专利名称：热连铸钢坯表面质量检测方法
技术领域：
本发明涉及一种冶金领域钢坯质量检测方法，特别是一种热连铸钢坯表面质量检 测方法。
背景技术：
在冶金领域的生产过程中，高温状态下铸坯的表面质量是铸坯质量的重要指示之 一，铸坯表面的缺陷性质及程度是判断铸坯是否合格的重要依据。由于连铸坯的热送温度 达900°C以上，因此无法用肉眼直接检查其表面质量，更无法检查其内在质量。
随着连铸坯热装热送技术的快速发展和应用，为避免废连铸坯毫无意义的继续加 工，保证正常的生产节奏，实现高质量连铸坯的热送热轧以及降低生产成本，对连铸坯表面 缺陷进行在线检测的要求也愈显迫切。
高温状态下连铸坯表面质量的在线检测技术受到各企业以及科研院所的高度重 视，而且都在竞相研发中。目前，高温状态下连铸坯表面缺陷的检测技术主要有涡流检测和 无损探伤检测等。其中，涡流检测技术中的涡流检测装置主要由高温探头、涡流探伤仪、机 械扫描装置和检测结果记录装置组成。由于该装置反应迟缓、安装复杂及判别准确率低等 原因，所以未见成功应用案例。而无损探伤检测是先沿铸坯拉速方向上扫描高温铸坯横向 的表面距离，测量铸坯运行方向上及横向方向上距离的二维点阵。再将距离的二维点阵转 换为距离点阵二维图，最后对二维图进行图像处理，从而识别表面缺陷的形态。该装置也因 系统可靠性和准确率等因素，未成功用于实际工程。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种针对现有问题，能直观地检测到钢坯表面 的缺陷并及时进行报警的热连铸钢坯表面质量检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是
一种热连铸钢坯表面质量检测方法，该检测方法的步骤如下
I)在热连铸钢坯上方安装内装有工业级摄像机的摄像机防护套和内装有补光设 备的光源防护套，所述补光设备对准钢坯表面，利用高亮光源进行补光，在钢坯通过检测区 域时，相机进行连续拍摄，完成图像采集；
2)采集后的图像信号经现场箱内的光端机和光缆传输到室内柜机中的光端机，再 还原成视频电信号给工业计算机，完成图像信号的传输；
3)所述工业计算机对图像进行滤波降噪分析处理，通过纹理分析算法对钢坯表面 图像进行处理。当铸坯表面有裂缝时，所述裂缝在图像中表现为一条细长的深色区域；当铸 坯表面有凹坑时，所述凹坑在图像上表现为一块边缘不规则的深色区域；经算法处理后的 图像，裂缝和凹坑表现为白色区域；
4)将步骤2)传输的实时视频画面和步骤3)处理后图像结果显示在显示器上；
5)当计算机处理系统发现铸坯表面具有缺陷时，系统就能区分钢坯表面的缺陷，再根据钢坯的运行速度和检测时间，系统即可确定出缺陷的位置，报警装置自动发出声光报警。本发明解决了在热态下实时检测连铸钢坯表面缺陷的难题，通过对实时采集的视 频信号进行分析，能直观地检测到钢坯表面的缺陷并及时进行报警，从而避免了毫无意义 的继续加工，降低了能耗，降低了生产成本。


图1为热连铸钢还表面质量检测系统的结构不意图；图2为工业摄像机采集的图像；图3为工业摄像机采集的图像；图4为处理后的视频图像；图5为处理后的视频图像。
具体实施例方式如图1所示，热连铸钢坯表面质量检测系统，包括安装在摄像机防护套1内的工 业级摄像机、安装在光源防护套2内的补光设备、现场箱3、室内柜机4、显示器5、工业计算 机6、报警装置7 ;其特征在于内装有工业级摄像机的摄像机防护套1和内装有补光设备 的光源防护套2分别与现场箱3电连接，室内柜机4与现场箱3电连接，工业计算机6与室 内柜机4电连接，显示器5和报警装置7分别与工业计算机6电连接；摄像机防护套1为水冷气封式防护结构，冷却介质为0. 20 0. 4MPa的冷却水，冷 却水进口温度=45°C，该防护结构夹层内通有冷却水，用于防止防护套内温度过高，确保摄 像机正常工作。防护套前端为耐高温窗口，耐高温窗口前端采用压缩空气形成气幕来防止 窗口积灰，以确保摄像机成像清晰，压缩空气进口压力为0. 40 0. 6MPa、进口温度兰35°C。 防护套1前端压缩空气的吹扫确保了摄像机正常的工作环境。为确保补光设备的正常工 作，光源防护套2同样为水冷气封式结构，该防护结构夹层内通有冷却水，用冷却水对光源 防护套2进行冷却，用压缩空气在耐高温窗口前形成气幕来防止窗口积灰。压缩空气进口 压力为0. 40 0. 6MPa、进口温度兰35°C。冷却水的进口压力为0. 20 0. 4MPa、进口温度 刍 45°C。现场箱3内设置有用于视频信号传输的通讯设备、为工业级摄像机和通讯设备提 供稳定工作电源的电源控制单元；用于控制压缩空气供给和流量调节的球阀室内柜机4内设置有用于视频信号传输的通讯设备、稳压电源；通讯设备包括用于传输图像信号的光端机和光缆；视频图像信号经现场箱3内的 光端机和光缆传输到室内柜机4中的光端机，再还原成视频电信号给工业计算机6，完成图 像信号的传输。由于连铸生产线车间内环境恶劣，各种电磁干扰源较多，所以视频信号的传输采 用单膜光缆，以确保图像的传输质量。工业计算机6内安装有视频图像处理系统，用以对所采集的视频数据进行处理和 分析，并将实时视频画面和处理结果(缺陷的大小、类型及分布等)显示在显示器5上。所述 的处理结果包括连铸钢坯表面缺陷的大小、类型及分布等。
本发明热连铸钢坯表面质量检测方法，该检测方法的步骤如下
I)在热连铸钢坯上方安装内装有工业级摄像机的摄像机防护套I和内装有补光 设备的光源防护套2，所述补光设备对准钢坯表面，利用高亮光源进行补光，在钢坯通过检 测区域时，相机进行连续拍摄，完成图像采集，采集的图像如图2和图3所示；
2)采集后的图像信号经现场箱3内的光端机和光缆传输到室内柜机4中的光端 机，再还原成视频电信号给工业计算机6，完成图像信号的传输；
3)所述工业计算机6对图像进行滤波降噪分析处理，通过纹理分析算法对钢坯表 面图像进行处理。当铸坯表面有裂缝时，如图2所示，裂缝在图像中表现为一条细长的深色 区域；当铸坯表面有凹坑时，如图3所示，所述凹坑在图像上表现为一块边缘不规则的深色 区域。通过算法对图像进行处理，处理后的图像如图4和图5所示，图片中的裂缝和凹坑表 现为白色区域，其中图4对应图2的缺陷，图5对应图3的缺陷。
4)将步骤2)传输的实时视频画面和步骤3)处理后图像结果显示在显示器(5) 上；
5)当计算机处理系统发现铸坯表面具有缺陷时，系统就能区分钢坯表面的缺陷， 再根据钢坯的运行速度和检测时间，系统即可确定出缺陷的位置，报警装置7自动发出声 光报警。
工作人员接到报警后及时进行处理。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述实施例中，本领域的技术人员可以根据 本发明的指导思想轻易提出其它实施方式，这些实施方式都包括在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种热连铸钢坯表面质量检测方法，其特征在干，该检测方法的步骤如下 1)在热连铸钢坯上方安装内装有エ业级摄像机的摄像机防护套(I)和内装有补光设备的光源防护套(2)，所述补光设备对准钢坯表面，利用高亮光源进行补光，在钢坯通过检测区域时，相机进行连续拍摄，完成图像采集； 2)采集后的图像信号经现场箱(3)内的光端机和光缆传输到室内柜机(4)中的光端机，再还原成视频电信号给エ业计算机(6)，完成图像信号的传输； 3)所述エ业计算机(6)对图像进行滤波降噪分析处理，通过纹理分析算法对钢坯表面图像进行处理；当铸坯表面有裂缝时，所述裂缝在图像中表现为一条细长的深色区域；当铸坯表面有凹坑时，所述凹坑在图像上表现为ー块边缘不规则的深色区域；经算法处理后的图像，裂缝和凹坑表现为白色区域； 4)将步骤2)传输的实时视频画面和步骤3)处理后的图像结果显示在显示器(5)上； 5)当计算机处理系统发现铸坯表面具有缺陷时，系统就能区分钢坯表面的缺陷，再根据钢坯的运行速度和检测时间，系统即可确定出缺陷的位置，报警装置(7)自动发出声光报Sfc目o
全文摘要
本发明公开了一种热连铸钢坯表面质量检测方法，通过热连铸钢坯表面质量检测系统，经图像采集、图像数据传输、图像数据处理、钢坯表面缺陷报警四个步骤实现对热连铸钢坯表面质量检测。本发明解决了在热态下实时检测连铸钢坯表面缺陷的难题，通过对实时采集的视频信号进行分析，能直观地检测到钢坯表面的缺陷并及时进行报警，从而避免了毫无意义的继续加工，降低了能耗，降低了生产成本。
文档编号G01N21/896GK103033520SQ201210576248
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者张海根 申请人:天津市三特电子有限公司