金屬表面視覺檢測光源

本文目錄一覽：

• 1、金屬表面缺陷檢測方法有哪些?
• 2、目前金屬表面檢測的主要方法有哪些
• 3、如何選擇工業(yè)相機的視覺光源？
• 4、機器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點，以及使用方法
• 5、機器視覺系統(tǒng)常見的光源有哪些，每種光源適合在什么場合應用

金屬表面缺陷檢測方法有哪些?

1、輪廓測量儀

輪廓測量儀采用均布的4只二維激光測量傳感器測量軋材截面，4只傳感器包容軋材整個截面，真正做到無盲區(qū)測量。其應用范圍可以是任何截面形狀的輪廓，如圓形、方形、螺紋鋼、六角形、軌梁、T型、H型和其他長材產品。測量軟件系統(tǒng)根據各傳感器的測量數據擬合截面形狀，可在軟件界面直觀顯示軋材的截面形狀及關鍵尺寸。應用于軋鋼、有色金屬等的在線表面缺陷監(jiān)測。

2、漏磁檢測

漏磁檢測技術廣泛應用于鋼鐵產品的無損檢測。其檢測原理是，利用磁源對被測材料局部磁化，如材料表面存在裂紋或坑點等缺陷，則局部區(qū)域的磁導率降低、磁阻增加，磁化場將部分從此區(qū)域外泄，從而形成可檢驗的漏磁信號。

3、紅外線檢測

紅外線檢測是通過高頻感應線圈使連鑄板坯表面產生感應電流，在高頻感應的集膚效應作用下，其穿透深度小于1mm，且在表面缺陷區(qū)域的感應電流會導致單位長度的表面上消耗更多電能，引起連鑄板坯局部表面的溫度上升。

4、超聲波探傷檢測

超聲波檢測是利用聲脈在缺陷處發(fā)生特性變化的原理來檢測。聲波在工件內的反射狀況就會顯示在熒光屏上，根據反射波的時間及形狀來判斷工件內部缺陷及材料性質的方法。超聲波探傷技術多應用于金屬管道內部的缺陷檢測。

5、光學機器視覺智能檢測

光學機器視覺智能檢測的基本原理是：一定的光源照在待測金屬表面上，利用高速CCD攝像機獲得連鑄板坯表面圖像，通過圖像處理提取圖像特征向量，通過分類器對表面缺陷進行檢測與分類。

這5種方法均可檢測軋鋼及金屬表面的缺陷尺寸，輪廓測量儀更是可在線無損檢測軋材表面缺陷的設備，檢測精度高，對軋材的材質、溫度等都無要求，可以說是在線金屬缺陷檢測的重要幫手。

目前金屬表面檢測的主要方法有哪些

主流金屬制品表面缺陷在線檢測方法。

一、漏磁檢測

漏磁檢測技術廣泛應用于鋼鐵產品的無損檢測。其檢測原理是，利用磁源對被測材料局部磁化，如材料表面存在裂紋或坑點等缺陷，則局部區(qū)域的磁導率降低、磁阻增加，磁化場將部分從此區(qū)域外泄，從而形成可檢驗的漏磁信號。在材料內部的磁力線遇到由缺陷產生的鐵磁體間斷時，磁力線將會發(fā)生聚焦或畸變，這一畸變擴散到材料本身之外，即形成可檢測的磁場信號。采用磁敏元件檢測漏磁場便可得到有關缺陷信息。因此，漏磁檢測以磁敏電子裝置與磁化設備組成檢測傳感器，將漏磁場轉變?yōu)殡娦盘柼峁┙o二次儀表。

漏磁檢測技術的整個過程為：激磁-缺陷產生漏磁場-傳感器獲取信號-信號處理-分析判斷。在磁性無損檢測中，磁化時實現檢測的第一步，它決定著被測量對象(如裂紋)能不能產出足夠的可測量和可分辨的磁場信號，同時也影響著檢測信號的性能，故要求增強被測磁化缺陷的漏磁信號。被測構件的磁化由磁化器來實現，主要包括磁場源和磁回路等部分。因此，針對被測構件特點和測量目的，選擇合適的磁源和設計磁回路是磁化器優(yōu)化的關鍵。

漏磁檢測金屬表面缺陷的物理基礎使帶有缺陷的鐵磁件在磁場中被磁化后，在缺陷處會產生漏磁場，通過檢測漏磁場來辯識有無缺陷。因此，研究缺陷漏磁場的特點，確定缺陷的特征，就成為漏磁檢測理論和技術的關鍵。要測量漏磁場，測量裝置須具有較高的靈敏度，特別是能測空間點磁場，還應有較大的測量范圍和頻帶；測量裝置須具有二維及三維的精確步進或調整能力，以確定傳感器的空間位置；同時，應用先進的信號處理技術去除噪聲，確定實際的漏磁場量。Foerster，Athertion 已成功應用霍爾器件檢測缺陷，霍爾器件可在z—Y二維空間步進的最小間隔分別為2μm和0.1μm。

漏磁檢測不僅能檢測表面缺陷，且能檢測內部微小缺陷；可檢測到5X10mm。的微小缺陷；造價較低廉。其缺點是，只能用于金屬材料的檢測，無法識別缺陷種類。目前，漏磁檢測在低溫金屬材料缺陷檢測方面已進入實用階段。如日本川崎公司千葉廠于1993年開發(fā)出在線非金屬夾雜物檢測裝置；日本NKK公司福岡廠于同年研制出一種超高靈敏度的磁敏傳感器，用于檢測鋼板表面缺陷。

二、紅外線檢測與技術

紅外線檢測是通過高頻感應線圈使連鑄板坯表面產生感應電流，在高頻感應的集膚效應作用下，其穿透深度小于1 mm，且在表面缺陷區(qū)域的感應電流會導致單位長度的表面上消耗更多電能，引起連鑄板坯局部表面的溫度上升。該升溫取決于缺陷的平均深度、線圈工作頻率、特定輸入電能，以及被檢鋼坯電性能、熱性能、感應線圈寬度和鋼運動速度等因素。當其它各種因素在一定范圍內保持恒定時，就可通過檢測局部溫升值來計算缺陷深度，而局部溫升值可通過紅外線檢測技術加以檢定。利用該技術，挪威Elkem公司于1990年研制出Ther—mOMatic連鑄鋼坯自動檢測系統(tǒng)，日本茨城大學工學部的岡本芳三等在檢測板坯試件表面裂紋和微小針孔的實驗研究中也利用此法得到較滿意的結果。

三、超聲波探傷技術

超聲波檢測是利用聲脈在缺陷處發(fā)生特性變化的原理來檢測。接觸法是探頭與工件表面之間經一層薄的起傳遞超聲波能量作用的耦合劑直接接觸。為避免空氣層產生強烈反射，在探測時須將接觸層間的空氣排除干凈，使聲波入射工件，操作方便，但其對被測工件的表面光潔度要求較高。液浸法是將探頭與工件全部浸入于液體或探頭與工件之間，局部以充液體進行探傷的方法。脈沖反射法是當脈沖超聲波入射至被測工件后，聲波在工件內的反射狀況就會顯示在熒光屏上，根據反射波的時間及形狀來判斷工件內部缺陷及材料性質的方法。目前，超聲波探傷技術已成功應用于金屬管道內部的缺陷檢測。

四、光學檢測法

機器視覺是以圖像處理理論為核心，屬于人工智能范疇的一個領域，它是以數字圖像處理、模式識別、計算機技術為基礎的信息處理科學的重要分支，廣泛應用于各種無損檢測技術中。基于機器視覺的連鑄板坯表面缺陷檢測方法的基本原理是：一定的光源照在待測金屬表面上，利用高速CCD攝像機獲得連鑄板坯表面圖像，通過圖像處理提取圖像特征向量，通過分類器對表面缺陷進行檢測與分類。20世紀70年代中期，El本Jil崎公司就開始研制鍍錫板在線機器視覺檢測裝置 。1988年，美國Sick光電子公司也成功地研制出平行激光掃描檢測裝置，用以在線檢測金屬表面缺陷?；跈C器視覺的表面在線檢測與分類器設計的研究工作目前在國內尚處于起步階段。1990年，華中理工大學采用激光掃描方法測量冷軋鋼板寬度和檢測孔洞缺陷，并開發(fā)了相應的信號處理電路；1995年又研制出冷軋連鑄板坯表面軋洞、重皮和邊裂等缺陷檢測和最小帶寬測量的實驗系統(tǒng)。1996年，寶鋼與原航天部二院聯合研制出冷軋連鑄板坯表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，并進行了大量的在線試驗研究。近年來，北京科技大學、華中科技大學等也研制出較為實用化的在線檢測系統(tǒng)。

從檢測技術的觀點來看，基于機器視覺的鋼表面缺陷檢測系統(tǒng)面臨困境：①要求檢測到的缺陷的幾何尺寸越來越小，有的甚至小于0.1 mm；② 檢測對象可能處于運動狀態(tài)，導致采集的圖像抖動較大；③現場環(huán)境較惡劣，往往受煙塵、油污、溫度高等因素的影響，引起缺陷圖像信噪比下降；④表面缺陷的多樣性(如冷軋連鑄板坯表面可達100多種)，不同缺陷之間的光學特性、電磁特性不同；有的缺陷之間的差異不明顯。因此，基于機器視覺的連鑄板坯表面缺陷分類器要求具有收斂速度快、魯棒性好、自學習功能等特點。

如何選擇工業(yè)相機的視覺光源？

信熙緣科技為您解答， 首先我們來解答一下光源的作用與要求——

以配合DALSA工業(yè)相機使用的光源來介紹。

光源的作用和要求：

1-在機器視覺中的作用

@照亮目標，提高亮度

@形成有利于圖像處理的效果

@克服環(huán)境光照影響，保證圖像穩(wěn)定性

@用作測量的工具或參照

2-良好的光場設計要求

@對比度明顯，目標與背景的邊界清晰

@背景盡量淡化而且均勻，不干擾圖像處理

@與顏色有關的還需要顏色真實，亮度適中，不過曝或欠曝

機器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點，以及使用方法

1、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設計，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應用領域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測，芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點定位，包裝條碼識別。

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺。紅白兩用背光源、紅藍多用背光源，能調配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。應用領域:機械零件尺寸的測量，電子元件、IC的外型檢測，膠片污點檢測，透明物體劃痕檢測等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結構被測物的首選光源；顏色可根據需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調。應用領域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。

4、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設計，節(jié)省安裝空間；解決對角照射陰影問題；可選配漫射板導光，光線均勻擴散。應用領域:PCB基板檢測，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，集成電路印字檢查

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導光，減少反光；不同角度組合；應用領域:用于電路板焊錫檢測。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。應用領域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測場合。應用領域:陣相機照明專用，AOI專用。

8、點光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強度高；光纖鹵素燈的替代品，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應用領域:適合遠心鏡頭使用，用于芯片檢測，Mark點定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨立可控；可根據被測物要求調整所需照明角度，適用性廣。應用案例:CB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對位光源

對位速度快；視場大；精度高；體積小，便于檢測集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應用領域:VA系列光源是全自動電路板印刷機對位的專用光源。

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機器視覺系統(tǒng)常見的光源有哪些，每種光源適合在什么場合應用

1、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設計，節(jié)省安裝空間；解決對角照射陰影問題；可選配漫射板導光，光線均勻擴散。應用領域:PCB基板檢測，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，集成電路印字檢查

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺。紅白兩用背光源、紅藍多用背光源，能調配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。應用領域:機械零件尺寸的測量，電子元件、IC的外型檢測，膠片污點檢測，透明物體劃痕檢測等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結構被測物的首選光源；顏色可根據需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調。應用領域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。

4、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設計，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應用領域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測，芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點定位，包裝條碼識別。

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導光，減少反光；不同角度組合；應用領域:用于電路板焊錫檢測。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。應用領域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測場合。應用領域:陣相機照明專用，AOI專用。

8、點光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強度高；光纖鹵素燈的替代品，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應用領域:適合遠心鏡頭使用，用于芯片檢測，Mark點定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨立可控；可根據被測物要求調整所需照明角度，適用性廣。應用案例:CB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對位光源

對位速度快；視場大；精度高；體積小，便于檢測集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應用領域:VA系列光源是全自動電路板印刷機對位的專用光源。

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