钢带走行路线的移动值，计算第一和第二气刀每个的移动距离；

参数校正装置，用于校正移动距离预测逻辑装置的参数，以便补偿在移动距离预测逻辑装置中预测的移动距离和在移动距离测量逻辑装置中测量的移动距离之间的误差；

切换装置，它在移动距离预测逻辑装置输出的和移动距离测量逻辑装置输出的第一和第二气刀的移动距离之间进行选择，然后将所选择的移动距离值应用到位置调节装置；和

切换控制单元，根据由焊接部分测定装置探测的焊接部分的变化位置，除了在焊接部分通过第一和第二二气刀前和后的预定时间内向位置调节装置施加移动距离预测逻辑装置的输出值之外，向位置调节装置施加移动距离测量逻辑装置的输出值。

移动距离预测逻辑装置可向下列公式输入前面/后面钢带每个的厚度和它们之间的厚度差：

$\hat{S}={\mathrm{\αT}}_1\frac{\mathrm{\ΔT}}{\left|\mathrm{\ΔT}\right|}+\mathrm{\β\ΔT}$

(其中，

是走行路线的预测移动值，T₁是前面钢带的厚度，ΔT是前面钢带和后面钢带之间的厚度差，α和β是预测器变量)，从而计算钢带走行路线的预测移动值，然后依据走行路线的移动值生成第一和第二气刀每个的预测移动距离。

所述移动距离测量逻辑装置可以从所述距离测量装置接收前面/后面钢带每个和第二气刀之间的测量的距离值，然后用下面公式计算钢带的走行路线的实际移动值：

S＝(D₂-D₁)-(P₂-P₁)

(其中，S是走行路线的实际移动值，D₁是在前面钢带和第二气刀之间的距离，D₂是在焊接部分通过后钢带和第二气刀之间的距离，P₁是焊接部分通过前第二气刀的位置，和P₂是在焊接部分通过后的第二气刀的位置)。

所述参数校正装置可以根据下面的公式校正所述移动距离预测逻辑装置的操作参数；

$\mathrm{\α}(t+1)=\mathrm{\α}\left(t\right)+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\α}}\frac{\∂(S-\hat{S})}{\∂\mathrm{\α}}=\mathrm{\α}\left(t\right)-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\α}}{T}_1\frac{\mathrm{\ΔT}}{\left|\mathrm{\ΔT}\right|}$

$\mathrm{\β}(t+1)=\mathrm{\β}\left(t\right)+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\β}}\frac{\∂(S-\hat{S})}{\∂\mathrm{\β}}=\mathrm{\β}\left(t\right)-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\β}}\mathrm{\ΔT}$

(其中γα，γβ是α和β的可获知的比例系数(learning rate)。

根据本发明的另一方面，提供一种控制连续热浸镀锌处理中钢带上的镀层重量的装置，其中设置有第一和第二气刀，通过在穿过锌液镀槽的钢带两个表面上喷吹预定压力的空气射流来控制钢带的镀层重量，所述装置包括：

镀层重量测量装置，用于测量通过第一和第二气刀的钢带上的镀层重量；

镀层重量数学模型，利用补偿钢带进给速度变化的相应的参数α、β和γ，每个气刀和钢带之间的距离和气刀的压力，来计算镀层的重量变化；

参数校正装置，用于校正参数α、β和γ，以便使得在所述镀层重量测量装置中测量的实际镀层重量值和在所述镀层重量数学模型中计算的计算镀层重量值之间的差值最小；

第一压力控制装置，用于在钢带的希望的镀层重量改变时，调节第一和第二气刀的喷吹压力，使得钢带的镀层重量符合于希望的镀层重量；以及

第二压力控制装置，用于在钢带的进给速度改变时，依据钢带进给速度的变化调节气刀的喷吹压力，以补偿镀层重量变化，其特征在于：当在预定压力下的连续热浸镀锌处理中改变希望的镀层重量和/或进给速度时，用第一压力控制装置和/或第二压力控制装置的输出值，调节第一和/或第二气刀的的喷吹压力。

所述镀层重量数学模型根据下面的公式，可以接收钢带的进给速度改变量(ΔV)，钢带和气刀之间的距离改变量(ΔD)和气刀的压力改变量(ΔP)：

ΔV＝ln(V_k+1)-ln(V_k)

ΔD＝ln(D_k+1)-ln(D_k)

ΔP＝ln(P_k+1)-ln(P_k)；用相对应的参数α、β和γ乘上述相应各改变量，获得公式ΔW＝αΔV+βΔD+γΔP；并且然后计算镀层重量改变量，ΔW＝ln(W_k+1)-ln(W_k)。

在钢带的希望的镀层重量从T_k改变到T_k+1时，第一压力控制装置可以用下面公式产生在希望镀层重量T_k+1上的气刀的设定压力值(P_k+1)：

$\ln \left(P_{\mathrm{\κ}+1}\right)=\ln \left(P_{\mathrm{\κ}}\right)+\frac{\ln \left(T_{\mathrm{\κ}+1}\right)-\ln \left(T_{\mathrm{\κ}}\right)}{\mathrm{\γ}}$

在钢带的进给速度从V_k改变到V_k+1时，第二压力控制装置可以用下面公式产生在进给速度V_k+1上的气刀的设定压力值(P_k+1)：

$\ln \left(P_{\mathrm{\κ}+1}\right)=\ln \left(P_{\mathrm{\κ}}\right)+\frac{\mathrm{\α}[\ln \left(v_{\mathrm{\κ}+1}\right)-\ln \left(V_{\mathrm{\κ}}\right)]}{\mathrm{\γ}}$

在探测到由镀层重量测量装置测量的实际镀层重量和在镀层重量数学模型中的计算镀层重量之间的差值时，参数校正装置可用下面的公式校正参数α、β和γ：

θ_K+1＝θK+K_K+1[Z_K+1-h′_K+1θ_k]

其中，Z_k+1＝Δ W_k+1＝ln( W_k+1)-ln( W_k)

根据本发明的又一方面，提供一种在连续热浸镀锌处理中控制钢带上镀层重量的系统，其中设置有第一和第二气刀，通过在穿过锌液镀槽的钢带上喷吹预定压力的空气射流控制钢带的镀层重量，所述系统包括：

第一镀层重量控制装置，它在多个测量点测量钢带与第一和第二气刀每个之间的距离值，并用测量的多个距离值改变每个气刀的两端的位置，从而将钢带对准与每个气刀平行，并保持钢带与每个气刀等距离；

第二镀层重量控制装置，在两个钢带的焊接部分通过前和通过后的预定时间中，依据这两个钢带的厚度差，改变第一和第二气刀每个的位置，从而校正走行路线的移动；

第三镀层重量控制装置，它依据钢带的希望的镀层重量和/或进给速度的变化，改变喷吹压力；

气刀距离控制装置，在焊接部分通过前和通过后的预定时间，它用第二镀层重量控制装置调节第一和第二气刀每个两端的位置，在焊接部分通过后，用第一镀层重量控制装置调节第一和第二气刀每个的两端位置；和

气刀压力控制装置，它用第三镀层重量控制装置调节从第一和第二气刀喷吹的喷吹压力。因此尽管在连续热浸镀锌处理中存在变化，所述系统也能够满足用户的要求。

附图说明

从以下结合附图的详细说明将更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：

图1是使用空气擦的现有技术连续热浸镀设备的示意图；

图2(a)和(b)是使用空气擦的连续热浸镀锌处理中厚度不同的钢带的连续镀层图；

图3是根据本发明的第一实施例的镀层重量控制装置的结构示意图；

图4是本发明第一实施例的镀层重量控制装置的结构框图；

图5是本发明第二实施例的镀层重量控制装置示意图；

图6是本发明第二实施例的镀层重量控制装置的控制流程图；

图7是本发明第三实施例的镀层控制装置的框图；和

图8是本发明第四实施例的镀层重量控制系统的框图。

具体实施方式

下面参照附图所示的各实施例更详细地说明本发明的构成元件和其作用。

图3是本发明第一实施例的镀层重量控制装置的结构示意图。图3的和图1，2相同的构成元件用相同的符号表示。

如图3所示，根据本发明的镀层控制装置包括：四个距离调节电动机M1，M2，M3和M4，它们通过移动第一和第二气刀3和4每个的两端位置，调节在X轴方向的钢带1和第一和第二气刀3和4之间的距离，从而使得钢带1对准与每个喷嘴平行；三个距离传感器21，32和33，它们安装在钢带1的后侧，测量第二气刀和钢带1的距离；两个宽度传感器34和35，每个位于第一和第二气刀3和4的相反的一端上，探测每个气刀3和4相对于钢带1的宽度方向的位置；和位置调节电动机M5，它与支撑轴连接并能够沿X轴方向移动，所述支撑轴支撑宽度传感器34和35的光接收部分34b和35b和距离传感器31，32和33。

就宽度传感器34和35来说，如图3所示，光发射部分34a和35a位于第一气刀3的两端，光接收部分34b和35b与光发射部分34a和35a相对，位于第二气刀4的两端。光接收部分34b和35b接收从光发射部分34a和35a来的光。白色圆圈表示光接收部分34b和35b接受光的区域，黑色圈表示因为钢带1的阻挡光，光接收部分34b和35b不接受光的区域。为方便起见，图3的上侧称为驱动侧(下面称为DS)，图3的下侧称为工作侧(下面称为WS)。左侧表示钢带的前侧，右测表示钢带的后侧。

所述装置还包括控制部分，它控制各构成元件的相应工作的装置全部工作，但在图3中未示出。控制部分最好包括微处理器，下面将对其详细说明。

距离传感器31，32和33负责测量在钢带1的宽度方向的三个点的相应距离Dws，Dcs和Dds。它们贴装在第二气刀4上，因此与其一起移动。此时，可以用激光传感器或涡流传感器作为测量从第二气刀到钢带1的距离的传感器，但是不限于特定的传感器类型。这三个距离传感器31，32和33安装得彼此分开预定距离Gss。两个外部距离传感器32和33的相应测量必须相同。因此，钢带的宽度方向平行于后侧气刀的喷嘴。

即，在DS距离传感器32中测量的距离值Dds必须与在WS距离传感器33中测量的距离值相同，使得钢带1与后侧面气刀4的喷嘴平行。为此，中心距离传感器31需要位于钢带1的宽度的中心。为了满足这个要求，需要一个驱动机构，在钢带的宽度方向驱动距离传感器31，32和33和光接收部分34b和35b。

就此，距离传感器31、32和33和光接收部分34b和35b安装在与第五电动机M5连接的可移动轴上。宽度传感器34和35探测钢带1的边缘，根据探测的结果估计钢带的宽度。最后，调节第五电动机M5使得距离传感器31位于钢带1的宽度的中心。即，在两个外宽度传感器34和35具有相同数目的测光区域的情况，则位于中心的距离传感器31在钢带1的宽度的中心。

如图3所示，宽度传感器34和35的光发射部分34a和35a安装在第一气刀3的两个端上。它们的光接收部分34b和35b安装在支撑轴36的两端上，支撑轴36与第二气刀4位于一个直线上，使得光接收部分34b和35b与光发射部分34a和35a相对。光电二极管光排列在光接收部分34b和35的内侧钢带的宽度方向的直线上。因此，如果光接收部分接受光发射部分34aa的光。则输出预定的电流量。在钢轧机的测定钢带的宽度的情况中广泛使用这样的宽度测定方式。上述方式应用到本发明，使得距离传感器31-33位于钢带的宽度方向的中心。

图4是控制图3的镀层重量控制装置的控制部分结构的方框图。图4(a)是用从宽度传感器34和35获得的宽度信息控制第五电动机M5的处理过程图，第五电动机M5是为了将距离传感器31，32和33在钢带的宽度方向中心定位的转移电动机。图4(b)是，用距离传感器31，32和33获得的测量值，控制调节四个点位置的距离调节电动机M1、M2，M3和M4的处理过程图，四个点是两个气刀每一个两端的点。

如图4所示，根据本发明的控制镀层重量控制装置的控制部分包括：第一逻辑单元41，电动机位置控制装置42，第二逻辑单元43和电动机位置控制装置44-47。从第一和第二宽度传感器34和35向第一逻辑单元41输入在光接收部分34b和35b中的测光二极管数目Nws和Nds。然后，第一逻辑单元41计算，将相应的光接收部分34b和35中的光接收二极管的数目均衡的电动机的移动值ΔGc。电动机位置控制装置42移动第五电动机远到第一逻辑单元41计算的电动机移动值。转变成X-Y坐标值的三个距离传感器31-33测量的从第二气刀到钢带的距离(X0，Y0)，(X1，Y1)，和(X2，Y2)被输入到第二逻辑单元43。第二逻辑单元43计算各电动机移动的值ΔY1，ΔY2，ΔY3和ΔY4，以便定位钢带1与第一和第二气刀3和4的每个平行，并保持与每个气刀等距离。第二逻辑单元43计算的各电动机的移动值被输入到将电动机M1-M4移动到各希望位置的电动机位置控制装置44-47。

电动机位置控制装置依据被控制的电动机的类型而变化，本发明不限制于特定的电动机或的电极位置控制装置。

第一逻辑单元41根据以下公式计算距离传感器的移动距离(ΔGc)：

公式1

ΔGc＝(Nws-Nds)×Pss

其中，ΔGc是在钢带的宽度方向距离传感器的移动值，Nws是WS宽度传感器35的测光二极管的数目，Nds是DS宽度传感器34的测光二极管的数目，和Pss是在宽度传感器34和35的光接收部分34b和35b上安装的的光电二极管的之间的距离。

电动机位置控制装置42根据用公式1计算的距离传感器31-33的移动值，驱动第五电动机M5。因此，如果在X轴方向移动距离传感器31-33，因此Nws等于Nds，则第五电动机M5不再移动。在此状态，距离传感器31-33位于钢带1的宽度方向的中心。

第二逻辑单元43根据以下程序进行工作，并计算四点，即，气刀的端点的相应移动值。

计算第一和第二气刀3和4的平均移动值，以便保持钢带与每个气刀等距离。

为此，将钢带的曲线表示为公式2的二次方程式，此时，坐标系统如图3所示：

公式2

S(x)：y＝ax²+bx+c

三个距离传感器31-33测量的三对坐标(x0，y0)(x1，y1)和(x2，y2)都满足公式2。

因此，三个距离传感器31-33测量的三对坐标被代入公式2，从而形成三个联立的方程式。如果解这三个联立方程式，则能够获得公式2的系数a，b和c。

下面详细说明第二逻辑单元43的作用。

见图3，y轴垂直于气刀3和4的水平轴，x轴垂直于y轴，从而形成二维的x-y坐标平面。可以选择任何点作为原点，钢带的曲线表示为公式2的二次方程式S(x)。

三个距离传感器31-33探测的从第二气刀到钢带的距离被转变为x-y坐标对，从而分别表示出(x0，y0)，(x1，y1)和(x2，y2)。在这三个坐标对(x0，y0)，(x1，y1)和(x2，y2)被代入公式2的二次方程式时，则能够求解出系数a，b和c。因此，获得描述钢带的特定函数。

通过将描述钢带上述二次方代入到下面的公式3计算第一气刀3和第二气刀4的平均移动值：

公式3

$\mathrm{\ΔY}=\frac{[{\∫}^W(S\left(x\right)-L_T\left(x\right))\mathrm{dx}-{\∫}^W(L_B\left(x\right)-S\left(x\right))\mathrm{dx}]}{2W}$

其中，ΔY是第一气刀3和第二气刀4的平均移动值，W是在宽度传感器34和35中测量的钢带宽度，LT(x)是描述第一气刀3的喷嘴的线性方程式，和LB(x)是描述第二气刀4的喷嘴的线性方程式。

描述第一和第二气刀3和4的相应喷嘴的线性方程式表示，在上述的x-y坐标系统中的第一和第二气刀3和4的各自喷嘴的位置。即，第一和第二气刀的各自喷嘴的位置能够表达为图3所示的x-y坐标中的线性方程式。最好是，以y＝a’x+b’的形式表达这个线性方程式。

然后，计算第一和第二气刀3和4每个两端的移动值，从而定位第一和第二气刀3和4的各自喷嘴平行于钢带1。

为此，用下面的公式4和5计算在DS和WS的第一和第二气刀3和4的各自移动值。公式4产生DS移动值，公式5产生WS移动值。

公式4

$\mathrm{\ΔYds}=\frac{(D_{\mathrm{WS}}-D_{\mathrm{ds}})}{2}\frac{M}{G_{\mathrm{ss}}}$

公式5

$\mathrm{\ΔYws}=-\frac{(D_{\mathrm{WS}}-D_{\mathrm{ds}})}{2}\frac{(L-M)}{G_{\mathrm{ss}}}$

其中，ΔYds是第一和第二气刀3和4的DS移动值，ΔYws是第一和第二气刀3和4的WS移动值，M是中心位置的宽度传感器31和第四电动机M4之间的x轴方向直线距离，和L是在第二气刀4中WS距离调节电动机M3和DS距离调节电动机M4之间的距离。

最后，将钢带1保持与第一和第二气刀3和4每个等距离的平均移动值ΔY，和将第一和第二气刀3和4的相应喷嘴保持彼此平行的WS/DS的各自移动值ΔYws和ΔYds代入公式6，从而获得距离调节电动机M1，M2，M3和M4的各自移动值。

公式6

ΔY1＝-ΔY-ΔYws

ΔY2＝-ΔY-ΔYds

ΔY3＝ΔY+ΔYws

ΔY4＝ΔY+ΔYds

其中，ΔY1是第一气刀3的WS距离调节电动机M1的最终移动值，ΔY2是第一气刀3的DS距离调节电动机M2的最终移动值，ΔY3是第二气刀4的WS距离调节电动机M3的最终移动值，和ΔY4是第二气刀4的DS距离调节电动机M4的最终移动值。

如果计算了距离调节电动机M1，M2，M3和M4的各自移动值，则相对应的各电动机的位置控制装置44-47便调节各气刀的位置。其结果，钢带总是保持与第一和第二气刀3和4每个等距离，并且各喷嘴处在钢带1的宽度方向中的彼此平行位置。

根据本发明第一实施例的镀层重量控制装置，在每个气刀和钢带之间的相应平均距离总保持相等，各气刀的相应喷嘴定位在钢带1的宽度方向中彼此平行，致使钢带的宽度方向镀层重量和钢带的前后侧镀层重量几乎是均匀分布。因此，能够防止镀层不足和过分的产品缺陷和锌的损失，节约产生成本。

图5是本发明第二实施例的镀层重量控制装置的示意图。注意到这样的事实，即，取决于钢带的厚度变化的走行路线的移动值，与钢带的厚度和厚度变化成比例，所以对走行路线的移动进行估计。在测量在焊接部分的各气刀和钢带之间的实际距离后，校正预测的值和实际值之间的误差。下面参照图5详细说明所述装置的构成元件和作用。

图5的镀层重量控制装置包括：距离测量单元7；焊接部分测定单元51；移动距离测量逻辑单元52；移动距离预测逻辑单元53；参数逻辑单元54；切换单元55；切换控制单元56；电动机位置控制单元57和58；和可移动电动机单元59和60。距离测量单元7负责测量在第二气刀4和钢带1之间的距离。焊接部分测定单元51安装在钢带进给线中第一和第二气刀的上游，并探测两个厚度不同的钢带1a和1b焊接处的焊接部分P。距离测量单元7测量的钢带1a和1b每个和第二气刀4之间的距离值被置于移动距离测量单元52中，然后它依据在钢带1和第二气刀4之间的距离的钢带1测量，钢带1的走行路线的移动值，并计算第一和第二气刀3和4的各自移动距离。移动距离预测逻辑单元53计算，与预测参数一起的，位于焊接部分P前和后的前面的钢带1a和后面的钢带1b之间的厚度变化，计算钢带1的走行路线移动值，并产生第一和第二气刀3和4的各自移动值。参数逻辑单元54校正操作参数，以校正在移动距离预测逻辑单元53中预测的走行路线移动值和在移动距离测量逻辑单元22中测量的走行路线移动值之间的误差。切换单元55选择地输出，移动距离预测逻辑单元53和移动距离测量逻辑单元52每一个输出的第一和第二气刀3和4的相应移动距离。切换控制单元56根据焊接部分测定单元51探测的焊接部分的变化位置，控制切换单元55，在焊接部分通过稳定辊6后的预定时间，选择移动距离预测逻辑单元53的输出值，并在除了上述预定时间外选择移动距离测量逻辑单元52的输出值。电动机位置控制单元57和58负责控制第一和第二气刀3和4的可移动电动机，以使得根据切换单元55输出的移动值移动第一和第二气刀3和4。各个可移动电动机单元59和60由一个或多个电动机构成，它们向前和后移动相对应的第一和第二气刀3和4，并在相对应的电动机位置控制单元57和58的控制下被驱动。

虽然在图5中只表示出电动机单元59和60，但是电动机单元59和60由四个电动机M1-M4构成，它们移动图3所示的第一和第二气刀3和4的两个端。可以根据常规方法或上述第一实施例的方法，在移动距离测量逻辑单元52和移动距离预测逻辑单元53中产生，取决于钢带移动的，第一和第二气刀3和4的每一个的两端的移动值。

图6是本发明第二实施例的镀层重量控制装置的控制流程图。下面参照图6说明图5示出的镀层重量控制装置的原理。

根据本发明第二实施例，两个厚度不同的钢带1a和1b被焊接然后连续地热浸镀。

此时，注意到在厚度不同的钢带通过在第一和第二气刀3和4之间限定的空间时，钢带的走行路线的移动值与钢带的厚度和厚度变化成比例，所以设计出根据第二实施例的镀层重量控制装置，并以下面的方式工作。

在焊接部分测定单元51探测焊接部分P的进入时(S601)，移动距离预测逻辑单元53计算，在焊接部分P的边界中的，前面钢带1a的厚度(T₁)和后面钢带的厚度(T₂)的变化(ΔT＝T₂-T₁)(S602)。

基于上述计算的厚度变化，根据下面的公式7计算走行路线的预测的移动值 从移动距离预测逻辑单元22输出的气刀的确定移动值(ΔP)与走行路线的预测移动值

相同(S603)。

公式7

$\hat{S}={\mathrm{\αT}}_1\frac{\mathrm{\ΔT}}{\left|\mathrm{\ΔT}\right|}+\mathrm{\β\ΔT}$

其中，α和β是移动距离预测工作参数。

在焊接部分P通过稳定辊6前产生走行路线的预测移动值，然后检查是否从焊接部分P的探测时间经过了预定时间。如果经过了这个预定时间(S604)，即焊接部分根据钢带的前进方向离开焊接部分测定单元51前进，通过稳定辊6因此走行路线移动，则根据走行路线的预测移动值

调节第一和第二气刀3和4的位置(S605)。为此，在自焊接部分测定单元51的探测信号输出开始的第一设定时间后，切换控制单元56控制切换单元55的切换作用，向电动机位置控制单元57和58，施加移动距离预测逻辑单元53的输出值。电动机位置控制单元57和58根据在移动预测逻辑单元53中计算的走行路线的预测移动值

移动第一和第二气刀3和4的各自的可移动电动机单元59和60。

所述的第一设定时间是焊接部分P从焊接部分测定单元51的探测位置到稳定辊6前进所需的时间。

在焊接的部分P通过第一和第二气刀3和4后，测量在后面钢带1b和第二气刀之间的实际距离，并精确均等在焊接部分通过前后的测量值之间的任何差值。详细地说，在焊接部分P通过第一和第二气刀3和4前后，用距离测量单元51测量，在参考的气刀，即位于钢带的后侧的第二气刀4和钢带之间的相应距离D1和D2(S606-S608)。

移动距离测量逻辑单元52用在前面的钢带1a和第二气刀4之间的测量的距离值D1，在后面的钢带1b和第二气刀4之间的测量的距离值D2，在焊接部分P通过第一和第二气刀3和4前的第二气刀4的位置P1，和在焊接部分P通过第一和第二气刀3和4后，根据移动距离预测逻辑单元53预测的移动的第二气刀4的位置P2，根据公式8，计算走行路线的实际的移动值S。此时，通过从走行路线的实际移动值(S)中减去走行路线的预测移动值

获得，移动距离测量单元52的确定的输出值(ΔP)(S609，S610)。

公式8

S＝(D₂-D₁)-(P₂-P₁)

因此，通过从实际移动值(S)中减去预测移动值

获得的值，移动第一和第二气刀3和4校正误差(S611)。

详细地说，在自焊接部分测定单元51中探测到焊接部分经过第二设定时间后，切换控制单元56控制切换单元55，向电动机位置控制单元57和58施加移动距离测量逻辑单元52的输出值。然后，根据实际移动值和从移动距离测量逻辑单元52输出的预测移动值之间的差值

调节第一和第二气刀3和4的位置。

在移动距离预测逻辑单元53的预测移动值 与移动距离测量单元52的走行路线实际移动值(S)相同时，向电动机位置控制单元57和58施加的输出值为零(0)。

这表示，在移动距离预测逻辑单元53中实现了准确移动值预测。相反，在移动距离预测逻辑单元53的预测移动值 与移动距离测量单元52_的走行路线实际移动值(S)不相同时，则在移动距离预测逻辑单元53的工作中用的参数(公式7中的α和β)不正确，因此发生不准确预测。因此，必须重新设置参数α和β。关于这点，在步骤S612，在预测的移动值 和实际移动值(S)之间的差值为零时，结束控制步骤，但是否则，根据公式9校正参数α和β：

公式9

$\mathrm{\α}(t+1)=\mathrm{\α}\left(t\right)+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\α}}\frac{\∂(S-\hat{S})}{\∂\mathrm{\α}}=\mathrm{\α}\left(t\right)-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\α}}{T}_1\frac{\mathrm{\ΔT}}{\left|\mathrm{\ΔT}\right|}$

$\mathrm{\β}(t+1)=\mathrm{\β}\left(t\right)+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\β}}\frac{\∂(S-\hat{S})}{\mathrm{\α\β}}=\mathrm{\β}\left(t\right)-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\β}}\mathrm{\ΔT}$

这里，γ_α，γ_β是α和β的可获知系数。

在参数逻辑单元54中进行移动距离预测工作的参数α和β的校正(S612和S613)。

如上所述，根据本发明第二实施例，连续热浸镀厚度不同的两个钢带。在焊接部分通过两个气刀限定的空间前，用钢带的厚度和厚度变化调节钢带的走行路线。因此，能够克服操作人员的常规任意控制的不准确。在焊接部分通过两个气刀限定的空间后时，距离传感器测量钢带的走行路线的实际移动距离，因此准确地控制在两个气刀和钢带之间的距离。因此，能够最小化，在现有技术连续热浸镀中从焊接部分到几百米处延伸的钢带中频繁产生的，钢带的前后侧之间的镀层重量的变化。其结果，使得在连续热浸镀锌处理中不足镀层和过分镀层减到最小程度，因此，防止产品缺陷和锌的损失，节约成本。

虽然准确地控制两个气刀和钢带之间的距离，但是在希望的镀测重量变化时，仍会发生不准确的镀层。为了克服这个问题，本发明依据希望的镀层重量变化，控制喷吹压力。

图7是本发明第三实施了的镀层重量控制装置方框图。所述的层重量控制装置包括：镀层重量测量单元71；镀层重量控制单元72；和压力控制装置73。镀层重量测量单元71负责测量通过了第一和第二气刀3和4限定的空间的钢带的镀层重量。镀层重量控制单元72将在镀层重量测量单元71中测量的实际镀层重量与希望的镀层重量比较，然后调节喷吹压力设定值以达到希望的镀层重量。压力控制装置73控制空气阀8，以使得空气射流在镀层重量控制单元72中的设定的压力下喷吹。镀层重量控制单元72包括：参数估值器721；镀层重量数学模型723，它接收测量的镀层重量值，并反馈控制设定的压力值，以达到希望的镀层重量；预设定控制装置724，在希望的镀层重量变化时的时间它输出设定压力值；前馈控制装置725。下面详细说明它们的各功能和结构。

依据镀层重量数学模型723，用三个参数α、β和γ，钢带和气刀之间的距离D，气刀的空气压力P和钢带的进给线速度V，将镀层重量W表达为下面的公式10。在当前的时间k，相应各变量表示为V_k，D_k和P_k。此时，镀层重量是W_k。在下一个时间k+1，各变量表示为V_k+1，D_k+1和P_k+1。用下面的公式10获得在时间k+1的镀层重量：

公式10

如果ΔV＝ln(V_k+1)-ln(V_k)

    ΔD＝ln(D_k+1)-ln(D_k)

    ΔP＝ln(P_k+1)-ln(P_k)；

    ΔW＝ln(W_k+1)-ln(W_k)，

 则ΔW＝αV+βD+γP。

不断地测量上述的变量V，D和P。

在钢带希望的镀层重量变化时的时间用预设定控制装置724。在钢带的希望的镀层重量从T_k向T_k+1改变时，用下面的公式11获得在k+1的时间上的气刀的设定压力值(P_k+1)：

公式11

$\ln \left(P_{\mathrm{\κ}+1}\right)=\ln \left(P_{\mathrm{\κ}}\right)+\frac{\ln \left(T_{\mathrm{\κ}+1}\right)-\ln \left(T_{\mathrm{\κ}}\right)}{\mathrm{\γ}}$

在钢带的进给速度变化时的时间用前馈控制装置725。在钢带的进给速度从V_k改变到V_k+1时，用下面的公式12获得在k+1时间的设定压力值(P_k+1)：

公式12

$\ln \left(P_{\mathrm{\κ}+1}\right)=\ln \left(P_{\mathrm{\κ}}\right)+\frac{\mathrm{\α}[\ln \left(v_{\mathrm{\κ}+1}\right)-\ln \left(V_{\mathrm{\κ}}\right)]}{\mathrm{\γ}}$

参数估值器721的作用是优化公式10的参数α，β和γ。在参数α，β和γ不正确时，发生在公式10中计算的镀层重量和在镀层重量测量单元71中测量的实际镀层重量之间的误差。将这个误差最小化的参数估值器230基于称之为在线性代数中的科学术语的递归最小二乘法的优化技术，估计镀层重量数学模型的参数。

在参数估值器230中，根据递归最小二乘法使用下面的方程式13。

详细地说，在当前时间k，在相应的变量是V_k，D_k和P_k时，在镀层重量测量单元71中测量的实际镀层重量表示为 W_k。在k+1的下一个时间，在相应的变量是V_k+1，D_k+1和P_k+1时，在镀层重量测量单元71中测量的实际镀层重量表示为 W_k+1。用下面的公式13获得在k+1的时间的参数α，β和γ：

公式13

如果Z_k+1＝Δ W_k+1＝ln( W_k+1)-ln( W_k)，

则θ_K+1＝θ_K+K_K+1[Z_K+1-h′_K+1θ_k]

总之，镀层重量数学模型723依靠在镀层重量测量单元71中测量的实际镀层重量，输出达到相关的希望的镀层重量的设定压力值。在改变希望的镀层重量时，预设定控制装置724用公式11输出设定压力值。在线速度改变时，则前馈控制装置725用公式12，依据线速度的变化输出设定压力值。

根据相应的状态条件输出的设定压力值被加到压力控制装置73。压力控制装置73依据镀层重量控制单元72的输出值调节打开和关闭空气阀8的程度，使得喷吹压力被调节。

如上所述，根据本发明第三实施例，在希望的镀层重量或线速度变化时，能够准确地控制气刀的压力。结果，能够将在希望的镀层重量和实际的镀层重量之间的差值最小化。而且，最大程度地防止了由于镀层不足和过大造成的劣质产品，节约生产成本。因为本发明的参数估值器考虑在气刀设备和其它与镀层重量相关的设备定期检修时发生的各种变化，使得所述数学模型适应新状态条件，所以降低了设备检修的负担。

能够单独或结合使用根据本发明第一，第二和第三实施例的各镀层重量控制装置。但是，在它们一起用于连续热浸镀设备时，能够实现镀层重量的更精确的控制。

图8是连续热浸镀锌处理中的镀层重量控制系统的方框图，在所述系统中结合了第一第二和第三实施例的相应装置。所述系统包括：第一镀层重量控制装置81；第二镀层重量控制装置82；切换装置83；气刀距离控制装置84；第三镀层重量控制装置85；和气刀压力控制装置86。第一镀层重量控制装置81，测量从钢带上的多个点到第二气刀的距离，并从测量的多个点的距离，改变第一和第二气刀每一个的两端的位置，从而将钢带定位与每个气刀平行，并保持钢带与每个气刀等距离。第二镀层重量控制装置82，在焊接部分通过前后的预定时间，依据在两个钢带之间的厚度差，改变第一和第二气刀的位置，补偿走行路线的移动。切换装置83，在焊接部分通过前和后的预定时间将气刀距离控制装置84与第二镀层重量控制装置82连接，并在焊接部分通过后，将气刀距离控制装置84与第一镀层重量控制装置83连接。气刀距离控制装置84，根据第一和第二镀层重量控制装置81和82的控制，调节第一和第二气刀每一个的两端的位置。第三镀层重量控制装置85，依靠钢带的希望的镀层重量和/或线速度变化，调节喷吹压力。气刀压力控制装置86，根据第三镀层重量控制装置85的控制，控制向第一和第二气刀上加的喷吹压力。

第一镀层重量控制装置81是根据图3和4示出的本发明第一实施例，第二镀层重量控制装置82是根据图5示出的本发明第二实施例，和第三镀层重量控制装置是根据图7示出的本发明第三实施例。

在两个或多个钢带焊接连续镀层的连续热浸镀锌处理中，镀层重量控制系统用第三镀层重量控制装置83，根据希望的镀层重量和线速度变化，控制第一和第二气刀的喷吹压力。

在穿过镀槽前后的预定时间，结合厚度不同的两个钢带的焊接部分在第二镀层重量控制装置82的控制下。因此，根据取决于钢带厚度变化的走行路线的移动，控制在第一和第二气刀每一个与钢带之间的距离。其余部分(在焊接部分之间的区域)以反馈的方式在第一镀层重量控制装置81的控制下，从而造成第一和第二气刀的每一个和钢带彼此平行，钢带保持与各气刀等距离。

因此，所述系统能够控制连续热浸镀锌设备，以致尽管连续热浸镀锌处理中发生变化，能够镀希望的镀层重量。

虽然为了说明本发明公开了本发明的优选实施例，但是业内人士理解，在不偏离权利要求的本发明范围和精神之下，能够有各种变化方案。

Claims (18)

1.一种控制连续热浸镀锌处理中钢带上镀层重量的装置，其中设置有第一和第二气刀，用于通过在穿过锌液镀槽的钢带两个表面上喷吹预定压力的空气射流来控制钢带上镀层重量，所述装置包括：

多距离测量装置，安装在支撑轴的中心彼此分开预定距离，所述支撑轴与第二气刀在一直线上，所述多距离测量装置测量钢带和所述气刀之间的距离；

距离调节装置，在向前和向后移动第一和第二气刀每个的两端时，调节第一和第二气刀每个与钢带之间的距离；

宽度测量装置，测量钢带的宽度；和

所述距离测量装置的位置调节装置，根据所述宽度测量装置的测定结果，使得距离测量装置能够位于钢带的宽度的中心。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于：所述宽度测量装置由第一和第二宽度传感器构成，它们每个包括在第一气刀上的光发射部分和在支撑轴上的光接收部分，所述支撑轴安装在第一和第二气刀的相对的一端上并与第二气刀在一个直线上，在光发射部分发射光时，宽度传感器通过光接收部分探测的光确定钢带的位置和宽度。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于：所述位置调节装置由以下装置构成：

位置调节电动机，它沿钢带的宽度方向移动所述支撑轴，其中第一和第二宽度传感器的光接收部分和多距离测量装置安装在所述支撑轴上；

驱动所述位置调节电动机的电动机位置控制装置；和

第一逻辑单元，它计算所述位置调节电动机的移动值，然后将计算的值置于电动机位置控制装置中，以使得在第一和第二宽度传感器的相应光接收部分探测的光量相等。

4.根据权利要求2的装置，其特征在于：第一和第二宽度传感器的相应的光接收部分包括多个光电二极管，它们排列成沿钢带的宽度方向彼此分开预定距离。

5.根据权利要求4的装置，其特征在于：第一逻辑单元如下计算距离测量装置的移动值：

                ΔGc＝(Nws--Nds)×Pss

其中，ΔGc是距离测量装置的移动值，Nws是第一宽度传感器中测光光电二极管的数目，Nds是第二二宽度传感器中测光光电二极管的数目，和Pss是光电二极管之间的距离。

6.根据权利要求1的装置，其特征在于：距离测量装置由彼此分开预定距离的三个或多个距离传感器构成。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于：距离调节装置由以下部分构成：

四个或多个距离调节电动机，在所述电动机连接到第一和第二气刀的每个的两端时，所述电动机沿钢带方向前后移动；

第二逻辑单元，利用由距离传感器测量的钢带和第二气刀之间的距离计算第一和第二气刀每个两端的移动值，从而将钢带保持与每个气刀等距离和保持钢带与每个气刀平行；和

四个或多个电动机位置控制装置，它们按照从第二逻辑单元输出的第一和第二气刀每个的两端的移动值，移动距离调节电动机。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于：第二逻辑单元：a)用一点作为原点，限定第一和第二气刀前/后移动方向的X轴和钢带宽度方向的Y轴跨越的X-Y坐标平面；b)将在所述X-Y坐标平面上的钢带的曲线表示为如下的公式：

S(x)：y＝ax²+bx+c

(其中，S(x)是在X-Y坐标平面上的钢带的曲线函数，a、b和c是S(x)的系数)；c)将多距离测量装置获得的多个测量值转变为X-Y坐标值；d)将X-Y坐标值代入函数S(x)中，获得系数a、b和c；e)将获得的S(x)代入下面的公式：

$\mathrm{\ΔY}=\frac{[{\∫}^W(S\left(x\right)-L_T\left(x\right))\mathrm{dx}-{\∫}^W(L_B\left(x\right)-S\left(x\right))\mathrm{dx}]}{2W}$

(其中，ΔY表示第一和第二气刀的平均移动值，W表示宽度传感器探测的钢带的宽度大小，L_T(x)表示第一气刀喷嘴的线性方程式，和L_B(x)表示第二气刀喷嘴的线性方程式)，从而获得第一和第二气刀的平均移动值ΔY；f)用下面的公式计算第一和第二气刀的两个端的移动值ΔYds和ΔYws：

$\mathrm{\ΔYds}=\frac{(D_{\mathrm{WS}}-D_{\mathrm{ds}})}{2}\frac{M}{G_{\mathrm{ss}}},$ $\mathrm{\ΔYws}=-\frac{(D_{\mathrm{WS}}-D_{\mathrm{ds}})}{2}\frac{(L-M)}{G_{\mathrm{ss}}}$

(其中ΔYds是第一和第二气刀的一端的移动值，ΔYws是第一和第二气刀的另一端的移动值，M是位于多距离测量装置中心的距离测量装置和与第二气刀的一端连接的距离调节装置之间的直线距离，和L是在第二气刀的两端上的两个距离测量装置之间的距离)；和g)然后用下面的公式计算第一和第二气刀每个的两端的最终移动值ΔY1，ΔY2，ΔY3和ΔY4：

ΔY1＝-ΔY-ΔYws

ΔY2＝-ΔY-ΔYds

ΔY3＝ΔY+ΔYws

ΔY4＝ΔY+ΔYds

(其中，ΔY1是第一气刀的一端(WS)的最终移动值，ΔY2是第一气刀的另一端(DS)的最终移动值，ΔY3第二气刀的一端(WS)的最终移动值，ΔY4是第二气刀的另一端(DS)的最终移动值)。

9.一种在连续热浸镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置，其中设置有第一和第二气刀，通过在穿过锌液镀槽的钢带的两个表面上喷吹预定压力的空气射流来控制钢带上的镀层重量，所述装置包括：

位置调节装置，用于调节第一和第二气刀的位置；

焊接部分测定装置，用于探测将锌液镀漕中厚度不同的两个钢带结合起来的焊接部分的变化位置；

距离测量装置，用于测量第二气刀和钢带之间的距离；

移动距离预测逻辑装置，根据钢带的厚度信息，通过计算前面的钢带和焊接其上的后面的钢带的厚度变化和钢带的走行路线的移动值，计算第一和第二气刀每个的移动距离；

移动距离测量逻辑装置，利用距离测量装置测量的钢带和第二气刀之间的距离，计算焊接部分通过前和通过后的钢带的走行路线移动值，计算第一和第二气刀每个的移动距离；

参数校正装置，用于校正移动距离预测逻辑装置的参数，以便补偿在移动距离预测逻辑装置中预测的移动距离和在移动距离测量逻辑装置中测量的移动距离之间的误差；

切换装置，它在移动距离预测逻辑装置输出的和移动距离测量逻辑装置输出的第一和第二气刀的移动距离之间进行选择，然后将所选择的移动距离值应用到位置调节装置；和

切换控制单元，根据焊接部分测定装置探测的焊接部分的变化位置，除了在焊接部分通过第一和第二气刀前和后的预定时间内向位置调节装置施加移动距离预测逻辑装置的输出值之外，向位置调节装置施加移动距离测量逻辑装置的输出值。

10.根据权利要求9的装置，其特征在于：移动距离预测逻辑装置向下列公式输入前面/后面钢带每个的厚度和它们之间的厚度差：

$\hat{S}=\mathrm{\α}{T}_1\frac{\mathrm{\ΔT}}{\left|\mathrm{\ΔT}\right|}+\mathrm{\β\ΔT}$

(其中，

是走行路线的预测移动值，T₁是前面钢带的厚度，ΔT是在前面钢带和后面钢带之间的厚度差，α和β是预测器变量)，从而计算钢带走行路线的预测移动值，然后依据走行路线的移动值产生第一和第二气刀每个的预测移动距离。

11.根据权利要求9的装置，其特征在于：所述移动距离测量逻辑装置从所述距离测量装置接收前面/后面钢带每个与第二气刀之间的测量的距离值，然后用下面公式计算钢带的走行路线的实际移动值：

S＝(D₂-D₁)-(P₂-P₁)

其中，S是走行路线的实际移动值，D₁是在前面钢带和第二气刀之间的距离，D₂是在焊接部分通过后钢带和第二气刀之间的距离，P₁是焊接部分通过前第二气刀的位置，和P₂是在焊接部分通过后的第二气刀的位置。

12.根据权利要求9的装置，其特征在于：所述参数校正装置根据下面的公式校正所述移动距离预测逻辑装置的操作参数；

$\mathrm{\α}(t+1)=\mathrm{\α}\left(t\right)+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\α}}\frac{\∂(S-\hat{S})}{\∂\mathrm{\α}}=\mathrm{\α}\left(t\right)-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\α}}{T}_1\frac{\mathrm{\ΔT}}{\left|\mathrm{\ΔT}\right|}$

$\mathrm{\β}(t+1)=\mathrm{\β}\left(t\right)+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\β}}\frac{\∂(S-\hat{S})}{\∂\mathrm{\β}}=\mathrm{\β}\left(t\right)-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{\β}}\mathrm{\ΔT}$

其中γ_α，γ_β是α和β的可获知的系数。

13.一种在连续热浸镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置，其中设置有第一和第二气刀，通过在穿过锌液镀槽的钢带两个表面上喷吹预定压力的空气射流来控制钢带的镀层重量，所述装置包括：

镀层重量测量装置，用于测量通过第一和第二气刀的钢带上的镀层重量；

镀层重量数学模型，利用补偿钢带进给速度变化的相应的参数α、β和γ、每个气刀和钢带之间的距离和气刀的压力计算镀层的重量变化；

参数校正装置，校正参数α、β和γ，以便使得所述镀层重量测量装置中测量的实际镀层重量值和在所述镀层重量数学模型中计算的计算镀层重量值之间的差值最小；

第一压力控制装置，用于在钢带的希望的镀层重量改变时，调节第一和第二气刀的喷吹压力，使得钢带的镀层重量符合于希望的镀层重量；

第二压力控制装置，用于在钢带的进给速度改变时，依据钢带进给速度的变化调节气刀的喷吹压力，以补偿镀层重量变化，其中当在预定压力下连续热浸镀锌处理中改变希望的镀层重量和/或进给速度时，用第一压力控制装置和/或第二压力控制装置的输出值，调节第一和/或第二气刀的喷吹压力。

14.根据权利要求13的装置，其特征在于：所述镀层重量数学模型，根据下面的公式，接收钢带的进给速度改变量(ΔV)、钢带和气刀之间的距离改变量(ΔD)和气刀的压力改变量(ΔP)：

ΔV＝ln(V_k+1)-ln(V_k)

ΔD＝ln(D_k+1)-ln(D_k)

ΔP＝ln(P_k+1)-ln(P_k)；用相对应的参数α、β和γ乘上述相应各改变量，获得公式ΔW＝αΔV+βΔD+γΔP；并且然后计算镀层重量改变量，ΔW＝ln(W_k+1)-ln(W_k)。

15.根据权利要求13的装置，其特征在于：在钢带的希望的镀层重量从T_k改变到T_k+1时，第一压力控制装置用下面公式产生在希望镀层重量T_k+1上的气刀的设定压力值(P_k+1)：

$\ln \left(P_{\mathrm{\κ}+1}\right)=\ln \left(P_{\mathrm{\κ}}\right)+\frac{\ln \left(T_{\mathrm{\κ}+1}\right)-\ln \left(T_{\mathrm{\κ}}\right)}{\mathrm{\γ}}$

16.根据权利要求13的装置，其特征在于：在钢带的进给速度从V_k改变到V_k+1时，第二压力控制装置用下面公式产生在进给速度V_k+1上的气刀的设定的设定压力值(P_k+1)：

$\ln \left(P_{\mathrm{\κ}+1}\right)=\ln \left(P_{\mathrm{\κ}}\right)+\frac{\mathrm{\α}[\ln \left(v_{\mathrm{\κ}+1}\right)-\ln \left(V_{\mathrm{\κ}}\right)]}{\mathrm{\γ}}$

17.根据权利要求13的装置，其特征在于：在探测到镀层重量测量装置中测量的实际镀层重量和在镀层重量数学模型中计算的镀层重量之间的差值时，参数校正装置用下面的公式校正参数α、β和γ：

θ_K+1＝θ_K+K_K+1[Z_K+1-h′_K+1θ_k]

其中，Z_k+1＝Δ W_k+1＝ln( W_k+1)-ln( W_k)

$h_{k+1}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{V}_{k+1}\\ \mathrm{\Δ}{D}_{k+1}\\ \mathrm{\Δ}{P}_{k+1}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\ln \left(V_{k+1}\right)-\ln \left(V_k\right)\\ \ln \left(D_{k+1}\right)-\ln \left(D_k\right)\\ \ln \left(P_{k+1}\right)-\ln \left(P_k\right)\end{array}\right]$

${\mathrm{\θ}}_k=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_k\\ {\mathrm{\β}}_k\\ {\mathrm{\γ}}_k\end{array}\right],{\mathrm{\θ}}_{k+1}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_{k+1}\\ {\mathrm{\β}}_{k+1}\\ {\mathrm{\γ}}_{k+1}\end{array}\right]$

18.一种控制连续热浸镀锌处理中钢带上镀层重量的系统，其中设置有第一和第二气刀，通过在穿过锌液镀槽的钢带上喷吹预定压力的空气射流控制钢带的镀层重量，所述系统包括：

第一镀层重量控制装置，它在多个测量点测量钢带与第一和第二气刀每个之间的距离值，并用测量的多个距离值改变每个气刀的两端的位置，从而将钢带对准与每个气刀平行，并保持钢带与每个气刀等距离；

第二镀层控制装置，在两个钢带的焊接部分通过前和通过后的预定时间中，依据这两个钢带的厚度差改变第一和第二气刀每个的位置，从而校正走行路线的移动；

第三镀层重量控制装置，它依据在钢带的希望的镀层重量和/或进给速度的变化，变化喷吹压力；

气刀距离控制装置，在焊接部分通过前和后的预定时间，它用第二镀层重量控制装置调节第一和第二气刀每个两端的位置，在焊接部分通过后用第一镀层重量控制装置，调节第一和第二气刀每个的两端位置；和

气刀压力控制装置，它用第三镀层重量控制装置调节从第一和第二气刀喷吹的喷吹压力。

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