專利名稱：溫度記錄檢查方法以及用于執(zhí)行檢查方法的檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度記錄檢查方法用于分辨位置地檢測和識(shí)別檢查物品中表面附近的缺陷，以及涉及一種適于執(zhí)行所述檢查方法的檢查裝置。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電材料構(gòu)成的半成品，例如金屬材料構(gòu)成的棒、桿、棍、管或者線可以用作高價(jià)值的最終產(chǎn)品的原始材料，并且通常具有極高的質(zhì)量要求。對(duì)于材料瑕疵的檢查、尤其是對(duì)于表面附近的缺陷如裂縫、縮孔或者其他材料不均勻性的檢查形成了這些產(chǎn)品的質(zhì)量控制的重要部分。在此，通常追求具有高的位置分辨率的盡可能無空隙地檢查材料表面，該檢查按照可能性盡可能早地在生產(chǎn)鏈中進(jìn)行，以便基于檢查的結(jié)果根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的缺陷的類型來決定，是否缺陷對(duì)于進(jìn)一步加工是不關(guān)鍵的或者至少可以通過事后加工如研磨來修復(fù)，或 者是否該材料必須被丟棄。除了對(duì)于這些檢查經(jīng)常使用的磁性方法如渦流技術(shù)或者漏磁技術(shù)之外，如今也使用溫度記錄檢查方法來分辨位置地檢測和識(shí)別在檢查物品中表面附近的缺陷。在已知的溫度記錄檢查方法中，導(dǎo)電的檢查物品、例如鋼棒在碾壓之后通過施加以高頻交流電流的電感線圈，其在檢查物品的表面附近感應(yīng)電流。由于與激勵(lì)頻率相關(guān)的趨膚效應(yīng)，在此在檢查物表面附近的電流密度大于在檢查物品的內(nèi)部的電流密度。在所感應(yīng)的電流的橫截面中的結(jié)構(gòu)破壞例如裂縫用作電阻并且將在檢查物材料中尋找最小(電)阻的路徑的電流偏轉(zhuǎn)。在缺陷的區(qū)域中在電流的“狹窄部位”上的較高的電流密度并且由此也是較高的損耗功率是結(jié)果。在結(jié)構(gòu)破壞的區(qū)域中形成的損耗功率通過產(chǎn)生熱量而能夠以如下方式被注意到直接在結(jié)構(gòu)破壞上的相關(guān)的、局部受限的區(qū)域具有相比于無破壞的環(huán)境更高的溫度。借助熱學(xué)攝像機(jī)或者其他合適的熱輻射敏感的采集設(shè)備，現(xiàn)在可以基于在采集設(shè)備所采集的表面區(qū)域內(nèi)的局部溫度值來分辨位置地采集表面附近缺陷的存在。通常，也進(jìn)行所采集的表面區(qū)域的可視化，并且可以借助后接的分析系統(tǒng)來自動(dòng)評(píng)估通過溫度記錄方式確定的特異性。DE 10 2007 055 210 Al描述了一種溫度記錄的檢查方法以及一種設(shè)計(jì)用于執(zhí)行檢查方法的檢查裝置。該檢查裝置具有電感線圈用于加熱穿過電感線圈的金屬檢查物品的表面區(qū)域，例如鋼棒的表面區(qū)域，以及一個(gè)或者多個(gè)紅外攝像機(jī)，以便測量穿過的鋼棒的溫度輪廓。測量的結(jié)果用于激勵(lì)彩色標(biāo)記系統(tǒng)，以便標(biāo)記確定的缺陷。為了分析由紅外攝像機(jī)采集到的溫度記錄圖像(熱圖像)，根據(jù)描述設(shè)計(jì)了一種分析軟件，其分析熱圖像并且識(shí)別在預(yù)先確定的閾值之上的溫度差，并且作為缺陷來報(bào)告。在預(yù)先確定的閾值之上的溫度差的大小視為缺陷深度的說明。分析軟件可以對(duì)缺陷在其長度方面以及在閾值之上的溫度差的大小方面進(jìn)行分析。分析軟件可以從缺陷列表中去除長度在最小缺陷長度以下的缺陷，使得這些缺陷不被分析為缺陷。然而當(dāng)存在最小缺陷長度以下的缺陷然而溫度差的大小在閾值以上(該閾值在溫度差的最大大小之上)時(shí)，這種缺陷仍然作為缺陷來報(bào)告。通過這種方式，根據(jù)缺陷長度以及相對(duì)于環(huán)境的溫度差確定缺陷。
通常，在溫度輪廓中相對(duì)于環(huán)境超過2K的升高視為缺陷，然而閾值溫度也可以選擇得更小。相對(duì)于環(huán)境的5K或者更大的溫度差明確地被識(shí)別為缺陷。通常，對(duì)于要分析的溫度輪廓在實(shí)踐中疊加有帶有值得重視的幅度的干擾信號(hào)。作為干擾源，尤其是考慮檢查物品表面的局部發(fā)射強(qiáng)度波動(dòng)、來自環(huán)境的反射以及一般在實(shí)際檢查工作中不可避免的情況如在檢查物表面上的外來物質(zhì)。錯(cuò)誤顯示也可以通過檢查物幾何結(jié)構(gòu)而引起，因?yàn)槔缭诙噙呅屋喞系倪吘壨ǔ１憩F(xiàn)出相對(duì)于環(huán)境的升高的溫度。典型地，在裂縫狀的缺陷上相比于周圍表面出現(xiàn)的溫度差在IK至IOK的數(shù)量級(jí)中。已觀察到的是，干擾幅度也可以在該數(shù)量級(jí)中。因此，雖然有可能的用于減小干擾幅度的措施，然而不能排除的是，將干擾錯(cuò)誤地歸類為結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤或者缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種溫度記錄檢查方法以及一種適于執(zhí)行所述方法的溫度記錄檢查裝置，其相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)在分析溫度記錄的信號(hào)時(shí)提供更好的干擾抑制。尤其是，在實(shí)際的缺陷和歸因于其他干擾的偽缺陷之間的區(qū)分時(shí)改進(jìn)了選擇性。優(yōu)選的是，要提供 一種導(dǎo)電材料構(gòu)成的長形延伸的物品的無間隙的表面檢查，其在辨識(shí)和識(shí)別缺陷時(shí)具有提高的可靠性。為了解決該任務(wù)和其他任務(wù)，本發(fā)明提出了一種具有權(quán)利要求I所述特征的溫度記錄的檢查方法以及一種具有權(quán)利要求10所述特征的、設(shè)計(jì)用于執(zhí)行所述方法的溫度記錄檢查裝置。有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中說明。所有權(quán)利要求的表述通過對(duì)于說明書內(nèi)容的引用來進(jìn)行。在檢查方法中，檢查物品的要檢查的區(qū)段受到加熱設(shè)備的作用。這在下面也簡稱為“加熱”。在此，熱能被引入使得在帶有缺陷的缺陷區(qū)域或者瑕疵部位與沒有缺陷的檢查物材料之間出現(xiàn)熱不平衡。在此，實(shí)際的瑕疵例如裂縫以及直接鄰接的環(huán)境屬于瑕疵部位或者缺陷區(qū)域。沒有缺陷的環(huán)境必要時(shí)可以在加熱設(shè)備的作用下保持其溫度，即不被加熱，或者其可以比瑕疵部位更弱地加熱。在導(dǎo)電的檢查物品的情況下，例如在金屬棒、桿、線等等的情況下，例如可以使用感應(yīng)方法來加熱。熱能至檢查物品的瑕疵區(qū)域中的輸入也可以借助超聲波來進(jìn)行。在熱傳播階段內(nèi)，采集帶有兩個(gè)或者更多溫度記錄圖像的序列，其中該序列以彼此間的時(shí)間間隔地被采集。當(dāng)從局部加熱的缺陷區(qū)域至環(huán)境中的熱流可以注意到時(shí)，開始熱傳播階段。熱傳播階段直到加熱之后的冷卻階段中，并且在許多情況中對(duì)應(yīng)于冷卻階段。在加熱階段和冷卻階段之間的嚴(yán)格的界限通常并不存在。熱傳播階段的開始在時(shí)間上還可以與局部的加熱重疊，因?yàn)闊崮茉诩訜崞陂g已經(jīng)可以傳播。在此，每個(gè)溫度記錄圖像代表在熱傳播期間在不同時(shí)刻在溫度記錄圖像所采集的檢查物品的表面區(qū)域中局部的溫度分布。當(dāng)設(shè)置用于采集溫度記錄圖像的采集設(shè)備、例如熱圖像攝像機(jī)以及檢查物品靜止時(shí)，則檢查物品的在不同時(shí)刻采集的表面區(qū)域可以是相同的。在檢查物品和采集設(shè)備之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下，表面區(qū)域可以在空間上相對(duì)于彼此移動(dòng)。從序列的溫度記錄圖像中確定位置合適地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓，其中彼此位置合適地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓的每個(gè)與檢查物品的表面的相同測量區(qū)域關(guān)聯(lián)。術(shù)語“測量區(qū)域”在此涉及一維或者二維伸展的區(qū)域，該區(qū)域在檢查物品的坐標(biāo)系中具有固定位置。在測量區(qū)域中有多個(gè)測量位置。術(shù)語“溫度輪廓”表示分辨位置的輪廓，其中在溫度輪廓內(nèi)不同的位置或者地點(diǎn)分別與測量量的值關(guān)聯(lián)，其代表在相應(yīng)位置處的溫度。溫度輪廓可以理解為位置函數(shù)，其描述溫度值與溫度輪廓內(nèi)的位置的相關(guān)性。溫度輪廓可以根據(jù)線輪廓的類型涉及或多或少狹窄的、一定程度上線性的區(qū)域。也可以涉及2D輪廓或者平面輪廓，其中于是溫度值在預(yù)先給定形狀和大小的面積塊中的位置分布通過溫度輪廓來描述。與溫度輪廓的不同位置關(guān)聯(lián)的測量量可以稱為“溫度值”。在此，通常并不直接測量溫度，而是例如測量相應(yīng)位置發(fā)射的熱輻射的強(qiáng)度或者幅度，其可以借助在溫度記錄中常見的裝置換算為輪廓位置的局部溫度。通過這種方式，確定多個(gè)(至少兩個(gè))溫度輪廓，其表示在冷卻期間在不同的時(shí)刻在相同的測量區(qū)域內(nèi)的局部的溫度變化曲線。于是，對(duì)于多個(gè)通過溫度輪廓采集的測量區(qū)域的測量位置的溫度輪廓中的溫度值的時(shí)間變化曲線被定量地確定，使得對(duì)于測量區(qū)域的多個(gè)測量位置得到局部溫度值的時(shí)間發(fā)展。時(shí)間變化曲線于是根據(jù)至少一個(gè)分析標(biāo)準(zhǔn)來分析，其適于表征在測量區(qū)域中的熱流?！ぴ谠摲椒ㄖ?，不僅對(duì)溫度輪廓在通過其表示的局部溫度變化曲線方面進(jìn)行分析，而且也分析其時(shí)間變化。得到對(duì)于表面上的限定的測量區(qū)域以及限定的時(shí)間區(qū)域的溫度輪廓的序列。該方法的一個(gè)重要方面是引入熱流，即溫度輪廓的時(shí)間發(fā)展的動(dòng)態(tài)特性以及其分析或者解析。根據(jù)另一表述，由此建議了使用分辨位置的熱流溫度記錄的變形方案來檢測和識(shí)別合適的檢查物中的表面附近的缺陷，其中在檢查物表面上可確定的、溫度的局部分布的時(shí)間發(fā)展被確定和分析。在此，尤其是定量地采集和分析橫向的熱流。相比于現(xiàn)有技術(shù)，得到明顯更可靠的缺陷的分類，例如作為裂縫或者結(jié)構(gòu)破壞，因?yàn)樵摲椒ㄔ试S更好地分離歸因于缺陷的溫度效應(yīng)以及并非由于熱流引起的效應(yīng)。此外，即使在小的信號(hào)幅度情況下也得到溫度記錄的信息的改進(jìn)的可分析性，因?yàn)椴⒎莾H僅在輪廓中的溫度信號(hào)的幅度或者強(qiáng)度起決定作用，而是還有其在時(shí)間軸上的動(dòng)態(tài)特性。由此，即使當(dāng)(并非歸因于所尋找的缺陷的)干擾幅度高于有用信號(hào)幅度時(shí)，也得到了明顯改善的干擾抑制，其中有用信號(hào)幅度在此表示通過結(jié)構(gòu)破壞引起的信號(hào)幅度。檢查方法尤其是允許采集在突然的局部的受限的熱輸送之后的空間一時(shí)間熱傳播，并且對(duì)其進(jìn)行定量地分析。空間一時(shí)間熱傳播簡化示出地進(jìn)行，使得在潛在缺陷的區(qū)域中聚集的熱隨著時(shí)間流出到相鄰的、更冷的檢查物品材料區(qū)域中。所述流出在橫向的表面溫度分布上在如下程度上被表現(xiàn)出來，即，在激勵(lì)位置上的溫度輪廓隨著時(shí)間在幅度上減小，然而在此在激勵(lì)位置的直接緊鄰處中可以記錄到溫度升高。由此得出的是，溫度輪廓的形狀在該條件下以特征性的方式和方法隨時(shí)間變化。而最常見的干擾影響(例如表面反射)在其位置特性方面并未經(jīng)歷時(shí)間變化或者僅僅經(jīng)歷小的時(shí)間變化，和/或表現(xiàn)出與典型的熱流特性明顯偏離的時(shí)間變化(例如反射的短的閃爍)。這種干擾影響于是可以借助其典型的空間一時(shí)間特性來明確地與實(shí)際的缺陷區(qū)分。有些干擾影響雖然在溫度輪廓中以空間一時(shí)間動(dòng)態(tài)特性而可注意到，然而其通常明顯與在未被干擾的導(dǎo)熱材料內(nèi)的缺陷環(huán)境中發(fā)生的、空間一時(shí)間上的熱傳播不同地發(fā)生。因此，相對(duì)于傳統(tǒng)方法，在固體內(nèi)的熱傳播或者熱擴(kuò)散的定律的視角下分析溫度輪廓的空間一時(shí)間特性的分析提供了廣泛改進(jìn)的選擇性和干擾抑制。因此，分析也可以描述為，在分析時(shí)進(jìn)行所記錄的溫度記錄數(shù)據(jù)與簽名(Signatur )的比較，其中簽名是在固體中空間和時(shí)間熱傳播的描述，其尤其在局部的熱集中之后致力于又建立熱平衡。溫度輪廓優(yōu)選在準(zhǔn)備的分析步驟中自動(dòng)地分析，是否在溫度輪廓中表現(xiàn)出類似缺陷的特異性，即如下的特異性其可能歸因于缺陷，然而并不一定。在識(shí)別類似缺陷的特異性時(shí)，優(yōu)選在溫度輪廓內(nèi)尋找溫度值的局部最大值。局部最大值在此對(duì)應(yīng)于在溫度輪廓內(nèi)的如下位置其溫度明顯高于在局部最大值的直接周圍的輪廓位置上的溫度。通過識(shí)別步驟，例如在裂縫檢查時(shí)應(yīng)當(dāng)基本上找到在其他情況下更冷的環(huán)境中的窄的熱部位。在該識(shí)別步驟中，可以使用圖像處理的合適的過濾例程，以便例如將局部的最大值與邊緣位置區(qū)分，在邊緣位置上，溫度從一個(gè)環(huán)境側(cè)到另一環(huán)境側(cè)在短的距離上幾乎跳躍性地或者階梯式地增加或者降低。通常，為此使用兩個(gè)或者更多按照不同的標(biāo)準(zhǔn)工作的過濾例程，以便識(shí)別明確與局部溫度最大值關(guān)聯(lián)的圖像位置(像素或者像素組)。
分析于是可以集中在其中找到局部溫度最大值的區(qū)域上。在一個(gè)方法變形方案中，作為分析標(biāo)準(zhǔn)分析在溫度輪廓的溫度值的局部最大值的區(qū)域中溫度值的幅度的時(shí)間變化曲線。由此，例如可以確定在局部最大值的區(qū)域中以及在其附近的冷卻速率。已表明的是，在結(jié)構(gòu)破壞如裂縫的區(qū)域中的冷卻速率在其他情況下未受干擾的環(huán)境內(nèi)可以通過熱擴(kuò)散定律來良好地描述，并且由此可以用作可靠的分析標(biāo)準(zhǔn)。裂縫和其他缺陷因此可以經(jīng)常僅僅由于典型的冷卻速率而與并非歸因于缺陷的干擾相區(qū)分?？商孢x地或者附加地，在分析時(shí)，可以確定在溫度輪廓內(nèi)的溫度值的局部最大值的區(qū)域中的熱量濃度值(Waermemengenkonzentrationswert),并且分析熱量濃度值的時(shí)間變化曲線。熱量濃度值是局部最大值相比于附近的環(huán)境的熱量關(guān)系的度量。如果該熱量濃度隨著時(shí)間降低，則熱流出到環(huán)境中，例如在裂縫的環(huán)境中典型的那樣。而如果局部最大值并非歸因于結(jié)構(gòu)破壞或者裂縫，則熱濃度值經(jīng)常表現(xiàn)出明顯不同的特性，其中例如熱濃度在加熱結(jié)束之后甚至首先還可以升高。這于是表明，局部溫度最大值并不歸因于裂縫等。為了分析時(shí)間變化曲線能夠通過所計(jì)算的特征參數(shù)以足夠的精度來確定相應(yīng)的時(shí)間函數(shù)，在優(yōu)選的實(shí)施形式中將時(shí)間上相繼地記錄的至少三個(gè)溫度輪廓共同地分析，以便得到合適數(shù)量的支持點(diǎn)。通常，在四個(gè)到十個(gè)溫度輪廓之間共同分析，使得在時(shí)域中存在足夠數(shù)目的支持點(diǎn)，并且可以在缺陷和人工產(chǎn)物之間進(jìn)行可靠的區(qū)分。對(duì)于從時(shí)間函數(shù)中確定和分析特征參數(shù)可替選的或者附加地也可能的是，基于圖像元素(像素)或者圖像元素的組(像素組)進(jìn)行在溫度輪廓內(nèi)溫度值的時(shí)間變化曲線。結(jié)果于是置于相對(duì)于彼此的關(guān)系中，以便得到空間一時(shí)間簽名。一般地，可以使用信號(hào)分析的任何變形方案，其允許用于將信號(hào)特征與在固體中的熱傳播的理論基礎(chǔ)相比較的度量數(shù)或者度量數(shù)據(jù)。例如，可以使用空間一時(shí)間線輪廓、記錄序列、面積塊、任意的像素布置或者像素圖案。重要的是，共同地考慮或者考量空間和時(shí)間方面，沒有所述方面幾乎不可能進(jìn)行關(guān)于缺陷概率的可靠的說明。可能的是，在檢查裝置中使用所述檢查方法，其中檢查物品以及用于采集溫度記錄圖像的采集設(shè)備都靜止。由此顯著簡化了將溫度輪廓相對(duì)于彼此的位置正確的關(guān)聯(lián)，因?yàn)樵跁r(shí)間上相繼地記錄的溫度記錄圖像中相同的測量區(qū)域分別對(duì)應(yīng)于溫度記錄圖像中相同的圖像區(qū)域(相同的圖像坐標(biāo))。然而，在優(yōu)選的應(yīng)用情況中，檢查方法被用于檢查長形伸展的檢查物品例如桿、管、線等等。為了檢查長形伸展的檢查物品，可以在檢查物品和采集設(shè)備之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)用于采集與運(yùn)動(dòng)方向平行的溫度記錄圖像，該運(yùn)動(dòng)方向合乎目的地與長形延伸的檢查物品的縱向方向平行走向。優(yōu)選的是，在此，采集設(shè)備靜止，而檢查物品相對(duì)于采集設(shè)備移動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生為使得分別借助時(shí)間上相繼地采集的溫度記錄圖像來采集的表面區(qū)域與運(yùn)動(dòng)方向平行地偏移確定的路徑段地布置。優(yōu)選的是，在此時(shí)間上直接相繼地采集的表面區(qū)域部分地重疊，使得檢查表面的每個(gè)位置通過兩個(gè)或者更多個(gè)溫度記錄圖像來采集。由此，在縱向方向上移動(dòng)的長形伸展的檢查物品的無縫隙的表面檢查是可能的。優(yōu)選的是，檢查表面的每個(gè)位置在三個(gè)或者更多溫度記錄圖像中、例如在四個(gè)至二十個(gè)或者更多個(gè)溫度記錄圖像中出現(xiàn)，其中所述位置由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而存在于另一位置(圖像位置)的溫度記錄圖像的每個(gè)中。不同溫度記錄圖像的溫度輪廓的位置正確的關(guān)聯(lián)在檢查移動(dòng)的檢查物品時(shí)是特別的挑戰(zhàn)。在一個(gè)方法變形方案中，在第一時(shí)刻采集的溫度記錄圖像的系列的第一溫度記·錄圖像通過圖像處理來分析，以便識(shí)別至少一個(gè)選出的第一圖像部分，其包含帶有類似缺陷的特異性的第一表面部分的溫度記錄數(shù)據(jù)。相同的表面部分于是在與第一圖像部分對(duì)應(yīng)的第二圖像部分中被自動(dòng)發(fā)現(xiàn)。第二圖像部分在第二溫度記錄圖像中，所述第二溫度記錄圖像以相距第一溫度記錄圖像的時(shí)間距離地在稍后的第二時(shí)刻被采集。于是，進(jìn)行第一圖像部分和第二圖像部分的溫度記錄數(shù)據(jù)的共同分析，以便實(shí)現(xiàn)位置正確的關(guān)聯(lián)。為了自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選的是，基于所測量的或者以其他方式已知的、在檢查物品和采集設(shè)備之間的相對(duì)速度以及在第一時(shí)刻和第二時(shí)刻之間流逝的時(shí)間間隔來確定在第二溫度記錄圖像中包含類似缺陷的特異性的表面部分的所預(yù)期的位置，以便確定表面部分在第一時(shí)刻和第二時(shí)刻之間在移動(dòng)方向上所經(jīng)過的路徑。由此，可以從開始就將第二溫度記錄圖像的分析集中在如下表面部分上在該表面部分中在分析時(shí)間上更早采集的第一溫度記錄圖像時(shí)已發(fā)現(xiàn)了類似缺陷的特異性。為了發(fā)現(xiàn)類似缺陷的特異性，優(yōu)選在第一溫度記錄圖像中的至少一個(gè)線性的或者平面的溫度輪廓內(nèi)尋找溫度值的局部最大值。為此，可以使用圖像處理的合適的過濾例程。本發(fā)明還涉及一種設(shè)計(jì)用于執(zhí)行所述方法的溫度記錄的檢查裝置，用于分辨位置地檢測和識(shí)別在檢查物品中的表面附近的缺陷。該檢查裝置包括
加熱設(shè)備，用于將檢查物品的部分加熱，使得在帶有缺陷的缺陷區(qū)域和沒有缺陷的檢查物材料之間出現(xiàn)熱不平衡；
至少一個(gè)采集設(shè)備，用于采集以時(shí)間間隔彼此相繼的至少兩個(gè)溫度記錄圖像的序列；
以及
分析設(shè)備，用于分析溫度記錄圖像的溫度記錄數(shù)據(jù)；
其中分析設(shè)備配置用于從溫度記錄圖像中確定位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓，用于針對(duì)多個(gè)通過溫度輪廓采集的、測量區(qū)域的測量位置從溫度輪廓中確定溫度值的時(shí)間變化曲線，以及用于根據(jù)表征測量區(qū)域中的熱流的至少一個(gè)分析標(biāo)準(zhǔn)來分析時(shí)間變化曲線。優(yōu)選的是，采集設(shè)備是熱輻射敏感的平面攝像機(jī)，其帶有多個(gè)圖像行，其圖像信息被共同地分析。
這些特征以及另外的特征除了權(quán)利要求之外還從說明書以及附圖中得到，其中各特征可以分別本身單獨(dú)地或者多個(gè)地以下級(jí)組合形式在本發(fā)明的實(shí)施形式中以及在其他領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)，并且可以有利地以及本身固有地是能夠保護(hù)的實(shí)施形式。在附圖中示出了實(shí)施例并且在下面進(jìn)一步闡述。


圖I示出了檢查裝置的實(shí)施形式，檢查裝置用于在連續(xù)方法中通過溫度記錄方式檢查導(dǎo)電材料構(gòu)成的長形伸展的檢查物品；
圖2示出了垂直于檢查物品的移動(dòng)方向記錄的溫度輪廓的一個(gè)例子；
圖3在圖3A中示出了在熱圖像攝像機(jī)的采集區(qū)域中的、移動(dòng)的檢查物品的被加熱的部分的示意性俯視圖，該檢查物品帶有也放大地示出的所選擇的圖像部分，該圖像部分包含缺陷，并且在圖3B中示出了用于位置正確地共同分析在不同時(shí)刻在相同的表面部分上采 圖4在圖4A和4B中分別示出了在溫度的局部溫度最大值的區(qū)域中溫度輪廓的部分的時(shí)間發(fā)展，其中在圖4A中示出了在并非歸因于裂縫的干擾的區(qū)域中溫度輪廓的位置正確地關(guān)聯(lián)的部分，并且在圖4B中示出了在表面附近的裂縫的區(qū)域中相應(yīng)的溫度輪廓；
圖5在圖5A和5B中分別示出了兩個(gè)表征在局部溫度最大值的區(qū)域中的熱流的特征參數(shù)的時(shí)間變化曲線，其中在圖5A中示出了并非歸因于裂縫的干擾的特征參數(shù)的時(shí)間變化曲線，并且在圖5B中示出了表面附近的裂縫的相應(yīng)的時(shí)間變化曲線；以及
圖6在圖6A中示出了帶有歸因于反射的局部溫度最大值的溫度輪廓的一部分，在圖6B中示出了在圖6A中所示的局部溫度最大值的區(qū)域中局部的溫度變化曲線的時(shí)間發(fā)展，并且在圖6C中示出了兩個(gè)表征在局部最大值的區(qū)域中的熱流的特征參數(shù)的時(shí)間發(fā)展。
具體實(shí)施例方式圖I示出了溫度記錄檢查裝置100的一個(gè)實(shí)施形式的示意圖，所述檢查裝置用于在連續(xù)方法中無縫隙地對(duì)導(dǎo)電材料構(gòu)成的長形伸展的檢查物品進(jìn)行表面檢查。檢查物品180示例性地為帶有矩形橫截面的鋼棒，其來自未示出的碾壓設(shè)備，并且借助未示出的輸送設(shè)備例如滾筒輸送器以很大程度上恒定的、大約O. I米/秒到I. 5米/秒之間范圍中的通過速度Vp在平行于其縱軸線182走向的移動(dòng)方向184中(箭頭)輸送。鋼棒在熱碾壓之后沒有空白的表面，而具有所謂的“黑色”表面，其表面溫度典型地在0°C到50°C之間。溫度記錄的檢查以及在此采集的溫度記錄數(shù)據(jù)的分析借助宏觀上平坦的檢查物表面185的檢查來說明。相應(yīng)的檢查也針對(duì)檢查物品的另外三個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行。檢查裝置具有電感性的加熱設(shè)備110，用于加熱進(jìn)入加熱設(shè)備的有效范圍中的檢查物品區(qū)段，使得在帶有缺陷的缺陷區(qū)域和沒有缺陷的檢查物品材料之間出現(xiàn)熱不平衡。屬于加熱設(shè)備的有電感線圈112，其設(shè)計(jì)為平坦的用于檢查物品的穿通線圈，帶有垂直于穿通方向取向的線圈平面。電感線圈電連接到交流電發(fā)生器115上，該交流電發(fā)生器為了控制而連接到檢查裝置的中央控制設(shè)備130上。在借助合適頻率的交流電壓來激勵(lì)電感線圈112時(shí)，在檢查物品的接近表面的區(qū)域中感應(yīng)渦流，渦流可以在流過電感線圈時(shí)將表面附近的區(qū)域加熱到超過環(huán)境溫度的溫度。所述加熱在沒有缺陷的表面區(qū)域中通常比較均勻。然而如果在感應(yīng)的電流的橫截面中存在結(jié)構(gòu)破壞如裂縫、切口、縮孔等等，則其作為電阻起作用，并且將電流偏轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致更高的電流密度并且由此導(dǎo)致在電流的狹窄部位的更高的損耗功率。在結(jié)構(gòu)破壞處的損耗功率通過額外的發(fā)熱而可被注意到，使得相關(guān)的、局部受限的缺陷區(qū)域直接在結(jié)構(gòu)破壞處具有比無干擾的環(huán)境更高的溫度。于是，出現(xiàn)相對(duì)于更遠(yuǎn)離的環(huán)境更低的溫度水平的局部加熱。在裂縫區(qū)域和直接鄰接的未受干擾的材料環(huán)境之間的典型溫度差通常在大約IK至IOK的數(shù)量級(jí)中。該局部的溫度升高及其空間一時(shí)間發(fā)展在檢查方法中被用于分辨位置的檢測和識(shí)別表面附近的缺陷。例如，發(fā)生器具有直到150kW的電功率，并且使用IOkHz到350kHz之間的范圍中的交流電頻率。具有其他規(guī)范的加熱設(shè)備同樣是可能的。例如，可以用直到數(shù)MW的功率的交流電發(fā)生器來運(yùn)行，這例如在具有更大尺寸的檢查物品的情況下(例如超過800毫米的直徑)會(huì)是有利的。頻率范圍可以與測量任務(wù)匹配。例如，可以使用直到IMHz的頻率，以便尤其是找到小的表面附近的瑕疵，因?yàn)殡S著升高的頻率，渦流的侵入深度變得更小，并且由此測量體積減小。更高的頻率也在檢查具有高的電阻和導(dǎo)磁性的導(dǎo)電鋼材的情況下是有利的，以便實(shí)現(xiàn)將缺陷區(qū)域相對(duì)于其環(huán)境快速地局部加熱?！?br> 通過加熱設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)將檢查對(duì)象/缺陷置于熱不平衡中。借助檢查方法和檢查裝置，可能的是，在位置空間以及在時(shí)域中觀察，系統(tǒng)以何種方式來應(yīng)對(duì)熱平衡狀態(tài)。為此，檢查裝置具有對(duì)于熱輻射敏感的、分辨位置的采集設(shè)備120，用于采集二維的溫度記錄圖像，其可以用直到100圖像每秒(幀每秒)的高圖像頻率來記錄。在下面也稱為“熱學(xué)攝像機(jī)”的采集設(shè)備被連接到中央控制設(shè)備130上，用于控制圖像記錄以及用于接受和分析在溫度記錄圖像中得到的溫度記錄數(shù)據(jù)。在該控制設(shè)備中集成有基于計(jì)算機(jī)的圖像處理系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)用于將從溫度記錄圖像中確定的溫度記錄數(shù)據(jù)根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)來分析。這種熱學(xué)攝像機(jī)可以基于局部溫度值或者基于局部發(fā)射的熱輻射來將結(jié)構(gòu)破壞的存在性以及一些特性可視化，并且可以將這些特異性借助圖像處理的合適的手段在關(guān)聯(lián)的分析系統(tǒng)中自動(dòng)分析。熱學(xué)攝像機(jī)120是平面攝像機(jī)，并且具有矩形的采集區(qū)域122，該采集區(qū)域在此也稱為圖像區(qū)122，并且其示例性地覆蓋朝向其的檢查物表面185的整個(gè)寬度直到超過側(cè)邊緣。熱學(xué)攝像機(jī)120示例性地以分辨率為640X512像素(圖像元素)覆蓋大小為270mmX216mm的圖像區(qū)122。圖像元素(像素)在此對(duì)應(yīng)于在檢查物表面185上直徑為O. 5mm至O. 8mm的比較小的矩形的表面部分。借助平面攝像機(jī)記錄的溫度記錄圖像由多個(gè)基本上垂直于檢查物品的縱向方向(y方向)走向的行和基本上平行于縱向方向(即在y方向)上走向的列構(gòu)成。溫度記錄圖像被逐行地分析，以便尤其是可靠地檢測縱向瑕疵。屬于熱學(xué)攝像機(jī)的行的線性狹窄的測量區(qū)域124橫向于缺陷188走向。該測量區(qū)域直觀地也稱為測量線。在圖I中所示的時(shí)刻h，表面附近的缺陷188以或多或少平行于檢查物品的縱向方向走向的縱向裂縫的形式位于采集區(qū)域的朝向電感線圈112的輸入側(cè)的附近。在稍后的時(shí)刻t2>tjP t3>t2的相同縱向裂縫的位置用虛線表示，以便表明，同一缺陷或者同一表面部分在不同時(shí)刻可以在熱學(xué)攝像機(jī)的采集區(qū)域122中，然而其中在溫度記錄圖像內(nèi)的圖像位置根據(jù)穿通速度Vp和在以時(shí)間間隔相繼的溫度記錄圖像的記錄時(shí)刻之間的時(shí)間間隔而分別在移動(dòng)方向184中相對(duì)于彼此偏移移動(dòng)方向184上的一定的路徑段。
所使用的熱學(xué)攝像機(jī)的圖像記錄頻率與檢查物品的穿通速度匹配，使得檢查物表面185的每個(gè)表面區(qū)段都在多個(gè)溫度記錄圖像中在不同位置出現(xiàn)，例如在至少5個(gè)或者至少10個(gè)或者至少15個(gè)以相對(duì)比彼此的時(shí)間距離地記錄的溫度記錄圖像中。連接到控制設(shè)備上的顯示和操作單元140具有屏幕，在該屏幕上可以顯示由溫度記錄圖像確定的數(shù)據(jù)以及關(guān)聯(lián)。借助鍵盤和/或其他輸入裝置，檢查裝置可以被操作者舒適地針對(duì)不同的檢查任務(wù)而設(shè)計(jì)以及操作。在控制設(shè)備130上此外連接有速度測量設(shè)備150用于確定檢查物品的當(dāng)前的移動(dòng)速度VP。該用作位移傳感器的設(shè)備示例性地借助激光輻射來無接觸地工作。在另外的實(shí)施形式中，可以設(shè)置觸覺式的位移傳感器，例如帶有在檢查物表面上展開的測量輪。溫度記錄檢查方法的精度可以通過以溫度記錄方式采集的檢查物表面強(qiáng)度的發(fā)射強(qiáng)度波動(dòng)來強(qiáng)烈地影響。為了由此將負(fù)面影響保持為盡可能小，進(jìn)行了所測量的檢查物表面的發(fā)射強(qiáng)度的主動(dòng)均勻化，其方式是，將檢查物表面借助潤濕設(shè)備160在穿過電感線 圈之前均勻地用液體、例如用水潤濕。該技術(shù)在直到50°C的表面溫度情況下證明為是有效的，以便很大程度上避免出現(xiàn)歸因于發(fā)射強(qiáng)度的局部波動(dòng)導(dǎo)致的偽顯示。如果通過檢查裝置將特異性明確地識(shí)別為缺陷，則其可以借助連接到控制設(shè)備130上的自動(dòng)的標(biāo)記設(shè)備170通過噴射顏料等等來標(biāo)記，使得對(duì)于受干擾的檢查物表面的可能的事后處理或者分類到強(qiáng)烈受干擾的區(qū)段合乎目的地是可能的。下面描述借助可以借助檢查裝置來執(zhí)行的檢查方法的一個(gè)優(yōu)選的變形方案，所述檢查方法用于分辨位置地檢測和識(shí)別在以高的穿通速度通過檢查裝置的檢查物品的表面附近的缺陷。通過電感線圈112，將檢查物品的表面附近的區(qū)域以感應(yīng)方式加熱，其中在裂縫和其他結(jié)構(gòu)破壞的區(qū)域中出現(xiàn)局部溫度最大值。在檢查物品的相應(yīng)區(qū)段穿過電感線圈之后，這些區(qū)域又冷卻。采集設(shè)備120在移動(dòng)方向上直接安裝在電感線圈之后，并且采集在該冷卻階段中的表面區(qū)域。在第一方法步驟中，識(shí)別檢查物表面的移動(dòng)進(jìn)入采集區(qū)域122中的部分中的熱特異性。為此，分析相應(yīng)的、與輸入側(cè)關(guān)聯(lián)的行，以便獲得例如沿著垂直于穿通方向的測量線124的分辨位置的溫度輪廓(線輪廓)。圖2示例性地示出了這種溫度輪廓。在垂直于移動(dòng)方向(y方向)在X方向上走向的線性測量區(qū)域內(nèi)的測量地點(diǎn)的位置POS在橫坐標(biāo)上通過說明圖像區(qū)的行的相應(yīng)像素(圖像元素)的編號(hào)來說明?？v坐標(biāo)代表與位置關(guān)聯(lián)的熱輻射的幅度AMP，并且示例性地示出為攝氏度表示的絕對(duì)表面溫度。可以看出的是，在側(cè)面邊緣之間(例如在像素編號(hào)90或者540附近)的表面溫度在55°C到60°C之間的范圍中，并且局部改變數(shù)K。溫度輪廓包含兩個(gè)特異性，即大約在像素編號(hào)150附近的第一局部溫度最大值ST以及大約在像素編號(hào)495附近的第二局部溫度最大值DEF。在兩個(gè)局部溫度最大值附近，與直接環(huán)境的溫差A(yù)T為大約6K至7K。以后要闡述的分析表明，第一局部溫度最大值ST歸因于并非原因在裂縫或者其他結(jié)構(gòu)破壞的干擾，而第二局部溫度最大值DEF實(shí)際上由于表面附近的裂縫引起?？梢钥闯龅氖?，單單溫差△T的大小并不是實(shí)際的結(jié)構(gòu)破壞和其他并非歸因于結(jié)構(gòu)破壞的特異性之間的差別的可靠標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)溫度記錄圖像包含多個(gè)這種在X方向上分辨位置的溫度輪廓。出現(xiàn)局部的溫度最大值通過圖像處理的分析軟件自動(dòng)采集，其中使用合適的過濾例程，以便將溫度輪廓內(nèi)的像素或者像素組的溫度值與相鄰像素或者像素組的溫度值比較，并且借助該比較來將局部溫度最大值明確地識(shí)別為該溫度最大值，并且與其他人造缺陷、例如在邊緣上的溫度的陸峭下降相區(qū)分。在過濾時(shí)，分析軟件逐行地在橫向于移動(dòng)方向走向的帶內(nèi)工作，所述帶分別包含多個(gè)相鄰的溫度輪廓。圖3示出了這種帶125，其包含缺陷188。當(dāng)在帶內(nèi)在多個(gè)相鄰的溫度輪廓處在大致相同的像素位置上出現(xiàn)明顯高度的局部溫度最大值時(shí)，在該分析中在縱向方向上存在裂縫式的缺陷的可能性升高。檢查方法不僅基于分析空間的溫度輪廓，即代表位置的溫度分布的溫度輪廓，而且也基于分析其時(shí)間變化。該組合在此也稱為空間一時(shí)間分析。為此，分析單個(gè)的溫度輪廓并不足夠，而是對(duì)于表面的相同測量區(qū)域?qū)⒍鄠€(gè)以相互的時(shí)間間隔記錄的溫度輪廓位置正確地彼此關(guān)聯(lián)，以便能夠分析溫度分布的發(fā)展的空間一時(shí)間動(dòng)態(tài)特性。在這里描述的檢查方法的實(shí)施形式中，使用了圖案識(shí)別的一個(gè)特別的變形方案，以便在以后記錄的溫度記錄圖像中位置正確地再找到在時(shí)間上更早的溫度記錄圖像中識(shí)別的、可以代表缺陷特異性，并且由此實(shí)現(xiàn)了如下可能性雖然檢查物品相對(duì)于熱學(xué)攝像機(jī)移動(dòng)，仍然獲得來自相同測量區(qū)域的多個(gè)溫度輪廓的時(shí)間序列。為此，逐行地分析屬于確定 的表面部分的、時(shí)間上早的第一溫度記錄圖像的帶125，并且針對(duì)存在特異性、尤其是局部溫度最大值進(jìn)行分析?；诟餍械臏囟葦?shù)據(jù)，計(jì)算關(guān)聯(lián)的面，其包圍明顯的局部溫度最大值的區(qū)域。包圍缺陷188的、所選擇的矩形的圖像部分128在圖3左邊在帶125內(nèi)并且右邊在放大的視圖中示出。所選擇的圖像區(qū)段128的位置坐標(biāo)、即其在溫度記錄圖像內(nèi)的位置代表檢查物品在第一溫度記錄圖像的記錄時(shí)刻的所屬的、包含缺陷188的表面區(qū)段的位置。在所選擇的圖像部分中包含的、空間上關(guān)聯(lián)的像素構(gòu)成的圖像信息可以在圖像處理軟件中作為二進(jìn)制大對(duì)象(BLOB)來處理，并且代表數(shù)據(jù)的一定的圖案，該圖案在以后記錄的溫度記錄圖像中又可以被找出。借助通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示的、缺陷188周圍的區(qū)域的“圖案”，現(xiàn)在在多個(gè)以時(shí)間間隔相繼記錄的以后的溫度記錄圖像中尋找相同的圖案，以便找到如下圖像部分其盡可能位置精確地對(duì)應(yīng)于在分析第一溫度記錄圖像時(shí)考慮用于計(jì)算所尋找的圖案的表面部分。優(yōu)選的是，在至少5至10個(gè)相繼地記錄的溫度記錄圖像中尋找與確定的表面部分對(duì)應(yīng)的圖像部分，并且于是共同分析其圖像信息。為了在稍后記錄的溫度記錄圖像中在空間上限制搜索區(qū)域，并且由此加速分析，在稍后記錄的溫度記錄圖像中基于借助速度測量系統(tǒng)150測量的檢查物品移動(dòng)速度VP、移動(dòng)方向184以及在溫度記錄圖像的各記錄時(shí)刻之間流逝的時(shí)間間隔來確定包含類似缺陷的特異性的表面部分的所預(yù)期的位置，以便由此分別計(jì)算如下路徑感興趣的表面部分在第一分析所基于的時(shí)刻以及各稍后的溫度記錄圖像的記錄時(shí)刻之間經(jīng)過所述路徑。已表明的是，通過這種方式，感興趣的表面區(qū)段或者屬于該區(qū)段的數(shù)據(jù)即使在略微波動(dòng)的穿通速度情況下也以在位移傳感器的測量精度范圍中(在此例如大約±lmm)的精度被發(fā)現(xiàn)，這示例性地對(duì)應(yīng)于在檢查物表面上的大約±2像素的數(shù)量級(jí)中的位置精度。為了位置正確地疊加的最后校正于是在計(jì)算上借助軟件通過追蹤、即通過圖案辨識(shí)來進(jìn)行，由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢查物表面的大約±1像素或者±0. 5mm的有效的位置精度。該方式考慮的是，檢查條件在實(shí)際中通常并不理想。于是，例如可以基于在檢查物品和輸送系統(tǒng)之間的滑動(dòng)、檢查物品的彎曲和/或檢查物品的制動(dòng)，在加載到滾筒上時(shí)以及隨后的加速時(shí)出現(xiàn)速度波動(dòng)的加速以及其他位置不精確性的原因。由此出現(xiàn)的檢查問題通過速度測量、基于此的對(duì)潛在有缺陷表面區(qū)段的發(fā)現(xiàn)以及隨后的對(duì)表面圖案的尋找(追蹤)的組合來避免。在時(shí)間上相繼地采集的圖像部分的每個(gè)中，于是可以確定和共同分析一個(gè)或者多個(gè)經(jīng)過可能缺陷的位置的溫度輪廓。當(dāng)如圖3B中所示，溫度輪廓的位置分別位于所選出的圖像區(qū)段內(nèi)的相同位置上時(shí)，則位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓的每個(gè)對(duì)應(yīng)于檢查物品表面的相同的線性測量區(qū)域，其中該測量區(qū)域經(jīng)過可能的缺陷的位置。為了說明，為此在圖3B中左邊示出了三個(gè)在不同時(shí)刻tp t2>t!以及t3>t2所記錄的、屬于相同的表面部分的圖像部分128、128’和128’’，其中在圖像部分的每個(gè)中確定在X方向經(jīng)過缺陷的溫度輪廓。在右邊的部分圖中共同示出了時(shí)間上相繼地采集的溫度輪廓，其中橫坐標(biāo)是在X方向上的位置POS(x)，而縱坐標(biāo)說明溫度T。通過這種方式可能的是，在移動(dòng)的檢查物品上高精度地確定在可能的缺陷的區(qū)域中的空間一時(shí)間熱傳播。每個(gè)溫度輪廓代表一個(gè)橫向于缺陷走向的區(qū)域，其中缺陷大致在中間。每個(gè)溫度輪廓具有局部的溫度最大值，其高度相對(duì)于環(huán)境(例如通過溫度差A(yù)T來定量)隨著增大 的時(shí)間而降低，而例如通過半值寬度給出的最大值寬度在位置空間中隨著增大的時(shí)間而增大。該位置正確地關(guān)聯(lián)的、時(shí)間上相繼地記錄的位置的溫度輪廓現(xiàn)在允許定量地推斷出在可能的缺陷的區(qū)域中的空間一時(shí)間上的熱傳播，并且可以如下進(jìn)行分析。圖4在圖4A和4B中分別示出了多個(gè)位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓的共同視圖，其中在視圖中相應(yīng)在上部的溫度輪廓比相應(yīng)位于其下地示出的溫度輪廓在時(shí)間上更早地采集。圖4A示出了對(duì)于干擾ST的典型的溫度輪廓，其雖然大約在像素編號(hào)7的附近產(chǎn)生局部的溫度最大值，然而其并不歸因于表面附近的裂縫。圖4B為了比較示出了位置正確地關(guān)聯(lián)的、來自裂縫式缺陷DEF的區(qū)域中的溫度輪廓，其中這里局部的溫度最大值也分別在像素編號(hào)7的區(qū)域中。位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓現(xiàn)在借助分析標(biāo)準(zhǔn)來分析，所述分析標(biāo)準(zhǔn)基于溫度輪廓的空間一時(shí)間的發(fā)展而允許比較可靠地得出結(jié)論，是否溫度分布的空間一時(shí)間發(fā)展對(duì)應(yīng)于在裂縫或者另外的結(jié)構(gòu)破壞的區(qū)域中所預(yù)期的、通過熱流引起的動(dòng)態(tài)特性或者符合其他定律。分析標(biāo)準(zhǔn)或者特征參數(shù)之一是在溫度輪廓內(nèi)的局部溫度最大值的位置處溫度值的幅度AMPM。證明為對(duì)于分析熱傳播的動(dòng)態(tài)特性非?？煽康牧硪惶卣鲄?shù)是在溫度輪廓內(nèi)的溫度值的局部最大值的區(qū)域中的熱濃度值Κ0ΝΖ。圖5在圖5A中示出了對(duì)于并非歸因于裂縫的干擾ST在不同的時(shí)間步驟t的幅度AMPM和濃度值KONZ的時(shí)間變化曲線，并且在圖5B中示出了對(duì)于表面附近的裂縫DEF在相同時(shí)間窗中相同特征參數(shù)的時(shí)間變化曲線。在縱坐標(biāo)上分別說明了在局部最大值的位置的溫度相對(duì)于環(huán)境的溫差A(yù)T。在多個(gè)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)表明的是，在裂縫的區(qū)域中在局部溫度最大值的位置處，關(guān)于時(shí)間的溫度變化或者冷卻速率以及濃度損失比較大，并且明顯不同于相應(yīng)的、在并非歸因于裂縫或者其他結(jié)構(gòu)破壞的干擾的區(qū)域中可以證明的值。在最大溫度的情況下，該最大溫度通過在局部最大值的位置處的溫度的幅度AMPM來表示，證明的是，其在加熱階段結(jié)束之后，即在冷卻期間連續(xù)降低，更確切地說，具有比較高的冷卻速率。在示例的情況中，當(dāng)在至少五個(gè)相繼地記錄的溫度記錄圖像的區(qū)域中冷卻速率大于預(yù)先給定的冷卻速率的閾值時(shí)，認(rèn)為有高的概率存在裂縫。熱量濃度值KONZ是對(duì)于直接在局部溫度最大值上的熱量相比于附近環(huán)境的關(guān)系的度量。如果熱濃度值隨著時(shí)間降低，則由此表明，熱尤其是橫向地流出到環(huán)境中。這例如在裂縫的情況下如此，并且相應(yīng)地評(píng)價(jià)為指示，即所觀察到的信號(hào)通過在裂縫附近的固體中的熱傳播引起。而在借助圖5A闡述的、并非歸因于裂縫的干擾的例子中，熱量濃度KONZ從開始就小于在裂縫情況中，此外熱量濃度值在所觀察的時(shí)間間隔的開始在其逐漸下降之前首先升高。最大幅度AMPM在其隨著比較小的冷卻速率而下降之前首先升高，所述冷卻速率明顯小于在裂縫的區(qū)域中所預(yù)期的冷卻速率(圖5B)。熱量濃度的空間一時(shí)間特性與典型地通過熱流引起的、在缺陷情況下的特性的其他偏差也會(huì)出現(xiàn)，并且用作并非歸因于裂縫等等的干擾的征兆。例如，熱量濃度值可以在較長的時(shí)間上很大長度保持相同或者看起來增大或者不按比例地減小。這些例子表明，通過評(píng)估以及定量地分析溫度輪廓的空間一時(shí)間發(fā)展，對(duì)于在溫度輪廓中首先確定的局部溫度最大值的不同原因之間進(jìn)行可靠區(qū)分是可能的。如果在首先確定的特異性情況下在原則上確定了結(jié)合圖4B和5B所描述的特征，則將原因歸類為裂縫，·并且相應(yīng)的表面區(qū)段必要時(shí)通過標(biāo)記設(shè)備170來標(biāo)記。而如果空間一時(shí)間分析表明對(duì)于裂縫、縮孔和其他結(jié)構(gòu)破壞并不典型的特性(例如參見圖4A和5A)，則并不進(jìn)行裂縫顯示。通過這種方式，能夠以高的可靠性避免偽顯示。將可能的缺陷的區(qū)域中的空間一時(shí)間熱傳播進(jìn)行考慮，在借助溫度記錄信號(hào)檢測和識(shí)別缺陷時(shí)決定性地有助于抑制干擾。借助圖6再次示例性地說明，空間一時(shí)間熱分布的分析能夠以何種方式有助于干擾抑制。為此，圖6A示出了溫度輪廓的部分，其大致在像素455的區(qū)域中包含非常顯著的局部溫度最大值，其具有相對(duì)于環(huán)境的至少為IOK的溫差ΔΤ。在一些傳統(tǒng)的檢查系統(tǒng)情況下，這種顯示自動(dòng)地評(píng)價(jià)為對(duì)于存在深的裂縫的可靠指示，并且檢查物品被相應(yīng)地標(biāo)記并且可能丟棄。而熱傳播的空間一時(shí)間分析表明，其并非是裂縫。在圖6B中示出了來自不同時(shí)刻局部最大值的區(qū)域中位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓。相比于圖4中的輪廓的特別之處在于，具有最大幅度的輪廓在時(shí)間上比具有明顯更小幅度的在更早時(shí)刻^記錄的輪廓更遲地被記錄U2H1X該異常也可以在圖6C中所示的特征參數(shù)局部最大值處的幅度(AMPM)以及熱量濃度值(KONZ)的時(shí)間變化曲線上看出。兩個(gè)值隨著時(shí)間而增大，這不能用局部加熱的裂縫區(qū)域中的熱傳播來解釋。在示例性的情況中，在圖6A中所示的強(qiáng)烈的局部溫度最大值歸因于在檢查物表面的相應(yīng)位置上的反射。因?yàn)闇囟容喞臅r(shí)間發(fā)展在任何方面都沒有顯示出對(duì)于裂縫典型的傳播特性，所以這種反射并不導(dǎo)致歸類為裂縫。而該反射會(huì)以高的可能性被傳統(tǒng)系統(tǒng)錯(cuò)誤地解釋為裂縫。對(duì)于這里示例性地闡述的特征參數(shù)可替選地或者附加地，也可以考慮其他特征參數(shù)作為分析標(biāo)準(zhǔn)。為此，例如可以考慮所描述的時(shí)間函數(shù)的倒數(shù)，例如冷卻速率隨時(shí)間的變化。因?yàn)樵诤诵闹械臒醾鞑タ梢酝ㄟ^對(duì)熱擴(kuò)散方程求解來描述，所以也可能的是，在局部最大值的區(qū)域中的溫度輪廓的時(shí)間發(fā)展通過高斯曲線或者誤差函數(shù)的匹配來定量化，其中在這些情況中在良好匹配的情況下可以從通過熱流主導(dǎo)的熱傳播來出發(fā)，而差的匹配可以推斷出其他的原因。也可能的是，將多項(xiàng)式作為近似函數(shù)來與溫度輪廓匹配，并且通過分析多項(xiàng)式系數(shù)來確定在所找到的缺陷(例如裂縫)和非關(guān)鍵的干擾(例如反射)之間的差別。
權(quán)利要求
1.一種溫度記錄檢查方法，用于分辨位置地檢測和識(shí)別檢查物品中表面附近的缺陷，所述方法包括以下步驟 加熱檢查物品的區(qū)段，使得在帶有缺陷的缺陷區(qū)域和沒有缺陷的檢查物品材料之間出現(xiàn)熱不平衡，其中缺陷區(qū)域的沒有缺陷的環(huán)境比缺陷區(qū)域更弱地被加熱或者不被加熱； 采集熱傳播階段內(nèi)以時(shí)間間隔相繼的溫度記錄圖像的序列，當(dāng)從局部加熱的缺陷區(qū)域至缺陷區(qū)域的環(huán)境中的熱流可注意到時(shí)，所述熱傳播階段開始，其中每個(gè)溫度記錄圖像代表在被溫度記錄圖像采集的檢查物品表面區(qū)域中的位置上的溫度分布； 從溫度記錄圖像中確定位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓，其中溫度輪廓是分辨位置的輪廓，其中在溫度輪廓內(nèi)的不同的位置分別與測量量的值關(guān)聯(lián)，所述測量量代表在相應(yīng)位置處的溫度，并且其中每個(gè)位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓與檢查物品表面的相同測量區(qū)域關(guān)聯(lián)； 對(duì)于通過溫度輪廓采集的測量區(qū)域的多個(gè)測量位置從溫度輪廓中確定溫度值的時(shí)間變化曲線；以及 按照表征在測量區(qū)域中的熱流的至少一個(gè)分析標(biāo)準(zhǔn)來分析時(shí)間變化曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度記錄檢查方法，其中在所述分析中在溫度輪廓中尋找溫度值的至少一個(gè)局部最大值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度記錄檢查方法，其中在所述分析中在局部最大值的區(qū)域中分析溫度值的幅度的時(shí)間變化曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的溫度記錄檢查方法，其中在所述分析中確定在溫度輪廓內(nèi)在溫度值的局部最大值的區(qū)域中的熱濃度值，并且分析熱量濃度值的時(shí)間變化曲線。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的溫度記錄檢查方法，其中在所述分析中共同分析至少三個(gè)、優(yōu)選在四個(gè)到二十個(gè)之間的位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的溫度記錄檢查方法，其中為了檢查長形伸展的檢查物品，在優(yōu)選平行于檢查物品的縱向方向走向的運(yùn)動(dòng)方向上，在檢查物品和用于采集溫度記錄圖像的采集設(shè)備之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得借助溫度記錄圖像采集的表面區(qū)域在運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于彼此偏移，其中直接相繼地記錄的溫度記錄圖像的表面區(qū)域優(yōu)選在重疊區(qū)域中重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度記錄檢查方法，其中采集設(shè)備固定地安裝，并且長形伸展的檢查物品相對(duì)于采集設(shè)備移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的溫度記錄檢查方法，其中執(zhí)行以下步驟 分析在第一時(shí)刻采集的、溫度記錄圖像的序列的第一溫度記錄圖像，用于識(shí)別至少一個(gè)所尋找的第一圖像部分，所述第一圖像部分包含帶有類似缺陷的特異性的表面部分； 在以相對(duì)于第一溫度記錄圖像的時(shí)間間隔、在稍后的第二時(shí)刻采集的第二溫度記錄圖像中自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)與第一圖像部分對(duì)應(yīng)的第二圖像部分； 共同地分析第一圖像部分和第二圖像部分的溫度記錄數(shù)據(jù)； 其中優(yōu)選在識(shí)別類似缺陷的特異性時(shí)在溫度輪廓內(nèi)尋找溫度值的局部最大值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的溫度記錄檢查方法，其中為了自動(dòng)的發(fā)現(xiàn)，基于在檢查物品和采集設(shè)備之間的相對(duì)速度、運(yùn)動(dòng)方向以及在第一時(shí)刻和第二時(shí)刻之間流逝的時(shí)間來確定在第二溫度記錄圖像中包含類似缺陷的特異性的表面部分的所預(yù)期的位置，其中優(yōu)選測量相對(duì)速度，尤其是檢查物品的速度。
10.一種溫度記錄檢查裝置，用于分辨位置地檢測和識(shí)別檢查物品中表面附近的缺陷，所述裝置帶有 加熱設(shè)備(120)，用于加熱檢查物品(180)的區(qū)段，使得在帶有缺陷的缺陷區(qū)域和沒有缺陷的檢查物品材料之間出現(xiàn)熱不平衡，其中缺陷區(qū)域的沒有缺陷的環(huán)境比缺陷區(qū)域更弱地被加熱或者不被加熱； 至少一個(gè)采集設(shè)備(120)，用于采集以時(shí)間間隔相繼的至少兩個(gè)溫度記錄圖像的序列； 分析設(shè)備，用于分析溫度記錄圖像的溫度記錄數(shù)據(jù)； 其中所述檢查裝置配置用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法。
全文摘要
在一種用于分辨位置地檢測和識(shí)別檢查物品中表面附近的缺陷的溫度記錄檢查方法中，例如感應(yīng)地加熱檢查物品的表面區(qū)域。采集熱傳播階段內(nèi)以時(shí)間間隔相繼的溫度記錄圖像的序列，其中每個(gè)溫度記錄圖像代表在被溫度記錄圖像采集的檢查物品的表面區(qū)域中的位置上的溫度分布。從溫度記錄圖像中確定位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓，其中每個(gè)位置正確地關(guān)聯(lián)的溫度輪廓與檢查物品的表面的相同測量區(qū)域關(guān)聯(lián)。對(duì)于通過溫度輪廓采集的測量區(qū)域的多個(gè)測量位置從溫度輪廓中確定溫度值的時(shí)間變化曲線。按照表征至測量區(qū)域中的熱流的至少一個(gè)分析標(biāo)準(zhǔn)來分析時(shí)間變化曲線。該方法考慮了在感興趣的缺陷的區(qū)域中的熱流，并且相比于傳統(tǒng)的系統(tǒng)提供了更好的干擾抑制和改善的在真正的缺陷和偽缺陷之間的選擇性。
文檔編號(hào)G01N21/88GK102947695SQ201180018035
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者G.特拉克斯勒, W.帕爾芬格 申請(qǐng)人:弗爾斯特博士研究所有限責(zé)任兩合公司