Brevet FR2345717A1 — publié le 19771021

La présente invention se rapporte a un procédé et-d un dispositif pour l'observation optique de la surface de matériaux laminés déplacés rapidement, en particulier des tales et feuillards passant dans des trains de laminoirs et des lignes de traitement ulté rieur, dans -lequel le matériau laminé est soumis stroboscopiquement a a lumière d'un éclair et est représenté électroniquement en une image qui est ensuite mémorisée. Pendant la fabrication de matériaux laminés, en particulier des tales et feuillards drapier, on observe la présence de défauts superficiels attribuables, d'une part, a la coulée et a la solidification du métal liquide, en particulier de l'acier, d'autre part, & des influences extérieures, particulièrement des détériorations ou des perturbations des différents cylindres. Alors que les défauts dus a la coulée et à la solidification sont répartis d'une maniere plus ou moins fortuite aux surfaces des matériaux, les défauts superficiels provoqués par des cylindres défectueux apparaissent périodiquement.En particulier, dans des lignes de traitement a grande vitesse, de préférence les laminoirs à chaud et å froid, les lignes d'enduction, les défauts partiellement très petits, se produisant périodiquement, ne peuvent etre décelés visuellement que très médiocrement. Une perception aussi rapine que possible de ces défauts est toutefois d'une importance considérable pour maintenir petite la production de matériaux laminés défectueux. Pour la perception du type de défaut précité, on connaît déJa un dispositif (voir "Stahl und Eisen" > 1964, pages 198-200) qui se co;pÙose en substance d'une caméra de télévision d grande vitesse et a haute résolution, d'un appareil éclair stroboscopiqué, ainsi que d'une mémoire électronique (tube à mémoite).Au moyen de ce dispositif, on ne peut cependant prendre, å partir de la surface du feuillard qui se déplace? que des images prélevées au hasard, affichées comme une image fixez sur un moniteur d'observation ou de contrale Jusqu'a ce que s'effectue la prochaine prise d'images, c'est-a-dire que seule une partie de la surface du produit laminé, prédéterminée par les conditions d'exploitation, peut être observée et appréciée.En outre, la chaîne de mesure formée par la caméra de télévision et la mémoire est bloquée pendant l'observation d'une image affichée sur le moniteur et n'est libérée que si l'image suivante apparaissant sur le moniteur doit être observée. A- une vitesse de laminage de 900 m/mn par exemple, et avec un intervalle de temps entre les images de 5 secondes seulement, le produit laminé ne peut donc être observé et apprécié à l'aide du dispositif connu, relativement coûteux qu'à des distances d'environ 75 m. i;es défauts apparaissant périodiquement a la surface du produit laminé ne peuvent dès lors être détectés que fortuitement. Le problème que la présente invention vise a résoudre consiste a éliminer les inconvénients du dispositif connu et concevoir un procédé, ainsi qu'un dispositif au moyen desquels il est possible, simplement et en utilisant des moyens relativement simples, d'observer la surface entière d'un matériau laminé déplacé rapidement et d'évaluer les constatations résultant de ltobservation, sans devoir interrompre le processus d'observation. En partant de l'état de la technique mentionné ci-avant, ce problème est résolu par le fait que des sections directement successives de la surface du matériau laminé déplacé sont soumises chacune å la lumière d'un éclair, que des images de la surface sont prises par la lumière réfléchie directement par la surface et/ou la lumière dispersée d'une manière diffuse par la surface et que les images prises par la lumière réfléchie et/ou la lumière dispersée sont affichées ou étroitement superposées en commun sur un moniteur d'observation ou de contrôle, puis sont ensuite évaluées en commun. Une bonne séparation optique et électronique des différentes images est obtenue avantageusement en déclenchant les différents éclairs au début de la prise d'images par une impulsion initiale d'image.Pour déterminer les différents types de défauts la surface du feuillard, une image-de la même section de la surface du matériau laminé est prise avantageusement, par l'application alternative d'éclairs, au moyen de la lumière réfléchie directement et de la lumière dispersée d'une manière diffuse. Selon une autre conception du procédé conforme d l'invention, les doubles images produites au moyen de la lumière réfléchie directement et de la lumière dispersée d'une manière diffuse sont affichées en commun chacune en une image, soit par paires, soit apres superposition optique et/ou électronique. Les images prises de cette façon sont mémorisées, appelées pendant la durée de l'observation et la prise d'images de la surface du matériau laminé déplacé, puis sont observées et évaluées. Dans la mesure où ceci est préférable, il est possible également bien entendu de n'rappeler les images qu'd la fin de la durée de l'observation et de-la prise d'images et de les évaluer.Tant dans un cas que dans l'autre, les images sont -- - ées avantageusement a des intervalles ou moments synchronisés avec les paramètres du train de laminoirs ou de la ligne de traitement @ltérieur, de préférence, la vitesse du produit laminé, la longueur de la périphérie des cylindres, la vitesse périphérique des cylindres. Une mise en oeuvre fiable du procédé conforme a l'invention est particulierement réalisée lorsque l'intervaLle de temps entre les différents éclairs est plus grand que la durée de la persistance @euse du système de prise d'images. Cet intervalle de temps entre les différents éclairs est avantageusement déterminé par au moins deux cycles d'images lorsqu'un appareil récepteur de télévision est utilisé comme appareil d'observation ou de contrôle, un cycle d'image étant défini par un seul balayage de la cathode de télévision. Pour garantir une évaluation parfaite de la surface du produit laminé, des sections d'unelongueur de 10 - 100 cm, de préférence 70 cm, de la surface du produit laminé sont formées en une image.La longueur de ces sections se détermine dlailleurs 6 préférence d'après le pouvoir de résolution de la caméra de télévision utilisée. Un exemple de réalisation préféré d'un dispositif pour - la mise en oeuvre du procédé conforme a l'invention est caractérisé en ce qu'on a prévu, pour éclairer la surface du produit laminé qui se déplace, une source lumineuse stroboscopique dont la lumière réfléchie directement par la surface du produit laminé est captée par une c -' éra télévision; en ce que la lumière dispersée d'une manière diffuse à la surface du produit laminé par cette source lumineuse,ou une autre 50 - :ç lumineuse stroboscopique prévue, est captée par une autre caméra d télévision; en ce que les images captées séparément par la caméra de t évision sont mémorisées dans des unités de mémorisation électroniques; et en ce que les unités de mémorisation sont reliées à un moniteur d'observation ou de contrôle. Une détermination complète des défauts présents dans le feuillard est assurée lorsque les sources lumineuses st stroboscopiques et les caméras de télévision sont disposées au-dessus ef au-dessous du produit laminé en mouvement. Il est préférable ici que les sources lumineuses stroboscopiques puissent être mises en circuit au moyen d'une unité de commande de déclenchement par une impul siow initiale d'image des caméras de télévision. Avantageusement, l'unité de mémorisation est conçue comme une mémoire magnétique d bande et/ou à plaque de façon que son pouvoir de résolution élevé puisse être utilisé. Les avantages du procédé et du dispositif conformes à l'invention résident en particulier dans le fait qu'il est possible simplement,et à l'aide de moyens relativement simples, d'observer la surface entière, mais également bien sûr d'une manière exactement aussi réussie, uniquement de parties de la surface d'un matériau laminé déplacé rapidement et d'évaluer les constatations résultant de l'obserovation, sans devoir interrompre le processus d'observation. En particulier, selon le procédé conforme å l'ínvention, on découvre également des défauts superficiels qui apparaissent périodiquement; par exemple, par suite d'imperfections sur les cylindres.Un autre avantage important du dispositif conforme à l'invention est l'utilisation d'un moniteur d'observation ou de contrôle et de caméras dc prise de vues équipés de tubes de télévision courants, disponibles dans le commerce. Llinvertion est decrite en détail ci-après a l'aide d'exemples de reaiisationpréférés, représentés schématiquement aux dessins annexés au présent mémoire, dans lesquels - les figures 1, 2a et 2b montrent un dispositif entier et - les figures 3X, 3b et 3c reproduisent des dispositifs pour la mémorisation et la reproduction d'images. A la figure 1, on a représenté un large feuillard chaud 1 se déplaçant rapidement dans la direction de la flèche A au-dessous du dispositif conforme à l'invention, par exemple, sur un train de rouleaux de sortie d'un laminoir a chaud à larges feuillards. Au-dessus du large feuillard chaud, on a disposé une source lumineuse 2 conçue sous la forme d'un groupe stroboscopique de lampes éclair et,ce, de façon que la lumière émise par la source lumineuse 2 soit réfléchie directement par la surface du large feuillard chaud 1. Les rayons lumineux réfléchis directement par la surface sont captés par une caméra de télévision 3.Conformément à sa fonction, la caméra de télévison 3 est montée de préférence selon le même -angle, par rapport à la surface du produit laminé, que celui de la source lumineuse 2. Une autre source lumineuse 4 réalisée sous la forme d'un autre groupe stroboscopique de lampes éclair se situe, dans le sens du déplacement du feillard, à proximité de la source lumineuse 2 et de la caméra de télévision 3. De préférence, la source lumineuse 4 est disposée latéralement à côté du large feuillard chaud 1 qui se- déplace également au-dessus de ce feuillard 1. Comme les rayons lumineux dispersés d'une manière diffuse par la surface du large feuillard chaud 1 ne doivent être capté ne par l'autre caméra de télévision 5, la source lumineuse 4 occupe une position en angle aigu par rapport à la surface du feuillard. La caméra de télévision 5 déjà mentionnée est par conséquent montée avantageusement directement au-dessus de la partie du feuillard éclairée par a source lumineuse 4, 'Les sources lumineuses 2, 4 et les caméras de télévision t 5 sont reliées une unité de commande de déclenchement 6. Les caméras de télévision 3, 5 sont raccordées chacune à une unité de mémorisation 7, 8, de préférence une unité de mémo irisation à de magnétique,dans laquelle les images captées par les cameras 3, 5 sont mémorisées. Lors de 11 observation optique du large feuillard chaud 1 au - en du dispositif conforme a l'invention, les lampes éclair de la source lumineuse 2 sont déclenchées au moyen de l'unité de commande de déclenchement 6 par une impulsion initiale d'image de la caméra de télévision 3. Ainsi, les rayons lumineux réfléchis directement par la partie 9 du làrge feuillard chaud d'une longueur de 70 cm sont captés par la caméra de télévision 3 et l'image résultante est mémorisée dans l'unité de mémorisation 7. Dès que la partie 9 du large feuillard chaud 1 a quitté la position occupée au-dessous de la source lumineuse 2 et de la caméra de télévision 3, elle parvient à un endroit se situant au-dessous de la caméra de télévision 5. A la suite du déclenchement d'une impulsion par l'unité de commande 6, impulsion tenant compte d'un intervalle de temps, la partie 9ss8u feuillard est irradiée par les lampes éclair de la source lumineuse 4 la lumière dispersée d'une manière diffuse par la surface est captez par la caméra de télévision 5 et l'image produite est mémorisée dans l'unité de mémorisation 8. Les images de cette même partie 9 prises au moyen de la lumière réfléchie directement et de la lumière dispersée d'une manière diffuse et mémorisée dans les unités de mémorisation 7,8 sont superposées et sont affichées ultérieurement en une seule et même image L'exemple de réalisation représenté a la figure 2a se différencie de celui de la figure 1, en ce sens que l'image réfléchie directement et l'image dispersée d'une manière diffuse de la partie 9 de la surface du feuillard sont produites simultanément, Dans ce but, on a disposé, au-dessus du large feuillard chaud 1, un groupe stroboscopique de sources lumineuses 2 de façon que la lumière émise par ce groupe soit réfléchie directement vers la caméra de télévision 3 par la surface du feuillard chaud 1 et que la lumière dispersée d'une manière diffuse par la même partie 9 de la surface soit simultanément captée par la caméra de télévision 5. A cet effet, la caméra de télévision 3 occupe le même angle, par rapport à la surface du produit laminé, que celui de la source lumineuse 2, tandis que la caméra de télévision 5 est montée au-dessus de la surface du feuillard selon un angle largement différent de celui cité en premier lieu. Les caméras de télévision 3, 5 sont reliées chacune a une unité de mémorisation 7, 8, de préférence, des unités de mémorisation à bande magnétique, dans lesquelles les images captées par les caméras de télévision 3, 5 peuvent être mémorisées séparément. Ensuite, on procède ultérieurement comme décrit ci-avant pour l'exemple de réalisation de la figure 1, afin de faire apparaître ou d'afficher les images. Une autre possibilité du traitement des images est reproduite a la figure 2b. Les caméras de télévision 3, 5 de la figure 2a sont raccordées à une unité de mémorisation commune 7 dans laquelle les images captées séparément par les caméras 3, 5 peuvent être mémorisées a ltétat déjà superposé. Les images déJà superposées sont affichées dans un moniteur de contrôle, conformément à ia figure 3 Les figures 3a 3b et 3c montrent les possibilités de mémorisation et de reproduction images conformes à l'invention. A la figure 3a, où une mémoire a bande magnétique 10 est représentée schématiquement, les images prises au moyen des caméras de télévision 3, 5 pendant le déplacement du large feuillard chaud 1 sont mémorisées dans la mémoire a bande magnétique 10. A la fin de la prise de vues, c'est-8-dire lorsque le large feuillard chaud a traversé entièrement l'installation, on rebobine la bande magnétique loua, la figure 3b, toutes les différentes images sont appelées à un inter valle de temps co convenant a ltobservation, de préférence un intervalle de 5 secondes, par défilement de la bande magnétique 10a, et ces images Sont affic@ées sur un moniteur 11. L'évaluation des images peut désormais s'effecteur indépendamment de leur prise. Similairemen, il n'est pas nécessaire d'appeler et d'afficher la totalité des imagesprises. 11 peut être suffisant, par exemple, d'appeler, en branchant en cycle les différentes images, plusieurs parties ou même une seule partie, de préférence la partie de la bande magnétique 10a correspondant A la partie médiane du large feuillard chaud 1, cette partie étant en rapport de conformité avec un développement complet de tous les c Lindres du train finisseur du laminoir a chaud b larges feuillards. Grâce au dispositif de la figure 3c, il est possible d'appeler les différentes images ou différentes sections du feuillard pour leur observation, simultanément ou successivement pendant un temps tres court, durant la prise d'images par les caméras de télévision 3, 5, de les afficher sur le moniteur de contrôle ou d'observation 11 et de les évaluer. Dans ce but, on -prévu, entre le système de déroulement et le système d'enroulement 10 de la bande magnétique 10a, une mémoire mécanique à bande 12 conçue de façon que la bande magnétique entière lOa d'un large feuillard chaud 1 puisse être mémorisée dans cette mémoire 12. Le moniteur de contrôle ou d'observation 11 est d'ailleurs équipé avantageusement d'un tube-image au moyen duquel est reproductible une image se composant de 625 lignes et de 300.000 à 400.000 points. R 'a V r N D : C : T O N S 1. Procédé pour l'observation optique de la surface de matériaux laminés déplacés rapidement, en particulier des tôles et feuillards passant dans des trains de laminoirs et dans des lignes de traitement ulterieur, dans lequel le matérisu laminé est soumis stroboscopiquement à la lumière d'un éclair, est représente électroniquement en une image qui est ensuite mémorisée, caractérisé en ce que des sections directement successives de la surface du matériau laminé déplacé sont soumises chacune à la lumière dtun éclair; en ce que des images de la surface sont prises par la lumière réfléchie directement par la surface et/ou la lumière dispersée d'une manière diffuse par la surface; et en ce que les images prises par la lumière réfléchie et/ou la lumière dispersée sont affichées ou étroitement superposées en commun sur un moniteur de centrale ou d'observation, puis sont évaluées en commun. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éclairs individuels sont déclenchés au début de la prise d'images par une impulsion initiale d'image. 3. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une image de la même section de la surface du matériau laminé est prise, par l'application alternative d'éclairs, moyen de la lumière réfléchie directement et de la lumière dispersée d'une manière diffuse. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les doubles images produites au moyen de la lumière réfléchie directement et de la lumière dispersée d'une manière diffuse sont affichées en commun chacune en une image, soit par paires, soit après superposition optique et/ou électronique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les images sont mémorisées, appelées pendant la durée de l'observation et la prose d'images de la surface du matériau laminé déplacé, puis sont-observées et évalu4es. 6. Prqcéce selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les images sont appelées à des intervalles ou moments synchronisés avec les paramètres du train de laminoirs ou de la ligne de traitement ultérieur. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caracterisé en ce que l'intervalle de temps entre les différents éclairs est plus grand que la durée de la persistance lumineuse du système de prise d'images. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 7, caractérisé en ce que des sections d'une longueur de 10 à 100 cm, de préférence 70 cm, de la surface du produit laminé sont formées en une image. 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I a 8, caractérisé en ce qu'on a prévu, pour éclairer la surface 1 du produit laminé qui se déplace, une source lumineuse stroboscopique 2 dont la lumière directement réfléchie par la surface 1 du produit laminé est captée par une camére de télévision 3; en ce que la lumière dispersée d'une manière diffuse å la surface 1 du produit laminé par la source lumineuse 2; ou une autre source lumineuse 4 prévue, est captée par une autre caméra de télévision 5; en ce que les images captées séparément par les caméras de télévision 3, 5 sont mémorisées dans des unités de mémorisation électroniques 7, 8; et en ce que les unité; de mémorisation 7, 8 sont reliées à un moniteur de contrôle ou d'observation 11. 10. Dispositif selon la revendication 9 > caractérisé en ce-que les sources lumineuses stroboscopiques 2, 4 et les caméras de télévision 3, 5 sont montées au-dessus et au-dessous du produit laminé en mouvement. 11. Dispositif selon revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les sources lumineuses stroboscopiques 2 > 4 peuvent être mises en cireuit au moyen d'une unité de commande de déclenchement 6 par une impulsion initiale d'image des caméras de télévision 3, 5. 12. -- Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que l'unité de mémorisation 7, 8 est conçue comme une mémoire magnétique à bande et ou à plaque.