摘要：现在的工业生产中，自动化的测量设备更受企业亲睐，本文主要介绍了几种在工业生产中应用的在线无损检测设备。
关键词：无损检测；测量设备；测径仪；
引言
无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，无损检测的重要性已得到公认，中国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外，冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会；部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省（市）级、地市级无损检测学会或协会；东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。在无损检测的基础理论研究和仪器设备开发方面，中国与世界先进国家之间仍有较大的差距，特别是在红外、声发射等高新技术检测设备方面更是如此。
1、无损检测方法
常用的无损检测方法：光学检测、激光检测、图像检测、涡流检测(ECT）、射线照相检验（RT）、超声检测(UT）、磁粉检测(MT）和液体渗透检测(PT) 等。其他无损检测方法：声发射检测（AE）、热像/红外（TIR）、泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL）、远场测试检测方法（RFT）、超声波衍射时差法（TOFD）等。本文主要介绍了几种光学检测、激光检测、图像检测法的无损检测。
2、工业应用
无损检测被广泛的应用于工业中应用，尤其是在线无损检测更是得到了企业的认可，因此利用各种无损检测技术研发在线无损检测设备是重点研究项目之一。在工业生产中，不仅有比较优良的工作环境，也有伴随着高温、粉尘、水雾的恶略环境，因此对不同的工业场合也需研发不同的检测设备，以便可以更好的进行实时检测。
在线无损检测应用于工业生产中，可以提高轧制中的被测物的精度，进行实时检测，及时调整生产设备，保证更多更优质的轧材被生产出来，有效的提高企业的生产效率、合格率，同时为企业带来经济效益。
3、无损检测
3.1、光电无损检测
光电测量产品采用物方远心光路和成像法进行在线尺寸检测。检测的核心部件为光电测头，每组测头由发射镜头和接收镜头组成。发射镜头内点光源发出的光通过发射透镜形成平行光视场射向接收镜头。平行光再由接收透镜聚焦，通过位于焦点位置的光阑小孔后在接收单元上成像。当视场中通过被测物时，被测物遮挡的部位将在接收单元的芯片上呈现出边界清晰的阴影。通过光电转换和数字化处理，即可通过阴影的宽度计算出被测物的几何尺寸。
光电检测主要是通过被测物通过平行光视场所产生的阴影而进行测量的，通过该种方法，主要可以进行最常用的直径检测、宽度检测、厚度检测等，还可以用于直线度检测、狭缝检测、位置检测、同心度检测、深度检测等。
除了基本的检测方法外，通过光电测头的不同组合形式，可以实现不同的测量需求，其中主要测头有，单测头、双测头、间距可调双测头三种，后两种主要用于大直径轧材进行检测。并且以这三种测头为基础可以进行多向组合，实现多向测量。
3.1.1、测径仪的应用
测径系统主要分为两部分：
一是应用于线缆电缆等的可控制外径尺寸的小台式测径仪，可以实时控制线径尺寸，从而实现高精度的保证线径在线检测，这种方法价格低，使用范围广，可控制线径，使用寿命长，并可检测透明轧材的线径。小台式测径仪如下图所示。
二为应用于恶略环境中如轧钢行业的测径仪，可测量高温轧材的尺寸，同时适应恶略环境，配备专业的测量软件系统，全方位的测径仪还可以实现错辊、耳子等缺陷的检测，具备数据分析及存储等功能，超差多种报警提示，便于工作人员了解情况及时作出处理。这种测径仪降低了人员的危险性，提高了产品的质量。轧钢测径仪如图所示。
3.1.2、测宽仪
宽度的检测范围一般较大，采用间距可调双测头是很好的额选择，该种类型的测宽仪可以调节测量范围，从而实现多种不同规格的轧材宽度检测，减少测宽仪的购买了及成本投资，是应用非常广泛的在线无损检测设备，同样可适用于恶略环境，超差报警，及软件系统实现多种功能。并且可以延伸成测长测宽仪、测宽测厚仪等设备。测宽仪如下图所示。
3.2、激光无损测量法
激光检测是目前比较常用的无损检测方法之一，可以利用激光法进行直径检测、厚度检测、壁厚检测、内径检测、直线度检测、弯曲度检测、宽度检测等多种检测。
3.2.1、激光测径仪
测径仪系统采用激光器发出的光束通过多面体扫描转镜和扫描光学系统后，形成与光轴平行的连续高速扫描光束，对被置于测量区域的的工件进行高速扫描，并由放在工件对面的光电接收器接收，投射到光电光电接收器上的光线在光束扫描工件时被遮断，所以通过分析光电接受器输出的信号，可获得与工件直径有关系的数据。测量原理图如下图所示。
3.2.2、激光测厚仪
激光测厚仪由上、下两个对射的激光测头组成，其基本测量原理如图3.1“测量原理图”所示。图中激光测头1和激光测头2以固定间距A相对布置，工作时激光测头1发射一束激光照射被测物的下表面，下表面光斑的漫反射光再返回到激光测头1内的C-MOS芯片上，通过对C-MOS芯片上光斑的位置分析和计算，可以得到激光测头1到被测物下表面的实际距离B1；同理可以得到激光测头2到被测物上表面的距离B2。用两个测头之间的间距A减去两个测头到被测物上下表面的距离B1、B2即可得到被测物的厚度H。激光测厚仪原理如下图所示。
激光测厚仪可根据需要制造成多点检测，检测点数根据板材检测需求定制，扫描式检测，实现板材的横向覆盖式测量，激光测厚仪的探头分为接触式探头与非接触式探头，均可应用于厚度尺寸的在线检测。通过机械传动等实现壁厚及内径尺寸检测，激光测厚仪如下图所示。
3.3、图像法无损测量
图像处理式产品是用工业相机对被测物连续拍照，通过图像处理软件对拍摄的照片进行分析得出被测物尺寸特征。采用工业相机的拍摄，能够检测过钢过程，图像法被应用于锚杆钢及螺纹钢的检测、长度检测、宽度检测、外径检测等，同时可以实现同时检测长度及宽度值。测量原理图如下图所示。
测径仪采用图像处理方式对轧制的锚杆和带肋钢筋（螺纹钢）等进行在线几何尺寸测量。产品内置多台工业相机，可测量锚杆的内径、外径、两个对角线和螺距，对于带肋钢筋（螺纹钢）可以同时测得内径、纵肋、横肋等特征尺寸。配备专业的软件显示系统，可以实现多种数据的检测及分析。下图为螺纹钢、锚杆钢测径仪图片。
结语
以上介绍的几种检测设备均可实现在线无损的检测，为测量带来巨大的便利，测量频率高，每秒至少500个数据的检测频率，无损检测轧材的几何尺寸，为自动化的工业生产提供了良好的测量基础，有效的提升轧材的品质。
本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写