[发明专利]一种钢材/坯表面缺陷场涡流热成像检测系统和方法

说明书

本发明涉及一种钢材/坯表面缺陷场涡流热成像检测系统和方法，该系统可作为一个自动检测和标记模块嵌入钢材/坯成形生产线中，包括如下步骤：a）被检对象经送料机架进入调心装置；b）在加热区域，用高频感应加热设备使钢材/坯表面温度瞬间加热；c）接着进入红外热像仪检测区域；d）之后，红外热像仪将信号传输给PC机，获得图像温差数据，对图像进行后处理；e）当图像温差大于或小于某一指定值时，PC机报警，并将信号传送给标记用自动喷枪，实现缺陷位置的自动标记。本发明检测速度快，效率高，避免了加热不均匀和环境因素带来的影响，可以准确识别和标记钢材/坯表面缺陷。

技术领域

本发明涉及无损检测和产品质量控制等领域，特别是指一种钢材/坯表面缺陷场涡流热成像检测系统和方法。

背景技术

自经济危机以来，钢铁行业面临着巨大的挑战，很多钢铁企业面临亏损。身处钢铁行业的寒冬，面对利润下滑，产能过剩，行业内恶性竞争等种种窘境，谋求企业转型，研发高新产品，由粗放型的以量取胜，转向高精尖的以质取胜成为唯一出路。

近20年来，国内外的一些钢铁企业和设备供应商积极致力于钢材/坯表面质量在线检测技术的研究，实现对表面缺陷进行非人工的连续的准确检测、分类和记录，并加以实时控制。然而在国内的实际工业生产过程当中，由于技术条件等原因的限制，很大一部分企业依然在采用人工检测的方法对产品进行检测，虽然其生产成本较低，然而效率低下，误检率高，且耗费大量人力，因此开发一套拥有自主产权的检测系统成为当务之急。

涡流热成像检测采用载有高频交流电的感应线圈在导体材料表面或内部感应出涡流；根据焦耳定律，部分涡流将转化为焦耳热；该热量会在物体内部进行传播，并导致材料表面的温度变化；采用红外探测器记录分析材料表面的温度变化，就可以达到缺陷检测的目的。

目前，国内多家机构对涡流热成像检测系统和方法展开了深入研究，但具体应用于工业生产当中，仍然存在以下缺点：

第一，现有的涡流热成像检测系统和方法不能实现钢材/坯在线、连续、动态、高速、准确检测，也不能实现钢材/坯横纵各个方向同时全面检测。

第二，现有的涡流热成像检测系统和方法只针对某一单一目标个体检测，无法满足一套系统和方法实现对不同材质、形状和尺寸产品的检测。

第三，涡流热成像检测对热源的均匀性要求甚高。实际检测过程中，很容易导致被检对象加热不均匀，造成成像效果差，缺陷检测精度低。

第四，现有的涡流热成像检测系统和方法只针对被检对象缺陷的识别，未能实现缺陷准确自动标记。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种钢材/坯表面缺陷场涡流热成像检测系统和方法，旨在实现多种不同形状和尺寸的钢材/坯在线、连续、动态、高速、准确、全面检测和自动标记。降低热源不均匀和环境因素的影响，提高检测精度。

本发明装置和系统构成为：可根据实际要求调节速度，将被检对象送入调心装置的送料机架；用于保证被检对象进入感应加热区域和红外热像仪检测区域时，横截面中心位置始终不变的调心装置；高频感应加热设备；用于提取温度数据和对图像进行后处理操作的PC机；用于对被检对象表面拍摄图片和录制视频的红外热像仪；用于红外热像仪360°角度调节和上下左右位置调节的红外热像仪固定调节机架；用于缺陷位置标记的标记用自动喷枪。

其中，所述红外热像仪固定调节机架固定在预先找平的水泥地上；所述送料机架和调心装置设置在所述红外热像仪固定调节机架入料端的一侧，且所述送料机架、调心装置和红外热像仪固定调节机架三者的横截面纵向对称轴位于同一平面且相互平行；调心装置固定在送料机架的出口处，所述高频感应加热设备设置在所述调心装置和所述红外热像仪固定调节机架之间；若干所述红外热像仪以等角度间隔固定在红外热像仪固定调节机架上，所述标记用自动喷枪固定在红外热像仪固定调节机架上的焊接支架上，PC机与红外热像仪和标记用自动喷枪电连接。