专利名称：一种用于钢坯表面检测的光源装置的制作方法
技术领域：
本申请属于机器视觉和图像采集领域，尤其涉及一种用于钢坯表面检测的光源装置。
背景技术：
目前，在钢铁行业，尤其在带钢生产线，自动化生产、检测、控制技术得到广泛应用，及其视觉技术伴随着图像处理技术发展、高速高分辨率相机的推陈出新，技术日臻成熟。以机器视觉为手段的钢坯表面检测技术，图像的良好采集往往成为项目的难题，作为图像采集的关键设备——光源装置，需提供钢坯成像表面的良好光照的前提下，又能保证光源装置和系统本身的使用寿命以适应现场的恶劣环境。参见图1，示出了钢带表面检测的系统结构示意图，包括光源装置001和图像采集器002。光源装置001和图像采集器002安装在距离钢坯表面预设距离的支撑支架上。当钢坯运行到预定的检测位置时，光源装置001发出的光沿路径SI照射在被检测钢坯表面上，在钢坯表面形成较亮的区域，图像采集器002 (—般为相机)通过路径S2对视野内的钢坯表面图像进行采集。现有技术中，由于生产环境中环境恶劣、温度一般较高，使得光源装置的本体即灯头不利于散热，灯头的使用寿命减短，需要频繁维护，能耗增大，生产成本增大。
实用新型内容有鉴于此，本申请的目的在于提供一种用于钢坯表面检测的光源装置，能够为光源进行冷却降温，提高光源的使用寿命。一种用于钢坯表面检测的光源装置，包括为所述钢坯表面提供预设强度光照的光源；对所述光源进行冷却的冷却器。上述的装置，优选的，还包括分别与所述光源和冷却器相连，当所述钢坯达到预设位置时，控制所述光源工作，并控制所述冷却器对所述光源进行冷却的控制器。上述的装置，优选的，所述光源包括装配箱；固定在所述装配箱中的光源本体。上述的装置，优选的，所述装配箱包括设置有与光源本体的光线射出面对应的开口，并在第一侧壁设置有第一通气孔、在与所述第一侧壁相对的第二侧壁设置有第二通气孔的箱体；设置于所述箱体内，用于固定所述光源本体的灯座；设置于所述箱体的开口，用于封闭所述开口的通光隔板。[0020]上述的装置，优选的，所述装配箱还包括与支撑支架固定连接，并与所述箱体的第一侧壁枢接的第一安装侧板，所述第一安装侧板上设置有第一固定件；与支撑支架固定连接，并与所述箱体的第二侧壁枢接的第二安装侧板，所述第二安装侧板上设置有第二固定件。上述的装置，优选的，所述第一安装侧板上设置有与所述第一侧壁的第一通气孔相对应的第一配合孔。上述的装置，优选的，所述第二安装侧板上设置有与所述第二侧壁的第二通气孔相对应的第二配合孔。上述的装置，优选的，所述冷却器包括出气口与所述第一通气孔相连，将压缩的外界冷空气通过所述第一通气孔输入所述装配箱中对所述光源本体进行冷却的气体压缩机。上述的装置，优选的，所述光源本体包括卤素射灯或LED灯。上述的装置，优选的，所述控制器包括当所述钢坯达到预设位置时，发送启动信号触发光源和冷却器开始工作的第一触发器；控制所述光源停止工作的第二触发器；与所述第二触发器相连，当所述第二触发器控制光源停止工作时开始计时的计时器；与所述计时器相连，当所述计时器的计时时间满足预设的计时条件时控制所述冷
却器停止工作的第三触发器。本申请提供了一种用于钢坯表面检测的光源装置，包括为所述钢坯表面提供预设强度光照的光源；对所述光源进行冷却的冷却器。采用本申请提供的一种钢坯表面检测的光源装置，能够在光源进行工作的同时对光源进行冷却，带走光源工作时发出的热量，使所述光源稳定在较低的温度，提高光源的使用寿命，降低生产成本。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中钢带表面检测的系统结构示意图；图2是本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例一的结构示意图；图3是本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例二中光源的结构示意图；图4是本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例二中装配箱的结构示意图；图5是本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例三的结构示意图；图6是本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例三中控制器的结构示意图；图7是本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置的实施例四的装配箱的结构示意图；图8是本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例四的实际使用场景。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。实施例一参见图2示出了本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例一的结构不意图，包括光源101和冷却器102 ；其中，所述光源101为待检测钢坯表面提供预设强度的光照；依据待检测钢坯所在环境以及图像采集器的性能等，设置光源101的光照强度，光源101射出设置强度的光线。所述冷却器102用于对光源101进行降温冷却。光源101工作时散发热量，冷却器102对光源进行降温冷却处理，使光源101的温度稳定在较低的温度，提高光源101的使用寿命，降低实际生产的成本。由上述可知，本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置，包括为所述钢坯表面提供预设强度光照的光源；与所述光源相连，对所述光源进行冷却的冷却器。能够在光源进行工作的同时对光源进行冷却，带走光源工作时发出的热量，使所述光源稳定在较低的温度，提高光源的使用寿命，降低生产成本。实施例二参见图2示出了本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例一的结构不意图，包括光源101和冷却器102 ；在本实施例中对光源101和冷却器102的具体结构进行了说明。参见图3所示本实施例中光源101的结构示意图，所述光源101包括装配箱1011和光源本体1012 ；其中，所述装配箱1011用于安装固定并保护所述光源本体1012 ；参见图4所示装配箱1011的结构示意图，图4为装配箱1011的主视图，所述装配箱1011包括箱体10111、灯座10112和通光隔板10113 ；其中，所述箱体10111上设置有与光源本体1012的光线射出面对应的开口，并在第一侧壁设置有第一通气孔、在与所述第一侧壁相对的第二侧壁设置有第二通气孔；所述灯座10112设置于所述箱体内，用于固定所述光源本体1012 ；所述通光隔板10113设置于所述箱体10111的开口，用于封闭所述开口。箱体10111为长方形的箱型结构，较长的一个侧壁设置有开口，该开口与被检测的钢坯表面相对应，与该侧壁相对应的侧壁上设置有灯座10112，箱体10111两端的侧壁分别命名为第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁相对应，该第一侧壁设置有第一通气孔，第二侧壁设置有第二通气孔，由于通光隔板10113封闭了箱体10111的开口，箱体10111的第一通气孔和第二通气孔可流通空气，所以通光隔板10113和箱体10111构成的装配箱1011为密闭式对流结构。在本实施例中，光源本体1012和灯座10112的个数为7个，但不限定于此，实际实施中，光源本体1012和灯座10112的个数依据需要的光照强度和范围等进行设置。各个灯座10112沿与开口对应的侧壁依次排列，光源本体1012固定在各个灯座10112上，灯座10112所在的侧壁与通光隔板10113所在的侧壁相对应，灯座10112与供电装置相连，光源本体1012工作时用于向光源本体1012提供电源，光源本体1012工作时发出的光线通过该通光隔板10113射出该光源装置，照射到被检测的钢坯表面上。由于光源本体1012的光强透过所述通光隔板10113形成钢坯表面成像所需的光照，则通光隔板10113的通光波段与光源本体1012的光谱波段相一致。其中，所述光源本体1012固定在所述装配箱中。光源本体1012用于向被测钢坯表面射出光线。所述光源本体1012包括卤素射灯或 LED (Light Emitting Diode,发光二极管)灯。实际应用中，LED灯一般用于光谱冷轧生成线、板带铝生产线等温度较低的生产线，卤素射灯为常用核心部件适用各种生产线。光源本体1012常用卤素射灯作为核心部件，依据被测的钢坯表面情况、周围环境情况和图像采集器的情况等对光强和光谱波长进行特定的选型配置，提供用于钢坯表面检测的图像采集器能够清晰成像的光线。卤素射灯供电电源标准为12VDC/65W，以克服交流供电时因频闪导致的图片周期
性畸变。实际实施中，图像采集器一般采用的为相机，那么光源本体1012的光强需和相机的镜头光圈、增益控制配合使用；光源本体1012的光谱波长应和该相机的感光单元感光波段、镜头透镜通透波段相一致。其中，所述冷却器102与所述光源101相连，对所述光源101进行冷却。光源101中的装配箱为密闭式对流结构，第一通气孔和第二通气孔与外部可进行气体对流。当光源101工作时，光源本体1012发光的同时发热，冷却器102通过第一通气孔将冷空气通入光源101中，冷空气与光源本体1012接触，对光源本体1012进行降温，并将降温后的空气通过第二通气孔排出，带走热量，保证光源本体1012维持在较低的温度，提高光源的使用寿命，降低生产成本。所述冷却器102包括气体压缩机；所述气体压缩机的出气口与所述第一通气孔相连，将压缩的外界冷空气通过所述第一通气孔输入所述装配箱1011中对所述光源本体进行冷却。由于装配箱1011的体积较小，空气无法自动进入该装配箱1011，因此需要气体压缩机将外界冷空气进行压缩，并通过第一通气孔将压缩后的冷空气输入该装配箱1011中。在实际实施中，该冷却器102还可以为鼓风机，通过第一通气孔鼓入冷空气，并将降温后的空气通过第二通气孔排出，为光源本体降温。由上述可知，本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置，包括光源和冷却器。所述光源包括装配箱和光源本体，所述光源本体用于向被测钢坯表面提供光照，所述装配箱用于安装固定并保护所述光源本体。所述冷却器用于在光源工作时，通过装配箱上的第一通气孔向装配箱中通入冷空气，保证光源本体维持在较低的温度，提高光源的使用寿命,降低生产成本实施例三参见图5示出了本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例三的结构示意图，本结构在图2所示的结构中，还包括控制器103 ；所示控制器103分别与所述光源101和冷却器102相连，当所述钢坯达到预设位置时，控制所述光源101工作，并控制所述冷却器102对所述光源101进行冷却。控制器103用于控制光源101和冷却器102的开启和关闭。控制器103通过信号线缆与钢还传送设备的轧机PLC (Programmable LogicContiOller，可编程逻辑控制器)到位信号输出端子相连。当钢坯达到预设的位置时，轧机PLC发送到位信号，控制器通过信号线缆接收该到位信号并控制光源101和冷却器102开启；当完成钢坯的检测后，控制器103控制光源101和冷却器102关闭。控制器直接对光源101和冷却器102进行控制，反应迅速，有效节约电能和气源。参见图6所示控制器103的结构示意图，所述控制器103包括第一触发器1031、第二触发器1032、计时器1033和第三触发器1034 ；当所述钢坯达到预设位置时，第一触发器1031发送启动信号触发光源101和冷却器102开始工作；当所述钢坯达到预设位置时，轧机PLC发送到位信号到控制器103中，控制器103的第一触发器1031发送启动信号至光源101和冷却器102中，光源101和冷却器102开始工作。其中，所述第二触发器1032控制所述光源101停止工作的；当完成钢坯的检测后，不必再对钢坯提供光照，此时第二触发器1032发送控制信号控制所述光源101停止工作，不再提供光照。所述计时器1033与所述第二触发器1032相连，当所述第二触发器1032控制光源101停止工作时开始计时的；当光源101停止工作时，光源本体1012的温度还是较高，还需要继续对光源101通入冷空气降温一段时间，当第二触发器1032发送控制信号控制光源101停止工作时，计时器1033开始计时。所述第三触发器1034与所述计时器1033相连，当所述计时器1033的计时时间满足预设的计时条件时控制所述冷却器102停止工作。当第二触发器1032发送控制信号控制光源101停止工作时，计时器1033开始计时，当计时时间满足预设的计时条件时，比如计时时间达到2分钟时，第三触发器1034发送信号控制冷却器102停止，保证光源101的温度持续保持在较低温度。由上述可知，本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例三的结构中，还包括控制器，所述控制器分别与所述光源和冷却器相连，当所述钢坯达到预设位置时，控制所述光源工作，并控制所述冷却器对所述光源进行冷却。采用控制器直接对光源和冷却器进行控制，反应迅速，有效节约电能和气源。[0092]实施例四参见图7示出了本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例四的装配箱的结构示意图，图7为该装配箱1011的侧视图，本结构在图3所示的结构中，所述装配箱1011还包括第一安装侧板10114。所述第一安装侧板10114与支撑支架固定连接，并与所述箱体10111的第一侧壁枢接，所述第一安装侧板10114上设置有第一固定件10115 ；由于第一安装侧板10114和第二安装侧板相对应设置，在装配箱1011的与第一侧壁相对应的第二侧壁的一端，还有与第一安装侧板相对应的第二安装侧板。第二安装侧板上的第二固定件和第一安装侧板的第一固定件相对应设置，故在图7中只对一侧的安装侧板和固定件进行展示，在图7中展示的是第一安装侧板10114和第一固定件10115。第一安装侧板10114上设置有与所述第一侧壁的第一通气孔相对应的第一配合孔。第一安装侧板10114与支撑支架固定连接，并且和箱体10111的第一侧壁相对应，将光源固定在支撑支架上。为了使光源101射出至被检测钢坯表面的光线角度可调整，在本实施例中，第一安装侧板10114和箱体10111的第一侧板枢接，箱体10111的第一侧壁上的第一通气孔的边缘为突起的结构，第一安装侧板10114上的第一配合孔的大小与该突起结构的大小相适应，二者相配合，形成枢接结构，使得箱体10111的第一侧壁和第一安装侧板10114能够绕该枢接结构形成的旋转轴相对旋转，以铅垂方向为中心，可做90°方向的旋转，即两侧各能旋转45°，以支持相机即图像采集器的明场和暗场的拍摄。明场就是光源抵达钢坯表面后直接反射的光线射入图像采集器中；暗场就是光源抵达钢坯表面后漫反射的光线射入图像采集器中。实际实施中，一般采用暗场进行图像采集。箱体10111和第一安装侧板10114以铅垂方向为中心，可做90°方向的旋转，即两侧各能旋转45°，目的是保证图像采集器在支撑支架任一侧安装时都能进行暗场图像采集。为将第一安装侧板10114和箱体10111的相对位置固定，所述第一安装侧板10114上还设置有第一固定件10115。所述箱体10111的第一侧壁相对所述第一安装侧板10114的旋转达到预设角度时，第一固定件10115固定第一安装侧板10114与第一侧壁之间的相对位置。在本实施例中，第一固定件10115采用的是两个螺丝，在第一安装侧板10114中有螺丝的安装孔，第一固定件10115螺丝安装在该安装孔中，螺丝尖端与箱体10111相接触。当需要光照的角度进行调节时，通过对第一安装侧板10114和箱体10111进行角度调节即可，此时，将箱体10111旋转到合适的角度，调整好后，拧紧第一安装侧板10114安装孔中的螺丝，螺丝尖端与箱体10111接触，顶紧箱体10111的第一侧壁，箱体10111和第一安装侧板10114不能相对运动，即固定所述箱体10111保持在上述合适的角度。相对应的，所述第二安装侧板与支撑支架固定连接，并与所述箱体10111的第二侧壁枢接，所述第二安装侧板上设置有第二固定件；第二安装侧板上设置有与所述第二侧壁的第二通气孔相对应的第二配合孔。第二安装侧板与支撑支架固定连接，并且和箱体10111的第二侧壁相对应，将光源固定在支撑支架上。为了使光源101射出至被检测钢坯表面的光线角度可调整，在本实施例中，第二安装侧板和箱体10111的第二侧板枢接，箱体10111的第二侧壁上的第二通气孔的边缘为突起的结构，第二安装侧板上的第二配合孔的大小与该突起结构的大小相适应，二者相配合，形成枢接结构，使得箱体10111的第二侧壁和第二安装侧板能够绕该枢接结构形成的旋转轴相对旋转，以铅垂方向为中心，可做90°方向的旋转，即两侧各能旋转45°，以支持相机即图像采集器的明场和暗场的拍摄。明场就是光源抵达钢坯表面后直接反射的光线射入图像采集器中；暗场就是光源抵达钢坯表面后漫反射的光线射入图像采集器中。实际实施中，一般采用暗场进行图像采集。箱体10111和第二安装侧板以铅垂方向为中心，可做90°方向的旋转，即两侧各能旋转45°，目的是保证图像采集器在支撑支架任一侧安装时都能进行暗场图像采集。为将第二安装侧板和箱体10111的相对位置固定，所述第二安装侧板上还设置有
第二固定件。所述箱体10111的第二侧壁相对所述第二安装侧板的旋转达到预设角度时，第二固定件固定第二安装侧板与第二侧壁之间的相对位置。在本实施例中，第二固定件采用的是两个螺丝，在第二安装侧板中有螺丝的安装孔，第二固定件螺丝安装在该安装孔中，螺丝尖端与箱体10111相接触。当需要光照的角度进行调节时，通过对第二安装侧板和箱体10111进行角度调节即可，此时，将箱体10111旋转到合适的角度，调整好后，拧紧第二安装侧板安装孔中的螺丝，螺丝尖端与箱体10111接触，顶紧箱体10111的第二侧壁，箱体10111和第二安装侧板不能相对运动，即固定所述箱体10111保持在上述合适的角度。实施过程中，第一安装侧板10114和第二安装侧板分别和支撑支架固定相连。当需要对光源101的照射角度进行调整时，松掉第一固定件10115和第二固定件的螺丝，调整光源101与待检测钢坯表面的角度至目的角度后，拧紧第一固定件10115和第二固定件的螺丝，箱体10111固定，则光源101与待检测钢坯表面的角度也固定，光源101光线的输出角度调整完成。在本实施例中，第一固定件采用的是两个螺丝，但不限定于此，实际实施中，也可采用其他个数的螺丝，或是其他的固定件形式，只要能够将第一安装侧板与箱体的相对位置固定即可。在本实施例中，第二固定件采用的是两个螺丝，但不限定于此，实际实施中，也可采用其他个数的螺丝，或是其他的固定件形式，只要能够将第二安装侧板与箱体的相对位置固定即可。由上述可知，在本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例四的结构示意图中，所述装配箱还包括第一安装侧板和第一固定件。第一安装侧板与支撑支架固定连接，所述第一安装侧板与所述箱体的第一侧壁枢接，且所述第一安装侧板上设置有第一固定件，所述第一固定件用于固定所述第一安装侧板与第一侧壁之间的相对位置；相应的，第二安装侧板与支撑支架固定连接，设置有旋转轴，与所述箱体的第二侧壁依据所述旋转轴可旋转连接；第二固定件分别与所述第二安装侧板和所述箱体的第二侧壁相连，用于固定所述第二安装侧板与第二侧壁之间的相对位置。通过第一安装侧板、第一固定件、第二安装侧板和第二固定件能够将装配箱射出的光线与被检测钢坯表面的夹角进行调整，使得图像采集器采集图像的光线强度适合，保证采集的图像清晰。参见图8，示出了本申请提供的一种用于钢坯表面检测的光源装置实施例三的实际使用场景，包括光源装置和轧机PLC。光源装置包括光源101、冷却器102和控制器103。图中实线箭头表示的是信号的传输方向，图中虚线箭头表示的是空气的流向。轧机PLC通过信号线缆与控制器103相连，控制器103分别和光源101和冷却器102相连。当所述钢坯达到预设位置时，轧机PLC发送到位信号，控制器通过信号线缆接收该到位信号并控制光源101和冷却器102开启。光源101开启后开始为被检测钢坯表面提供光照，冷却器102同时开始运行，冷却器102通过光源101的箱体上的第一通气孔输入压缩的冷空气，冷空气对光源本体1012进行降温，降温后的冷空气通过第二通气孔输出，带走光源101的热量，保证光源101的温度维持在较低。当对钢坯表面的图像采集完成后，控制器103控制光源101停止工作，不再对钢坯表面进行光照，冷却器102继续对光源进行降温，延时设定时间后，控制器103控制冷却器102停止工作。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
权利要求1.一种用于钢坯表面检测的光源装置，其特征在于，包括为所述钢坯表面提供预设强度光照的光源；对所述光源进行冷却的冷却器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括分别与所述光源和冷却器相连，当所述钢坯达到预设位置时，控制所述光源工作，并控制所述冷却器对所述光源进行冷却的控制器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源包括装配箱；固定在所述装配箱中的光源本体。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装配箱包括设置有与光源本体的光线射出面对应的开口，并在第一侧壁设置有第一通气孔、在与所述第一侧壁相对的第二侧壁设置有第二通气孔的箱体；设置于所述箱体内，用于固定所述光源本体的灯座；设置于所述箱体的开口，用于封闭所述开口的通光隔板。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装配箱还包括与支撑支架固定连接，并与所述箱体的第一侧壁枢接的第一安装侧板，所述第一安装侧板上设置有第一固定件；与支撑支架固定连接，并与所述箱体的第二侧壁枢接的第二安装侧板，所述第二安装侧板上设置有第二固定件。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一安装侧板上设置有与所述第一侧壁的第一通气孔相对应的第一配合孔。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二安装侧板上设置有与所述第二侧壁的第二通气孔相对应的第二配合孔。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述冷却器包括出气口与所述第一通气孔相连，将压缩的外界冷空气通过所述第一通气孔输入所述装配箱中对所述光源本体进行冷却的气体压缩机。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光源本体包括卤素射灯或LED灯。
10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器包括当所述钢坯达到预设位置时，发送启动信号触发光源和冷却器开始工作的第一触发器；控制所述光源停止工作的第二触发器；与所述第二触发器相连，当所述第二触发器控制光源停止工作时开始计时的计时器； 与所述计时器相连，当所述计时器的计时时间满足预设的计时条件时控制所述冷却器停止工作的第三触发器。
专利摘要本申请提供了一种用于钢坯表面检测的光源装置，包括为所述钢坯表面提供预设强度光照的光源；对所述光源进行冷却的冷却器。采用本申请提供的一种钢坯表面检测的光源装置，能够在光源进行工作的同时对光源进行冷却，带走光源工作时发出的热量，使所述光源稳定在较低的温度，提高光源的使用寿命，降低生产成本。
文档编号F21S8/00GK202884683SQ20122052417
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者田陆, 罗旗舞 申请人:湖南镭目科技有限公司