高速紅外熱像儀為汽車產業監控粗鋼質量
2017-12-08
今天的工業化社會對鋼材的需求日益增多，尤其是汽車行業。雖然目前市場上也存在有效的方法來檢測粗鋼的質量，但是對于更高效、更安全、更高質量的粗鋼檢測手段的需求從未停止。
為了改善目前的非創傷性鋼坯檢測方法，南非H.Rohloff (Pty) Limited公司開發了一款全自動高速鋼坯鋼管在線檢測系統——Billet InspectIR。這套先進的系統完全依賴于FLIR的熱成像技術來檢測圓形和方形鋼坯的表面缺陷。
系統要求
自動檢測系統的要求來自于鋼鐵行業自身。“一家鋼廠客戶想用某種設備替代目前的人工肉眼檢測系統，”H. Rohloff公司技術總監Louie van der Walt說道，“現有的方法很費時，而且沒有可追溯性。新的解決方案要能提供可追溯性，并且提供相關的文件用于質量控制。”
除此之外，新的檢測系統還要快速、安全、靈敏、可靠，最好是無接觸檢測方式。另外根據方向、長度和深度，快速歸類鋼坯瑕疵的能力也非常重要。
對此，H. Rohloff公司深知熱成像技術是成功的關鍵。“我們已經證明使用現代化紅外技術能滿足所有這些要求。熱成像無疑在當前的制造工藝領域大有用武之地，因為它完全符合無創傷性檢測（NDT）的要求。”Louie Van der Walt評價說。
高速檢測
InspectIR系統包含一個紅外熱像儀箱、信號處理系統、操作控制柜、電應加熱器、感應線圈、水冷系統、輸送機和瑕疵標記設備。板材、棒材和管材被卸載到輸送機上，然后通過紅外熱像儀箱。在箱內，三個不同尺寸的感應線圈中的一個，會將材料表面加熱到最高20℃，表面破損的地方會顯示出比其他地方溫度高。
根據用途不同，在箱內各角會安裝三臺到四臺紅外熱像儀，以1m/s的速度采集經過加熱后的鋼坯所釋放的信息。隨后，復雜的信號處理系統會對數據進行分析，使用一定的算法識別、量化并顯示問題。專門設計的問題識別軟件，是與幾家鋼材制造商聯合開發的。
Billet InspectIR為全自動檢測，消除了人為誤差的風險。標記站使用水性漆標記瑕疵的位置，如果需要的話，可以將材料標記成次品。
紅外熱像儀箱長5米，寬1米，高3米，重5噸，安裝在鋁制框架內。它能根據所檢測材料的尺寸自動調節高度。InspectIR系統的一個重要原理就是：在瑕疵區域檢測出的溫度升高，同表面瑕疵的深度有關。
圖1：InspectIR系統的一個重要原理就是：在瑕疵區域檢測出的溫度升高同表面瑕疵的深度有關。
圖2：檢測屏幕顯示，配有四臺紅外熱像儀的InspectIR系統檢測出的方坯角缺陷。
“這個解決方案是獨一無二的，市場上還沒有任何一種類似的產品，”van derWalt說道，“Billet InspectIR的特點是報告可追溯，并能根據方向、長度和深度對瑕疵進行歸類。從材料檢測的角度來看，這一點尤其重要，因為它能讓用戶判斷是將產品報廢還是進一步返工修復瑕疵。”
圖3：BilletInspectIR根據方向、長度和深度進行瑕疵歸類。
同時它還是無接觸的，保證不會有磨損，而且移動部件很少，所以只需最低程度的維護。每臺FLIR紅外熱像儀每秒進行60次測溫，總共進行76,800次測溫。這就意味著四個高級信號處理器每秒要分析4,608,000個測溫數據。InspectIR軟件能自動分辨小至1℃的溫度變化。檢測出的瑕疵將根據深度進行歸類，深度與ΔT成正比。
“使用BilletInspectIR系統能大幅度提高生產率，”van der Walt評價說。棒材過去往往只用肉眼檢測或磁粉探傷（TM）。肉眼檢測非常有局限性，只能評估材料表面看得見的不連續，而且很費時，并受操作者視覺靈敏度和技能的限制。磁粉探傷用于定位表面和淺表處的不連續，或用于檢測鐵磁材料。磁化的部分如果出現瑕疵會導致磁場流失，即磁通量。如果在材料表面涂上磁粉，磁粉會因為磁漏被固定，為檢測提供一個可見的標記。這種方法雖然有效，但也很費時。“過去肉眼檢測每根棒材一般需要兩分鐘，現在InspectIR能以6秒每根的速度完成檢測。”van der Walt說道。
圖4：Billet InspectIR包含一個紅外熱像儀箱、信號處理系統、操作控制柜、電應加熱器、感應線圈、水冷系統、輸送機和瑕疵標記設備。
圖中文字：
瑕疵標記設備
加熱線圈(在箱內)
4臺紅外熱像儀(在箱內)
潤濕裝置
操作控制柜
強大的報告能力
所有的熱圖像都顯示在檢測屏幕上。每種粗鋼鋼坯或棒材通過系統后，都會生成檢測部分的一張熱圖像和報告。儲存所有的結果，可以在任何時候下載或打印。缺陷數據如位置、深度、長度、方向以及歸類信息，也存儲在數據庫中。同時還使用了激光測速儀精確控制瑕疵的標記。
圖5：該InspectIR截圖為分析前的棒材。上部是鋼材或鋼坯的熱圖像，只是少了被過濾掉的關注區域。板材上的白線表明表面有破損。
圖6：該InspectIR 截圖為分析后的棒材。上部視圖對表面破損進行了突出顯示。下方的窗口有三種不同顏色的線。白線顯示了實際溫度；綠線顯示了過濾后的溫度曲線；紅線顯示了臨界溫度。白線超過紅色臨界溫度曲線的地方，就是缺陷存在之處。
圖7：熱圖像清晰顯示鋼坯的任何瑕疵。
高靈敏度紅外熱像儀
Billet InspectIR系統已經在全球多家鋼廠入使用。“最近我們為南非提供了一套系統、德國一套、中國三套。”vander Walt說。南非的系統和中國的一套系統均使用了四臺FLIRSC3000紅外熱像儀。中國的另外兩套系統使用了FLIR的A315和A615紅外熱像儀。
FLIR SC系列針對學術和工業研發領域設計，同時也適合需要配置高靈活性紅外熱像儀的集成商，具有高靈敏度、高精度、高空間分辨率和速度特性。FLIR SC系列第一次提供了CNUC™ & Hypercal™技術，其特點是NUC免費運行，同時擁有寬闊的動態范圍選擇。
生產工程師和技術專家想要的是以更低的成本獲得更高產量、質量穩定的產品。FLIR A系列紅外熱像儀是用于紅外機器視覺、閉路過程控制和質量控制成像的最有效工具，幫助用戶驗證和提高產品質量和產量。
“我們尤其滿意攝像儀的高靈敏度和速度，因為我們的Billet InspectIR系統需要以1m/s的速度進行粗鋼棒材的監控。”FLIR A系列高靈敏度紅外熱像儀，能以高幀率記錄熱圖像（如A615的幀速為200Hz）。“除了高靈敏度，FLIR紅外熱像儀設計簡潔輕便，能很容易地整合到大型系統中。”van der Walt評價說。
值得一提的是，FLIR為H.Rohloff提供了非常適合的相機控制工具。InspectIR每次在檢測不同尺寸的棒材時，都需要重新對紅外熱像儀進行調焦。得益于專門的FLIR軟件，之前用過的對焦位置可以儲存下來，以后需要時可以直接調用。這也使檢測可以更快捷、更有效的進行。
FLIR紅外熱像儀產品鏈接：http://www.home-e.net.cn/plus/list.php?tid=95
最新資訊
