本公开内容涉及用于检测存在于许多种钢板中的针孔或孔的检测装置和检测方法。
背景技术：
当在执行钢工艺中的冷轧的工厂(例如冷轧厂、电工钢板厂或不锈钢厂)中轧制材料时，通常由于组织中包含的夹杂物脱落或其他工艺问题而产生孔或针孔。当使用具有这种孔或针孔的钢板来制造压敏产品或含有内容物的产品时，由于该孔或针孔可能会导致压力泄漏或内容物泄漏。因此，在将钢板等交付给顾客之前，需要彻底检查是否存在孔或针孔。
技术实现要素：
技术问题
本公开内容的一个方面要提供能够精确地检测存在于诸如钢板的钢材料或非钢材料中的孔和/或针孔的检测装置。
本公开内容的另一方面要提供能够精确地检测存在于诸如钢板的钢材料或非钢材料中的孔和/或针孔的检测装置。
技术方案
根据本公开内容的一个方面，用于检测存在于材料中的孔或针孔的检测装置包括：照明单元，照明单元向材料的一侧照射光；光接收单元，光接收单元在材料的另一侧获取材料的图像以输出检测信号；检测单元，检测单元使用检测信号来确定材料中是否存在孔或针孔；以及照明控制单元，照明控制单元将照明单元划分成多个区域，并且控制照明单元针对该多个区域中的每个区域照射具有不同照明强度的光。
照明单元可以包括多个发光二极管(led)。
光接收单元可以包括多个相机。
检测装置还可以包括聚光透镜，聚光透镜被布置在照明单元与材料之间。
照明控制单元可以基于光接收单元的相机的位置和材料的边缘的位置来设置照明单元的调节区域。
照明控制单元可以将照明单元中的不包括在调节区域中的区域设置为中心区域，将调节区域中的与材料的边缘的外部分对应的区域设置为外区域，并且将外区域与中心区域之间的区域设置为边缘区域。
照明控制单元可以控制照明单元，使得照明单元的中心区域照射具有第一照明强度的光，照明单元的外区域照射具有比第一照明强度低的第二照明强度的光，并且照明单元的边缘区域照射具有在第一照明强度与第二照明强度之间的照明强度的光。第一照明强度可以是能够检测存在于材料中的孔或针孔的照明强度，并且第二照明强度可以是允许参考光量入射到光接收单元的相机的照明强度。参考光量可以是使包括在光接收单元中的相机输出最大亮度值的最小光量。边缘区域可以照射从外部分朝向中心具有从第二照明强度线性增大至第一照明强度的照明强度的光。
照明控制单元可以当材料中的前材料与尾部材料彼此焊接的焊接部分经过检测装置时设置照明单元的各区域，或者可以当材料弯曲时设置照明单元的各区域。
根据本公开的另一方面，一种用于使用被布置在材料的下方的照明单元和被布置在材料的上方的光接收单元来检测存在于材料中的孔或针孔的检测方法包括：将照明单元划分成多个区域；以及控制照明单元针对该多个区域中的每个区域照射具有不同照明强度的光。
该划分可以包括：基于包括在光接收单元中的相机的位置和材料的边缘的位置来设置调整区域；以及将不包括在调整区域中的区域设置为中心区域，将调整区域中的与材料的边缘的外部分对应的区域设置为外区域，并且将外区域与中心区域之间的区域设置为边缘区域。
在对照明单元的控制中，可以控制照明单元，使得照射单元的中心区域照射具有第一照明强度的光，照明单元的外区域照射具有比第一照明强度小的第二照明强度的光，并且照明单元的边缘区域照射具有在第一照明强度与第二照明强度之间的照明强度的光。
可以当材料中的前材料和后材料彼此焊接的焊接部分经过照明单元和光接收单元时执行该划分，或者可以当材料弯曲时执行该划分。
有益效果
如上所述，根据本公开的示例性实施方式，可以精确地检测存在于诸如钢板的钢材料或非钢材料中的孔和/或针孔。特别地，根据本公开的示例性实施方式的检测装置和检测方法还可以精确地检测存在于靠近材料的边缘的部分中的孔和/或针孔。
附图说明
图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的检测装置的示意图。
图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的检测装置及检测方法中的用于设置照明单元的边缘部分的方法的图。
图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的检测装置及检测方法中的用于设置照明单元的亮度的方法的图。
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的检测装置和检测方法中的用于控制照明单元的方法的示例的示意图。
图5是示出根据本公开的示例性实施方式的检测装置和检测方法中的用于控制照明单元的方法的示例的示意图。
图6是示出在根据本公开的示例性实施方式的检测装置和检测方法中设置照明单元的区域的时间点的图。
图7示出了本公开的示例性实施方式的检测装置的通过光接收单元获取的钢板的图像的示例的图。
图8是示出根据本公开的示例性实施方式的用于描述检测方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置和检测方法。
图1是示出根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置的示意图。根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置包括照明单元10、光接收单元30、照明控制单元40和检测单元50。根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置还可以包括透镜20。照明单元10可以包括多个发光二极管(led)11。光接收单元30可以包括一个或更多个相机31、32和33。
照明单元10可以布置在材料1的下方并且照射光。根据照明控制单元40的控制，照明单元10可以针对每个区域照射具有不同照明强度的光。例如，照明单元10的作为与材料1的中心部分对应的位置的中心区域可以照射具有第一照明强度的光，照明单元10的作为与材料1的外部分对应的位置的外区域可以照射具有比第一照明强度低的第二照明强度的光，并且照明单元10的在中心区域与外区域之间的边缘区域可以照射具有第一照明强度与第二照明强度之间的照明强度的光。
作为能够检测存在于材料1中的孔和/或针孔的照明强度的第一照明强度可以是足够高的照明强度，并且第二照明强度可以是允许参考光量入射到光接收单元30的相机31或33的照明强度。
参考光量可以是允许由相机31或33获取的图像的亮度值最大化的光量。例如，当相机31或33以8位输出每个像素的亮度值时，参考光量可以是允许相机31或33输出255作为亮度值的最小光量。参考光量可以通过相机31或33的图像传感器的自身特性、光圈值等来确定。当超过参考光量的光量入射到相机31或33时，图像传感器可能劣化。因此，在根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置和检测方法中，可以将从照明单元10的外区域照射的光的照明强度调整为第二照明强度以防止相机的图像传感器的劣化。
照明单元10的边缘区域可以照射从外侧朝向内侧具有从第二照明强度线性增大至第一照明强度的照明强度的光。
光接收单元30可以布置在材料1上方。穿过材料1的光可以入射到光接收单元30，并且光接收单元30可以根据入射到其上的光量来输出检测信号。如上所述，光接收单元30可以包括一个或更多个相机31、32和33。在这种情况下，由相机31、32和33中的每一个输出的图像信号可以是检测信号。相机的数目可以根据要检测的孔和/或针孔的尺寸、材料的尺寸等来确定。
照明控制单元40可以根据材料1的宽度来设置照明单元10的区域，并且可以控制照明单元10针对每个区域照射具有合适的照明强度的光。
检测单元50可以基于从光接收单元30接收到的检测信号来确定材料1中是否存在孔和/或针孔。当在材料中存在孔和/或针孔时，检测单元50可以检测孔和/或针孔的位置。
检测单元50还可以基于检测信号来检测材料1的边缘的位置。在这种情况下，检测单元50可以将材料1的边缘的位置提供给照明控制单元40，并且照明控制单元40可以使用材料1的边缘的位置来设置照明单元10的区域。
根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置还可以包括被布置在材料1与照明单元10之间的聚光透镜。聚光透镜20可以用于提高光的使用效率。
尽管未示出，但是照明控制单元40和/或检测单元50可以包括至少一个处理单元和存储器。此处，处理单元可以包括：例如，中心处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等并且可以具有多个核。存储器可以是易失性存储器(诸如随机存取存储器(ram)等)、非易失性存储器(诸如只读存储器(rom)、闪存等)或者它们的组合。可以将用于执行根据本公开内容的示例性实施方式的检测方法的程序加载到存储器中。
另外，照明控制单元40和/或检测单元50可以包括附加存储装置。存储装置可以包括磁存储装置、光存储装置等，但是不限于此。用于实现根据本公开内容的示例性实施方式的检测方法的计算机可读命令可以被存储在存储装置中，并且用于实现操作系统、应用程序等的其他计算机可读命令也可以被存储在存储装置中。存储装置中存储的计算机可读命令可以被加载到存储器中以便由处理单元执行。
另外，照明控制单元40和检测单元50也可以由一个处理单元和一个存储器来实现。
图2是示出根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置和检测方法中的用于设置照明单元的亮度调整区域即外区域和边缘区域的方法的图。在图2中，附图标记1-1是指具有最小宽度的材料，并且附图标记1-2是指具有最大宽度的材料。
在图2中，第一调整区域和第二调整区域是指在照明单元10中亮度被调整的区域，并且可以是与材料的最小宽度相比直到材料内部约几十毫米的区域。第一调整区域和第二调整区域可以由材料与照明源之间的距离、相机与材料之间的距离等来确定。
下面参照图2描述了当旨在检测相对于具有最小宽度的材料1-1的孔和/或针孔时用于设置作为照明单元10的左部的亮度调整区域的第一调整区域的方法。
如图2所示，第一调整区域是指从稍微位于当从最左边的相机31画出斜线看到的照明位置的内部的led穿过具有最小宽度的材料1-1的端部到最左边的led的区域。即，由于照明单元10在与材料的中心部分对应的位置中非常亮，所以当该光进入相机时，相机中通常会生成白噪声，从而导致在获取图像时出现问题。因此，为了稳定地确保图像，通过上述方法设置第一调整区域。
第二调整区域也可以通过与用于设置第一调整区域的方法相同的方法设置。
另外，在旨在检测相对于具有最大宽度的材料1-2的孔和/或针孔的情况下，可以通过与上述方法相同的方法设置第一调整区域和第二调整区域。
图3是示出根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置和检测方法中的用于设置照明单元的亮度的方法的图。
如图3所示，照明单元10包括与材料的中心部分对应的中心区域c、与材料的外部分对应的外区域ol和or、以及作为中心区域c与外区域ol和or之间的区域的边缘区域el和er。
上述区域中的第一外区域ol和第一边缘区域el对应于图2的第一调整区域，并且上述区域中的第二外区域or和第二边缘区域er对应于图2的第二调整区域。
如上所述，照明控制单元40(参见图1)可以设置照明单元10的区域。详细地，照明控制单元40通过图2中描述的方法来设置第一调整区域和第二调整区域。为此，照明控制单元40(参见图1)可以使用相机31或33的位置以及关于从检测单元50(参见图1)提供的材料的边缘的信息。然后，照明控制单元40可以将不是第一调整区域和第二调整区域的部分设置为中心区域c，将与第一调整区域和第二调整区域中的每一个中的材料的外部分对应的区域设置为外区域ol和or，并且将与第一调整区域和第二调整区域中的每一个中的材料的外部分对应的区域中的不与外区域ol和or对应的区域设置为边缘区域el和er。
照明控制单元40(参见图1)可以控制照明单元10针对每个区域照射具有不同照明强度的光。即如图3所示，照明单元10的中心区域c可以照射具有作为能够检测材料1中存在的孔和/或针孔的足够高的照明强度的第一照明强度的光，照明单元10的外区域ol和or可以照射具有允许参考光量入射到光接收单元30的相机31或33的第二照明强度的光，并且照明单元10的边缘区域el和er可以照射从外侧朝向内侧具有从第二照明强度线性增大至第一照明强度的照明强度的光。
图4是示出根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置和检测方法中的用于控制照明单元的方法的示例的示意图。
如图4所示，照明控制单元40-1可以控制照明单元10-1以与图3所示的图案相同的图案来照射光，并且可以针对多个模块10-11至10-14中的每一个来控制照明单元10-1。
模块10-11至10-14中的每一个可以包括多个led。多个模块10-11至10-14中的每一个可以具有10mm至20mm的长度。当针对多个模块10-11至10-14中的每一个控制照明单元10-1时，一个模块的所有led可以具有相同的光亮度。
图5是示出根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置和检测方法中的用于控制照明单元的方法的示例的示意图。
如图5所示，照明控制单元40-2可以个别地控制构成照明单元10-2的各个led11-1至11-n。
图6是示出在根据本公开内容的示例性实施方式的检测装置和检测方法中设置照明单元的区域的时间点的图。
如上所述，照明控制单元40(参见图1)设置照明单元10(参见图1)的区域。当前材料的宽度和后材料的宽度彼此不同时，如图6所示，照明控制单元可以在前材料和后材料彼此焊接的焊接部分经过检测装置的时间点设置照明单元的各区域。
详细地，照明控制单元从外部装置(例如，控制所有处理的处理器)接收关于前材料和后材料中的每一个的宽度、焊接部分的位置等的信息，并且在焊接部分到达检测装置之前的几米即在图6的点a1到达检测装置的时间点处开始用于设置各区域的操作。例如，当图6的a1到达检测装置时，照明控制单元控制照明单元，使得整个照明单元照射具有用于检测材料(特别是后材料)的边缘的照明强度的光。然后，检测单元检测材料的边缘的位置，并且照明控制单元使用材料的边缘的位置来设置照明单元的各区域，即中心区域、外区域和边缘区域。参考图2和图3的描述可以容易地理解用于设置各区域的方法。可以在焊接部分经过检测装置之后的几米即直到图6的点a2经过检测装置来执行设置各区域的处理。然后，照明控制单元针对每个所设置的区域来调整从照明单元照射的光的强度。
在图6中示出了当焊接部分经过检测装置时重置各区域的情况，但是也可以在任何需要时执行或者可以定期执行重置各区域的处理。例如，当材料的弯曲发生时，可以执行重置各区域的处理。检测单元可以基于从光接收单元接收的检测信号来确定材料的弯曲是否发生。
图7是示出由根据本公开内容的实施方式的检测装置的光接收部分获取的钢板的图像的示例的图。如图7的(a)和(b)所示，可以看出边缘部分中存在的针孔和边缘被非常清楚地获取。
图8是用于描述根据本公开内容的示例性实施方式的检测方法的流程图。
首先，照明单元设置调整区域(s100)。然后，照明单元的区域可以被细分为中心区域、外区域和边缘区域。参考图2和图3的描述可以容易地理解用于此的详细操作。
然后，对调整区域的亮度进行调整(s200)。参考图3的描述可以容易地理解用于此的详细操作。
为了检测材料的边缘部分中存在的孔或针孔，在常规情况下存在使用边缘掩模或边缘滤波器的示例，但是在这种情况下，可能需要用于驱动边缘掩模或边缘滤波器的电动机等，并且根据光强度的变化，可能存在检测不可能的区域或者结果中可能出现错误。然而，在根据本公开内容的示例性实施方式的针孔检测装置中，不使用边缘掩模或边缘滤波器。因此，上述问题不会出现。此外，可以缩短材料与照明之间的距离以确保有效的检测性能。
尽管上面已经示出和描述了示例性实施方式，但是对于本领域技术人员而言明显的是，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下可以进行修改和变型。