CN101294915B - 热处理炉窑内壁缺陷的检测系统及检测方法 - Google Patents
热处理炉窑内壁缺陷的检测系统及检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
热处理炉窑内壁缺陷的检测系统，上支架装有两个定滑轮连接在炉窑上检测口的横向支撑板上，下支架上装有一个定滑轮和曳引机构，连接在炉窑下检查口的横向支撑板上；钢缆绕过上支架、下支架的定滑轮和曳引机构，中间与一悬挂平板连接，组成一个封闭的环索；云台摄像机和信号传输装置安装在云台上，云台、照明灯安装在悬挂平板上；图像采集单元及升降机构的控制线与中央控制单元连接。检测方法：设置Z轴零点和Z轴旋转零点后启动系统；云台摄像机沿炉壁内侧上下自动扫描；发现炉窑内壁有缺陷，则启动手动扫描模式，调焦拍照将信息传递给中央控制单元。检测人员不用进入炉室内，即可对炉内损坏部分准确定位。消除了安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业热处理炉窑内壁缺陷自动检测系统及检测方法。
背景技术
目前，一般热处理炉窑高达二三十米，炉窑内壁维修前要先确定是否存在缺陷需要维修，这一工作是由工人进入炉室内进行的，主要采用两种方法：一是搭设脚手架，二是用爬绳方法。但前者搭设脚手架需要大量时间，无法实现快速检查，而且需要投入大量人力物力；后者属于高空作业，检查人员有高空坠落的危险。工人进去检测时即使停炉降温，炉内温度仍然高于50℃，属于高温作业。目前还没有一种能有效地代替工人进入炉室检查的自动检测设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现热处理炉壁缺陷虚拟检测系统及检测方法，使检测人员不必进入炉室通过监视器即可清楚观察炉内情况并可判断是否存在缺陷或损坏需要维修。由于炉窑生产时温度很高，设备只能在停炉期间温度降下来后安装使用，因此要求设备体积小，轻巧灵活，便于携带和安装。由于炉窑很高，还要求设备运行平稳，运行时不应引起图像的剧烈晃动，对炉内损坏部分能够准确定位。
热处理炉窑内壁缺陷的检测系统，包括升降机构、图像采集单元和中央控制单元三部分，
A)升降机构：由上支架、下支架、曳引机构、钢缆组成，上支架连接在炉窑上检测口的横向支撑板上，上支架上装有两个定滑轮，下支架连接在炉窑下检查口的横向支撑板上，下支架上装有一个定滑轮和曳引机构，钢缆绕过上支架、下支架的定滑轮和曳引机构，组成一个封闭的环索。
B)图像采集单元：图像采集单元由悬挂平板、云台摄像机、信号传输装置和照明灯组成，云台摄像机和信号传输装置安装在云台上，云台、照明灯安装在所述悬挂平板上，悬挂平板上、下各与升降机构两侧的上、下钢缆固定。
C)中央控制单元：图像采集单元及升降机构的控制线与中央控制单元相联接。
所述悬挂平板的上、下两边各与一防抖支架连接，每个防抖支架上设置有两个带槽导向轮，另一侧的钢缆从两槽中间经过，其中一个导向轮固定孔为一长槽。
在上定滑轮下部和下定滑轮上部分别安装有上限位开关和下限位开关。
热处理炉窑内壁缺陷的检测方法，其特征在于：
①首先打开电源开关，图像采集单元上升到刚看到一块砖下边缘时设置为Z轴零点，云台旋转到看到砖块数最少的位置为Z轴旋转方向零点，启动系统，云台摄像机沿炉壁内侧上下自动扫描；
②当发现炉窑内壁有缺陷时，则启动手动扫描模式，此时可手动控制升降机构上下、云台逆反转、焦距调节；
③若确有缺陷，将监视窗口的十字光标中心对准缺陷，按下拍照后，图像及图像位置信息传送给数据库；
④继续自动扫描前，将系统复位，让云台摄像机回到自动扫描前的轨道上去；
⑤当升降机构上升或下降到预定位置后会触发上限位开关或下限位开关，云台旋转一角度后升降机构反向扫描，如此循环至所有内壁扫描结束；
⑥若扫描过程未发现炉窑内壁有缺陷，则转至⑤。
曳引机构由减速刹车电机、无级调速器和曳引轮组成，减速刹车电机安装在下支架上，曳引轮与电机键连接，钢缆绕在曳引轮的曳引槽内绷紧。
云台摄像机可水平方向360°旋转。
由于图像采集单元的悬挂平板上固定有两防抖支架，可有效防止图像采集单元的抖动，其中一个导向轮固定孔为一长槽，松开螺母移动导向轮便可卸下钢缆，结构简单，装卸方便。通过本装置通过升降机构可以带动悬挂平板在热处理炉窑内壁上下移动，由中央处理单元控制摄像头自动旋转，把炉壁的图像信号传输到计算机显示器上，通过计算机图像处理或人工观察比较，可以判断热处理炉内壁是否有缺陷，是否需要维修。利用该装置，检测人员不用进入炉室内，不但消除了安全隐患，而且大大缩短工期，节省能源，提高了生产效率。同时本发明体积小，轻巧灵活，便于携带和安装，运行平稳，对炉内损坏部分定位准确。
附图说明
图1为热处理炉窑内壁缺陷的检测系统在热处理炉内安装示意图；
图2为升降机构、图像采集单元和中央处理单元的示意图；
图3为防抖支架与导向轮的局部放大图；
图4为曳引机构结构示意图；
图5为中央控制单元控制系统流程图。
1.热处理炉，2.图像采集单元，3.升降机构，4.上支架，5.定滑轮，6.上限位开关，7.照明灯，8.防抖支架，9.导向轮，10.悬挂平板，11.云台摄像机，12.钢缆，13.下限位开关，14.曳引机构，15.刹车电机16.下支架，17.中央控制单元，18.键。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明加以详细说明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
热处理炉窑内壁缺陷的检测系统，如图1所示。包括升降机构1、图像采集单元2和中央控制单元3三部分。
A)升降机构如图2所示：由上支架4、下支架16、曳引机构14和钢缆12组成，上支架4连接在炉窑上检测口的横向支撑板上，上支架上装有两个定滑轮5，下支架16连接在炉窑下检查口的横向支撑板上，下支架16上装有一个定滑轮5和曳引机构14，钢缆12从上支架两定滑轮5绕过悬下，一端钩住悬挂平板10上部挂钩处，另一端再绕过下部下支架处曳引机构14曳引轮及定滑轮向上，钩住悬挂平板10下部挂钩处。将曳引平台下部固定，悬挂平板10的上、下两边各与一防抖支架8连接，每个防抖支架上设置有两个带槽导向轮9，如图3所示，另一侧的钢缆从两槽中间经过，其中一个导向轮固定孔为一长槽，将其中一个导向轮旋松，沿导向槽移开，卡住钢缆12后再移回旋紧，钢缆就被卡在防抖支架8里，整个升降机构构筑完成。钢缆12绕过上支架、下支架的定滑轮和曳引结构，组成一个封闭的环索。
B)图像采集单元2：图像采集单元如图2所示，由悬挂平板10、云台摄像机11、信号传输装置和照明灯7组成，云台摄像机11和信号传输装置安装在所述云台上，云台、照明灯7安装在所述悬挂平板10上。
C)中央控制单元17：图像采集单元2及升降机构3的控制线由中央控制单元17控制，如图2所示。
曳引机构14由刹车电机15、减速器、无级调速器和曳引轮组成，刹车电机和减速器安装在下支架上，曳引轮与刹车电机通过键18连接，钢缆绕在曳引轮的曳引槽内绷紧。
如图4，当升降机构安装完毕，将升降机构3、图像采集单元2的控制线与中央控制单元17相联接，经检查无误后打开总电源，然后分别打开计算机、云台摄像机、曳引电机及照明电源开关，若无异常，则点动曳引电机正反动作，观察电机运转时是否有震颤及噪音，钢缆走动时是否有打滑、停顿等现象，若有上述异常情况应排除后方可继续操作。点动云台摄像机焦距及云台左右、俯仰动作，同时观察电脑显示屏图像变化，若无异常，则系统转入检测准备。计算机画面中可显示动态摄像画面，检测人员通过观察该画面，确定是否可能存在着缺陷。
检测方法如图5所示：首先打开电源开关，图像采集单元上升到刚看到一块砖下边缘时设置为Z轴零点，云台旋转到看到砖块数最少的位置为Z轴旋转方向零点。然后启动自动扫描，升降机构3会带动图像采集单元2匀速上升或下降，此时云台和摄像机不动。在扫描过程中如发现疑似缺陷则启动手动扫描模式，此时可手动控制升降机构上下、云台逆反转、焦距调节。若确实有缺陷，将监视窗口的十字光标中心对准缺陷，按下拍照后，图像及图像位置信息储存传送给数据库。恢复自动扫描之前先复位，让云台摄像机回到自动扫描前的轨道上去。当升降机构上升或下降到预定位置后会触发上限位开关6或下限位开关13，云台旋转一角度后升降机构反向扫描，如此循环至所有内壁扫描结束。
Claims (4)
1.热处理炉窑内壁缺陷的检测系统，包括升降机构、图像采集单元和中央控制单元三部分，其特征在于：
A)升降机构：由上支架、下支架、曳引机构、钢缆组成，上支架连接在炉窑上检测口的横向支撑板上，上支架上装有两个定滑轮，下支架连接在炉窑下检查口的横向支撑板上，下支架上装有一个定滑轮和曳引机构，连接在炉窑下检查口的横向支撑板上；钢缆绕过上支架、下支架的定滑轮和曳引机构，中间与一悬挂平板连接，组成一个封闭的环索；
B)图像采集单元：图像采集单元由悬挂平板、云台摄像机、信号传输装置和照明灯组成，云台摄像机和信号传输装置安装在云台上，云台、照明灯安装在所述悬挂平板上；
C)中央控制单元：图像采集单元及升降机构的控制线与中央控制单元相联接。
2.根据权利要求1所述的热处理炉窑内壁缺陷的检测系统，其特征在于：所述悬挂平板的上、下两边各与一防抖支架连接，每个防抖支架上设置有两个带槽导向轮，另一侧的钢缆从两槽中间经过，其中一个导向轮固定孔为一长槽。
3.根据权利要求1所述的热处理炉窑内壁缺陷的检测系统，其特征在于：在上定滑轮下部和下定滑轮上部分别安装有上限位开关和下限位开关。
4.热处理炉窑内壁缺陷的检测方法，其特征在于：
①首先打开电源开关，图像采集单元上升到刚看到一块砖下边缘时设置为Z轴零点，云台旋转到看到砖块数最少的位置为Z轴旋转方向零点，启动系统；云台摄像机沿炉壁内侧上下自动扫描；
②当发现炉窑内壁有缺陷时，则启动手动扫描模式，此时可手动控制升降机构上下、云台逆反转、焦距调节；
③若确有缺陷，将监视窗口的十字光标中心对准缺陷，按下拍照后，图像及图像位置信息传送给数据库；
④继续自动扫描前，将系统复位，让云台摄像机回到自动扫描前的轨道上去；
⑤当升降机构上升或下降到预定位置后会触发上限位开关或下限位开关，云台旋转一角度后升降机构反向扫描，如此循环至所有内壁扫描结束；
⑥若扫描过程未发现炉窑内壁有缺陷，则转至⑤。
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