Устройство контроля геометрических параметров брикетированных шихтовых материалов

Авторы патента:

Кульчицкий Александр Александрович (RU)

G01N21/88 - выявление дефектов, трещин или загрязнений

G01N2021/8819 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

G01B11/02 - для измерения длины, ширины или толщины (G01B 11/08 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2772063:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» (RU)

Изобретение относится к средствам для автоматизации контроля испытаний и предназначено для определения размеров и выявления дефектов поверхности брикетированных шихтовых материалов прямоугольной формы, такие как брикеты из стальной или чугунной стружки. Устройство включает камеру технического зрения, источник света и устройство обработки изображений, причем зеркальный преобразователь установлен на держателе под углом 45° к горизонтальной плоскости ленточного конвейера, отражение проходящего объекта контроля полностью находится в поле зрения камеры, к которой соосно установлен светорассеивающий экран, в центре которого выполнено отверстие, в которое установлен объектив камеры, при этом крепления светорассеивающего экрана и камеры технического зрения выполнены с возможностью регулировки штанги по высоте, таким образом, чтобы боковая сторона объекта контроля полностью находилась в поле зрения камеры технического зрения. Техническим результатом является создание автоматизированной системы контроля брикетированных шихтовых материалов с возможностью непрерывного контроля брикетированных шихтовых материалов по их цифровым изображениям. 3 ил.

Изобретение относится к средствам для автоматизации контроля испытаний и предназначена для определения размеров и выявления дефектов поверхности брикетированных шихтовых материалов прямоугольной формы, такие как брикеты из стальной или чугунной стружки. Предлагаемое устройство позволяет осуществить оценку качества брикетированного материала и его целостности - отсутствия рассыпания. Данное устройство может использоваться на металлургических производствах первичного и вторичного передела на участках, где требуется осуществлять контроль геометрии и поверхностных свойств брикетированных материалов.

Известно устройство онлайн-обнаружения дефектов внешнего вида экрана (патент CN211528226U,опубл.18.09.2020 г.), реализующее оптический пассивный метод контроля качества ЖК-дисплеев, с использованием системы из четырех зеркальных преобразователей, камеры и источника освещения. Такая система позволяет получать изображения объекта под разными углами на одном кадре.

Недостатком устройства является неподвижная поверхность, на которой размещаются объекты контроля, тогда как для реализации контроля качества объектов в режиме сплошного контроля требуется устройство непрерывного транспорта. Так же недостатком является низкая эффективность устройства в случае получения изображений объекта контроля в условиях недостаточной освещенности.

Известно устройство для распознавания упаковок (патент US2005226491A1, опубл.13.10.2005 г.), содержащее камеру, устройства освещения, ленточный конвейер систему зеркальных отражателей и электронно-вычислительное устройство для цифровой обработки полученных изображений. Для расширения поля зрения камеры используется система из четырех зеркал, расположенных попарно таким образом, чтобы в поле зрения камеры попадали отраженные изображения поперечных ленте конвейера сторон объекта.

Недостатком устройства сложность конструкции системы зеркал, не указана возможность регулировки положения зеркал относительно объекта. Представленный способ освещения не позволяет избежать засветок на получаемом изображении объекта.

Известно устройство получения изображения с нескольких сторон (патент CN102243185A, опубл.16.11.2011 г.), в котором используется коническое зеркало и камера. В данной системе камера и кольцевой источник освещения расположены над объектом контроля, а коническое зеркало вокруг объекта, подлежащего обнаружению.

Известно устройство для высокоскоростной съемки (патент RU № 2634369, опубл.26.10.2017 г.), в которой используется высокоскоростная камера и оптическая система из двух согласованно подвижных зеркал, формирующих ось поля зрения камеры. Отраженное изображение объекта контроля от первичного зенитного зеркала поступает на вторичное, которое является азимутальным относительно оптической оси камеры.

Недостатком устройства является неподвижная поверхность, на которой размещаются объекты контроля, тогда как для реализации контроля качества объектов в режиме сплошного контроля требуется устройство непрерывного транспорта. Также недостатком является низкая эффективность устройства в случае получения изображений объекта контроля в условиях недостаточной освещенности.

Известна система и способ определения дефектов пиломатериалов для автоматических сортировочных линий (патент RU № 2715808, опубл. 03.03.2020 г.) содержит два ряда видеокамер, расположенных по разные стороны транспортера пиломатериала, три ряда импульсных источников света, синхронизирующее устройство, подключенное к видеокамерам и импульсным источникам света и обеспечивающее синхронизацию работы видеокамер и импульсных источников света, и устройство обработки изображений, получающее изображения от видеокамер и выполняющее обработку изображений пиломатериала.

Недостатком данной системы является слабая защита от потенциально возможных в цеховых условиях внешних засветок на получаемом цифровом изображении.

Техническим результатом является создание автоматизированной системы контроля брикетированных шихтовых материалов с возможностью непрерывного контроля брикетированных шихтовых материалов по их цифровым изображениям.

Технический результат достигается тем, что зеркальный преобразователь установлен на держателе под углом 45° к горизонтальной плоскости ленточного конвейера, при этом отражение проходящего объекта контроля полностью находится в поле зрения камеры технического зрения, к которой соосно установлен светорассеивающий экран, в центре которого выполнено отверстие, в которое установлен объектив камеры технического зрения, при этом крепления светорассеивающего экрана и камеры технического зрения выполнены с возможностью регулировки штанги по высоте, таким образом, чтобы боковая сторона объекта контроля полностью находилась в поле зрения камеры технического зрения.

Устройство поясняется следующими чертежами:

фиг.1 - структурная схема устройства контроля УКЗП - вид спереди,

фиг. 2 - структурная схема устройства контроля УКЗП - вид сбоку;

фиг. 3 - оптическая схема получения фактического и отраженного изображений двух сторон брикета, где:

1 - компьютер;

2 - камера технического зрения;

3 - зеркальный преобразователь;

4 - кольцевой осветитель;

5 - светорассеивающий экран;

6 - крепление светорассеивающего экрана;

7 - крепление КТЗ;

8 - крепление зеркального преобразователя;

9 - ленточный конвейер;

10 - объект контроля;

11 - вершина верхней невидимой для камеры части брикета

12 - вершина верхней видимой части брикета

13 - вершина нижней видимой части брикета,

14 - отражение точки вершины верхней невидимой части брикета,

15 - отражение точки вершины верхней видимой части брикета,

16 - угол между плоскостью ленты конвейера и зеркальным преобразователем,

17 - точка фокусировки.

Устройство контроля геометрических параметров брикетированных шихтовых материалов состоит из камеры технического зрения 2 (фиг. 1, 2), установленной с возможностью съема на креплении КТЗ 7, перпендикулярно к ленточному конвейеру 9 и подключена через кабели к источнику питания (на фиг. не показан). Крепление КТЗ 7 выполнено с возможностью регулировки по высоте. Камера технического зрения 2 соединена с компьютером 1 с программным обеспечением для обработки цифровых изображений при помощи кабеля, например Ethernet. Кольцевой осветитель 4 закреплен на объективе камеры технического зрения 2 и подключен через кабель к источнику питания (на фиг. не показан). Светорассеивающий экран 5 установлен на креплении светорассеивающего экрана 6 и закреплен соосно камерой технического зрения 2 таким образом, что поверхность экрана примыкает к кольцевому осветителю 4. Объектив камеры технического зрения 2 установлен в отверстие, которое выполнено в центре светорассеивающего экрана 5. Крепление светорассеивающего экрана 6 и крепление КТЗ 7 выполнены с возможностью регулировки штанги по высоте, таким образом, чтобы боковая сторона объекта контроля 10 полностью находилась в поле зрения камера технического зрения 2.

Зеркальный преобразователь 3 закреплен на креплении зеркального преобразователя 8 и установлен под углом 45°. Указанный угол наклона обеспечивает максимально возможную степень геометрического подобия отраженного вторичного изображения верха брикета с наиболее высоким коэффициентом преобразования к горизонтальной плоскости ленточного конвейера 1. При выборе большего или меньшего угла изображение объекта будет иметь большой коэффициент искажения, затрудняющий корректную оценку формы объекта. Крепление зеркального преобразователя 8 выполнено с возможностью регулировки вертикальной штанги по высоте и с возможностью изменения угла наклона зеркального преобразователя 3 в вертикальной плоскости.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Предварительно происходит подготовка устройства. Камера технического зрения 2 подключается к компьютеру 1 с программным обеспечением для обработки цифровых изображений, включается кольцевой осветитель. Производится регулировка креплений КТЗ 7, светорассеивающего экрана 6 и крепления зеркального преобразователя 8 таким образом, чтобы отраженное изображение объекта контроля 10 полностью находилось в поле зрения камеры технического зрения 2.

Объект контроля 10 движется по ленте конвейера 9. При вхождении объекта целиком в поле зрения камеры технического зрения 2 происходит съемка. Изображение по цифровому каналу передается на компьютер 1 с программным обеспечением, где происходит его обработка. Обработка полученного цифрового изображения при помощи компьютера 1 с необходимым программным обеспечением позволяет установить геометрические параметры брикета и его поверхностные свойства - дефекты поверхности, наличие посторонних материалов.

Программное обеспечение осуществляет условное разделение видимой и отраженной поверхностей. В ходе обработки производится ряд операций. в числе которых присутствует вычитание фона, применение параметров цветокоррекции, выделение контуров изображения для определения размеров объекта. Анализ контуров изображений так же используется для определения целостности брикета - отсутствия осыпания краев. По характерным цветовым индикаторам материала, на основе нейросетевой модели производится определение типовых элементов, из которых состоит брикет.

Получение изображений происходит следующим образом: изображение видимой части брикета с вершинами в точках верхней видимой части брикета 12 (фиг. 3) и нижней видимой части брикета 13 попадает в объектив и сводится в точку фокусного расстояния 17. Аналогичным образом происходит получение изображения отраженной верхней части брикета с зеркального преобразователя 8. Выбранный угол между плоскостью ленты конвейера и зеркальным преобразователем 16 обеспечивает максимально возможную степень геометрического подобия отраженного вторичного изображения с точками отражения в вершинах в верхней невидимой для камеры части брикета 14 и отраженной верхней видимой части брикета 15 непосредственно верхней части брикета с вершинами в точках верхней невидимой для камеры части брикета 11 и верхней видимой части брикета 12 с наиболее высоким коэффициентом преобразования. При этом, смещение изображения в плоскости калибровки приводит к пропорциональному смещению отраженного изображения. Выбор объектива для камеры осуществляется с учетом расстояния от места установки камеры до объекта контроля.

Отличительной особенностью данного устройства является то, что изображение вершины верхней невидимой для камеры части брикета 11 и вершины верхней видимой части брикета 12 получается за счет использования зеркального преобразователя, позволяющего сформировать изображение отражение точки вершины верхней невидимой части брикета 14 и отражение точки вершины верхней видимой части брикета 15, по которому возможно контролировать верхнюю поверхность объекта. Полученные изображения двух плоскостей объекта проходят программную обработку, в ходе которой могут быть получены данные о геометрических размерах, поверхностных включений в брикете.

Использование предлагаемого решения вместо системы из нескольких цифровых камер машинного зрения позволяет уменьшить число камер до одной и тем самым снизить затраты на создание системы контроля, так как стоимость установки зеркального преобразователя несоизмеримо мала в сравнении со стоимостью промышленной камеры технического зрения.

Устройство контроля геометрических параметров брикетированных шихтовых материалов, включающее камеру технического зрения, источник света и устройство обработки изображений, получающее цифровые изображения от камеры и выполняющее обработку изображений, отличающееся тем, что зеркальный преобразователь установлен на держателе под углом 45° к горизонтальной плоскости ленточного конвейера, при этом отражение проходящего объекта контроля полностью находится в поле зрения камеры технического зрения, к которой соосно установлен светорассеивающий экран, в центре которого выполнено отверстие, в которое установлен объектив камеры технического зрения, при этом крепления светорассеивающего экрана и камеры технического зрения выполнены с возможностью регулировки штанги по высоте, таким образом, чтобы боковая сторона объекта контроля полностью находилась в поле зрения камеры технического зрения.

Изобретение относится к области контроля и определения сквозных дефектов защитных поверхностных пленок, нанесенных на металлические детали. Способ включает приведение материала детали во взаимодействие с реагентом, при этом в качестве реагента, изменяющего оптические свойства диагностируемого участка, которые проявляются в изменении цветовой окраски зоны сквозного дефекта в полимерной пленке на поверхности металлической детали, используют водный раствор гексацианоферрата (III) калия в соляной кислоте при следующем соотношении компонентов в воде: от 0,1 до 25 массовых долей, %, гексацианоферрата (III) калия, от 5 до 25 массовых долей, %, соляной кислоты, деталь выдерживают не менее 5 мин в этой среде до визуально-воспроизводимого момента появления оттенков синей окраски, характеризующего начало взаимодействия реагента с материалом детали из железа и его сплавов по всем локальным зонам наличия сквозных дефектов в полимерной пленке, после чего производят визуальную регистрацию наличия определяемого сквозного дефекта, его местонахождение и геометрические параметры.

Способ обнаружения дефектов поверхности, устройство обнаружения дефектов поверхности, способ производства стальных материалов, способ управления качеством стального материала, установка по производству стальных материалов, способ генерации моделей определения дефектов поверхности и модель определения дефектов поверхности // 2764644

Изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическому обнаружению поверхностных дефектов стального материала. Изобретения позволяют точно различать участки стали и поверхностные дефекты, а также способны повысить выход продукции из стали путем точного определения поверхностных дефектов.

Способ контроля прочности оптического волокна // 2762885

Изобретение относится к области неразрушающего контроля прочности оптических волокон из плавленого кварцевого стекла. Сущность: на контролируемый объект оказывают акустическое воздействие на первой частоте и на второй частоте, измеряют сигнал нелинейной акустической эмиссии на разностной частоте и по результатам обработки данных измерений оценивают степень разрушения контролируемого объекта.

Способ автоматического мониторинга состояния асбестоцементных сбросных трубопроводов закрытой оросительной системы // 2762365

Изобретение относится к эксплуатационному мониторингу технического состояния сооружений оросительных систем в гидротехническом строительстве, в частности к определению состояния асбестоцементных труб, как наиболее экономичного материала для сооружения оросительных систем. В способе автоматического мониторинга состояния асбестоцементных сбросных трубопроводов закрытой оросительной системы, включающем перемещение относительно обследуемого трубопровода устройства со средствами получения изображений поверхности трубопровода, регистрации и передачи данных на компьютер, сканирование поверхности трубопровода, сохранение полученных результатов в блоке памяти компьютера, формирование трехмерной модели трубопровода с помощью блока программного обеспечения, выявление дефектов и принятие решения о необходимом виде ремонта, согласно изобретению осуществляют одновременно циклическое, круговое, последовательное сканирование участков внутренней поверхности трубопровода совместно с объемом грунта, прилегающего к нему с его внешней поверхности, получение плоскостного панорамного изображения внутренней поверхности трубопровода этих же участков и маркировку каждого участка сканирования.

Устройство для автоматического мониторинга состояния асбестоцементных сбросных трубопроводов закрытой оросительной системы // 2762362

Изобретение относится к эксплуатационному мониторингу технического состояния сооружений оросительных систем в гидротехническом строительстве. В устройстве, содержащем перемещаемое относительно обследуемого трубопровода с помощью приводных колес устройство со средствами сканирования, получения изображений поверхности трубопровода, регистратор и передачи данных на компьютер для формирования трехмерной модели трубопровода с помощью блока программного обеспечения, согласно изобретению, в качестве средств для формирования трехмерной модели трубопровода с прилегающим к нему объемом грунта, получения изображений внутренней поверхности трубопровода и регистрации использованы соответственно: сканер в виде георадарной антенны на телескопической штанге, цифровой фотоаппарат или видеокамера с подсветкой и регистратор в виде маркера, сообщенного через магистраль с емкостью для красящего вещества, при этом для обеспечения возможности их циклического вращения по внутренней поверхности трубопровода и перемещения вдоль него использован шаговый электродвигатель с полым вращающимся валом и блоком управления, сообщенный с компьютером и с узлом для переключения режимов вращательного и поступательного движений.

Оптический обмер крышки // 2754071

Изобретение относится к устройству и способу оптического обмера крышки с целью регистрации и/или контроля ее параметров. Крышка (12, 14) имеет различные параметры, существенные для процесса ее закрытия, которые необходимо контролировать или по меньшей мере регистрировать.

Способ оптического контроля качества преформы // 2754028

Изобретение относится к производству упаковочных материалов, а именно к способу контроля качества преформы, используемой в дальнейшем для производства бесцветных и окрашенных пластиковых бутылок. Cпособ оптического контроля качества преформы включает просвечивание отформованной преформы источником оптического излучения.

Устройство контроля готовых палет // 2753163

Система содержит горизонтальную опорную поверхность, регистратор изображений, установленный рядом с ней, компьютер, имеющий память с хранящейся в ней программой для определения того, находится ли изображение загруженной палеты в пределах технологического допуска согласно технологической инструкции, канал связи для передачи сигнала между регистратором изображений и компьютером, целевую область, определяемую границей, имеющей площадь поверхности, превышающую площадь поперечного сечения загруженной палеты, первую и вторую направляющие, установленные над опорной поверхностью, которые поддерживает регистратор изображений и выполнены с возможностью продольного перемещения регистратора изображений в направлении хода конвейера и поперечного перемещения поперечно к направлению хода конвейера.

Устройство контроля готовых палет // 2753163

Способ контроля непрерывного удлиненного элемента во время сборки шины для колес транспортных средств и установка для сборки шины для колес транспортных средств // 2752472

Настоящее изобретение относится к способу контроля непрерывного удлиненного элемента во время сборки шины для колес транспортных средств. Способ контроля непрерывного удлиненного элемента во время сборки шины для колес транспортных средств включает: приведение формообразующего барабана (19) во вращение вокруг его оси (Х) вращения; подачу непрерывного удлиненного элемента (24) из подающей головки (21) для создания компонента изготавливаемой шины, удерживаемой формообразующим барабаном (19), посредством намотки непрерывного удлиненного элемента (24) в соответствии с витками, расположенными рядом друг с другом и/или наложенными в радиальном направлении друг на друга; проецирование первого пучка (41') и второго пучка (41ʺ) светового излучения на часть (25) непрерывного удлиненного элемента (24), поданную подающей головкой (21) и расположенную между подающей головкой (21) и зоной первого контакта непрерывного удлиненного элемента (24) с радиально наружной поверхностью изготавливаемой шины, причем проецирование первого пучка (41') и второго пучка (41ʺ) осуществляют соответственно по направлению к первому боковому продольному краю и по направлению ко второму боковому продольному краю непрерывного удлиненного элемента (24); обнаружение излучения, отраженного указанной частью (25), для определения первого параметра (d1(t)), связанного с шириной непрерывного удлиненного элемента (24); сравнение первого параметра (d1(t)) со вторым контрольным параметром (d2).

Способ диагностики субклинической внутриматочной инфекции у женщин во ii триместре беременности // 2771877

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству, и может быть использовано для диагностики субклинической внутриматочной инфекции (ВМИ) во II триместре беременности. При совокупности наличия трех из пяти баллов по шкале критериев ВМИ: отягощенный акушерско-гинекологический анамнез: хронический эндометрит, неразвивающаяся беременность, искусственные аборты, спонтанные выкидыши, преждевременные роды - 1 балл; цервицит - 1 балл; стойкая угроза прерывания беременности - 1 балл; нарушение маточно-плодового кровотока - 1 балл; изменения фетоплацентарного комплекса при ультразвуковом исследовании: структурные изменения в плаценте, аномальное количество вод - 1 балл, и уровне матриксной металлопротеиназы ММР-8 более 17 нг/мл в цервикальной слизи у пациентки диагностируют субклиническую ВМИ.