CN103344187A - 冶金产品宽度的在线测量装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冶金产品宽度的在线测量装置，包括：第一CCD图像传感器，其接收冶金产品的第一边缘区域的光信号并将其转换成第一图像信息；第二CCD图像传感器，其接收冶金产品的第二边缘区域的光信号并将其转换成第二图像信息；数据处理装置，分别处理第一图像信息和第二图像信息，数据处理装置处理第一图像信息和第二图像信息后利用L=N1*k1+N2*k2+Lf，算得被测冶金产品的宽度，本发明还提供了一种冶金产品宽度的在线测量方法。本发明提供的冶金产品宽度的在线测量装置，通过设置的第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器，分别测量产品的两个边缘区域的信息，使测量的宽度精度得到提高，从而使判断冶金产品宽度是否变化的能力得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及冶金检测技术领域，尤其涉及一种冶金产品宽度的在线测量装置及其方法。
背景技术
在冶金生产流程中，常常需要在线测量产品如板坯、厚板、薄板等的宽度，这对于产品质量控制，稳定生产等均具有重要意义。
在现代冶金生产线中，很多生产过程的数据需要自动被检测出来，而随着控制技术的发展，检测数据可以作为闭环控制的基础。冶金产品的宽度检测在这样的背景下发展起来。目前，基于CCD（Charge Coupled Device）数字图像处理技术的产品宽度检测方法，在金属生产线的各个领域都有应用，随着CCD电子技术的发展，采用CCD来检测带钢、板坯等宽度的技术凭借其高精度，系统结构简便的优势具有很高的推广价值。
公告号为201166545Y的中国专利公开一种镀锌线带钢宽度在线检测装置，其具体公开了在带钢的上下表面对称安装了两套光源发射和接受装置，根据接收到的信号以及两套检测装置之间的距离计算出带钢的宽度，上述装置更易在冷轧薄带（如镀锌线）上实现，当薄带温度较高时，会导致光源受到高温板带辐射光的影响而导致检测结果的偏差。
公告号为102721372A的中国专利公开了一种基于双线阵CCD的带材宽度测量方法，具体公开了在待测量带材的上方设置相间隔的左侧CCD检测传感器和右侧CCD检测传感器，通过左侧CCD检测传感器3和右侧CCD检测传感器8获得带材2的两端边缘信息产生的视差，就能够反映带材2左端点P点和右端点Q点的Y轴坐标，将带材2的宽度测量问题转化为空间内两点的距离问题，继而得到带材2的宽度，但是，在该专利中左侧CCD检测传感器和右侧CCD检测传感器的检测的目标区域相同，如果检测带材边缘处很小的区域，利用左侧CCD检测传感器和右侧CCD检测传感器检测的范围相同，检测精度很难提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种冶金产品宽度的在线测量装置及其方法，以解决基于CCD图像传感器检测冶金产品宽度时精度不高以及温度应用范围狭窄的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种冶金产品宽度的在线测量装置，包括：第一CCD图像传感器，所述第一CCD图像传感器接收冶金产品的第一边缘区域的光信号并将其转换成第一图像信息；第二CCD图像传感器，所述第二CCD图像传感器接收冶金产品的第二边缘区域的光信号并将其转换成第二图像信息；数据处理装置，与所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器信号连接，分别处理所述第一图像信息和所述第二图像信息，所述数据处理装置处理所述第一图像信息和所述第二图像信息后利用L=N1*k1+N2*k2+Lf，算得被测冶金产品的宽度，其中，L表示冶金产品的宽度，N1表示第一CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k1表示第一CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，N2表示第二CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k2表示第二CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，Lf表示第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器视野之间的距离。
进一步地，在冶金产品宽度的在线测量装置中，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器均垂直接收在线冶金产品的光信号。
进一步地，在冶金产品宽度的在线测量装置中，所述第一CCD图像传感器垂直设置在所述第一边缘区域的上方，所述第二CCD图像传感器垂直设置在所述第二边缘区域的上方。
进一步地，在冶金产品宽度的在线测量装置中，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器均是线阵的CCD图像传感器。
进一步地，在冶金产品宽度的在线测量装置中，当所述冶金产品的温度低于600℃时，所述在线测量装置还包括正光源或背光源。
进一步地，在冶金产品宽度的在线测量装置中，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器的检测范围均小于200mm。
进一步地，在冶金产品宽度的在线测量装置中，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器的的像素值不低于2048。
本发明还提供了一种冶金产品宽度的测量方法，包括：利用第一CCD图像传感器获得第一图像信息，利用第二CCD图像传感器获得第二图像信息；数据处理装置处理所述第一图像信息和第二图像信息，利用L=N1*k1+N2*k2+Lf，算得被测冶金产品的宽度，其中，L表示冶金产品的宽度，N1表示第一CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k1表示第一CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，N2表示第二CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k2表示第二CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，Lf表示第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器视野之间的距离。
进一步地，在冶金产品宽度的测量方法中，将宽度W的标定板放置在第一CCD图像传感器的视野范围内，获得所述标定板的图像，经过计算得到所述标定板占有的像素数为N1，则所述第一CCD图像传感器每个像素所表示的实际宽度k1=W/N1。
进一步地，在冶金产品宽度的测量方法中，将宽度W的标定板放置在第二CCD图像传感器的视野范围内，获得所述标定板的图像，经过计算得到所述标定板占有的像素数为N2，则所述第二CCD图像传感器每个像素所表示的实际宽度k2=W/N2。
进一步地，在冶金产品宽度的测量方法中，所述冶金产品宽度的精度为0.001～0.1mm。
进一步地，在冶金产品宽度的测量方法中，所述冶金产品宽度的变化范围为0～3000mm。
进一步地，在冶金产品宽度的测量方法中，所述冶金产品宽度的运行速度为0-2000m/min。
进一步地，在冶金产品宽度的测量方法中，所述冶金产品宽度的温度范围为0～1300℃。
本发明提供的冶金产品宽度的在线测量装置，通过设置的第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器，分别测量产品的两个边缘区域的信息，使测量的宽度精度得到提高，从而使判断冶金产品宽度是否变化的能力得到提高。
本发明提供的冶金产品宽度的测量方法，结合第一CCD图像传感器获得的第一图像信息，以及第二CCD图像传感器获得的第二图像信息，能够精确地算得产品的宽度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的冶金产品宽度的在线测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的冶金产品宽度的在线测量方法的步骤流程示意图；
图3为本发明实施例提供的带钢的检测图像示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种冶金产品宽度的在线测量装置及其方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，本发明提供的冶金产品宽度的在线测量装置，通过设置的第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器，分别测量产品的两个边缘区域的信息，使测量的宽度精度得到提高，从而使判断冶金产品宽度是否变化的能力得到提高。本发明提供的冶金产品宽度的测量方法，结合第一CCD图像传感器获得的第一图像信息，以及第二CCD图像传感器获得的第二图像信息，能够精确地算得产品的宽度。
图1为本发明实施例提供的冶金产品宽度的在线测量装置的结构示意图。参照图1，一种冶金产品宽度的在线测量装置，包括：第一CCD图像传感器11，所述第一CCD图像传感器11接收冶金产品14的第一边缘区域的光信号并将其转换成第一图像信息；第二CCD图像传感器12，所述第二CCD图像传感器12接收冶金产品14的第二边缘区域的光信号并将其转换成第二图像信息；数据处理装置13，与所述第一CCD图像传感器11和所述第二CCD图像传感器12信号连接，分别处理所述第一图像信息和所述第二图像信息，所述数据处理装置13处理所述第一图像信息和所述第二图像信息后利用L=N1*k1+N2*k2+Lf，算得被测冶金产品14的宽度，其中，L表示冶金产品14的宽度，N1表示第一CCD图像传感器11所测区域所占的像素数，k1表示第一CCD图像传感器11中每个像素所表示的实际宽度，N2表示第二CCD图像传感器12所测区域所占的像素数，k2表示第二CCD图像传感器12中每个像素所表示的实际宽度，Lf表示第一CCD图像传感器11和第二CCD图像传感器12视野之间的距离。
在本实施例中，所述第一CCD图像传感器11垂直设置在所述第一边缘区域的上方，垂直接收在线冶金产品的光信号，所述第二CCD图像传感器12垂直设置在所述第二边缘区域的上方，垂直接收在线冶金产品14的光信号。
在本实施例中，冶金产品为带钢，生产过程中，带钢沿着辊道运行，对于运动物体的检测，考虑到计算的快速性以及减少计算量的要求，选用线阵CCD图像传感器。为了可以清晰的检测出薄带的边缘，需保持产品与背景之间存在明显的差别，当用于冷轧现场时需要增加背景光。在本实施例中，当带钢的温度低于600℃时，所述在线测量装置还包括正光源或背光源，以使带钢与背景之间存在明显差别。
进一步地，所述第一CCD图像传感器11和所述第二CCD图像传感器12的检测范围均小于200mm，并且两者的像素值均不低于2048。
冶金产品宽度的在线测量装置还包括现场接线箱15，CCD电源箱16，现场接线箱15用于现场图像信号、电源供电的连接提供便利；CCD电源箱16用于为CCD探头中的相机提供电源。
图2为本发明实施例提供的冶金产品宽度的在线测量方法的步骤流程示意图。参照图2，冶金产品宽度的在线测量方法包括：
S21、利用第一CCD图像传感器获得第一图像信息，利用第二CCD图像传感器获得第二图像信息；
S22、数据处理装置处理所述第一图像信息和第二图像信息，利用L=N1*k1+N2*k2+Lf，算得被测冶金产品的宽度，其中，L表示冶金产品的宽度，N1表示第一CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k1表示第一CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，N2表示第二CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k2表示第二CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，Lf表示第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器视野之间的距离。
进一步地，将宽度W的标定板放置在第一CCD图像传感器11的视野范围内，获得所述标定板的图像，经过计算得到所述标定板占有的像素数为N1，则所述第一CCD图像传感器11每个像素所表示的实际宽度k1=W/N1；将宽度W的标定板放置在第二CCD图像传感器的视野范围内，获得所述标定板的图像，经过计算得到所述标定板占有的像素数为N2，则所述第二CCD图像传感器每个像素所表示的实际宽度k2=W/N2。
在本实施例中，带钢的精度为0.001～0.1mm，其变化范围为0～3000mm；所述带钢的运行速度为0-2000m/min，所述带钢的温度范围为0～1300℃。
图3为本发明实施例提供的带钢检测图像示意图。参照图3，带钢31沿着辊道32运行，两个CCD图像传感器视野之间的距离为Lf，数据处理装置13能够提供图像采集、图像处理、宽度信号输出、人机界面的功能。参照图示，带钢的宽度为L=N1*k1+N2*k2+Lf。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种冶金产品宽度的在线测量装置，其特征在于，包括：
第一CCD图像传感器，所述第一CCD图像传感器接收冶金产品的第一边缘区域的光信号并将其转换成第一图像信息；
第二CCD图像传感器，所述第二CCD图像传感器接收冶金产品的第二边缘区域的光信号并将其转换成第二图像信息；
数据处理装置，与所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器信号连接，分别处理所述第一图像信息和所述第二图像信息，所述数据处理装置处理所述第一图像信息和所述第二图像信息后利用L=N1*k1+N2*k2+Lf，算得被测冶金产品的宽度，其中，L表示冶金产品的宽度，N1表示第一CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k1表示第一CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，N2表示第二CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k2表示第二CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，Lf表示第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器视野之间的距离。
2.如权利要求1所述的冶金产品宽度的在线测量装置，其特征在于，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器均垂直接收在线冶金产品的光信号。
3.如权利要求2所述的冶金产品宽度的在线测量装置，其特征在于，所述第一CCD图像传感器垂直设置在所述第一边缘区域的上方，所述第二CCD图像传感器垂直设置在所述第二边缘区域的上方。
4.如权利要求1所述的冶金产品宽度的在线测量装置，其特征在于，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器均是线阵的CCD图像传感器。
5.如权利要求1所述的冶金产品宽度的在线测量装置，其特征在于，当所述冶金产品的温度低于600℃时，所述在线测量装置还包括正光源或背光源。
6.如权利要求1所述的冶金产品宽度的在线测量装置，其特征在于，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器的检测范围均小于200mm。
7.如权利要求1所述的冶金产品宽度的在线测量装置，其特征在于，所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器的的像素值不低于2048。
8.一种如权利要求1所述的冶金产品宽度的在线测量装置的测量方法，其特征在于，包括：
利用第一CCD图像传感器获得第一图像信息，利用第二CCD图像传感器获得第二图像信息；
数据处理装置处理所述第一图像信息和第二图像信息，利用L=N1*k1+N2*k2+Lf，算得被测冶金产品的宽度，其中，L表示冶金产品的宽度，N1表示第一CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k1表示第一CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，N2表示第二CCD图像传感器所测区域所占的像素数，k2表示第二CCD图像传感器中每个像素所表示的实际宽度，Lf表示第一CCD图像传感器和第二CCD图像传感器视野之间的距离。
9.如权利要求8所述的冶金产品宽度的在线测量装置的测量方法，其特征在于，将宽度W的标定板放置在第一CCD图像传感器的视野范围内，获得所述标定板的图像，经过计算得到所述标定板占有的像素数为N1，则所述第一CCD图像传感器每个像素所表示的实际宽度k1=W/N1。
10.如权利要求8所述的冶金产品宽度的在线测量装置的测量方法，其特征在于，将宽度W的标定板放置在第二CCD图像传感器的视野范围内，获得所述标定板的图像，经过计算得到所述标定板占有的像素数为N2，则所述第二CCD图像传感器每个像素所表示的实际宽度k2=W/N2。
11.如权利要求8所述的冶金产品宽度的在线测量装置的测量方法，其特征在于，所述冶金产品宽度的精度为0.001～0.1mm。
12.如权利要求8所述的冶金产品宽度的在线测量装置的测量方法，其特征在于，所述冶金产品宽度的变化范围为0～3000mm。
13.如权利要求8所述的冶金产品宽度的在线测量装置的测量方法，其特征在于，所述冶金产品宽度的运行速度为0-2000m/min。
14.如权利要求8所述的冶金产品宽度的在线测量装置的测量方法，其特征在于，所述冶金产品宽度的温度范围为0～1300℃。
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