[发明专利]增加钢带表面清洁度的在线测量的灵敏度的方法和装置

权利要求书

1.一种用于自动化在线测量连续移动金属板或带(3)的碳方面的差异化表面清洁度的方法，所述金属板或带(3)具有低于100mg/m²的表面碳污染水平，所述方法特征在于以下步骤：

-使用源(1)产生辐射束；

-使用聚焦装置(2)聚焦所述辐射束使得沉积于所述金属板或带(3)上的能量密度足以产生等离子体，并且如果所述等离子体含有碳和氮，则在所述等离子体中产生CN基团；

-使用流速能够防止所述等离子体中存在任何来自空气的氧的吹扫系统(4)在所述等离子体周围产生氮气氛；

-使用光学收集装置(5)分析由所述等离子体发射的光，并将其重新定向朝向光谱仪或用于分离发射光的波长的任何其他装置(7)；

-测量所述CN基团的强振动线的强度并与氮的振动线的强度进行关联以补偿与所述辐射束和与辐射-材料相互作用相关的波动，所述CN基团的强振动线是在388.25nm处的振动线，而所述氮的振动线是在500.51nm处的振动线，和

-所获得的比率用于表征所述金属板或带(3)的碳污染方面的表面清洁度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属板或带(3)具有低于50mg/m²的表面碳污染水平。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述辐射束是激光束或电子束。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中由于具有合适功率和焦点直径的激光束，直接地，或通过用于激光束的前扩展的光学装置改进的激光束的聚焦将所述激光束聚焦于所述板或带表面上，从而在所述板或带表面上获得所需能量密度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述源(1)是脉冲激光，所述源(1)和所述聚焦装置(2)经过选择在所述金属板或带(3)的表面上产生10～100GW/cm²的能量密度。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述源(1)是脉冲激光，所述源(1)和所述聚焦装置(2)经过选择在所述金属板或带(3)的表面上产生30～60GW/cm²的能量密度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学收集装置(5)是将所述等离子体成像于光纤(6)末端上的多个透镜或反射镜或两者的组合，所述光纤(6)进而将光束重新定向朝向所述光谱仪或用于分离所述发射光的波长的其他装置(7)。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属板或带(3)是钢带。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属板或带(3)的移动速度大于0.5m/s。

10.根据权利要求1所述的方法，在冷轧生产线的情况下和在脱脂浴中通过之后进行所述方法。

11.一种用于进行权利要求1-10中任一项所述方法的装置，包括：

-源(1)，产生直径0.5～10mm的激光束，为持续时间0.5～15ns的脉冲形式，能量为1～300mJ/脉冲，从而在所述金属板或带(3)的表面上产生等离子体；

-聚焦装置(2)，允许将激光束扩展2～10倍，并允许将所述激光束以10～200cm的距离聚焦于所述金属板或带(3)上；

-氮气吹扫系统(4)，处于所述金属板或带(3)上的等离子体附近，其流速能够防止所述等离子体中存在任何来自空气的氧；

-光学收集装置(5)，包括多个透镜、反射镜或两者的组合，从而将由所述等离子体发射的光成像于光纤(6)上；

-光纤(6)；

-连接至所述光纤(6)的光谱仪；

-光谱分析仪，允许计算在388.25nm处的碳振动线的强度与在500.51nm处的氮振动线的强度的比率。