金属板材厚度检测专利申请探讨范文

在金属板材厚度检测领域中，检测板材厚度的方法通常包括激光检测、涡流检测、射线检测以及超声检测等。通过精确地检测板材的厚度，便于操作人员实时调整板材在轧制过程中的各向工艺参数，从而保证成品板材的轧制质量，提高工作效率，降低经济损失。

一、研究内容

本文在中国专利文摘数据库（CPRSABS）以及德温特世界专利索引（DWPI）中采用关键词、分类号对金属板材厚度检测技术领域的文献信息进行了检索。IPC分类号为G01B7、G01B11、G01B15、G01B17、G01N29、B21B38。对德温特世界专利索引中检索到1459项以及专利文摘数据库中检索到419项专利文献进行系统分析，并得出分析结果。

二、申请量趋势

世界以及国内的专利申请量按年度变化的走势。通过对“金属板材厚度检测”技术领域进行统计分析，发现在1993年以前申请量都比较少，这也是该技术的起步阶段，每年度全球范围内仅有数十件关于该领域的专利申请。在1994年，专利申请量出现首次突破式上升，直到2010年左右经历了十几年的逐步增长时期，专利申请量保持在20－50之间。在2011年左右，申请量迎来了第二次上迅猛上涨，呈现爆发式增长态势，从2009年的40项上升至119项。而在中国的专利申请量，在2000年以前总体保持较低的水平，均在5件以下，但从2000年以后有较为明显的增长，申请量在10项至20项之间。2011年起，中国的该领域专利申请开始爆发式增长，这与中国大力推动科技进步和创新是密切相关的。2013年，中国在该领域的专利申请量更是占到该领域全球申请量的百分之八十左右，这说明该技术虽然进入国内时间较晚，但是随着我国科学技术的日益发展以及制造业的迅猛发展，此时中国已经成为了“金属板材厚度检测”技术的第一申请量大国。

三、技术原创国与目标国分析

“金属板材厚度检测”技术领域的专利申请的原创国与目标国的分布情况。从图2中可以看出，较为突出的几个国家是日本、中国、美国，这几个国家都是制造业大国，日本在金属板材厚度检测”技术领域的综合实力较强，中国次之。中国和日本是金属板材厚度检测技术最主要的市场。此外，对比可以发现，中国和日本申请的专利申请数量较多，且来自本国的原创专利占比本国专利申请的绝大部分，表明申请人在此领域的研究和申请的积极性很高。主要申请人各种检测方法分布在整个金属板材厚度检测领域，主要申请人的各种检测方法分布情况如图3所示。“金属板材厚度检测”领域中主要有超声法、射线法、涡流法以及光学法几个检测手段，日本KJE钢铁株式会社主要集中于研究光学法测厚技术，韩国浦项制铁公司主要集中于射线法和光学法，日本三菱则主要集中于超声法的研究。其他几个公司对涡流法测厚的研究较少，主要集中在光学法、超声法以及射线法测厚技术。总体来看，由于涡流法和射线法出现的较早，又是属于比较成熟的领域，同时由于涡流法测厚技术测量精度较低，射线法检测金属板材厚度又存在安全方面的隐患，超声法和光学法是目前“金属板材厚度检测”领域的研究主流的发展方向。

四、典型技术方案分析

传感器16包括涡流传感线圈20，传感线圈20靠近被测工件26，根据传感线圈20阻抗值的变化量就可以测出金属板与传感器之间距离的变化值，求出传感器16与被测工件26之间的距离，进而求出被测工件26的厚度。专利申请US5541510A是1995年由卡曼公司申请的具有代表性的早期涡流法测量工件厚度的检测装置。它在涡流法测量板材厚度的发展历程中具有标志性意义，作为涡流法板材测厚领域中的基础性专利，其在全球范围内被引用181次，其被美国专利引用128次，被欧洲专利引用17次，被中国专利引用11次，被日本专利引用7次，被其他国家和地区引用18次。结论通过以上的有限元计算结果分析和试验结果分析，可以得到以下结论。(1)以压缩屈曲载荷最大为目标，长桁/蒙皮面积比的最优比往往有两个极值点：一个是“等屈曲”点，即从长桁屈曲转向蒙皮屈曲的临界点；一个是5：5“等截面积”点，即蒙皮长桁具有基本相等的层板几何截面积时。该点也被试验结果所证明。(2)“等屈曲”点最优时，加筋板对应的屈曲模式是整体屈曲；“等截面积”点最优时，加筋板对应的屈曲模式是蒙皮的局部屈曲。(3)在工程设计背景下，一般偏向于选取“等截面积”点，长桁设计得比蒙皮稍强。因为仅是蒙皮局部屈曲，对于加筋板整体的承载并不大。而加筋板的整体屈曲，对于应力状态的影响较大。(4)追求长桁/蒙皮的“等刚度”设计不能提高加筋壁板的抗压缩屈曲能力。

作者：郝敏；龚艳霞（等同第一作者）