用于探测金属表面中的缺陷的装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于探测金属表面中的缺陷的装置和方法。该装置被配置，以便沿着多个通常平行和相邻的扫描路径相对于下层金属表面移动涡流线圈，并在涡流线圈沿着每个路径移动时，从涡流线圈接收在所述线圈处引起的振荡信号。记录与在每个路径内的多个相邻扫描区域中的每个扫描区域有关的所接收的振荡信号的表示，且显示关于每个扫描区域的信号表示的二维栅格状图。该装置和方法的进一步的功能是便于缺陷的定位，通过该装置和方法，界面接收到的用户输入使光源照亮金属表面的选定部分。
【专利说明】用于探测金属表面中的缺陷的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于探测金属表面中的缺陷的装置和方法。具体地，虽然不是排他地，本发明涉及探测热和冷轧辊中的缺陷的方法。
【背景技术】
[0002]用于使用涡流检查机器探测轧辊中的纵向缺陷的方法和装置是已知的。在 申请人:的早些时候的国际申请号W02010/015806中公开了一种这样的方法和装置。
[0003] 申请人:试图改进前述缺陷探测方法和装置，并在这么做时发展了适合于探测轧辊上的周向缺陷以及纵向缺陷的方法和装置。所发展的方法和装置还允许缺陷(一旦被探测至IJ)的位置被容易和精确地定位。
[0004]已知使用非接触涡流线圈技术用于探测这样的产品中的缺陷。在测试中的产品穿过或相邻于已被交变电流激励的电气测试线圈。这引起在测试材料周围的涡流的流动，或在扇形线圈的情况下，引起在线圈之下的区域中的涡流的流动。简言之，间歇的异常或缺陷弓丨起仪器探测到的涡流模式的变化。
[0005]可一贯地被探测到的最小缺陷长度是所使用的线圈的尺寸和轧辊的通过速度及其旋转速度的函数。
[0006]可以在轧辊研磨活动之前、期间和之后，将这样的探测设备安装到辊轧设备上，以便有效地探测并量化表面缺陷，例如辊裂缝、擦伤和磁性能。
[0007]简单来说，线圈振荡频率被测量、解调，以从载波提取缺陷信息、被交流去耦并放大以产生信号，可从该信号识别缺陷。
[0008]缺陷探测的实质是探测所感测到的信号中的变化。因此，解调对于能够从载波提取缺陷信号总是关键的。在解调之后，总是采用过滤来移除任何背景噪声和仅由轧辊中的轻微轮廓线引起的频率的变化。这个解调和过滤过程需要预先知道轧辊的直径，以便正确地起作用。
[0009] 申请人:认识到，频率的这种解调在很多情况下导致周向缺陷未被探测到，因为频率在整个缺陷中保持不变，从而使仪器只在缺陷的起始处记录频率的微小变化和在缺陷的结束处记录频率的另一微小变化。甚至对经训练的眼睛，这些变化看起来是两个小(纵向)缺陷，其可能难以看到并可能甚至完全被错过。
[0010]而且，因为已知的探测系统取决于轧辊的旋转和通过速度，任何缺陷(一旦被探测至IJ)的精确定位是麻烦和耗费时间的。
[0011]本发明试图通过提供改进的装置和方法，例如其可探测轧辊上的周向缺陷并提供容易和有效地定位探测到的缺陷的手段，来减轻使用已知的探测装置和方法的前述缺点。
【发明内容】
[0012]根据本发明的一个方面，提供了用于探测金属表面中的缺陷的装置，其包括:用于在涡流线圈沿着第一和第二位置之间的扫描路径相对于下层金属表面移动时，从涡流线圈接收在涡流线圈处引起的振荡信号的接收器；用于记录沿着第一和第二位置之间的扫描路径接收的振荡信号的记录装置；以及用于将为这样的扫描路径所记录的振荡信号的表示输出到显示器的输出装置。
[0013]在这个上下文中的所记录的振荡信号是来自涡流线圈的未经历解调或类似的处理的接收到的信号，以从载波提取缺陷信息。因此，所记录的振荡信号的表示基于从涡流线圈接收的未解调的信号。
[0014]根据另一方面，提供了用于探测金属表面中的缺陷的装置，该装置包括:在多个正交布置的扫描区域上相对于下层金属表面可移动的涡流线圈；用于在涡流线圈在每个扫描区域上移动时从涡流线圈接收在所述线圈处引起的振荡信号的接收器；用于产生关于每个扫描区域的所接收的振荡信号的表示，并产生显示关于每个扫描区域的信号表示的二维栅格状图的信号处理装置；以及用于将栅格状图输出到显示器的装置。
[0015]根据另一方面，提供了探测金属表面中的缺陷的方法，该方法包括:在涡流线圈沿着第一和第二位置之间的扫描路径相对于下层金属表面移动时，从涡流线圈接收在涡流线圈处引起的振荡信号；记录沿着第一和第二位置之间的扫描路径接收的振荡信号；以及将扫描路径的振荡信号的表不输出到显不器。
[0016]根据另一方面，提供了用于探测金属表面中的缺陷的方法，该方法包括:沿着多个通常平行和相邻的扫描路径相对于下层金属表面移动涡流线圈；在涡流线圈沿着每个路径移动时，从涡流线圈接收在所述线圈处引起的振荡信号；产生与在每个路径内的多个相邻扫描区域中的每个扫描区域有关的所接收的振荡信号的表示；产生显示关于每个扫描区域的信号表示的二维栅格状图；以及用于将栅格状图输出到显示器的装置。
[0017]根据本发明的另一方面，提供了探测金属表面中的缺陷的方法，其包括下列步骤:
[0018](a)在金属表面上使涡流线圈电路通过；
[0019](b)对于在测试中的表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据；以及
[0020]( c )输出原始振荡数据的表示用于显示目的。
[0021]所谓“原始数据”指的是来自涡流线圈和超声线圈的没有经受解调的未处理的数据。
[0022]优选地，金属表面包括实质上圆柱形的产品。产品将优选地采取钢轧辊的形式。
[0023]优选地，在大约180kHz的线圈频率上记录测量。该频率实质上比已知的技术低。
[0024]根据本发明的另一方面，提供了探测并定位金属表面中的缺陷的方法，其包括步骤:
[0025](a)在金属表面上使合并有涡流线圈电路的测试头通过；
[0026](d)对于在测试中的金属表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据；
[0027](e)在屏幕显示器上输出原始数据的表示；
[0028](b)在屏幕显示器上显示测试头的位置；
[0029](c)检查屏幕显示器以识别潜在的缺陷；以及
[0030]Cd)相对于测试头移动金属表面,和/或相对于金属表面移动测试头，移动到所显示的测试头和缺陷区域的位置在屏幕显示器上重叠的位置。
[0031]优选地，屏幕显示器是触摸屏，其中缺陷区域可被触摸，以允许测试头和/或金属表面自动移动到重叠位置。
[0032]优选地，测试头包括发光装置，其在重叠点处被激活，以将光发射到缺陷位置上的金属表面上。
[0033]根据本发明的另一方面，提供了包括指令的计算机程序，当指令被计算机装置执行时，控制计算机装置执行前述方法。
[0034]根据本发明的另一方面，提供了非临时计算机可读存储介质，其具有存储在其上的计算机可读代码，当计算机可读代码被计算装置执行时，使计算装置执行方法，该方法包括:
[0035](a)在金属表面上使涡流线圈电路通过；
[0036](b)对于在测试中的金属表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据；以及
[0037]( c)输出原始振荡数据的表示，用于显示目的。
[0038]根据本发明的另一方面，提供了非临时计算机可读存储介质，其具有存储在其上的计算机可读代码，当计算机可读代码被计算装置执行时，使计算装置执行方法，该方法包括:
[0039](a)在金属表面上使合并有涡流线圈电路的测试头通过；
[0040](b)对于在测试中的金属表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据；
[0041](c)在屏幕显示器上输出原始数据的表示；
[0042](d)在屏幕显示器上显示测试头的位置；
[0043](e)检查屏幕显示器以识别潜在的缺陷；以及
[0044]Cf)相对于测试头移动金属表面,和/或相对于金属表面移动测试头，移动到所显示的测试头和缺陷区域的位置在屏幕显示器上重叠的位置。
[0045]根据本发明的另一方面，提供了装置，该装置具有至少一个处理器和在其上存储有计算机可读代码的至少一个存储器，当计算机可读代码被执行时，控制至少一个处理器:
[0046](a)在金属表面上使涡流线圈电路通过；
[0047](b)对于在测试中的金属表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据；以及
[0048]( c)输出原始振荡数据的表示，用于显示目的。
[0049]根据本发明的另一方面，提供了装置，该装置具有至少一个处理器和存储有计算机可读代码的至少一个存储器，当计算机可读代码被执行时，控制至少一个处理器:
[0050](a)在金属表面上使合并有涡流线圈电路的测试头通过；
[0051](b)对于在测试中的金属表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据；
[0052](c)在屏幕显示器上输出原始数据的表示；
[0053](d)在屏幕显示器上显示测试头的位置；
[0054](e)检查屏幕显示器以识别潜在的缺陷；以及
[0055]Cf)相对于测试头移动金属表面,和/或相对于金属表面移动测试头，移动到所显示的测试头和缺陷区域的位置在屏幕显示器上重叠的位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0056]现在通过举例的方式参考附图描述本发明的实施例，其中:[0057]图1示出根据本发明的第一实施例而布置的装置；
[0058]图2 Ca)和2 (b)示出未调制的和解调的频率波数据的显示；
[0059]图3示出根据本发明的第二实施例的装置；
[0060]图4是使用图3的装置产生的扫描图的示意图，该扫描图代表轧辊的表面；
[0061]图5示出信号处理模块及计算机处理和控制模块的部件的方框图，这些部件形成图3的装置的一部分；
[0062]图6和7是指示由图5所示的信号处理模块及计算机处理和控制模块执行的处理步骤的流程图；
[0063]图8是显示在计算机显示器上的扫描图的用户界面的视图，包括多个有缺陷区域；
[0064]图9是当使用用于通过显示器接收用户选择的触敏显示器显示时，图8所示的用户界面的视图；以及
[0065]图10是具有测试头的图3的装置的示意图，该测试头合并有光源形式的缺陷指示器。
【具体实施方式】
[0066]参考图1，第一实施例包括合并有非接触涡流和超声线圈的测试头10。测试头10被设计成安装到辊轧磨床上，使得测试头10，相邻于在磨床上的使用中的钢轧辊12，可以纵向滑动。
[0067]测试头10包括LED14，该LED在使用期间被激活，以将光发射到轧辊12的表面的一部分，如稍后将描述的。
[0068]在使用期间，测试头10在轧辊12的整个长度上移动，而同时轧辊12在磨床上旋转。
[0069]在测试头10内的涡流线圈的振荡频率，在线圈的整个长度上，被连续地测量并记录。原始数据接着被传输到处理装置，用于在触摸屏16上显示。
[0070]从原始数据的显示中，用户能够清楚地看到在整个轧辊12上的波频率的变化。所记录的数据是原始的且没有被解调的事实意味着，整个波模式被显示，从而清楚地显示出恒定波的区域，其中以较高的频率指示轧辊中的周向缺陷。
[0071]图2 (a)和2 (b)示意性示出在周向缺陷上的波频率的基本显示。在这两个显示之间的差异是，图2 (a)的显示是本实施例的显示，由此，原始频率数据被显示，而图2 (b)的显示是在工业中的标准实践的频率解调的或相位解调的频率信号的显示。
[0072]从图2 (a)和(b)的比较很清楚，周向缺陷在2 (a)中被清楚地指示，而2 (b)也可能是指示两个单独的纵向缺陷。
[0073]涉及测试头10到轧辊12的相对位置的数据也被传输到处理装置和触摸屏16，用于在频率波上显示。测试头10的位置可以以垂直线18这样的基本形式被显示。
[0074]在使用期间，一旦轧辊被测试头10 “扫描”且在整个轧辊12上的波频率被显示在触摸屏16上，用户就可以简单地识别缺陷区域——不管它是纵向还是周向缺陷，并在该区域处触摸屏幕16以将其加亮。
[0075]可通过使触摸屏16上的显示指示标识18与频率波的加亮区域对齐，来相对于轧辊12将测试头10手动或自动地移动到正确的位置。
[0076]也可手动或自动地旋转轧辊12，以将其调整到正确的方位。
[0077]当测试头10位于加亮的位置上时，位于测试头10上的LED14激活以在轧辊12的缺陷区域上发射光。当测试头10接近正确的位置时，LED可断断续续地闪光，以进一步帮助用户，随着测试头朝着所述正确的位置移动，闪光变得更快。正确的位置可由不闪光的LED指示或由LED颜色的变化指示。
[0078]整个频率波被测量且原始数据用于处理轧辊的表面上或表面内的缺陷的探测和定位的事实意味着，该测量不依赖于轧辊12的通过速度或旋转速度。实际上，轧辊12可手动或自动地来回移动并旋转几次，以找到缺陷的正确定位。
[0079]现在将参考图3到图10描述第二实施例。
[0080]参考图3，示出了安装在磨床上的钢轧辊12’。根据第二实施例的缺陷探测系统包括测试头24，四个涡流线圈26安装在测试头24上，尽管如此，可使用更少或更多数量的线圈(在该意义上，该概念是可扩展的)。如同第一实施例一样，测试头24能够被安装到辊轧磨床上，使得测试头相邻于钢轧辊12’纵向可移动，如箭头30所指示的。
[0081]箭头32指示磨床上的轧辊12’的旋转运动。
[0082]测试头24 (且因此每个涡流线圈26)沿着多个相邻的纵向扫描路径可移动。
[0083]这个第二实施例中的缺陷探测系统还包括位置编码器28，其提供指示轧辊12’的旋转位置和测试头24的纵向位置的数据。在位置编码器原位设置在辊轧磨床上的场合中，系统可简单地从所述原位位置编码器获取数据。
[0084]如下面将参考图4解释的，系统被配置，使得每个线圈26扫描轧辊表面上的多个正交布置的“扫描区域”。从位置编码器28接收的数据用于实时地识别特定的线圈26位于哪个扫描区域之上。
[0085]该缺陷探测系统还包括信号处理模块34及计算机处理和控制模块36，其中后者包括触摸屏显示装置和缺陷定位器装置。
[0086]现在参考图4，在计算机处理和控制模块36内的软件有效地将整个轧辊表面映射为多个正交布置的正方形或矩形42，其中每个正方形或矩形42提供特定的扫描区域用于测试。每个扫描区域唯一地由柱面号(C)和扇区号(S)标注；在这个方面，轧辊表面的长度被划分成整数数量的圆柱体，且圆周表面被划分成整数数量的扇区。计算机处理和控制模块36被配置，以便基于从位置编码器28接收的数据在任一时刻识别特定的线圈26位于哪个扫描区域上。
[0087]现在参考图5，示出了信号处理模块34及计算机处理和控制模块36的部件的示意图。为了解释的容易，将关于单个线圈26来描述每个部件的操作。
[0088]信号处理模块34获取由线圈26产生的原始振荡信号作为输入，线圈26由例如如图2 (a)所示的振荡器50驱动。这个信号被馈送到平方器52和比较器54。来自比较器54的输出是具有来自线圈的原始振荡信号的精确频率的方波。
[0089]因此将认识到，所利用的是原始信号而不是频率解调的或相位解调的版本。
[0090]比较器输出信号被馈送到现场可编程门阵列(FPGA)56，该FPGA被配置，以便测量预定数量的振荡出现所花费的时间。这个预定数量在理论上是任意的，虽然在本例子中被设置为57。在理论上，通过使该数量变大能够实现更大的分辨率，但实际上该数量需要被限制，以确保FPGA56内的计数器不返回到零。
[0091]因而产生的时间周期T接着经由RS422通道被馈送到被包含在计算机处理和控制模块36的控制器/处理器60中的第二 FPGA58,其布置和操作将在下面被描述。
[0092]FPGA58获取来自位置编码器28的数据作为输入，并被配置以便使用数学算法产生扫描区域(C，S)。来自第二 FPGA58的输出接着被馈送到计算机处理和控制模块36的控制器/处理器60。这通过DMA引擎来执行。
[0093]基于同步操作，计算机处理和控制模块36因此被配置以便使T值与其扫描区域相关或相应。当线圈26从一个扫描区域(C，S)移动到下一扫描区域(C，S)时，相应的T值被传送到控制器/处理器60。
[0094]仍然参考图5，计算机处理和控制模块36包括控制器/处理器60、由显示部分71和触觉界面部分72组成的触敏显示器70、存储器62和RAM68。也可以包括硬件按键(未示出)。控制器/处理器60被连接到其它部件中的每一个，以便控制其操作。
[0095]存储器62可以是非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)。存储器62除了别的以外还存储操作系统64和软件应用66。RAM68由控制器/处理器60使用，用于数据的临时存储。操作系统64和软件应用66可包含代码，该代码，在当其由控制器/处理器60结合RAM68执行时，控制计算机处理和控制模块36的每个硬件部件的操作。
[0096]控制器/处理器60可采取任何适当的形式。例如它可以是单个微控制器、多个微控制器、单个处理器或多个处理器。
[0097]触敏显示器70的显示部分71用于向模块36的用户显示图像和文本，且触觉界面部分72用于从用户接收触摸输入。
[0098]在一些实施例中，计算机处理和控制模块36也可与不存储在该模块上的外部软件应用相关。这些外部软件可以是存储在远程服务器设备上的应用，并可部分地或排他地在远程服务器设备上运行。这些应用可被称为云托管的应用。模块36可与远程服务器设备通信，以便利用存储在那里的软件应用。
[0099]给定的扫描区域(C，S)的所接收的T值(其代表对扫描区域的所接收的未解调振荡信号)，被置于先进先出(FIFO)堆栈中，并被传递到直接存储器存取(DMA)引擎和通道，以确保操作系统(其在本实例中是基于MS Windows的操作系统)实时地处理相关的扫描数据。
[0100]因而产生的扫描数据被存储在存储器62上，为测试头24上的每个线圈26提供每个扫描区域(C，S)的所产生的T值。每个测试头24因此生成数值，这些数值可基于轧辊表面的位置而被显现为二维图。
[0101]在下面的阶段中，T值被应用于正交微分掩模，以有效地移除基频。后掩模值经过带通有限脉冲响应(FIR)滤波器，被传递并到达随后的缺陷分类阶段。在T值满足预定的缺陷条件的场合，当其值高于特定值时，被认为其指示出该扫描区域有缺陷。该缺陷分类阶段基于相邻的有缺陷区域(不管是纵向的还是周向的缺陷)的数量来识别缺陷的类型。例如:
[0102]-少于两个的相邻的有缺陷区域=裂缝
[0103]-多于两个的相邻的有缺陷区域=擦伤。
[0104]也可使用其它算法。
[0105]参考图6，现在将描述由信号处理模块34执行的信号处理操作。再次，为了解释的容易，关于一个线圈26来描述该步骤。
[0106]在步骤6.1指示开始状态，此时，测试头24开始移动和/或轧辊开始旋转以开始扫描过程。
[0107]在步骤6.2中，获得扫描区域(C，S)，并将扫描区域(C，S)由第二 FPGA58输出到控制器/处理器60。与这个步骤并行地，在步骤6.3中，从线圈26接收信号，在步骤6.4中，识别N个零交叉的时间周期T，且在步骤6.5中，T值被输出到控制器/处理器60。
[0108]在步骤6.6中，软件应用66确定是否被映射的辊轧表面的所有扫描区域(C，S)已被扫描。如果不是，该过程对随后的区域重复步骤6.2和6.3，依此类推，直到所有扫描区域被扫描。当所有扫描区域已经被扫描时，扫描过程在步骤6.8中结束。
[0109]现在参考图7，现在将描述，当其在控制器/处理器60上被执行时，软件应用66所执行的处理步骤。步骤7.1指示扫描区域(C，S)的接收，而步骤7.2指示T值的接收。
[0110]在步骤7.3中，相应的值被置于FIFO堆栈中。在步骤7.4中，正交微分掩模被执行。在步骤7.5中，所产生的掩模值T作为2维图被存储在存储器62中。步骤7.6指示上面提到的缺陷分类步骤。
[0111]软件应用66被进一步配置，以便在扫描过程之后产生被扫描的表面的视觉表示，或扫描图。扫描图是在轧辊表面上的扫描区域的二维表示。
[0112]图8代表⑶I，其显示了四个覆盖的扫描图，用于测试头24上的四个线圈26中的每一个；这些扫描图被标为A、B、C和D。该⑶I在触敏显示器70上被输出。在顶级上显示的扫描图的用户选择，经由触觉界面72 (例如通过触摸显现在扫描图之下的字母标记或菜单选项)，对用户选择做出响应。
[0113]该软件应用对每个扫描区域产生所识别的缺陷的视觉指示；这可以通过使用相对于T值的不同颜色或灰度来实现。低T值指示出在线圈26处没有频率变化或很小的频率变化，其由浅灰色表示。由较大的T值识别的缺陷产生较深的颜色。在图8的例子中，代表线圈A的最上面的扫描图80指示两个缺陷82、84。第一缺陷82指示由深色的三个相邻扫描区域形成的周向缺陷。第二缺陷84指示由深色的四个相邻扫描区域形成的纵向缺陷。
[0114]软件应用66响应于关于顶级扫描图所接收的用户输入。其获得的一个有用结果是控制缺陷识别。
[0115]如上面关于第一实施例所解释的，缺陷识别是用户界面用于具体地定位轧辊上的实际缺陷位置的过程。可接着执行缺陷区域的人工检查，且如果必要，执行随后的校正测量(例如研磨)。
[0116]参考图10，测试头24具有安装在其上的光源90，例如LED，该光源90被布置成，当在所谓的缺陷定位模式中操作时，在软件应用66的控制下，将聚焦光束92引导到轧辊上。
[0117]在所述缺陷定位模式中，关于给定的扫描区域的在触觉界面72上接收的用户输入，使测试头24照亮轧辊表面上的相应位置。更具体地，选择扫描区域，使相应的位置数据被输出到位置编码器28，结果使得系统引导操作员将磨机托架(且因而将测试头)纵向移动到正确的位置，并将辊旋转到正确的旋转位置。一旦被定位，测试头上的LED90就指示轧辊上的缺陷位置。
[0118]例如，当测试头24位于加亮的位置上时，位于测试头上的LED90激活以在轧辊的缺陷区域上发射光。当测试头10接近正确的位置时，LED可断断续续地闪光，以进一步帮助用户，随着测试头朝着所述正确的位置移动，闪光变得更快。正确的位置可由不闪光的LED或LED颜色的变化来指示。
[0119]将认识到，上述实施例在本发明的范围内完全是例证性的而不是限制性的。当阅读本申请时，其它变化和修改将对本领域中的技术人员是明显的。
[0120]而且，本申请的公开应被理解为包括在本文明确地或隐含地公开的任何新颖特征或特征的任何新颖组合或其任何概括，以及在本申请或从其得到的申请的审查期间，新的权利要求可被构想为涵盖任何这样的特征和/或这样的特征的组合。
【权利要求】
1.一种用于探测金属表面中的缺陷的装置，包括: 接收器，其用于在涡流线圈沿着第一位置和第二位置之间的扫描路径相对于下层金属表面移动时，从所述涡流线圈接收在所述涡流线圈处引起的振荡信号； 记录装置，其用于记录沿着所述第一位置和所述第二位置之间的所述扫描路径接收的所述振荡信号；以及 输出装置，其用于将为所述扫描路径所记录的所述振荡信号的表示输出到显示器。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述记录装置被配置，以便当所述涡流线圈在所述下层金属表面的多个可识别的扫描区间或区域上移动时，记录从所述涡流线圈接收的振荡信号，且其中所述输出装置被配置，以便产生代表关于每个所述扫描区间或区域的所接收的所述振荡信号的二维图，并将所述二维图输出到显示器。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述记录装置被配置，以便当所述涡流线圈在多个通常平行的所述扫描路径的所述第一位置和所述第二位置之间相对于所述下层金属表面移动时，记录从所述涡流线圈接收的振荡信号，且其中所述输出装置被配置，以便产生代表在每个平行的扫描路径的所述第一位置和所述第二位置之间接收的所述振荡信号的二维图，并将所述二维图输出到显示器。
4.如任一前述权利要求所述的装置，还包括识别装置，所述识别装置用于为所述扫描路径或每个扫描路径识别与在所述第一位置和所述第二位置之间的多个相邻扫描区域中的每个扫描路径有关的所述涡流线圈的位置，且所述输出装置被配置，以便显示每个这样的扫描区域的指示和关于每个扫描区域的所接收的所述振荡信号的表示。
5.如权利要求4所述的装置，还包括信号处理装置，所述信号处理装置用于为每个所述扫描区域产生关于每个扫描区域的所接收的所述振荡信号的离散表示。`
6.如权利要求5所述的装置，其中所述信号处理装置被配置，以便基于关于每个扫描区域的所接收的振荡的频率或数量，来产生给定扫描区域的所述振荡信号的所述离散表/Jn o
7.如权利要求6所述的装置，其中所述信号处理装置被配置，以便通过测量接收每个所述扫描区域的预定数量的振荡所需的时间周期，来产生给定扫描区域的所述振荡信号的所述离散表示。
8.如权利要求4到7中的任一项所述的装置，其中所述输出装置被配置，以便为每个所述扫描区域输出所述振荡信号表示的图形表示。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述输出装置被配置，以便为每个所述扫描区域输出有灰度的或有颜色的图形，该图形的不同的灰度和/或不同的颜色代表所述振荡信号表示的不同特征。
10.如任一前述权利要求所述的装置，还包括缺陷识别装置，所述缺陷识别装置用于从所述振荡信号表示或每个振荡信号表示的一部分自动识别出预定的缺陷特征，所述预定的缺陷特征指示缺陷，并用于在所述显示器上指示出缺陷的存在，在显示器上所指示出的该缺陷的存在与该缺陷在所述下层金属表面上的位置有关。
11.如权利要求10所述的装置，当权利要求10从属于权利要求4时，其中所述缺陷识别装置被配置，以便基于识别出关于一个或多个扫描区域的所记录的所述预定的缺陷特征，来识别一个或多个有缺陷的扫描区域。
12.如权利要求11所述的装置，当当权利要求10从属于权利要求6或权利要求7时，其中所述缺陷识别装置被配置，以便基于满足预定条件的所接收的振荡的频率或数量，来识别有缺陷的扫描区域。
13.如权利要求11或权利要求12所述的装置，其中所述缺陷识别装置被配置，以便通过识别沿着所述扫描路径的预定数量的相邻的有缺陷扫描区域，来自动识别第一类型的缺陷。
14.如权利要求11到13中的任一项所述的装置，其中所述缺陷识别装置被配置，以便通过识别通常与所述扫描路径正交的预定数量的相邻的有缺陷扫描区域，来自动识别第二类型的缺陷。
15.如任一前述权利要求所述的装置，还包括缺陷指示器，所述缺陷指示器相对于所述下层金属表面是可移动的，并响应于所述信号表示的用户选择的部分，以指示缺陷在所述金属表面上的位置，其中所述信号的选定部分接收自所述金属表面。
16.如权利要求15所述的装置， 还包括用于通过触敏显示器接收所述用户选择的装置。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述缺陷指示器包括光源，例如LED。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述光源被配置，以便将光束发射到所述金属表面上，所述信号的所述选定部分接收自所述金属表面。
19.如任一前述权利要求所述的装置，还包括测试头，一个或多个所述涡流线圈安装在所述测试头上。
20.如任一前述权利要求所述的装置，所述装置被配置，以便探测在实质上圆柱形的金属表面中的缺陷，所述金属表面例如为轧棍表面。
21.一种用于探测金属表面中的缺陷的装置，所述装置包括: 涡流线圈，其在多个正交布置的扫描区域上相对于下层金属表面能移动； 接收器，其用于在所述涡流线圈在每个所述扫描区域上移动时，从所述涡流线圈接收在所述涡流线圈处引起的振荡信号； 信号处理装置，其用于:产生关于每个所述扫描区域的所接收的振荡信号的表示，以及产生显示关于每个所述扫描区域的信号表示的二维的栅格状图；以及用于将所述栅格状图输出到显示器的装置。
22.如权利要求21所述的装置，还包括缺陷识别装置，所述缺陷识别装置用于自动识别具有指示缺陷的预定信号特征的一个或多个所述扫描区域，并用于在所述显示器上指示出缺陷的存在，在显示器上所指示出的该缺陷的存在与该缺陷与其在所述下层金属表面上的位置有关。
23.如权利要求21或权利要求22所述的装置，还包括缺陷指示器，所述缺陷指示器相对于所述下层金属表面是可移动的，并响应于所述栅格状图上的用户选择的所述扫描区域中的一个，以指示缺陷在所述金属表面上的相应位置。
24.如权利要求23所述的装置，其中所述输出装置被配置，以便将栅格状图输出到触敏显示器，且其中所述用户选择通过所述触敏显示器被接收。
25.如权利要求23或权利要求24所述的装置，其中所述缺陷指示器包括光源，例如LED。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述光源被配置，以便在相应于所选择的扫描区域的位置处将光束发射到所述金属表面上。
27.一种探测金属表面中的缺陷的方法，所述方法包括: 在涡流线圈沿着第一位置和第二位置之间的扫描路径相对于下层金属表面移动时，从所述涡流线圈接收在所述涡流线圈处引起的振荡信号； 记录沿着所述第一位置和所述第二位置之间的所述扫描路径的所接收的所述振荡信号；以及 将所述扫描路径的所述振荡信号的表示输出到显示器。
28.如权利要求27所述的方法，其中记录步骤记录当所述涡流线圈在所述下层金属表面的多个可识别的扫描区间或区域上移动时，从所述涡流线圈接收的振荡信号，且其中输出步骤产生代表关于每个所述扫描区间或区域的所接收的所述振荡信号的二维图，并将所述二维图输出到显示器。
29.如权利要求27所述的方法，其中在所述涡流线圈在多个通常平行的所述扫描路径的所述第一位置和所述第二位置之间相对于所述下层金属表面移动时，记录所述振荡信号，且其中所述输出步骤产生代表在每个平行的所述扫描路径的所述第一位置和所述第二位置之间的所接收的所述振荡信号的二维图，并将所述二维图输出到显示器。
30.如权利要求27到29中的任一项所述的方法，还包括为所述扫描路径或每个扫描路径识别与在所述第一位置和所述第二位置之间的多个相邻扫描区域中的每个扫描区域有关的所述涡流线圈的位置，且所述输出步骤包括显示每个这样的扫描区域的指示和显示关于每个所述扫 描区域的所接收的所述振荡信号的表示。
31.如权利要求30所述的方法，还包括为每个所述扫描区域产生关于每个所述扫描区域的所接收的所述振荡信号的离散表示。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述信号处理包括，基于关于每个所述扫描区域的所接收的振荡的频率或数量，来产生给定扫描区域的所述振荡信号的所述离散表示。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述信号处理包括，通过测量接收每个扫描区域的预定数量的振荡所需的时间周期，来产生给定扫描区域的所述振荡信号的所述离散表/Jn o 33.如权利要求30到33中的任一项所述的方法，其中所述输出步骤包括为每个所述扫描区域输出振荡信号表不的图形表不。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述输出步骤包括为每个所述扫描区域输出有灰度的或有颜色的图形，该图形的不同的灰度和/或不同的颜色代表所述振荡信号表示的不同特征。
35.如权利要求27到34中的任一项所述的方法，还包括从所述振荡信号表示或每个振荡信号表示的一部分自动识别预定的缺陷特征，所述预定的缺陷特征指示缺陷，并用于在所述显示器上指示出缺陷的存在，在显示器上所指示出的该缺陷的存在与该缺陷在所述下层金属表面上的位置有关。
36.如权利要求35所述的方法，当权利要求35从属于权利要求30时，其中所述缺陷识别步骤包括，基于识别出关于一个或多个所述扫描区域的所记录的所述预定缺陷特征，来识别一个或多个有缺陷的扫描区域。
37.如权利要求36所述的方法，当当权利要求35从属于权利要求32或权利要求33时，其中所述缺陷识别步骤包括，基于满足预定条件的所接收的振荡的频率或数量，来识别一个或多个有缺陷的扫描区域。
38.如权利要求36或权利要求37所述的方法，其中所述缺陷识别步骤包括，通过识别沿着所述扫描路径的预定数量的相邻有缺陷扫描区域，来自动识别第一类型的缺陷。
39.如权利要35到38中的任一项所述的装置，其中所述缺陷识别步骤包括，通过识别通常与所述扫描路径正交的预定数量的相邻有缺陷扫描区域，来自动识别第二类型的缺陷。
40.如权利要求27到39中的任一项所述的方法,还包括响应于所述信号表不的用户选择的部分，输出所述金属表面上的位置的视觉指示，其中所述信号的选定部分接收自所述金属表面。
41.如权利要求40所述的方法，还包括通过触敏显示器接收所述用户选择。
42.如权利要求40或41所述的方法，其中所述视觉指示通过安装成相对于所述下层金属表面可移动的光源来实现，所述光源例如为LED。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述光源将光束发射到所述金属表面上，所述信号的所述选定部分接收自所述金属表面。
44.一种用于探测金属表面中的缺陷的方法，所述方法包括: 沿着多个通常平行和相邻的扫描路径相对于下层金属表面移动涡流线圈； 在所述涡流线圈沿着每个所述路径移动`时，从所述涡流线圈接收在所述线圈处引起的振荡信号； 产生与在每个路径内的多个相邻扫描区域中的每个扫描区域有关的所接收的振荡信号的表不； 产生显示关于每个扫描区域的信号表示的二维栅格状图；以及 用于将所述栅格状图输出到显示器的装置。
45.如权利要求44所述的方法，还包括自动识别具有指示缺陷的预定信号特征的一个或多个扫描区域，并在所述显示器上指示出缺陷的存在，在显示器上所指示出的该缺陷的存在与该缺陷在所述下层金属表面上的位置有关。
46.如权利要求44或权利要求45所述的方法，还包括响应于用户选择的所述扫描区域中的一个，通过相对于所述金属表面可移动地安装的指示器来指示缺陷在所述金属表面上的相应位置。
47.如权利要求46所述的方法，其中所述栅格状图被输出到触敏显示器，且其中所述用户选择通过所述触敏显示器被接收。
48.如权利要求46或权利要求47所述的方法，其中所述指示器包括光源，例如LED。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述光源被配置，以便在相应于所选择的扫描区域的位置处将光束发射到所述金属表面上。
50.一种包括指令的计算机程序，所述指令在被计算机装置执行时，控制所述计算机装置执行如在权利要求27到49中的任一项中所述的方法。
51.一种非临时计算机可读存储介质，其具有存储在其上的计算机可读代码，当所述计算机可读代码被计算装置执行时，使所述计算装置执行下述方法，所述方法包括:在涡流线圈沿着第一位置和第二位置之间的扫描路径相对于下层金属表面移动时，从所述涡流线圈接收在所述涡流线圈处引起的振荡信号； 记录沿着所述第一位置和所述第二位置之间的所述扫描路径的所接收的所述振荡信号；以及 将所述扫描路径的所述振荡信号的表示输出到显示器。
52.一种探测金属表面中的缺陷的方法，包括下列步骤: (f)在金属表面上使涡流线圈电路通过； (g)对于在测试中的所述金属表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据；以及 (h)输出原始振荡数据的表示，用于显示目的。
53.一种探测并定位金属表面中的缺陷的方法，包括下列步骤: Ce)在金属表面上使合并有涡流线圈电路的测试头通过； (i)对于在测试中的所述金属表面的长度范围，记录所接收的原始振荡数据； (j)在屏幕显示器上输出所述原始数据的表示； Cf)在所述屏幕显示器上显示所述测试头的位置； (g)检查所述屏幕显示器，以识别潜在的缺陷；以及 (h)相对于所述测试头移动所述金属表面，和/或相对于所述金属表面移动所述测试头，移动到所显示的所述测试头和所述缺陷区域的位置在所述屏幕显示器上重叠的位置。
54.如权利要求53所述的方法，其中所述屏幕显示器是触摸屏，且其中所述缺陷区域能被触摸，以允许所述测试头和/或所述金属表面自动移动到重叠位置。
55.如权利要求53或权利要求54所述的方法，其中所述测试头包括发光装置，所述发光装置在重叠点处被激活，以将光发射到缺陷位置上的所述金属表面上。
56.一种包括指令的计算机程序，所述指令在被计算机装置执行时，控制所述计算机装置执行如在权利要求53到55中的任一项中所述的方法。
【文档编号】G01N27/90GK103782164SQ201280041275
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年6月12日 优先权日:2011年6月23日
【发明者】罗伯特·诺森 申请人:沙克拉德有限责任公司