DE102007055210A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenuntersuchung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenuntersuchung Download PDF

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Pieter Ignatius De Lange
Ian Robert Ellis
Johannes Andries Francois Viljoen
Rainer Jean Wilhelm Rohloff
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    • G01N25/72Investigating presence of flaws

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Abstract

Die Erfindung stellt eine Vorrichtung 10 bereit zum Untersuchen der Oberfläche eines Objekts, wie beispielsweise eines Walzblocks 12. In einem Beispiel der Erfindung wird der Walzblock 12 von einem Induktionsheizer 14 aufgeheizt. Der Induktionsheizer 14 ist ein 150 kW Induktionsheizer mit Transformatoren, die für eine 380V 3-phasige elektrische Stromzufuhr geeignet sind. Der Walzblock 12 wird im Mittel um 20 Grad C von der Umgebungstemperatur aufgeheizt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf die Untersuchung der Oberfläche eines Objekts und auf ein Verfahren zum Feststellen von Defekten und/oder Abweichungen in der Oberfläche.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt zum Untersuchen einer oder mehrerer Oberflächen eines Objekts nach Defekten, wobei die Vorrichtung umfasst:
    • – Heizmittel zum Aufheizen wenigstens eines Oberflächengebiets des Objekts;
    • – Temperaturprofilmessmittel zum Messen der aufgeheizten Oberfläche des Objekts, um dadurch Defekte darin oder darauf festzustellen;
    • – Meldemittel zum Melden von Defekten, die von dem Messmittel in oder auf dem Objekt identifiziert werden; und
    • – Steuermittel zum Steuern eines oder mehrerer Heizmittel, Temperaturprofilmessmittel und Meldemittel.
  • Die Vorrichtung umfasst typischerweise Mittel zur elektronischen Signalverarbeitung. Das Mittel zur elektronischen Signalverarbeitung umfasst typischerweise eine CPU, die von einer entsprechenden Software vorgegebene Funktionen durchführt.
  • Das Heizmittel kann ein Hochfrequenzgenerator sein, der in einem typischen Frequenzbereich von 40–150 kHz Frequenzen arbeitet, und eine Induktionsspule, d. h. ein Induktionsheizmittel.
  • Der Frequenzbereich kann jedoch ausgewählt werden, um zu einem Material zu passen, aus dem das Objekt hergestellt wird.
  • Es können jedoch andere Heizmittel eingesetzt werden, wobei die anderen Heizmittel umfassen, aber nicht eingeschränkt sind auf eine Widerstandsheizung, Verbrennungsheizung, Laserheizung und elektrische Rohrheizung.
  • Das Temperaturprofilmessmittel kann eine oder mehrere Infrarotkameras umfassen, die typischerweise in den 8–12 um Wellenlängen arbeiten und entweder Quantentopftechnologie oder Mikrobolometertechnologie zur genauen Temperaturmessung verwenden. Zusätzlich können Infrarotzeilenscanner auch in Verbindung mit oder als separate Zeilentemperaturmessinstrumente verwendet werden.
  • Ein Bolometer ist ein Strahlungssensor, der die abgestrahlte Energie- bzw. Leistungsdichte von meist schwachen Licht-, Infrarot-, Ultraviolett-Quellen oder Mikrowellen detektieren kann, indem er die durch Absorption stattfindende Erwärmung registriert. Strahlungsquellen können zum Beispiel Infrarot-Spektren sein. Das wesentliche Kennzeichen gegenüber anderen Strahlungsdetektoren (z. B. Fotozellen, Fotodioden) ist die breitbandige Empfangscharakteristik sowie die Möglichkeit der Detektion anders nur schwer oder nicht nachweisbarer Strahlung (z. B. Fernes Infrarot (FIR) oder Terahertzstrahlung).
  • Die Kamera kann ausgewählt sein, um in einer Wellenlänge zu arbeiten, die mit der erwarteten Wellenlänge korreliert, die aus der Oberfläche des Objekts hervorgeht. Die Wellenlänge kann von dem Material abhängig sein, aus dem das Objekt hergestellt ist.
  • Die Infrarotkamera kann mit dem Signalverarbeitungsmittel verbunden sein, um dadurch eine automatisierte Defektidentifizierung und -markierung oder ein automatisches Schleifen zu erlauben.
  • Die Vorrichtung kann ein Förderband umfassen, um das Objekt zu und von den Heizmitteln weg sowie an den Bilderzeugungsmitteln vorbei zu befördern.
  • Das Objekt kann ein gewalztes, gegossenes, geschmiedetes, extrudiertes, gepresstes und/oder bearbeitetes Metallobjekt sein, zum Beispiel ein Walzblock (bzw. Stahlknüppel), ein Balken, ein Rohr, ein profilierter Träger, flacher Blattstahl oder dergleichen sein.
  • Ein Stahlknüppel ist die Bezeichnung für ein Stahlhalbzeug mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt. Die Kanten des Stahlknüppels sind meist abgerundet und seine Länge beträgt häufig einen Meter oder mehr.
  • Halbzeug ist der Oberbegriff für vorgefertigte Rohmaterialformen wie beispielsweise Bleche, Stangen, Rohre, Brammen und Coils. In der Fertigungstechnik stellen Halbzeuge die mit Abstand verbreitetste Lieferform für Metallwerkstoffe dar. Man unterscheidet über 1000 Halbzeugarten aus Metall und Kunststoff, die jeweils in Material- und Oberflächenqualität, Form und Abmessungen sowie ihren Toleranzen genormt sind.
  • Das Objekt kann ein gewalztes und/oder geschmiedetes Eisenobjekt sein.
  • Das Steuermittel kann Software umfassen, die die Messmittel steuert, um ein Wärmebild des Objekts aufzunehmen.
  • Die Software kann das Wärmebild oder die Wärmebilder analysieren und Temperaturunterschiede oberhalb eines vorbestimmten Schwellwertes identifizieren und meldet sie als einen Defekt.
  • Die Software kann Defekte innerhalb einer vorbestimmten Defektverbindungsgrenze verbinden und sie als einen einzelnen Defekt melden.
  • Das Verbinden von Defekten kann mit Verfahren der Bildsegmentierung durchgeführt werden. Bei der Bildsegmentierung wird das Bild in Teilbereiche mit gleichen Eigenschaften unterteilt. Dabei geht es allgemein um die sinnvolle Zuordnung von Bildpunkten oder Pixeln zu Objekten oder auch die Zusammenfassung von Pixeln zu sinnvollen Objekten sein.
  • Die Größe des Temperaturunterschieds oberhalb des Schwellwerts wird als eine Angabe der Tiefe des Defekts (Delta T) verwendet.
  • Die Software kann Defekte sowohl für ihre Länge als auch für die Größe der Temperaturdifferenz oberhalb des Schwellwerts auswerten.
  • Die Software kann Defekte einer Länge unterhalb einer minimalen Defektlänge aus der Defektliste effektiv entfernen, wobei sie solche Defekte nicht als Defekte (an-)erkennt.
  • Wenn bzw. wo ein Defekt unterhalb der minimalen Defektlänge die Größe der Temperaturdifferenz oberhalb des Schwellwertes hat, der oberhalb einer maximalen Größe der Temperaturdifferenz ist, wird der derartige Defekt als ein Defekt gemeldet. Auf diese Weise wird ein Defekt in Abhängigkeit der Defektlänge und der Temperaturdifferenz identifiziert.
  • Die Software kann Defekte gemäß voreingestellten Kriterien einteilen.
  • Defekte können von der Software als Schleifen oder Zurückweisung eingeteilt werden, so dass Objekte als akzeptiert, zurückgewiesen oder als zum Schleifen zu senden gemeldet werden.
  • Die Defekt-einteilenden voreingestellten Kriterien können die Spezifikationen für das Objekt widerspiegeln.
  • Die Software kann eine Ausgabe generieren, die verwendbar ist, um das Objekt mit der Einteilung zu markieren, sortieren oder zu schleifen.
  • Das Markieren kann durch Sprühen, Drucken oder Stanzen geschehen.
  • Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum Feststellen von Defekten in Objekten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • – Aufheizen wenigstens eines Oberflächengebiets des Objekts;
    • – Überwachen des Oberflächentemperaturprofils des Objekts; und
    • – Identifizieren von Oberflächendefekten durch Bestimmen des Orts der Gebiete von Oberflächentemperaturprofilspitzen.
  • Das Objekt kann ein gewalztes Metallobjekt, zum Beispiel ein gewalztes Eisenobjekt sein.
  • Das Objekt kann ein gewalzter Metallknüppel (bzw. Walzblock), Balken, Rohr oder profilierter Träger sein.
  • Das Aufheizen kann mittels hochfrequenten Induktionsheizens geschehen.
  • Das Objekt kann daher aufgeheizt werden, indem es durch eine Induktionsspule bewegt wird, durch welche ein hochfrequenter Strom geschickt wird.
  • Das Heizmittel kann ein 150 kW Induktionsheizer sein mit Transformatoren oder Kondensatoren, die für eine 380 V 3-phasige elektrische Stromzufuhr geeignet sind. Die Objektoberfläche wird von minimalen 10 Grad C bis 150 Grad C Maximum aufgeheizt, könnte aber mit einer beliebigen Temperatur aufgeheizt werden, die gewünscht wird, wie sie von der Ausrüstung vorgegeben wird, zum Beispiel 20 Grad C.
  • Daher könnte ein Walzblock von einer Umgebungstemperatur von ungefähr 20 Grad C bis zu ungefähr 40 Grad C von dem Heizmittel aufgeheizt werden.
  • Die Tiefe des Defekts kann geschätzt werden, indem die Temperaturprofilspitze mit der Tiefe des Defekts in Beziehung gesetzt wird.
  • Der Defekt ist typischerweise ein Spalt, ein Schlitz oder ein Schnitt und/oder Defekte, die zu den relevanten Prozessen gehören.
  • Ein Anstieg im Temperaturprofil von typischerweise über 2 Grad C gibt einen Defekt an, jedoch mit exakter Messausstattung kann dieser Temperaturanstieg für die Identifizierung von Defekten sogar kleiner sein.
  • Ein Temperaturanstieg von 5 Grad C oder mehr würde klarerweise einen Defekt identifizieren.
  • Der Temperaturanstieg bezieht sich auch auf die Breite und Tiefe des Defektes.
  • Das Überwachen des Oberflächentemperaturprofils kann mittels einer oder mehrerer Infrarotkameras oder Zeilenscanner geschehen, die kalibriert sind, um Temperaturdifferenzen anzugeben.
  • Das Identifizieren der Oberflächendefekte kann durch Analysieren der von der Infrarotkameras aufgenommenen Bilder erreicht werden.
  • Die Analyse der Bilder kann durch Verwenden signalverarbeitender Geräte und dazu gehöriger Software automatisiert werden.
  • Zur Identifikation von Defekten werden in einigen Ausführungsformen Kantendetektionsverfahren verwendet.
  • Die Kantendetektion ist Teil einer Segmentierung in der Bildbearbeitung, bei der versucht wird, flächige Bereiche in einem digitalen Bild von einander zu trennen. Kantenoperatoren erkennen die Übergänge zwischen diesen Bereichen erkennen und markieren sie als Kanten. Im Gegensatz dazu soll aber auch ein einzelner Bereich als solcher erkannt werden und von einem guten Kantendetektor nicht durch eine Kante in zwei Teile geteilt werden.
  • In einigen der Ausführungsformen werden ein oder mehrere der folgenden Kantenfilter – bzw. Operatoren zur Kantendetektion verwendet: Sobel-Operator, Laplacefilter, Prewitt-Operator, Roberts-Operator, Kirsch-Operator und Canny-Algorithmus
  • Die identifizierten Defekte können auf dem Objekt durch automatisierte Markierungsmittel markiert werden, die auf die signalverarbeitenden Vorrichtungen reagieren, oder manuell von einem Operator markiert werden.
  • In einigen Ausführungsformen läuft das Verfahren zur Identifizierung von Defekten wie folgt ab:
    Ein Stahlwalzblock(-knüppel)/-balken wird durch eine Hochfrequenzinduktionsheizspule mit Geschwindigkeiten von zwischen 0.5 m/s und schneller/höher bewegt. Das Wärmebild des Walzblocks/Balkens wird mittels vier Infrarotkameras aufgenommen. Die Software analysiert die Wärmebilder und identifiziert als "Delta T" bezeichnete Temperaturunterschiede oberhalb eines "benutzerspezifizierten", als Schwellwert bezeichneten Wertes. Ein beliebiges "Delta T" oberhalb des "Schwellwerts" wird identifiziert und als ein "Defekt" bezeichnet. Defekte innerhalb einer "benutzerspezifizierten" Länge zueinander werden verbunden und als ein Defekt gemessen. Dieser Wert wird als "Defektverbindungsgrenze" bezeichnet. Die Delta T's der Defekte werden dann verwendet, um die Defekttiefen zu identifizieren. Je höher das Delta T, desto tiefer ist der Defekt.
  • Defekte, die kürzer als eine "benutzerspezifizierte", als "minimale Defektlänge" bezeichnete Länge sind, werden aus der Defektliste entfernt, wenn das Delta T dieses Defekts nicht oberhalb eines "benutzerspezifizierten", als "maximales Delta T" bezeichneten Wertes ist. Somit werden sowohl die festgestellten Defektlängen als auch die Delta T's dazu verwendet, um Defekte aus der Defektliste zu entfernen.
  • Die Akzeptanz-, Schleif- und Zurückweisungskriterien werden vom Benutzer gemäß einer Kundenspezifikation eingerichtet. Defekte werden dann entsprechend der Defekttiefe akzeptiert, zum Schleifen geschickt oder zurückgewiesen. Der Benutzer kann dann in der Software entweder eine PLC (speicherprogrammierbare Steuerung) mit einer seriellen Schnittstelle zur Kommunikation von Defektdaten auswählen oder ein Sprühmarkierungssystem, das 24v für Defektmarkierungs-, Akzeptanz-, Schleif- und Zurückweisungssignale verwendet.
  • SPEZIFISCHE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wird nun mittels nicht beschränkender Beispiele nur unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • In den Zeichnungen
  • zeigt 1 eine schematische Ansicht eines Walzblocks, der durch Induktion aufgeheizt wird und danach werden die Defekte von einer IR-Kamera festgestellt;
  • zeigt 2 die Veränderung des Temperaturprofils des Walzblocks bei einem Defekt;
  • zeigt 3 in einem Flussdiagrammformat die Operatorsoftware für eine Vorrichtung der Erfindung;
  • zeigt 4 in einem Flussdiagrammformat die Kamerasoftware für eine Vorrichtung der Erfindung;
  • zeigt 5 in einem Flussdiagrammformat den Entwurf der Software für die Vorrichtung;
  • zeigen 6a und 6b in isometrischer Projektion eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
  • zeigen 7a bis d in isometrischer Projektion eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
  • zeigen 8a bis d in isometrischer Projektion eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
  • ist 9 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Vorrichtung der Erfindung.
  • In den Figuren wird eine Vorrichtung 10 zum Untersuchen der Oberfläche eines Walzblocks 12 gezeigt.
  • Der Walzblock 12 wird von einem Induktionsheizer 14 aufgeheizt. Der Induktionsheizer 14 ist ein 150 kW Induktionsheizer mit Transformatoren, die für eine 380 V 3-phasige elektrische Stromversorgung geeignet sind. Der Walzblock 12 wird im Mittel um 20 Grad C von der Umgebungstemperatur aufgeheizt.
  • In diesem Beispiel werden vier Infrarotkameras 13 verwendet, um das Temperaturprofil des Walzblocks zu messen, und ein Farbmarkierungssystems wird verwendet, um die Defekte zu markieren, wenn sie festgestellt werden. In anderen Beispielen können mehr oder weniger Kameras verwendet werden.
  • Ein Rollenförderband wird verwendet, um den Walzblock durch den Induktionsheizer 14 mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen.
  • Bei A, wo keine Oberflächendefekte sind, ist das Temperaturprofil einheitlich, wie durch Pfeile 16 gezeigt wird, wobei die Länge der Pfeile das Oberflächentemperaturprofil angeben.
  • Bei B, wo es einen Oberflächendefekt 18 gibt, wechselt das Temperaturprofil bei dem Defekt, wie durch die Pfeile 16 und 17 gezeigt wird. Die Pfeile 17 werden länger, um den Temperaturanstieg bei dem Defekt zu zeigen. Das Temperaturprofil kann sich um 5 Grad C oder mehr bei Pfeilen 17 von Pfeilen 16 unterscheiden.
  • Die Defekte werden dann von einem Farbmarkierer (nicht gezeigt) markiert.
  • Obwohl ein Walzblock 12 als ein Beispiel verwendet wurde, können die Vorrichtung 10 und das Verfahren auf jegliches Formobjekt, wie beispielsweise ein beliebiges gewälztes Material, wie beispielsweise ein runder oder quadratischer Walzblock, Rohre, Balken und dergleichen, zum Festellen von Oberflächenbruchdefekten angewandt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die exakte Konfigurierung, wie oben beschrieben, beschränkt, was für einen Fachmann offensichtlich ist.
  • Figurenlegende
  • FIGURE 1 Figur 1
    FIGURE 2 Figur 2
    FIGURE 3 Figur 3
  • Operatorsoftware zur IR-Untersuchung von Walzblöcken
  • Box "Log an Screen:"
    Einlog-Bildschirm:
    1 – Benutzername und Passwort müssen eingegeben werden
    Box "Main Menu Screen:"
    Hauptmenubildschirm:
    1 – Benutzer kann auswählen, Meldungen anzusehen, das System zu konfigurieren oder einen Test zu starten.
    Box "Start Screen:"
    Startbildschirm:
    1 – Alle Testergebnisse werden in einer Tabelle angezeigt, die die exakten Koordinaten der Defekte, Tiefe, Orientierung angibt sowie die Entscheidung das Material zu akzeptieren, zum Schleifen zu schicken oder zurückzuweisen. Es erscheint auch ein Ballon, nachdem jeder Balken/Walzblock getestet wurde, um ein Akzeptieren, Schleifen oder Zurückweisen anzugeben. Ein skizziertes Diagramm der Ergebnisse wird auch angegeben. 2 – Eine analoge Anzeige von jeder Kamera kann betrachtet werden und aus dem Testbildschirm ausgewählt werden. 3 – Der Status jeder Kamera wird für den Benutzer angezeigt. 4 – Ein neuer Guss (Test) kann von dem Testbildschirm entweder über PLC-Kommunikationen oder manuell über einen "Neuer Guss" Knopf auf dem Test-Bildschirm gestartet werden.
    Box "New Cast Screen:"
    Neuer-Guss-Bildschirm:
    1 – Wenn ein neuer Guss gestartet wird, muss der Benutzer den Kunden auswählen, das zu testende Material, die Gussnummer für das Material, die Anzahl an Balken/Walzblöcken in dem Bündel, die minimale Defektlänge und das maximale Delta T, um die minimale Defektlänge außer Kraft zu setzen. Sobald alle Daten eingegeben sind, muss der Benutzer den "OK"-Knopf drücken, die Operatorsoftware sendet dann alle Informationen an die signalverarbeitenden Computer.
    Box "Report"
    Meldung
    1 – Der Benutzer kann wählen zwischen einer Kurzfassungsmeldung, die ihm eine Zusammenfassung des kompletten, getesteten Gusses gibt, oder einer detaillierten Meldung, die dem Benutzer die Option gibt, die Details eines spezifischen Walzblocks anzusehen.
    Box "System"
    System
    1 – Der Benutzer kann alle PLC-Kommunikationeinstellungen und die Organisation der Defektmarkierung konfigurieren.
    Box "Operator Names"
    Operatornamen
    1 – Benutzernamen, Passwörter und Benuterlevelzugang können von diesem aus Bildschirm geändert, hinzugefügt oder entfernt werden.
    Box "Configure Menu"
    Konfigurierungsmenu
    1 – Der Benutzer kann zwischen der System-Organisation, Profilparameter-Organisation und Operatordetails wählen.
    Box "Profile Parameters"
    Profilparameter
    1 – Benutzer können Kunden, Walzblöcke und Balken hinzufügen und entfernen. 2 – Benutzer können auswählen, ob ein festgestellter Defekt entsprechend der Tiefe akzeptiert, geschliffen oder zurückgewiesen werden sollte. Diese Einstellungen werden je Kunden, Walzblockgröße oder -form gespeichert. 3 – Es gibt eine Funktion, Defekttiefenkategorisierung entsprechend Delta T zu verändern oder hinzuzufügen, falls weitere Forschung vom Kunden gemacht werden soll.
  • 4
  • Kamerasoftware zur IR-Untersuchung von Walzblöcken
  • Box "Startup Screen"
    Inbetriebnahme-Bildschirm:
    1 – Die Kamera-"Signalprozessor"-Software nimmt das Bild von der Kamera auf und überprüft dann die Datenkommunikation. 2 – Der korrekte Kamerabereich wird automatisch ausgewählt und die Software geht dann automatisch in den Testbildschirm, wenn der Benutzer den Prozess nicht stoppt, indem er in das Konfigurierungsmenu geht.
    Box "Test Screen:"
    1 – die Kamerasoftware wartet für "Guss"-Information von der Operatorschnittstelle. Sobald die Information empfangen ist, wird die Infrarotkamera automatisch kalibriert. Sobald die Kalibrierung abgeschlossen ist, schickt die Kamerasoftware der Operatorsoftware das "Fertig"-Signal. 2 – Alle Balken/Walzblockdaten werden von dem Signalprozessor aufgenommen und Defekte werden identifiziert. Defekte werden dann gemäß Tiefe kategorisiert, wonach sie gemäß der Kundeneinstellung dann akzeptiert, geschliffen oder zurückgewiesen werden.
    Box "View:"
    Ansicht:
    1 – Aufgezeichnete Daten können auf diesem Bildschirm angesehen werden. 2 – Das Temperaturprofil der aufgezeichneten Daten kann auf einem Graphen angeschaut werden.
    Box "Record:"
    Aufzeichnung:
    1 – Wärmebilder von Balken/Walzblöcken können zu Untersuchungs- bzw. (Nach-)Forschungszwecken aufgezeichnet werden.
    Box "Configure Menu:"
    Konfigurierungsmenu:
    1 – Der Benutzer kann zwischen den unterschiedlichen Inbetriebnahme-Bildschirmen wählen.
    Box "System Menu:"
    Systemmenu:
    1 – Die Funktion, um die Software im Simulationsmodus laufen zu lassen, kann ausgewählt werden. Der Ordner für aufgezeichnete Daten wird auch in diesem Bildschirm ausgewählt. 2 – Der Name des Operatorschnittstellencomputers muss hier für Datenkommunikationen mit der Operatorschnittstelle spezifiziert werden. 3 – Autofocus-Optionen für die Kamera werden hier eingerichtet. Der Operator kann wählen, zwischen Bündeln oder zu spezifischen Zeitintervallen zu auto-fokussieren.
    Box "Calibrate Dimensions"
    Abmessungskalibrierung:
    1 – Die Millimeter pro Pixel werden in diesem Bildschirm zur genauen Balken-/Walzblock- und Defektmessung gezeichnet und berechnet.
    Box "Configure"
    Konfigurierung:
    1 – Der Benutzer kann zwischen den verschiedenen Organisationsbildschirmen auswählen.
    Box "Camera"
    Kamera:
    1 – Der Benutzer kann zwischen den verschiedenen Organisationsbildschirmen auswählen.
    Box "Image Processing"
    Bildverarbeitung:
    1 – Alle Defektidentifikationsalgorithmen werden in diesem Bildschirm eingerichtet bzw. organisiert. Die Filter und Kantendetektierungswerte müssen eingegeben werden.
    Fig. 5 Flussdiagramm – Aufbau der Software zur IR-Untersuchung von Walzblöcken
    Ein Stahlwalzblock(-knüppel)/-balken wird durch eine Hochfrequenzinduktionsheizspule bei Geschwindigkeiten von zwischen 0.5 und schneller/höher bewegt.
    Das Wärmebild des Walzblocks/Balkens wird mittels vier Infrarotkameras aufgenommen.
    Die Software analysiert die Wärmebilder und identifiziert Temperaturunterschiede, die als "Delta T" bezeichnet werden, oberhalb eines "benutzerspezifizierten" Wertes, der als "Schwellwert" bezeichnet wird. Ein beliebiges "Delta T" oberhalb des "Schwellwerts" wird identifiziert und als ein "Defekt" bezeichnet.
    Defekte innerhalb einer "benutzerspezifizierten" Länge zueinander werden verbunden und als ein Defekt gemessen. Dieser Wert wird als "Defektverbindungsgrenze" bezeichnet.
    Die Delta T's der Defekte werden dann verwendet, um die Defekttiefen zu identifizieren. Je höher das Delta T, desto tiefer ist der Defekt.
    Defekte, die kürzer als eine "benutzerspezifizierte", als "minimale Defektlänge" bezeichnete Länge sind, werden aus der Defektliste entfernt, wenn das Delta T dieses Defekts nicht oberhalb eines "benutzerspezifizierten", als "maximales Delta T" bezeichneten Wertes ist.
    Die Akzeptanz-, Schleif- und Zurückweisungskriterien werden vom Benutzer gemäß einer Kundenspezifikation eingerichtet bzw. organisiert. Defekte werden dann entsprechend der Defekttiefe akzeptiert, zum Schleifen geschickt oder zurückgewiesen.
    Der Benutzer kann dann in der Software entweder eine PLC mit einer seriellen Schnittstelle zur Kommunikation von Defektdaten auswählen oder ein Sprühmarkierungssystem, das 24v verwendet für Defektmarkierungs-, Akzeptanz-, Schleif- und Zurückweisungssignale.
    Figure 9
    SVGA DISPLAY SVGA Anzeige
    Operator Interface Operatorschnittstelle
    KEYBOARD TASTATUR
    MOUSE MAUS
    PLC PLC (SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNG)
    Coordinator Koordinator
    PXI-Digital I/O PXI Digitale E/A
    Paint Marker & Laser Sensors Farbmarkierer und Lasersensoren
    1000baseT Switch 1000baseT Switch
    4 × analogue video 4 × analog Video
    Camera 1 Kamera 1
    Camera 2 Kamera 2
    Camera 3 Kamera 3
    Camera 4 Kamera 4
    4-slot PXI Mainframe 4-slot PXI Großrechner (großes oder mittelgroßes Computersystem)
    Embedded controller Eingebetteter Controller
    Digital Framegrabber Digitaler Rahmennehmer
    Counter/Timer Zähler/Zeitgeber
    BILLET WALZBLOCK
    Encoder signals Kodiersignale

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Untersuchen einer oder mehrerer Oberflächen eines Objekts nach Defekten, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: – Heizmittel zum Aufheizen wenigstens eines Oberflächengebiets des Objekts; – Temperaturprofilmessmittel zum Messen der aufgeheizten Oberfläche des Objekts, um dadurch Defekte darin oder darauf zu identifizieren; – Meldemittel zum Melden von Defekten, die von dem Messmittel in oder auf dem Objekt identifiziert werden; und – Steuermittel zum Steuern eines oder mehrerer Heizmittel, Temperaturprofilmessmittel und Meldemittel.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur elektronischen Signalverarbeitung umfasst, wobei sie typischerweise eine CPU umfasst, die von einer entsprechenden Software vorgegebene Funktionen durchführt.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel ein Hochfrequenzgenerator ist, der in einem typischen Frequenzbereich von 40–150 kHz arbeitet.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel eine Induktionsspule ist.
  5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturprofilmessmittel eine oder mehrere Infrarotkameras umfasst, die typischerweise in dem 8–12 um Wellenlängen arbeiten und entweder Quantentopftechnologie oder Mikrobolometertechnologie zur exakten Temperaturmessung verwenden.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Infrarotzeilenscanner in Verbindung mit oder als separate Zeilentemperaturmessinstrumente verwendet werden.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera ausgewählt ist, um in einer Wellenlänge zu arbeiten, die mit der erwarteten Wellenlänge korreliert, die von der Oberfläche des Objekts ausgeht, wobei die Wellenlänge abhängig vom Material sein kann, aus dem das Objekt gemacht ist.
  8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotkamera mit dem Signalverarbeitungsmittel verbunden ist, um dadurch eine automatisierte Defektidentifizierung und -markierung oder automatisches Schleifen zu erlauben.
  9. Verfahren zum Feststellen von Defekten in Objekten, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: – Aufheizen wenigstens eines Oberflächengebiets des Objekts; – Überwachen des Oberflächentemperaturprofils des Objekts; und – Identifizieren von Oberflächendefekten durch Bestimmen des Orts der Gebiete von Oberflächentemperaturprofilspitzen
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt ein gewalzter Walzblock, Balken, Rohr oder ein profilierter Träger ist.
DE200710055210 2007-05-07 2007-11-19 Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenuntersuchung Withdrawn DE102007055210A1 (de)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2375243A1 (de) 2010-04-08 2011-10-12 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Thermografisches Prüfverfahren und Prüfvorrichtung zur Durchführung des Prüfverfahrens
EP2410319A1 (de) * 2010-07-23 2012-01-25 Solarpower GmbH Verfahren und System zur Detektion von defekten Solarmodulen
DE102011088723A1 (de) * 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Prüfverfahren für ein Batteriezellengehäuse und dazugehörige Prüfanordnung
CN104122912A (zh) * 2014-07-13 2014-10-29 付朋 扩管机组中频感应加热智能恒温系统
EP2853887A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-01 Waldorf Technik GmbH & Co. KG EVOH-Barriereschicht-Prüfvorrichtung, Prüfverfahren sowie Prüf- und Herstellanlage, mit Fördermitteln, die an unterschiedlichen Prüfpositionen jeweils unterschiedliche Bereiche der Teile verdecken oder beschatten
DE102014216956A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Prüfeinrichtung
RU2659617C1 (ru) * 2017-06-14 2018-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Термографический способ контроля объектов и устройство для его осуществления
RU2670186C1 (ru) * 2017-10-30 2018-10-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Термографический способ контроля объектов и устройство для его осуществления

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2375243A1 (de) 2010-04-08 2011-10-12 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Thermografisches Prüfverfahren und Prüfvorrichtung zur Durchführung des Prüfverfahrens
WO2011124628A1 (de) 2010-04-08 2011-10-13 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Thermografisches prüfverfahren und prüfvorrichtung zur durchführung des prüfverfahrens
RU2549913C2 (ru) * 2010-04-08 2015-05-10 Институт Др. Фёрстер Гмбх & Ко. Кг Термографический способ контроля и контрольная установка для осуществления способа
US9194831B2 (en) 2010-04-08 2015-11-24 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Thermographic test method and testing device for carrying out the test method
EP2410319A1 (de) * 2010-07-23 2012-01-25 Solarpower GmbH Verfahren und System zur Detektion von defekten Solarmodulen
DE102011088723A1 (de) * 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Prüfverfahren für ein Batteriezellengehäuse und dazugehörige Prüfanordnung
EP2853887A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-01 Waldorf Technik GmbH & Co. KG EVOH-Barriereschicht-Prüfvorrichtung, Prüfverfahren sowie Prüf- und Herstellanlage, mit Fördermitteln, die an unterschiedlichen Prüfpositionen jeweils unterschiedliche Bereiche der Teile verdecken oder beschatten
CN104122912A (zh) * 2014-07-13 2014-10-29 付朋 扩管机组中频感应加热智能恒温系统
DE102014216956A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Prüfeinrichtung
RU2659617C1 (ru) * 2017-06-14 2018-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Термографический способ контроля объектов и устройство для его осуществления
RU2670186C1 (ru) * 2017-10-30 2018-10-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Термографический способ контроля объектов и устройство для его осуществления

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