金屬板材厚度檢測專利申請探討范文

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在金屬板材厚度檢測領域中，檢測板材厚度的方法通常包括激光檢測、渦流檢測、射線檢測以及超聲檢測等。通過精確地檢測板材的厚度，便于操作人員實時調整板材在軋制過程中的各向工藝參數，從而保證成品板材的軋制質量，提高工作效率，降低經濟損失。

一、研究內容

本文在中國專利文摘數據庫（CPRSABS）以及德溫特世界專利索引（DWPI）中采用關鍵詞、分類號對金屬板材厚度檢測技術領域的文獻信息進行了檢索。IPC分類號為G01B7、G01B11、G01B15、G01B17、G01N29、B21B38。對德溫特世界專利索引中檢索到1459項以及專利文摘數據庫中檢索到419項專利文獻進行系統分析，并得出分析結果。

二、申請量趨勢

世界以及國內的專利申請量按年度變化的走勢。通過對“金屬板材厚度檢測”技術領域進行統計分析，發現在1993年以前申請量都比較少，這也是該技術的起步階段，每年度全球范圍內僅有數十件關于該領域的專利申請。在1994年，專利申請量出現首次突破式上升，直到2010年左右經歷了十幾年的逐步增長時期，專利申請量保持在20－50之間。在2011年左右，申請量迎來了第二次上迅猛上漲，呈現爆發式增長態勢，從2009年的40項上升至119項。而在中國的專利申請量，在2000年以前總體保持較低的水平，均在5件以下，但從2000年以后有較為明顯的增長，申請量在10項至20項之間。2011年起，中國的該領域專利申請開始爆發式增長，這與中國大力推動科技進步和創新是密切相關的。2013年，中國在該領域的專利申請量更是占到該領域全球申請量的百分之八十左右，這說明該技術雖然進入國內時間較晚，但是隨著我國科學技術的日益發展以及制造業的迅猛發展，此時中國已經成為了“金屬板材厚度檢測”技術的第一申請量大國。

三、技術原創國與目標國分析

“金屬板材厚度檢測”技術領域的專利申請的原創國與目標國的分布情況。從圖2中可以看出，較為突出的幾個國家是日本、中國、美國，這幾個國家都是制造業大國，日本在金屬板材厚度檢測”技術領域的綜合實力較強，中國次之。中國和日本是金屬板材厚度檢測技術最主要的市場。此外，對比可以發現，中國和日本申請的專利申請數量較多，且來自本國的原創專利占比本國專利申請的絕大部分，表明申請人在此領域的研究和申請的積極性很高。主要申請人各種檢測方法分布在整個金屬板材厚度檢測領域，主要申請人的各種檢測方法分布情況如圖3所示。“金屬板材厚度檢測”領域中主要有超聲法、射線法、渦流法以及光學法幾個檢測手段，日本KJE鋼鐵株式會社主要集中于研究光學法測厚技術，韓國浦項制鐵公司主要集中于射線法和光學法，日本三菱則主要集中于超聲法的研究。其他幾個公司對渦流法測厚的研究較少，主要集中在光學法、超聲法以及射線法測厚技術。總體來看，由于渦流法和射線法出現的較早，又是屬于比較成熟的領域，同時由于渦流法測厚技術測量精度較低，射線法檢測金屬板材厚度又存在安全方面的隱患，超聲法和光學法是目前“金屬板材厚度檢測”領域的研究主流的發展方向。

四、典型技術方案分析

傳感器16包括渦流傳感線圈20，傳感線圈20靠近被測工件26，根據傳感線圈20阻抗值的變化量就可以測出金屬板與傳感器之間距離的變化值，求出傳感器16與被測工件26之間的距離，進而求出被測工件26的厚度。專利申請US5541510A是1995年由卡曼公司申請的具有代表性的早期渦流法測量工件厚度的檢測裝置。它在渦流法測量板材厚度的發展歷程中具有標志性意義，作為渦流法板材測厚領域中的基礎性專利，其在全球范圍內被引用181次，其被美國專利引用128次，被歐洲專利引用17次，被中國專利引用11次，被日本專利引用7次，被其他國家和地區引用18次。結論通過以上的有限元計算結果分析和試驗結果分析，可以得到以下結論。(1)以壓縮屈曲載荷最大為目標，長桁/蒙皮面積比的最優比往往有兩個極值點：一個是“等屈曲”點，即從長桁屈曲轉向蒙皮屈曲的臨界點；一個是5：5“等截面積”點，即蒙皮長桁具有基本相等的層板幾何截面積時。該點也被試驗結果所證明。(2)“等屈曲”點最優時，加筋板對應的屈曲模式是整體屈曲；“等截面積”點最優時，加筋板對應的屈曲模式是蒙皮的局部屈曲。(3)在工程設計背景下，一般偏向于選取“等截面積”點，長桁設計得比蒙皮稍強。因為僅是蒙皮局部屈曲，對于加筋板整體的承載并不大。而加筋板的整體屈曲，對于應力狀態的影響較大。(4)追求長桁/蒙皮的“等剛度”設計不能提高加筋壁板的抗壓縮屈曲能力。

作者：郝敏；龔艷霞（等同第一作者）