CN105458017A - 用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统 - Google Patents

用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105458017A
CN105458017A CN201510854851.7A CN201510854851A CN105458017A CN 105458017 A CN105458017 A CN 105458017A CN 201510854851 A CN201510854851 A CN 201510854851A CN 105458017 A CN105458017 A CN 105458017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultraviolet
resistance
pole material
light beam
concave mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510854851.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105458017B (zh
Inventor
姚柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201510854851.7A priority Critical patent/CN105458017B/zh
Publication of CN105458017A publication Critical patent/CN105458017A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105458017B publication Critical patent/CN105458017B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统，其中该设备包括能绕圆棒材的中轴线作旋转运动的第一检测装置，其包括同轴且顺次排布的第一凹面镜、第一紫外线光源、第一滤光片和第一光学传感器；第一紫外线光源位于第一凹面镜的焦点处；圆棒材位于第一紫外线光源和第一滤光片之间，其中轴线与第一凹面镜的主轴垂直相交，其预设直径小于经第一凹面镜反射后形成的紫外平行光束的光斑直径；第一滤光片用于滤除红外光和可见光，透射紫外光；第一光学传感器，用于检测紫外平行光束经圆棒材部分遮挡且经第一滤光片透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值。本发明具有检测精度高、成本低、算法简单、检测效率高的优点。

Description

用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统
技术领域
本发明涉及物体表面的光学检测装置技术领域，具体涉及一种用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统。
背景技术
正常情况下圆棒材(例如圆钢等)在热轧后所形成的断面形状为圆形，但是由于轧件在轧槽中过充满等原因会使圆棒材表面出现大小不等、形状各异的毛刺或耳状突起(以下简称耳子)等表面缺陷，影响圆棒材质量。如果耳子不能及时发现和消除，则会导致圆棒材的折叠、表面产生麻面和不圆度增大、轧槽的磨损和过快老化、以及成品圆棒材进行热顶锻后表面裂纹的产生等一系列问题。因此，在圆棒材的轧制过程中对耳子的实时检测和及时消除对改善圆棒材质量，延长制作圆棒材设备的使用寿命，以及节约原料都有重大意义。
现有技术中，为了能够实时检测圆棒材在轧制过程中出现的上述缺陷，例如采用了公开号为CN101952712A的发明专利申请中所公开的一种用于光学检测圆线材表面缺陷的设备和方法，其设备包括照明设备、光学传感器和信号处理单元，其工作原理为照明设备向圆线材发射的圆表面光，经过正在输送的圆线材的表面反射后照射到光学传感器上，经光学传感器将光学信号转化为图像信号后传输给信号处理单元进行分析处理，获得圆线材的表面信息，当圆线材表面出现缺陷时，即可实时地被检测到。但是，照明设备发出的光为可见光，而由于热轧圆棒材本身也会辐射出红外光和发出可见光，所以光学传感器很难做到准确区分是来自照明设备发出的可见光还是圆棒材本身发出的可见光，从而会严重影响采集到的图像，图像中会包含大量的噪声信号，使得出现缺陷信号不明显，缺陷检测难度增大等问题，最终导致检测精度较低。另外，文献中的导向装置被配置为围绕圆线材的圆柱，用于限制圆线材的输送路径，其一端为圆锥形形状，故需要根据不同直径的圆线材而更换不同的导向装置，并且如果圆线材在轧制过程出现振动或偏离中心位置时，会出现导向装置与圆线材产生接触碰撞而使圆线材产生新的缺陷。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的光学检测设备检测圆棒材表面上出现的上述缺陷时检测精度低的缺陷。
为此，本发明的一种用于圆棒材的缺陷检测设备，包括能绕所述圆棒材的中轴线作旋转运动的第一检测装置；
所述第一检测装置包括同轴且顺次排布的第一凹面镜、第一紫外线光源、第一滤光片和第一光学传感器；
所述第一紫外线光源，位于所述第一凹面镜的焦点处；
所述圆棒材，位于所述第一紫外线光源和所述第一滤光片之间，其中轴线与所述第一凹面镜的主轴垂直相交，其预设直径小于经所述第一凹面镜反射后形成的紫外平行光束的光斑直径；
所述第一滤光片，用于滤除红外光和可见光，透射紫外光；
所述第一光学传感器，用于检测所述紫外平行光束经所述圆棒材部分遮挡且经所述第一滤光片透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值。
优选地，所述第一光学传感器为光敏电阻器。
优选地，还包括第二检测装置；
所述第二检测装置包括同轴且顺次排布的第二凹面镜、第二紫外线光源、第二滤光片和第二光学传感器；
所述第二紫外线光源，位于所述第二凹面镜的焦点处；
所述圆棒材，位于所述第二紫外线光源和所述第二滤光片之间，其中轴线与所述第二凹面镜的主轴垂直相交，其预设直径小于经所述第二凹面镜反射后形成的紫外平行光束的光斑直径；
所述第二滤光片，用于滤除红外光和可见光，透射紫外光；
所述第二光学传感器，用于检测所述紫外平行光束经所述圆棒材部分遮挡且经所述第二滤光片透射后形成的光斑图像，产生第二电阻值。
优选地，所述第二检测装置用于能绕所述圆棒材的中轴线作旋转运动。
优选地，所述第二光学传感器为光敏电阻器。
本发明的一种用于圆棒材的缺陷检测方法，包括如下步骤：
启动第一紫外线光源；
第一凹面镜反射所述第一紫外线光源发射的光束，形成紫外平行光束；
所述圆棒材被所述紫外平行光束照射；
第一滤光片滤除所述圆棒材本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经所述圆棒材部分遮挡的所述紫外平行光束；
控制第一检测装置绕所述圆棒材的中轴线作旋转运动，所述第一检测装置包括同轴且顺次排布的第一凹面镜、第一紫外线光源、第一滤光片和第一光学传感器；
所述第一光学传感器在旋转的同时检测所述紫外平行光束经所述圆棒材部分遮挡且经所述第一滤光片透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值；
当所述第一电阻值大于预设电阻值时，获得所述圆棒材存在缺陷的检测结果。
本发明的一种用于圆棒材的缺陷检测方法，包括如下步骤：
启动第一紫外线光源和第二紫外线光源；
第一凹面镜反射所述第一紫外线光源发射的光束，形成第一紫外平行光束，第二凹面镜反射所述第二紫外线光源发射的光束，形成第二紫外平行光束；
所述圆棒材均被所述第一紫外平行光束和第二紫外平行光束照射；
第一滤光片滤除所述圆棒材本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经所述圆棒材部分遮挡的所述第一紫外平行光束，第二滤光片滤除所述圆棒材本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经所述圆棒材部分遮挡的所述第二紫外平行光束；
控制第一检测装置绕所述圆棒材的中轴线作旋转运动，所述第一检测装置包括同轴且顺次排布的第一凹面镜、第一紫外线光源、第一滤光片和第一光学传感器；
所述第一光学传感器在旋转的同时检测所述第一紫外平行光束经所述圆棒材部分遮挡且经所述第一滤光片透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值，第二光学传感器检测所述第二紫外平行光束经所述圆棒材部分遮挡且经所述第二滤光片透射后形成的光斑图像，产生第二电阻值；
当所述第一电阻值不等于所述第二电阻值时，获得所述圆棒材存在缺陷的检测结果。
优选地，还包括如下步骤：
控制第二检测装置绕所述圆棒材的中轴线作与所述第一检测装置运动方向相反的旋转运动，所述第二检测装置包括同轴且顺次排布的第二凹面镜、第二紫外线光源、第二滤光片和第二光学传感器；
所述第二光学传感器是在旋转的同时进行检测的。
本发明的一种用于圆棒材的缺陷消除系统，包括：上述的缺陷检测设备、电桥测量电路、放大电路和反馈控制电路；
所述电桥测量电路，与所述缺陷检测设备连接，用于将所述缺陷检测设备输出的电阻值转换成电压信号输出；
所述放大电路，与所述电桥测量电路连接，用于将所述电桥测量电路输出的电压信号进行放大并输出；
所述反馈控制电路，与所述放大电路连接，用于根据所述放大电路输出的电压信号进行分析处理，获得缺陷的凸起厚度值，并根据所述凸起厚度值产生反馈控制信号，以消除所述缺陷。
优选地，所述电桥测量电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻，其一端与所述第四电阻的一端连接，接电源正极，其另一端与所述第二电阻的一端连接，作为所述电桥测量电路的第一输出端；
所述第二电阻，其另一端与所述第三电阻的一端连接，接电源负极；
所述第三电阻，其另一端与所述第四电阻的另一端连接，作为所述电桥测量电路的第二输出端；
所述第一电阻为所述第一光学传感器，所述第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值不变；或者
所述第一电阻为所述第一光学传感器，所述第二电阻为所述第二光学传感器，所述第三电阻和第四电阻的阻值不变。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明实施例提供的用于圆棒材的缺陷检测设备及方法，通过设置第一紫外线光源和第一滤光片，第一滤光片可以滤除热轧圆棒材本身辐射的红外光和发射的可见光，仅将第一紫外线光源发射的紫外光照射到第一光学传感器上，供第一光学传感器接收，从而有效避免了现有技术中因光源发射可见光而使得光学传感器所接收到的信号噪声大的问题，提高了针对缺陷的检测精度。并且，通过设置圆棒材的中轴线与第一凹面镜的主轴垂直相交且其预设直径小于经第一凹面镜反射后形成的紫外平行光束的光斑直径，使得第一光学传感器所检测到的光斑上不感光部分的宽度直接是检测处圆棒材的直径，从而简化了算法，提高了检测效率。通过设置第一检测装置可绕圆棒材的中轴线作旋转运动，使得在整个圆棒材圆周方向上都能检测到，做到无检测死角，进一步提高了检测精度。另外，由于不需要设置导向装置，所以圆棒材的尺寸大小将不受限制，检测效果不会受到振动或偏离中心位置等的影响，而且也不会受到温度等环境因素的影响。并且也会因为不需要经常更换导向装置而节约成本。
2.本发明实施例提供的用于圆棒材的缺陷检测设备及方法，通过设置第二检测装置，从而大大减小了第一检测装置和/或第二检测装置所需旋转的角度，进一步大大提高了检测效率。
3.本发明实施例提供的用于圆棒材的缺陷消除系统，根据缺陷检测设备提供的电阻值信号，通过设置电桥测量电路可以直接将电阻差值转换成电压信号输出，从而有利于后续的信号处理和分析。通过设置反馈控制电路，根据凸起厚度值反馈控制动作机构进行运动，从而达到消除缺陷的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中用于圆棒材的缺陷检测设备的一个具体示例的结构示意图；
图2为本发明实施例1中被遮挡光斑的形貌图；
图3为本发明实施例2中用于圆棒材的缺陷检测设备的一个具体示例的结构示意图；
图4为本发明实施例3中用于圆棒材的缺陷检测方法的一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例4中用于圆棒材的缺陷检测方法的一个具体示例的流程图；
图6为本发明实施例5中用于圆棒材的缺陷消除系统的一个具体示例的原理框图；
图7为本发明实施例5中电桥测量电路的一个具体示例的原理框图；
图8为本发明实施例5中用于圆棒材的缺陷消除系统的另一个具体示例的原理框图。
附图标记：1-第一检测装置，2-第二检测装置，3-圆棒材，11-第一紫外线光源，12-第一凹面镜，13-第一滤光片，14-第一光学传感器，21-第二紫外线光源，22-第二凹面镜，23-第二滤光片，24-第二光学传感器，10-缺陷检测设备，20-电桥测量电路，30-放大电路，40-反馈控制电路，50-报警电路，60-显示电路。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种用于圆棒材的缺陷检测设备，可应用于圆棒材(例如圆钢等)表面出现的大小不等、形状各异的毛刺或耳状突起(以下简称耳子)等缺陷的检测，如图1所示，该缺陷检测设备10包括能绕圆棒材3的中轴线作旋转运动的第一检测装置1。第一检测装置1包括同轴且从左至右顺次排布的第一凹面镜12、第一紫外线光源11、第一滤光片13和第一光学传感器14。第一紫外线光源11，位于第一凹面镜12的焦点处。圆棒材3，位于第一紫外线光源11和第一滤光片13之间，其中轴线与第一凹面镜12的主轴垂直相交，其预设直径(即没有缺陷时的直径)小于经第一凹面镜12反射后形成的紫外平行光束的光斑直径，如果将圆棒材3和紫外平行光束共轴放置，那么圆棒材3将完全被紫外平行光束所包围。第一光学传感器14，用于检测紫外平行光束经圆棒材3部分遮挡且经第一滤光片13透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值。优选地，第一光学传感器14为光敏电阻器。如图2所示，被圆棒材3部分遮挡后在光斑中部存在宽度为圆棒材预设直径的黑色不感光部分(阴影)。优选地，第一检测装置1的旋转角度为大于或等于180度。
缺陷检测设备10的工作原理为：第一紫外线光源11发射的光束经第一凹面镜12反射后形成紫外平行光束照射到圆棒材3上，其中一部分光束被圆棒材3遮挡，另一部分光束直接透射过第一滤光片13，经第一滤光片13透射的该部分光束被第一光学传感器14接收，从而产生第一电阻值。第一检测装置1边绕圆棒材3的中轴线作旋转运动，第一光学传感器14边进行检测并产生第一电阻值。
以光敏电阻器为例，其暗电阻为R0，亮电阻为R′，长度为l，光敏电阻器的第一电阻值R1可按照下式计算：
其中，d1表示第一光学传感器14接收的光斑中部黑色不感光部分的宽度。
当第一电阻值等于预设电阻值时，预设电阻值为上述公式中d1取值为圆棒材预设直径时计算得到的值，可以获得圆棒材此时没有缺陷的检测结果。
当第一电阻值不等于预设电阻值时，可以获得圆棒材此时存在缺陷的检测结果。
上述用于圆棒材的缺陷检测设备，通过设置第一紫外线光源和第一滤光片，第一滤光片可以滤除热轧圆棒材本身辐射的红外光和发射的可见光，仅将第一紫外线光源发射的紫外光照射到第一光学传感器上，供第一光学传感器接收，从而有效避免了现有技术中因光源发射可见光而使得光学传感器所接收到的信号噪声大的问题，提高了针对缺陷的检测精度。并且，通过设置圆棒材的中轴线与第一凹面镜的主轴垂直相交且其预设直径小于经第一凹面镜反射后形成的紫外平行光束的光斑直径，使得第一光学传感器所检测到的光斑上不感光部分的宽度直接是检测处圆棒材的直径，从而简化了算法，提高了检测效率。通过设置第一检测装置可绕圆棒材的中轴线作旋转运动，使得在整个圆棒材圆周方向上都能检测到，做到无检测死角，进一步提高了检测精度。
实施例2
本实施例提供一种用于圆棒材的缺陷检测设备，如图3所示，除了包括实施例1中的部件以外，还包括第二检测装置2。
与第一检测装置1基本相同，第二检测装置2包括同轴且从上至下顺次排布的第二凹面镜22、第二紫外线光源21、第二滤光片23和第二光学传感器24。第二紫外线光源21，位于第二凹面镜22的焦点处。圆棒材3，位于第二紫外线光源21和第二滤光片23之间，其中轴线与第二凹面镜22的主轴垂直相交，其预设直径(即没有缺陷时的直径)小于经第二凹面镜22反射后形成的紫外平行光束的光斑直径。第二光学传感器24，用于检测紫外平行光束经圆棒材3部分遮挡且经第二滤光片23透射后形成的光斑图像，产生第二电阻值。优选地，第一光学传感器14为光敏电阻器。
优选地，第二检测装置2可设置为绕圆棒材3的中轴线作旋转运动。更加优选地，其旋转方向可设置为与第一检测装置1的旋转方向相反。
优选地，第一检测装置1的旋转角度最大只需设置为45度。例如，如图3所示，当第一检测装置1的起始位置为其轴线与第二检测装置2的轴线相互垂直(即夹角θ为90度)且第二检测装置2固定不动时，为了使得在整个圆棒材圆周方向上都能检测到，做到无检测死角，则只需将第一检测装置1绕圆棒材的中轴线逆时针方向旋转45度即可。并且当第二检测装置2的轴线与第一检测装置1的轴线的夹角θ逐渐增大至180度时，第一检测装置1的旋转角度可直接设置为0度，即无需旋转，就能使得在整个圆棒材圆周方向上都能检测到，做到无检测死角。
当第一检测装置1和第二检测装置2均设置为可旋转且旋转方向相反，旋转起始位置为第一检测装置1的轴线与第二检测装置2的轴线相互垂直(即夹角θ为90度)时，为了使得在整个圆棒材圆周方向上都能检测到，做到无检测死角，则只需将第一检测装置1绕圆棒材的中轴线逆时针方向旋转22.5度，将第二检测装置2绕圆棒材的中轴线顺时针方向旋转22.5度即可。从而大大减小了检测装置所需旋转的角度，进一步大大提高了检测效率。
上述缺陷检测设备的工作原理为：第二光学传感器24产生第二电阻值的过程与实施例1中第一光学传感器14产生第一电阻值的过程相同，同样以光敏电阻器为例，第二电阻值R2可按照下式计算：
其中，d2表示第二光学传感器24接收的光斑中部黑色不感光部分的宽度。
当第一电阻值等于第二电阻值且均等于预设电阻值时，预设电阻值为上述公式中d2取值为圆棒材预设直径时计算得到的值，可以获得圆棒材此时没有缺陷的检测结果。
当第一电阻值不等于第二电阻值时，可以获得圆棒材此时存在缺陷的检测结果。
上述缺陷检测设备，通过设置第二检测装置，从而大大减小了第一检测装置和/或第二检测装置所需旋转的角度，进一步大大提高了检测效率。
实施例3
本实施例提供一种用于圆棒材的缺陷检测方法，例如可应用于实施例1中的缺陷检测设备，如图4所示，该缺陷检测方法包括如下步骤：
S31、启动第一紫外线光源11；
S32、第一凹面镜12反射第一紫外线光源11发射的光束，形成紫外平行光束；
S33、圆棒材3被紫外平行光束照射；
S34、第一滤光片13滤除圆棒材3本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经圆棒材3部分遮挡的紫外平行光束；
S35、控制第一检测装置1绕圆棒材3的中轴线作旋转运动，第一检测装置1包括同轴且顺次排布的第一凹面镜12、第一紫外线光源11、第一滤光片13和第一光学传感器14；
S36、第一光学传感器14在旋转的同时检测紫外平行光束经圆棒材3部分遮挡且经第一滤光片13透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值；
S37、当第一电阻值大于预设电阻值时，获得圆棒材3存在缺陷的检测结果。
上述用于圆棒材的缺陷检测方法，通过设置第一光学传感器接收的光束是经第一滤光片滤除热轧圆棒材本身辐射的红外光和发射的可见光之后的第一紫外线光源发射的紫外光，从而有效避免了现有技术中因光源发射可见光而使得光学传感器所接收到的信号噪声大的问题，提高了针对缺陷的检测精度。并且，通过设置第一检测装置可绕圆棒材的中轴线作旋转运动，第一光学传感器在旋转的同时进行检测，使得在整个圆棒材圆周方向上都能检测到，做到无检测死角，进一步提高了检测精度。
实施例4
本实施例提供一种用于圆棒材的缺陷检测方法，例如可应用于实施例2中的缺陷检测设备，如图5所示，该缺陷检测方法包括如下步骤：
S41、启动第一紫外线光源11和第二紫外线光源21；
S42、第一凹面镜12反射第一紫外线光源11发射的光束，形成第一紫外平行光束，第二凹面镜22反射第二紫外线光源21发射的光束，形成第二紫外平行光束；
S43、圆棒材3均被第一紫外平行光束和第二紫外平行光束照射；
S44、第一滤光片13滤除圆棒材3本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经圆棒材3部分遮挡的第一紫外平行光束，第二滤光片23滤除圆棒材3本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经圆棒材3部分遮挡的第二紫外平行光束；
S45、控制第一检测装置1绕圆棒材3的中轴线作旋转运动，第一检测装置1包括同轴且顺次排布的第一凹面镜12、第一紫外线光源11、第一滤光片13和第一光学传感器14；
S46、第一光学传感器14在旋转的同时检测第一紫外平行光束经圆棒材3部分遮挡且经第一滤光片13透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值，第二光学传感器24检测第二紫外平行光束经圆棒材3部分遮挡且经第二滤光片23透射后形成的光斑图像，产生第二电阻值；
S47、当第一电阻值不等于第二电阻值时，获得圆棒材3存在缺陷的检测结果。
上述缺陷检测方法，通过设置第二检测装置，从而大大减小了第一检测装置和/或第二检测装置所需旋转的角度，进一步大大提高了检测效率。
优选地，上述步骤S45-S47替换成如下步骤：
S45’、控制第一检测装置1绕圆棒材3的中轴线作旋转运动，第一检测装置1包括同轴且顺次排布的第一凹面镜12、第一紫外线光源11、第一滤光片13和第一光学传感器14；控制第二检测装置2绕圆棒材3的中轴线作与第一检测装置2运动方向相反的旋转运动，第二检测装置2包括同轴且顺次排布的第二凹面镜22、第二紫外线光源21、第二滤光片23和第二光学传感器24；
S46’、第一光学传感器14在旋转的同时检测第一紫外平行光束经圆棒材3部分遮挡且经第一滤光片13透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值，第二光学传感器24在旋转的同时检测第二紫外平行光束经圆棒材3部分遮挡且经第二滤光片23透射后形成的光斑图像，产生第二电阻值；
S47’、当第一电阻值不等于第二电阻值时，获得圆棒材3存在缺陷的检测结果。
实施例5
本实施例提供一种用于圆棒材的缺陷消除系统，如图6所示，包括：上述实施例1或实施例2中的缺陷检测设备10、电桥测量电路20、放大电路30和反馈控制电路40。
电桥测量电路20，与缺陷检测设备10连接，用于将缺陷检测设备10输出的电阻值转换成电压信号输出。
放大电路30，与电桥测量电路20连接，用于将电桥测量电路20输出的电压信号进行放大并输出。
反馈控制电路40，与放大电路30连接，用于根据放大电路30输出的电压信号进行分析处理，获得缺陷的凸起厚度值，并根据凸起厚度值产生反馈控制信号，以消除缺陷。例如，可以根据凸起厚度值通知电机调整压下量，以调整辊缝，消除缺陷。
上述缺陷消除系统，根据缺陷检测设备提供的电阻值信号，通过设置电桥测量电路可以直接将电阻差值转换成电压信号输出，从而有利于后续的信号处理和分析。通过设置反馈控制电路，根据凸起厚度值反馈控制动作机构进行运动，从而达到消除缺陷的目的。
优选地，还可以将凸起厚度值传送给矫直机的辊缝调节系统，从而进行“二次矫直+研床研磨”的方法以消除产生的耳子等缺陷。
优选地，如图7所示，电桥测量电路20包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其电阻值分别用R1、R2、R3和R4表示。优选地，参见上文中的实施例，R1、R2、R3和R4的取值可以是：
R 1 = R 0 - d 1 l ( R 0 - R ′ ) ;
R 2 = R 0 - d 2 l ( R 0 - R ′ ) ;
R3＝R4＝R0。
第一电阻R1，其一端与第四电阻R4的一端连接，接电源正极，其另一端与第二电阻R2的一端连接，作为电桥测量电路20的第一输出端。
第二电阻R2，其另一端与第三电阻R3的一端连接，接电源负极。
第三电阻R3，其另一端与第四电阻R4的另一端连接，作为电桥测量电路20的第二输出端。
第一电阻R1为第一光学传感器14，第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值不变；或者第一电阻R1为第一光学传感器14，第二电阻R2为第二光学传感器24，第三电阻R3和第四电阻R4的阻值不变。
例如，如图7所示，A、C两点间的电压用US表示，一般US选用5～15V，B、D两点间的电压用UO表示，则
U O = U B A - U D A = I 1 R 1 - I 2 R 4 = R 1 R 1 + R 2 U S - R 4 R 3 + R 4 U S = R 1 - R 2 2 ( R 1 + R 2 ) U S ≈ d 2 - d 1 4 l U S
设R3＝R4＝R0，那么，当R1＝R2(即没有出现缺陷)时，电桥处于平衡状态，则UO＝0。
当R2>R1(即出现了缺陷)时，UO≠0
优选地，如图8所示，上述缺陷消除系统还包括报警电路50，与放大电路30连接，用于当放大电路30的输出电压没有超过预设值，即圆棒材没有出现缺陷时，报警电路不产生报警信号；当放大电路30的输出电压超过了预设值，即圆棒材出现缺陷时，报警电路产生报警信号。优选地，报警电路可以由逻辑电路来实现。
优选地，上述缺陷消除系统还包括显示电路60，与反馈控制电路40连接，用于显示反馈控制电路40输出的凸起厚度值。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于圆棒材的缺陷检测设备，其特征在于，包括能绕所述圆棒材(3)的中轴线作旋转运动的第一检测装置(1)；
所述第一检测装置(1)包括同轴且顺次排布的第一凹面镜(12)、第一紫外线光源(11)、第一滤光片(13)和第一光学传感器(14)；
所述第一紫外线光源(11)，位于所述第一凹面镜(12)的焦点处；
所述圆棒材(3)，位于所述第一紫外线光源(11)和所述第一滤光片(13)之间，其中轴线与所述第一凹面镜(12)的主轴垂直相交，其预设直径小于经所述第一凹面镜(12)反射后形成的紫外平行光束的光斑直径；
所述第一滤光片(13)，用于滤除红外光和可见光，透射紫外光；
所述第一光学传感器(14)，用于检测所述紫外平行光束经所述圆棒材(3)部分遮挡且经所述第一滤光片(13)透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值。
2.根据权利要求1所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述第一光学传感器(14)为光敏电阻器。
3.根据权利要求1或2所述的缺陷检测设备，其特征在于，还包括第二检测装置(2)；
所述第二检测装置(2)包括同轴且顺次排布的第二凹面镜(22)、第二紫外线光源(21)、第二滤光片(23)和第二光学传感器(24)；
所述第二紫外线光源(21)，位于所述第二凹面镜(22)的焦点处；
所述圆棒材(3)，位于所述第二紫外线光源(21)和所述第二滤光片(23)之间，其中轴线与所述第二凹面镜(22)的主轴垂直相交，其预设直径小于经所述第二凹面镜(22)反射后形成的紫外平行光束的光斑直径；
所述第二滤光片(23)，用于滤除红外光和可见光，透射紫外光；
所述第二光学传感器(24)，用于检测所述紫外平行光束经所述圆棒材(3)部分遮挡且经所述第二滤光片(23)透射后形成的光斑图像，产生第二电阻值。
4.根据权利要求3所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述第二检测装置(2)用于能绕所述圆棒材(3)的中轴线作旋转运动。
5.根据权利要求3或4所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述第二光学传感器(24)为光敏电阻器。
6.一种用于圆棒材的缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
启动第一紫外线光源(11)；
第一凹面镜(12)反射所述第一紫外线光源(11)发射的光束，形成紫外平行光束；
所述圆棒材(3)被所述紫外平行光束照射；
第一滤光片(13)滤除所述圆棒材(3)本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经所述圆棒材(3)部分遮挡的所述紫外平行光束；
控制第一检测装置(1)绕所述圆棒材(3)的中轴线作旋转运动，所述第一检测装置(1)包括同轴且顺次排布的第一凹面镜(12)、第一紫外线光源(11)、第一滤光片(13)和第一光学传感器(14)；
所述第一光学传感器(14)在旋转的同时检测所述紫外平行光束经所述圆棒材(3)部分遮挡且经所述第一滤光片(13)透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值；
当所述第一电阻值大于预设电阻值时，获得所述圆棒材(3)存在缺陷的检测结果。
7.一种用于圆棒材的缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
启动第一紫外线光源(11)和第二紫外线光源(21)；
第一凹面镜(12)反射所述第一紫外线光源(11)发射的光束，形成第一紫外平行光束，第二凹面镜(22)反射所述第二紫外线光源(21)发射的光束，形成第二紫外平行光束；
所述圆棒材(3)均被所述第一紫外平行光束和第二紫外平行光束照射；
第一滤光片(13)滤除所述圆棒材(3)本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经所述圆棒材(3)部分遮挡的所述第一紫外平行光束，第二滤光片(23)滤除所述圆棒材(3)本身辐射的红外光束和发射的可见光束，且透射经所述圆棒材(3)部分遮挡的所述第二紫外平行光束；
控制第一检测装置(1)绕所述圆棒材(3)的中轴线作旋转运动，所述第一检测装置(1)包括同轴且顺次排布的第一凹面镜(12)、第一紫外线光源(11)、第一滤光片(13)和第一光学传感器(14)；
所述第一光学传感器(14)在旋转的同时检测所述第一紫外平行光束经所述圆棒材(3)部分遮挡且经所述第一滤光片(13)透射后形成的光斑图像，产生第一电阻值，第二光学传感器(24)检测所述第二紫外平行光束经所述圆棒材(3)部分遮挡且经所述第二滤光片(23)透射后形成的光斑图像，产生第二电阻值；
当所述第一电阻值不等于所述第二电阻值时，获得所述圆棒材(3)存在缺陷的检测结果。
8.根据权利要求7所述的缺陷检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：
控制第二检测装置(2)绕所述圆棒材(3)的中轴线作与所述第一检测装置(2)运动方向相反的旋转运动，所述第二检测装置(2)包括同轴且顺次排布的第二凹面镜(22)、第二紫外线光源(21)、第二滤光片(23)和第二光学传感器(24)；
所述第二光学传感器(24)是在旋转的同时进行检测的。
9.一种用于圆棒材的缺陷消除系统，其特征在于，包括：权利要求1-5任一项所述的缺陷检测设备(10)、电桥测量电路(20)、放大电路(30)和反馈控制电路(40)；
所述电桥测量电路(20)，与所述缺陷检测设备(10)连接，用于将所述缺陷检测设备(10)输出的电阻值转换成电压信号输出；
所述放大电路(30)，与所述电桥测量电路(20)连接，用于将所述电桥测量电路(20)输出的电压信号进行放大并输出；
所述反馈控制电路(40)，与所述放大电路(30)连接，用于根据所述放大电路(30)输出的电压信号进行分析处理，获得缺陷的凸起厚度值，并根据所述凸起厚度值产生反馈控制信号，以消除所述缺陷。
10.根据权利要求9所述的缺陷消除系统，其特征在于，所述电桥测量电路(20)包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)；
所述第一电阻(R1)，其一端与所述第四电阻(R4)的一端连接，接电源正极，其另一端与所述第二电阻(R2)的一端连接，作为所述电桥测量电路(20)的第一输出端；
所述第二电阻(R2)，其另一端与所述第三电阻(R3)的一端连接，接电源负极；
所述第三电阻(R3)，其另一端与所述第四电阻(R4)的另一端连接，作为所述电桥测量电路(20)的第二输出端；
所述第一电阻(R1)为所述第一光学传感器(14)，所述第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的阻值不变；或者
所述第一电阻(R1)为所述第一光学传感器(14)，所述第二电阻(R2)为所述第二光学传感器(24)，所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的阻值不变。
CN201510854851.7A 2015-11-30 2015-11-30 用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统 Expired - Fee Related CN105458017B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510854851.7A CN105458017B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510854851.7A CN105458017B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105458017A true CN105458017A (zh) 2016-04-06
CN105458017B CN105458017B (zh) 2017-11-28

Family

ID=55596425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510854851.7A Expired - Fee Related CN105458017B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105458017B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110044559A (zh) * 2019-05-22 2019-07-23 武汉市立格生信科技有限公司 一种漏油检测方法、系统及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11199265A (ja) * 1997-12-30 1999-07-27 Fujikura Ltd 光ファイバ用母材の検査装置
US20040105001A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-03 Og Technologies, Inc., A Michigan Corporation, Apparatus and method for detecting surface defects on a workpiece such as a rolled/drawn metal bar
CN201059965Y (zh) * 2007-03-29 2008-05-14 中国电子科技集团公司第四十一研究所 圆柱形物料变形检测装置
CN101952712A (zh) * 2007-08-28 2011-01-19 Posco公司 用于光学检测圆线材表面缺陷的设备和方法
CN104251867A (zh) * 2014-09-15 2014-12-31 河北省激光研究所 一种在线式玻璃管缺陷的检测系统及方法
CN205217620U (zh) * 2015-11-30 2016-05-11 张家港江苏科技大学产业技术研究院 用于圆棒材的缺陷检测设备及缺陷消除系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11199265A (ja) * 1997-12-30 1999-07-27 Fujikura Ltd 光ファイバ用母材の検査装置
US20040105001A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-03 Og Technologies, Inc., A Michigan Corporation, Apparatus and method for detecting surface defects on a workpiece such as a rolled/drawn metal bar
CN201059965Y (zh) * 2007-03-29 2008-05-14 中国电子科技集团公司第四十一研究所 圆柱形物料变形检测装置
CN101952712A (zh) * 2007-08-28 2011-01-19 Posco公司 用于光学检测圆线材表面缺陷的设备和方法
CN104251867A (zh) * 2014-09-15 2014-12-31 河北省激光研究所 一种在线式玻璃管缺陷的检测系统及方法
CN205217620U (zh) * 2015-11-30 2016-05-11 张家港江苏科技大学产业技术研究院 用于圆棒材的缺陷检测设备及缺陷消除系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110044559A (zh) * 2019-05-22 2019-07-23 武汉市立格生信科技有限公司 一种漏油检测方法、系统及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105458017B (zh) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5593347B2 (ja) 円形線材の光学欠陥検出装置及び光学欠陥検出方法
US9909997B2 (en) Detection system based on modulation of line structured laser image of glass
JP6594338B2 (ja) ブレーキディスク悪化状態を決定するための方法および器具
US7345698B2 (en) Optical system for imaging distortions in moving reflective sheets
WO2003093761A1 (fr) Procede et instrument de mesure de la forme de coupe du manchon de verre d'un tube electrique soude
EP3168613B1 (en) Ultrasonic flaw detection device and ultrasonic flaw detection method
CN110694922A (zh) 一种玻璃缺陷在线检测设备
CN103674903A (zh) 非接触式光泽度仪
CN106645181A (zh) 基于显微视觉的轧辊磨削表面缺陷检测系统
CN105458017B (zh) 用于圆棒材的缺陷检测设备、方法及缺陷消除系统
JP4876599B2 (ja) 突合せ溶接部の良否検出方法および装置
CN101813639B (zh) 一种检查印刷凹版辊筒体表面缺陷装置
JP6121873B2 (ja) レーザ超音波検査装置及び方法
CN105258801A (zh) 一种通过球形碱金属气室后偏振光偏振特性检测系统
US20220161356A1 (en) Laser processing system and jig
JP6907862B2 (ja) 管の内面検査装置
JP4412180B2 (ja) レーザー超音波探傷法、及びレーザー超音波探傷装置
KR20020050833A (ko) 비접촉식 결정입경 측정장치 및 방법
CN205217620U (zh) 用于圆棒材的缺陷检测设备及缺陷消除系统
JP4374845B2 (ja) 電縫溶接管のビード形状検出方法および装置
JP2005037211A (ja) 被測定物の外径測定方法、外径測定装置及び外周面研削装置
CN114624004A (zh) 检测系统、检测方法及检测设备
JP2011145146A (ja) ローラの外面亀裂診断装置及び診断方法
JP4413440B2 (ja) 眼用レンズの厚み測定方法
KR20050022585A (ko) 레이저 여기 집속형 램파를 이용한 판재 결함 검출 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yao Liu

Inventor after: Zhu Haiyang

Inventor after: Xu Minren

Inventor after: Qiu Jiayong

Inventor after: Ju Dianchun

Inventor after: Zhang Rongliang

Inventor after: Chen Chunyu

Inventor after: Jiao Lina

Inventor after: Yang Zhibin

Inventor after: Bai Ni

Inventor before: Yao Liu

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171128