CN107064174A - 一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，包括相机、检测光源和散热装置；相机与检测光源平行对面设置；相机的镜头前方设置有滤光片，滤光片上设置有两个区域，一区域上设置有测量光栅；检测光源包括电路板、聚光棒、扩散膜和光栅尺；电路板上设置有不同波长的两列LED阵，LED阵由若干LED并排设置组成；位于两列LED阵的中间以及边缘，在电路板上分别设置有中间反光挡板和边缘反光挡板；边缘反光挡板和中间反光挡板上设置有聚光棒；两聚光棒上均设置有扩散膜，一扩散膜上设置有光栅尺；电路板置于散热装置上。本发明能提供均匀性好、稳定性好、亮度高的光照条件，减少了玻璃缺陷检测系统产生误判和漏判率，提高了玻璃检测的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统。
背景技术
目前，玻璃生产自动化越来越高，单纯靠人来分辨鉴定玻璃的等级已经无法满足需要，玻璃表面缺陷检测设备也成为各个玻璃厂家重要的生产设备。如专利号201410603633.1公开的一种玻璃表面缺陷在线检测系统，包括输送被检测玻璃样品的输送带，所述输送带的前端设有传感器，所述输送带一侧设有若干相机，所述输送带的另一侧设有光源，所述光源照射在输送带的玻璃样品上，并反射至摄像机上，所述摄像机、传感器通过数据线连接检测器，所述检测器通过数据线连接监控显示装置。但是如果要准确的检测到玻璃表面的缺陷，就需要一个能量强度高，均匀性好，容易控制的光照条件。而市面上的光源有很多种类，LED光源无疑是其中最适合工业化的产品，但是普通的LED光源，其光通量不够，光照也不均匀，无法满足玻璃表面质量检测需要的光照环境。另外，由于玻璃缺陷种类比较多，而且有部分缺陷外观相似，但性质不一样；同时一种光源照明，提供的信息量比较少，会使玻璃缺陷检测系统产生误判和漏判，极大地影响了玻璃检测的准确度，如果多提供另一场完全一样的光源照明，也无法提供足够的异类信息来分析判别缺陷。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种集发光、控制、散热等功能的用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其能提供均匀性好、稳定性好、亮度高的光照条件，本发明大大增加了玻璃表面的信息量，能够最大限度地利用缺陷的光学信息来区分其类别、等级等要素，减少了玻璃缺陷检测系统产生误判和漏判率，极大地提高了玻璃检测的准确度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，包括相机、检测光源和散热装置；所述相机与所述检测光源平行对面设置；所述相机的镜头前方设置有滤光片，所述滤光片上设置有两个区域，其中一区域上设置有测量光栅；所述检测光源包括电路板、聚光棒、扩散膜和光栅膜；所述电路板上设置有不同波长的两列LED阵，所述LED阵由若干LED并排设置组成；位于两列所述LED阵的中间以及边缘，在所述电路板上分别设置有中间反光挡板和边缘反光挡板；所述边缘反光挡板和中间反光挡板上设置有所述聚光棒；两所述聚光棒上均设置有所述扩散膜，其中一所述扩散膜上设置有所述光栅膜；所述电路板置于所述散热装置上。
进一步地，所述散热装置包括散热铝型材，所述散热铝型材表面设置有孔一和孔二，所述散热铝型材内部设置有连通所述孔一和孔二的循环水路。
进一步地，所述LED、扩散膜和光栅膜的高度之和均小于所述边缘反光挡板和中间反光挡板的高度；所述边缘反光挡板的内侧面与所述电路板的上平面呈80-102°设置；所述中间反光挡板的两侧面均相对于所述电路板的上平面呈80-102°设置。
进一步地，所述用于玻璃表面缺陷检测的检测系统还包括控制器和服务器，所述电路板和相机均通过线缆与所述控制器相连接，所述控制器通过线缆与所述服务器相连接。
进一步地，所述电路板与散热铝型材的接触面处涂有硅脂。
进一步地，所述相机为线阵CCD相机。
进一步地，所述聚光棒为异形有机玻璃聚光棒，所述聚光棒的横截面呈半圆形。
进一步地，两列所述LED阵沿所述电路板中心线两边对称设置。
进一步地，所述电路板为铜基电路板。
本发明的有益效果：
1、本发明在电路板上设置有不同波长的两列LED阵，其在中间反光挡板和边缘反光挡板的作用下，将两列LED阵发出的光线挡住并往聚光棒的中心偏折，使LED阵光源的能量尽量聚集在相机靶面上，光照能量尽量拉高，同时在聚光棒和扩散膜的作用下，使得光照均匀，稳定，从而本发明实现了玻璃表面检测的光照均匀性好、稳定性好、亮度高的光照条件。
2、本发明的两列LED阵中的一个LED阵上加光栅膜，且相机滤光片的一个区域上对应的设置有测量光栅，使得此LED阵光源照亮光栅膜后与测量光栅形成莫尔条纹，以通过莫尔条纹来鉴别玻璃缺陷，能够最大限度地利用缺陷的光学信息来区分其类别、等级等要素，为表面缺陷检测系统发现缺陷，甄别缺陷提供了巨大的帮助。
3、同时本发明在控制器的作用下，控制两列LED阵分开亮，在一列LED阵亮后相机扫一行，另一列LED阵亮后相机扫一行，使得待测玻璃在同一位置有一张是正常曝光照片，还有一张通过莫尔条纹增加缺陷信息的条纹照片，其中正常曝光照片用来寻找缺陷，条纹照片将用于云纹检测来判断真假缺陷，以大大增加了玻璃表面的信息量，从而极大地减少了玻璃缺陷检测系统产生误判和漏判率，提高了玻璃检测的准确度。
4、本发明在控制器作用下，还能够根据相机的扫描频率、待测玻璃的厚度、是否镀膜来选择LED阵光源的亮度，以能够为玻璃表面检测提供一个非常好的光照条件。控制器能任意时间控制两列LED阵的亮或灭，且两列LED阵单独可控，以实现了容易控制的光照条件。
5、由于高密度的LED阵发光会产生大量热量，本发明散热装置与电路板紧密贴合，其散热装置与电路板接触面处涂有硅脂，以加强电路板散热，保证了电路板和LED的稳定运行和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的结构示意图。
图2为本发明的检测光源的结构示意图。
图3为本发明两列LED阵在电路板上的安装示意图。
图4为本发明的结石缺陷无条纹图。
图5为本发明的结石缺陷条纹图。
图6为本发明的气泡缺陷无条纹图。
图7为本发明的气泡缺陷条纹图。
上述附图标记：
A检测光源，1LED阵，2中间反光挡板，3电路板，4聚光棒，5扩散膜，6光栅膜，7边缘反光挡板，8散热铝型材，9-1孔一，9-2孔二，10相机，11镜头，12滤光片，13待测玻璃，14控制器，15服务器，16线缆，17光线一，18光线二。
具体实施方式
下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例
如图1-3所示，本发明提供的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，包括相机10、检测光源A和散热装置；所述相机10与所述检测光源A平行对面设置；所述相机10的镜头11前方设置有滤光片12，所述滤光片12上设置有两个区域，其中一区域上设置有测量光栅；所述检测光源A包括电路板3、聚光棒4、扩散膜5和光栅膜6；所述电路板3上设置有不同波长的两列LED阵1，所述LED阵1由若干LED并排设置组成；位于两列所述LED阵1的中间以及边缘，在所述电路板3上分别设置有中间反光挡板2和边缘反光挡板7；所述边缘反光挡板7和中间反光挡板2上设置有所述聚光棒4；两所述聚光棒4上均设置有所述扩散膜5，其中一所述扩散膜5上设置有所述光栅膜6；所述电路板3置于所述散热装置上。
如图3所示，本发明两列LED阵1具有不同波长，其中LED阵1由若干单色LED并排组成，每列中的若干LED紧密并排固定在电路板3上，且两列所述LED阵1沿所述电路板3中心线两边对称设置。
本发明的所述散热装置包括散热铝型材8，所述散热铝型材8表面设置有孔一9-1和孔二9-2，所述散热铝型材8内部设置有连通所述孔一9-1和孔二9-2的循环水路。
本发明的所述LED、扩散膜5和光栅膜6的高度之和均小于所述边缘反光挡板7和中间反光挡板2的高度。在中间反光挡板2和边缘反光挡板7的作用下，将两列LED阵1发出的光线挡住并往聚光棒4的中心偏折，使LED阵1光源的能量尽量聚集在相机10靶面上，光照能量尽量拉高，同时在聚光棒4和扩散膜6的作用下，使得光照均匀，稳定，同时使得LED阵1发出的光能量在相机10线扫方向上均匀，从而本发明实现了玻璃表面检测的光照均匀性好、稳定性好、亮度高的光照条件。
本发明的所述边缘反光挡板7的内侧面与所述电路板3的上平面呈80-102°设置；所述中间反光挡板2的两侧面均相对于所述电路板3的上平面呈80-102°设置，此为边缘反光挡板7、中间反光挡板2与电路板3的最佳设置角度，在此角度范围内，保证了亮度高、能量高的光照条件，使得相机10扫描待测玻璃13得到的图片最清晰。当边缘反光挡板7、中间反光挡板2与电路板3设置的角度不在此范围内时，光照亮度和能量均变低，得到的图片也不清晰，从而无法清楚地鉴别待测玻璃13的缺陷。
本发明的用于玻璃表面缺陷检测的检测系统还包括控制器14和服务器15，所述电路板3和相机10均通过线缆16与所述控制器14相连接，所述控制器14通过线缆16与所述服务器15相连接。控制器14能任意时间控制两列LED阵1的亮或灭，且两列LED阵1单独可控，且还能够根据相机10的扫描频率、待测玻璃13的厚度、是否镀膜来选择LED阵1光源的亮度，以能够为玻璃表面检测提供一个非常好的光照条件。
本发明的两列LED阵1中的一个LED阵1上加光栅膜6，且相机10滤光片12上设置有两个区域，其中一个区域上设置有测量光栅，另一区域没有测量光栅。如图1所示，滤光片12一区域只通过左边的LED阵1的光线一17，此LED阵1光源照亮光栅膜6后与测量光栅形成莫尔条纹，另一区域只通过右边的LED阵1的光线二18。本发明两列LED阵1产生了两个不同光源的效果，以能最大限度地利用缺陷的光学信息来区分其类别、等级等要素，为表面缺陷检测系统发现缺陷，甄别缺陷提供了巨大的帮助。
本发明使用时，待测玻璃13处于相机10和检测光源A之间(如图1所示)，在控制器14的作用下，控制两列LED阵1分开亮，在一列LED阵1亮后相机10扫一行，另一列LED阵1亮后相机10扫一行，使得待测玻璃13在同一位置有一张是正常曝光照片，还有一张通过莫尔条纹增加缺陷信息的条纹照片，其中正常曝光照片用来寻找缺陷，条纹照片将用于云纹检测来判断真假缺陷(如图4-7所示)，以大大增加了待测玻璃13表面的信息量，从而极大地减少了玻璃缺陷检测系统产生误判和漏判率，提高了玻璃检测的准确度。
本发明的控制器14控制两列LED阵1与相机10的同步以及数据传输等功能，同时将数据直接传给服务器15。
本发明的所述电路板3与散热铝型材8的接触面处涂有硅脂。由于高密度的两列LED阵1发光会产生大量热量，本发明散热装置与电路板3紧密贴合，其硅脂加强了电路板3的散热，保证了电路板3和LED的稳定运行和使用寿命。循环冷水从孔一9-1流入，经散热铝型材8的循环水路并吸取两列LED阵1发光产生的热量后从孔二9-2流出；或者循环冷水从孔二9-2进水，经散热铝型材8的循环水路并吸取两列LED阵1发光产生的热量后从孔一9-1流出，以实现水冷循环散热。
本发明优选地，所述相机10为线阵CCD相机。线阵CCD获取图像的方案在以下几方面有其特有的优势：1、线阵CCD加上扫描机构及位置反馈环节，其成本仍然大大低于同等面积、同等分辨率的面阵CCD；2、扫描行的坐标由光栅提供，高精度的光栅尺的示值精度可高于面阵CCD像元间距的制造精度，从这个意义上讲，线阵CCD获取的图像在扫描方向上的精度可高于面阵CCD图像；3、最新的线阵CCD亚像元的拼接技术可将两个CCD芯片的像元在线阵的排列长度方向上用光学的方法使之相互错位1/2个像元，相当于将第二片CCD的所有像元依次插入第一片CCD的像元间隙中，间接"减小"线阵CCD像元尺寸，提高了CCD的分辨率，缓解了由于受工艺和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题，在理论上可获得比面阵CCD更高的分辨率和精度。
本发明优选地，所述聚光棒4为异形有机玻璃聚光棒，所述聚光棒4的横截面呈半圆形，如图2所示，聚光棒4的半圆形面与LED阵1相对。
本发明优选地，所述电路板3为铜基电路板。铜基电路板采用反激式恒流控制电路，通过外接控制电路板的PWM信号，达到控制LED亮度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于：包括相机、检测光源和散热装置；所述相机与所述检测光源平行对面设置；所述相机的镜头前方设置有滤光片，所述滤光片上设置有两个区域，其中一区域上设置有测量光栅；所述检测光源包括电路板、聚光棒、扩散膜和光栅膜；所述电路板上设置有不同波长的两列LED阵，所述LED阵由若干LED并排设置组成；位于两列所述LED阵的中间以及边缘，在所述电路板上分别设置有中间反光挡板和边缘反光挡板；所述边缘反光挡板和中间反光挡板上设置有所述聚光棒；两所述聚光棒上均设置有所述扩散膜，其中一所述扩散膜上设置有所述光栅膜；所述电路板置于所述散热装置上。
2.根据权利要求1所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，所述散热装置包括散热铝型材，所述散热铝型材表面设置有孔一和孔二，所述散热铝型材内部设置有连通所述孔一和孔二的循环水路。
3.根据权利要求1所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，所述LED、扩散膜和光栅膜的高度之和均小于所述边缘反光挡板和中间反光挡板的高度；所述边缘反光挡板的内侧面与所述电路板的上平面呈80-102°设置；所述中间反光挡板的两侧面均相对于所述电路板的上平面呈80-102°设置。
4.根据权利要求1所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，所述用于玻璃表面缺陷检测的检测系统还包括控制器和服务器，所述电路板和相机均通过线缆与所述控制器相连接，所述控制器通过线缆与所述服务器相连接。
5.根据权利要求2所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，所述电路板与散热铝型材的接触面处涂有硅脂。
6.根据权利要求1所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，所述相机为线阵CCD相机。
7.根据权利要求1所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，所述聚光棒为异形有机玻璃聚光棒，所述聚光棒的横截面呈半圆形。
8.根据权利要求1所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，两列所述LED阵沿所述电路板中心线两边对称设置。
9.根据权利要求1所述的一种用于玻璃表面缺陷检测的检测系统，其特征在于，所述电路板为铜基电路板。
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| 彭向前;陈幼平;谢经明;辜承林;刘怀广;: "浮法玻璃缺陷在线检测识别方法研究" * |
| 王文超: "玻璃缺陷检测系统关键技术研究" * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111327791A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 湖南爱威医疗科技有限公司 | 采图装置 |
| CN111327791B (zh) * | 2018-12-13 | 2021-10-01 | 湖南爱威医疗科技有限公司 | 采图装置 |
| CN111855690A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-30 | 莱茵技术（上海）有限公司 | 一种既有建筑玻璃幕墙检测系统 |
| CN113237898A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-10 | 七海测量技术（深圳）有限公司 | 一种莫尔干涉光对玻璃表面缺陷检测的检测装置 |
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