[实用新型]一种板带材表面缺陷的在线检测系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及测量带材的不平度，具体而言，涉及一种板带材表面缺陷的在线检测系统。

背景技术：

板带材是钢铁工业的主要产品之一，广泛应用于机械、汽车制造、建筑、船舶、电器等产品中。板带材自身质量的好坏直接影响着相应产品的质量情况。板带材主要通过轧制加工获得，然而，由于受轧制加工工艺、相关轧制设备等因素的影响，在板带材的表面往往存在着不同类型的质量缺陷，诸如孔洞、麻点、锈痕、夹杂、表皮分层、鳞斑等缺陷。这些缺陷的存在，一方面影响了板带材表面的美观度，另一方面这些表面缺陷对板带材的抗疲劳、抗腐蚀、抗磨损等性能也存在一定的影响。继而，由这类板带材生产出来的相关产品就存在着安全隐患，影响着产品的正常使用，同时板带材质量的不合格也会对钢铁生产企业造成名誉上的损伤，影响钢铁生产企业今后的发展。因此，在板带材的生产加工过程中，引入在线检测系统对其表面质量进行检测，这对控制和提高其质量有着非常重要的意义。

现有技术中，对于一般的板带材表面缺陷检测，通常采用的是非接触式的图像模式识别检测方法。这种检测系统由面阵或者线扫描摄像机拍摄板带材表面图像进而对图像进行模式分类的方式进行检测。其中，采用线扫描摄像机的检测装系统，根据需要检测的缺陷类型，照明装置大多采用单一明场或单一暗场。一般使用的光源是卤素灯或者LED阵列，此种照明方式的光源与摄像机分布在板带材的同一侧面，可以发现大多数缺陷。但在生产速度较高时，对于严重的孔洞、边裂等通透式缺陷的检测，要求检测准确率达到百分之百，而且有些检测环境条件很差，在这种情况下虽然高速线扫描摄像机的速度可以满足要求，但传统的反射照明方式难以满足上述检测系统照明的要求，特别是在冷轧酸轧机组板带材出口这类位置，在水汽油雾非常严重情况下，尤其是当孔洞位于板带材的边部位置时，单一的反射式照明方式很难满足缺陷检测照明的要求。

发明内容：

本实用新型解决的技术问题：在生产板带材速度较高，且检测环境条件较差时，单一的反射照明方式即使配合高速线扫描摄像机也很难将严重的孔洞、边裂等通透式缺陷检测出来。

本实用新型提供如下技术方案：一种板带材表面缺陷的在线检测系统，包括表面缺陷抓取装置、对所述表面缺陷抓取装置抓取的数据进行处理的处理装置、与所述处理装置连接的服务器、与服务器连接的海量存储器、与服务器连接的控制台，所述表面缺陷抓取装置包括摄像机、照明装置，所述照明装置和摄像机位于板带材的同一侧，所述照明装置产生平行光线，所述摄像机的数量至少为两个，其中至少一个摄像机安置于反射光的光路上，其中至少一个摄像机安置在与入射光近乎平行的方向上，且不在反射光的光路上。

照明装置的光源产生的入射光照射到无缺陷的板带材表面上，经板带材表面的镜面反射，反射光射入安置在反射光光路上的摄像机(以下称为摄像机一)的摄像头中，即反射光在摄像头各个区域的照度均匀分布。若板带材表面无缺陷或仅有二维缺陷时，经板带材镜面反射生成的反射光不会射入安置在与入射光近乎平行的方向上且不在反射光光路上的摄像机(以下称为摄像机二)的摄像头中。

上述摄像机一的工作原理：若被检测的板带材表面有缺陷存在，反射光到达板带材表面时受缺陷的影响，将改变反射光的反射角度或反射光强度，致使摄像机一拍摄到的图像中缺陷部分和板带材背景产生灰度差异。对于三维缺陷将导致反射光角度变化，此种变换在图像中表现为缺陷区域比板带材背景要暗一些。对于二维缺陷，虽然不会导致反射光角度的变化，但是由于缺陷区域对入射光的吸收性不同，反射光强度会受影响。缺陷区域颜色比板带材背景亮时，在图像中表现为缺陷部分较亮；缺陷区域颜色比板带材背景暗时，在图像中表现为缺陷部分更暗。

上述摄像机二的工作原理：若被检测的板带材表面有三维缺陷存在，反射光的反射角度发生变化，此时才会有部分反射光射入摄像机二的摄像头中。在图像中表现为板带材背景为暗色，缺陷区域为亮色。

由于现实生产中板带材的表面上二维和三维缺陷均可能存在，因此，本实用新型提供的技术方案对摄像机一和摄像机二与照明装置的设置作上述设计，即使在生产板带材速度较高，且检测环境条件较差时，本实用新型提供的技术方案也能够将严重的孔洞、边裂等通透式缺陷检测出来，达到检测准确率百分之百。

作为本实用新型的进一步说明，所述摄像机的数目由检测所需的精度和板带材的宽度决定。

作为本实用新型的优选，所述照明装置的照明光源可以为白炽灯、光纤卤素灯、氙灯、荧光灯或发光二极管。