CN102954966A - 热连铸钢坯表面质量检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热连铸钢坯表面质量检测系统，包括：内部装有工业级摄像机的摄像机防护套、内部装有对所述工业级摄像机进行补光的光源防护套、用于为摄像机提供电源，控制压缩空气供给以及视频信号传输的现场控制箱、用于放置控制箱、通讯设备以及稳压电源等设备的室内机柜、用于对工业级摄像机采集的视频信号进行处理的工业计算机、用于显示工业计算机的处理结果的显示器和用于发出报警信号的报警装置。该检测系统解决了在热态下实时检测连铸钢坯表面缺陷的难题，通过对实时采集的视频信号进行分析，能直观地检测到钢坯表面的缺陷并及时进行报警，从而避免了毫无意义的继续加工，降低了能耗，降低了生产成本。

Description

热连铸钢坯表面质量检测系统

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种高温状态下连铸钢坯表面质量检测系统。 

背景技术

在冶金领域的生产过程中，高温状态下铸坯的表面质量是铸坯质量的重要指示之一，铸坯表面的缺陷性质及程度是判断铸坯是否合格的重要依据。由于连铸坯的热送温度达900℃以上，因此无法用肉眼直接检查其表面质量，更无法检查其内在质量。 

随着连铸坯热装热送技术的快速发展和应用，为避免废连铸坯毫无意义的继续加工，保证正常的生产节奏，实现高质量连铸坯的热送热轧以及降低生产成本，对连铸坯表面缺陷进行在线检测的要求也愈显迫切。 

高温状态下连铸坯表面质量的在线检测技术受到各企业以及科研院所的高度重视，而且都在竞相研发中。目前，高温状态下连铸坯表面缺陷的检测技术主要有涡流检测和无损探伤检测等。其中，涡流检测技术中的涡流检测装置主要由高温探头、涡流探伤仪、机械扫描装置和检测结果记录装置组成。由于该装置反应迟缓、安装复杂及判别准确率低等原因，所以未见成功应用案例。而无损探伤检测是先沿铸坯拉速方向上扫描高温铸坯横向的表面距离，测量铸坯运行方向上及横向方向上距离的二维点阵。再将距离的二维点阵转换为距离点阵二维图，最后对二维图进行图像处理，从而识别表面缺陷的形态。该装置也因系统可靠性和准确率等因素，未成功用于实际工程。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于视频技术和计算机图形处理技术，能够准确可靠地对热连铸钢坯表面质量进行在线检测的检测 系统。为此，本发明的技术方案如下： 

一种热连铸钢坯表面质量检测系统，包括：内部装有工业级摄像机的摄像机防护套、内部装有对所述工业级摄像机进行补光的光源防护套、用于为摄像机提供电源，控制压缩空气供给以及视频信号传输的现场控制箱、用于放置控制箱、通讯设备以及稳压电源等设备的室内机柜、用于对工业级摄像机采集的视频信号进行处理的工业计算机、用于显示工业计算机的处理结果的显示器和用于发出报警信号的报警装置。 

所述的摄像机防护套具有水冷气封式防护结构，其夹层内通有冷却水，其前端设置有耐高温窗口，该耐高温窗口的前表面通过压缩空气进行吹扫。所述的压缩空气进口压力为0.40～0.6MPa、进口温度≤35℃，所述的冷却水的进口压力为0.20～0.4MPa、进口温度≤45℃。 

所述的现场控制箱内设置有用于为摄像机提供稳定工作电源的电源控制单元、用于视频信号传输的通讯设备、用于控制压缩空气供给和流量调节的球阀以及用于用于用于视频信号传输的通讯设备。 

所述的用于视频信号传输的通讯设备包括光端机、终端盒和用于视频信号传输的光缆。 

本发明的检测系统解决了在热态下实时检测连铸钢坯表面缺陷的难题，通过对实时采集的视频信号进行分析，能直观地检测到钢坯表面的缺陷并及时进行报警，从而避免了毫无意义的继续加工，降低了能耗，降低了生产成本。 

附图说明

图1是本发明的热连铸钢坯表面质量检测系统的组成示意图。 

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的热连铸钢坯表面质量检测系统进行详细说明。 

如图1所示，该检测系统主要由摄像机防护套1、光源防护套2、现 场箱3、室内机柜4、显示器5、工业计算机6、报警装置7以及各种电缆组成。 

摄像机防护套1用于摄像机及镜头的防护，为水冷气封式防护结构，防护套的冷却介质为0.20～0.4MPa的冷却水，冷却水进口温度≤45℃，用于防止防护套内温度过高，确保摄像机正常工作。防护套前端为耐高温窗口，耐高温窗口前端采用压缩空气形成气幕来防止窗口积灰，以确保摄像机成像清晰，压缩空气进口压力为0.40～0.6MPa、进口温度≤35℃。具有耐高温镜头的工业级摄像机(图中未示)安装在防护套内，通过防护套1前端压缩空气的吹扫来保证摄像机正常的工作环境。由于连铸钢坯的温度较高并有热辐射，为保证成像质量，需要对钢坯表面用强光照射，因此需采用照射光源进行补光。补光设备(图中未示)安装在光源防护套2内，光源防护套2同样采用水冷气封式防护结构，其前端为耐高温窗口。为确保补光设备的正常工作，光源防护套2同样为水冷气封式结构，用冷却水对光源防护套2进行冷却，用压缩空气在耐高温窗口前形成气幕来防止窗口积灰。压缩空气进口压力为0.40～0.6MPa、进口温度≤35℃。冷却水的进口压力为0.20～0.4MPa、进口温度≤45℃。现场箱3内设置有视频光端机、电源控制器、控制球阀以及视频转换板。电源控制器用于为摄像机提供稳定的工作电源，视频光端机用于传输视频设备以及其它数据，控制球阀用于控制冷却气体的供给和流量调节。电源控制器用于为摄像机和视频光端机提供稳定的工作电源；球阀用于冷却气体的供给和流量控制；视频光端机用于将图像信号从现场传输到控制室。 

由于连铸生产线车间内环境恶劣，各种电磁干扰源较多，所以视频信号的传输采用单膜光缆，以确保图像的传输质量。 

工业计算机6内安装有视频图像处理系统，用以对所采集的视频数据进行处理和分析，并将实时视频画面和处理结果(缺陷的大小、类型及分布等)显示在显示器5上。所述的处理结果包括连铸钢坯表面缺陷的大小、类型及分布等。 

当计算机处理系统发现铸坯表面具有缺陷时，报警装置7会自动发出声光报警，同时反馈报警信号，以便工作人员能够及时进行处理。 

室内机柜4的作用：放置控制箱、通讯设备以及稳压电源等设备。 

在使用时，先将摄像机防护套1、光源防护套2安装在现场的合适位置，然后将摄像机、投光光源调试好，确保成像清晰，接通电源水源和气源，系统即可正常工作。 

摄像机采集到的图像信号通过视频光端机(发射端)，把视频电信号转变成光信号。视频光信号通过光端机(发射端)和光缆传输到中央控制室，室内光端机(接收端)接到视频光信号后，再还原成视频电信号给工控机。这样就完成了图像信号的传输过程。 

Claims (5)

1.一种热连铸钢坯表面质量检测系统，其特征在于：包括内部装有工业级摄像机的摄像机防护套、内部装有对所述工业级摄像机进行补光的光源防护套、用于为摄像机提供电源，控制压缩空气供给以及视频信号传输的现场控制箱、用于放置控制箱、通讯设备以及稳压电源等设备的的室内机柜、用于对工业级摄像机采集的视频信号进行处理的工业级计算机、用于显示工业计算机处理结果的显示器和用于发出报警信号的报警装置。

2.根据权利要求1所述的热连铸钢坯表面质量检测系统，其特征在于：所述的摄像机防护套为水冷气封式防护结构，其夹层内通有冷却水，其前端设置有耐高温窗口。该耐高温窗口的前表面通过压缩空气气幕进行吹扫保护。

3.根据权利要求2所述的热连铸钢坯表面质量检测系统，其特征在于：所述的压缩空气进口压力为0.40～0.6MPa、进口温度≤35℃；所述的冷却水的进口压力为0.20～0.4MPa、进口温度≤45℃。

4.根据权利要求1所述的热连铸钢坯表面质量检测系统，其特征在于：所述的现场控制箱内设置有用于为摄像机提供稳定工作电源的电源控制单元、用于视频信号传输的通讯设备、用于控制压缩空气供给和流量调节的球阀以及用于用于视频信号传输的通讯设备。

5.根据权利要求4所述的热连铸钢坯表面质量检测系统，其特征在于：所述的用于视频信号传输的通讯设备包括光端机、终端盒和用于视频信号传输的光缆。

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