[发明专利]连铸圆坯圆度的在线检测系统、方法和图像采集装置有效
申请号: | 201010269199.X | 申请日: | 2010-08-27 |
公开(公告)号: | CN101905304A | 公开(公告)日: | 2010-12-08 |
发明(设计)人: | 田陆;袁英宏 | 申请(专利权)人: | 田陆 |
主分类号: | B22D11/22 | 分类号: | B22D11/22;G01B11/24 |
代理公司: | 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 | 代理人: | 吴贵明 |
地址: | 421001 湖*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 连铸圆坯圆度 在线 检测 系统 方法 图像 采集 装置 | ||
技术领域
本发明涉及钢水连铸领域,尤其涉及一种连铸圆坯圆度的在线检测系统和在线检测方法以及用于在线采集连铸圆坯端面图像的图像采集装置。
背景技术
目前,钢厂对钢坯端面圆度的测量一般是在钢坯经火焰切割后,经提钢机运送到冷床上,此时钢坯温度约600-800℃,操作工在此情况下,使用卡钳和钢尺,对钢坯的直径进行测量,由于受到钢坯外渣皮、氧化皮、挂渣等因素的影响,测量误差大,同时量具的重复性和再现性很差,基本上不具备在线质量控制的能力。此外,人工测量时,测量人员要承受钢坯的高温烘烤,工作环境恶劣。
基于以上诸多因素,钢厂在实际控制圆坯圆度质量时,一方面测量误差大,不能准确地再现实际情况,在质量判定上产生争执;另一方面操作环境恶劣,客观上不具备及时进行检测以避免造成批量废品的物质条件。
发明内容
本发明目的在于提供一种连铸圆坯圆度的在线检测系统,以对冷床上的圆坯圆度进行自动在线检测。本发明的另一目的在于提供一种连铸圆坯圆度的在线检测方法。本发明的目的还在于提供一种用于在线采集连铸圆坯端面图像的图像采集装置。
为此,根据本发明的一方面,提供了一种连铸圆坯圆度的在线检测系统,其包括:图像采集单元,设置在冷床上的圆坯的端面的正前方,包括高温保护壳体和位于高温保护壳体中的具有远心镜头的工业CCD相机;以及控制单元,与工业CCD相机信号连接,用于对工业CCD相机所采集的圆坯端面的图像进行处理以获得圆坯圆度。
进一步地,上述工业CCD相机通过光纤传输设备与控制单元信号连接。
进一步地,上述在线检测系统还包括向连铸圆坯端面提供照明的照明单元。
进一步地,上述高温保护壳体具有连通内腔的压缩空气进口和压缩气体出口,该压缩气体出口位于高温保护壳体前部的透光镜片的外表面的四周边缘。
进一步地,上述高温保护壳体具有支架,支架具有左右位置调节机构、高度调节机构和俯仰角度调节机构。
进一步地,上述高温保护壳体呈筒形。更进一步地,上述高温保护壳体的筒壁上具有环形的冷却水道。
进一步地,上述控制单元用于对工业CCD相机所采集的图像进行阈值分割,利用形态学的去噪方法对阈值分割后的图像中的被测量物体内部的和外部的噪波进行滤除,对噪波滤除后的图像进行行、列扫描以消除渣区的干扰,以及用最小二乘法计算圆心和基于圆心计算圆度。
根据本发明的另一方面,提供了一种连铸圆坯圆度的在线检测方法,其包括以下步骤:用提供高温保护壳体的具有远心镜头的工业CCD相机获取冷床上圆坯的端面图像;对端面图像进行阈值分割;利用形态学的去噪方法对阈值分割后的图像中的被测量物体内部的和外部的噪波进行滤除;对噪波滤除后的图像进行行、列扫描以消除渣区的干扰;以及利用最小二乘法计算圆心并且据此计算圆度。
进一步地,上述在线检测方法还包括向圆坯端面提供照明的步骤。
本发明还提供了一种用于在线采集连铸圆坯端面图像的图像采集装置,包括:高温保护壳体,具有连通内腔的压缩空气进口和压缩气体出口,压缩气体出口位于高温保护壳体前部的透光镜片的外表面的四周边缘;以及位于高温保护壳体中的具有远心镜头的工业CCD相机。
进一步地,上述高温保护壳体呈筒形,该高温保护壳体的筒壁上具有环形的冷却水道。
本发明的连铸圆坯圆度的在线检测系统,具有从连铸生产现场连续采集圆坯端面图像的功能,较以往炼钢生产厂采用人工检测的方法相比,具有连续检测的优势,及时将不合格品信息发送到主控室,提醒现场操作人员对生产工艺进行调整,防止了不合格品流出生产现场。本系统的检测精度远高于人工检测所达到的精度,本发明的在线检测系统的检测精度达到0.01mm。
除了上面所描述的目的、特征、和优点之外,本发明具有的其它目的、特征、和优点,将结合附图作进一步详细的说明。
附图说明
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例,并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中:
图1示出了根据本发明的连铸圆坯圆度的在线检测系统的示意图;
图2示出了根据本发明的在线检测系统的图像采集单元设置在检测现场的布局示意图;
图3是图2所示布局的A向视图;
图4示出了根据本发明的连铸圆坯圆度的在线检测方法的流程图;
图5示出了根据本发明的工业CCD相机采集的圆坯端面的图像;
图6示出了对图5所示图像进行阈值分割后的图像;
图7示出了对图6所示图像进行噪波滤除后的图像;
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