孔隙檢測的製作方法

2023-05-23 06:42:36

專利名稱：孔隙檢測的製作方法
孔隙檢測相關申請本申請是於2009年3月17日作為PCT國際專利申請，由美國公民Victor F.Rundquist和美國公民Ralph B.Dinwiddie，Jr作為針對所有指定國家的申請人而提交的， 並要求2008年3月17日提交的美國臨時專利申請序列號No.61/037,077以及2009年1月 30日提交的美國臨時專利申請序列號No.61/148,503的優先權。版權本文包括的材料中的所有權利，包括版權，歸屬於申請人並且是申請人的財 產。申請人持有並保留本文包括的材料中的所有權利，並且只有在與授予專利的再現有 關而無其他目的時才授予再現該材料的許可。
背景技術：
當連續鑄造金屬產品時，重要的是在與連續鑄造工藝相關聯的熔融金屬凝固之 前使化學性質和環境條件正確。在凝固期間，如果金屬的化學性質或冷卻不正確，則會 在鑄造工藝的產品中形成空隙。這些空隙對於產品而言可能是有害的。例如，在制杆 工藝中，最終產品可能是配線。如果在與杆關聯的原始鑄件中存在空隙，則配線可能斷 裂。例如管和坯等結構化產品的機械屬性可能受到原始鑄件中空隙的不利影響。

發明內容
提供該發明內容部分，以簡化形式介紹構思選擇，這在以下具體實施方式
部分 會進一步描述。該發明內容部分不是要標識出要求保護的主題內容的關鍵特徵或必要特 徵。該發明內容部分也不是要限制要求保護的主題內容的範圍。可以提供孔隙檢測。首先，可以創建鑄件的從第一邊緣到第二邊緣的自然溫度 輪廓圖。接著，可以將多項式擬合至自然溫度輪廓圖。然後，可以將自然溫度輪廓圖與 擬合的多項式相比較。當響應於該比較，自然溫度輪廓圖的峰值小於多項式的峰值時， 可以指示鑄件中存在空隙。以上總體描述和以下詳細描述提供了示例並且僅僅是說明性的。因此，以上總 體描述和以下詳細描述不應視為是限制性的。此外，除了這裡給出的特徵或變體之外， 還可以提供其他特徵和變體。例如，實施例可以針對詳細描述中給出的多種特徵組合或
子組合。


附圖結合併構成本公開的一部分，附圖示出了本發明多種實施例，附圖中圖1示出了孔隙檢測系統；圖2更詳細地示出了圖1的孔隙檢測系統；圖3示出了提供孔隙檢測的方法的流程圖；圖4A是樣品空隙減少截面溫度輪廓圖4B是對應於包括空隙的鑄件的溫度輪廓圖；以及圖5示出了鑄件中的空隙。
具體實施例方式以下詳細描述參照附圖。在任何可能情況下，附圖和以下描述中使用相同的附 圖標記來指示相同或相似元素。雖然描述了本發明實施例，但是修改、調整和其他實施 方式也是可能的。例如，可以對圖中所示元素進行替換、添加或修改，並且可通過對公 開的方法進行替換、重排序或添加步驟，來修改本文描述的方法。因此，以下詳細描述 不限制本發明。紅外熱成像法可以用於檢測例如鋼坯鑄件等中的瑕疵。這可以在靜態環境中進 行，並用於檢測表面瑕疵。本發明實施例可以採用熱成像技術。根據本發明實施例，可 以解決三個問題i)獲知何時鑄件具有內部瑕疵；ii)允許連續鑄造工藝中的另一優化參 數；以及iii)幫助確定鑄造工藝中是否出現問題。當獲知鑄件具有內部瑕疵時，可以對鑄件的最終產品進行適當歸類。這可以顯 著節省與向顧客和從顧客運輸劣質產品相關聯的裝運成本。通過實時監控瑕疵，一直到 剛好在檢測到瑕疵之前，工廠操作員都可以加速鑄造工藝。這可以允許針對當前條件來 優化工廠生產速度。當引入了金屬化學性質的有關問題或鑄件冷卻中的問題時，這些問 題可以表明為鑄件中的空隙。通過實時檢測這些空隙，可以在生產太多產品並且最終作 為廢品浪費掉之前，向工廠操作員警報鑄造工藝的問題。當連續鑄造金屬產品時，希望在與連續鑄造工藝關聯的熔融金屬凝固之前使化 學性質和環境條件正確。在凝固期間，如果金屬的化學性質或冷卻不正確，則會在鑄造 工藝的產品中形成空隙。這些空隙對於產品而言可能是有害的。例如，在制杆工藝中， 最終產品可能是配線。如果在與杆關聯的原始鑄件中存在空隙，則配線可能斷裂。例如 管和坯等結構化產品的機械屬性可能受到原始鑄件中空隙的不利影響。因此，根據本發 明實施例，可以提供對鑄件內部瑕疵的實時監控。使用χ射線或電子束衍射原理會引入高實施成本，並且對於暴露於使用這種原 理的工藝的工人而言，會造成不希望的環境條件。通過使用紅外熱成像法，本發明實施 例可以通過冷卻鑄件的表面，並允許空隙的熱特徵傳播至鑄件表面，來檢測鑄件內部的 空隙。根據本發明的實施例可以包括一種用於提供孔隙檢測的系統。該系統可以包括 用於保持資料庫的記憶存儲器、以及耦接至記憶存儲器的處理單元。處理單元可以操作 來創建鑄件的從第一邊緣到第二邊緣的自然溫度輪廓圖。此外，處理單元可以操作來將 二次多項式擬合至自然溫度輪廓圖。然後，處理單元可以將自然溫度輪廓圖與擬合的二 次多項式相比較。進一步，處理單元可以操作來在響應於該比較，自然溫度輪廓圖的峰 值低於二次多項式的峰值時，指示鑄件中存在空隙。圖1示出了孔隙檢測系統100，例如包括孔隙檢測處理器105、網絡115和紅外 設備120。紅外設備120可以包括，但不限於，紅外攝像機或紅外檢測器。根據本發明 實施例，上述存儲器、處理單元和其他組件可以在例如圖1的孔隙檢測系統100等系統中 實施。可以使用硬體、軟體和/或固件的任何適當組合來實現存儲器、處理單元或其他組件。例如，結合系統100，可以通過孔隙檢測處理器105來實現存儲器、處理單元或其 他組件。根據本發明實施例，上述系統和處理器是示例，其他系統和處理器可以包括上 述存儲器、處理單元或其他組件。圖2更加詳細地示出了圖1的孔隙檢測處理器105。如圖2所示，空隙檢測處理 器105可以包括處理單元225和存儲器230。存儲器230可以包括孔隙檢測軟體模塊235 和資料庫240。當在處理單元225上執行時，孔隙檢測軟體模塊235可以執行用於提供孔 隙檢測的處理，例如包括以下參照圖3描述的方法300的一個或多個步驟。可以使用個人計算機、網絡計算機、主機或其他類似的基於微型計算機的工作 站來實現系統100中包括的孔隙檢測處理器105 ( 「處理器」)。然而，處理器可以包括 任何類型的計算機操作環境，例如手持設備、多處理器系統、基於微處理器的或可編程 的發送方電子設備、迷你計算機、主機計算機等。處理器也可以在分布式計算環境中實 施，其中由遠程處理設備執行任務。此外，處理器可以包括移動終端，例如智慧型電話、 蜂窩電話、使用無線應用協議(WAP)的蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、智能尋呼機、 可攜式計算機、手持計算機、常規電話或傳真機。上述系統和設備是示例性的，處理器 可以包括其他系統或設備。網絡115例如可以包括區域網(LAN)或廣域網(WAN)。當使用LAN作為網絡 115時，可以使用位於任何處理器處的網絡接口來互連任何處理器。當在例如網際網路等 WAN聯網環境中實施網絡115時，處理器可以典型地包括內部或外部數據機(未示 出)或者用於通過WAN建立通信的其他裝置。此外，在利用網絡115時，可以使用公知 的加密/解密技術對通過網絡115發送的數據加密，以確保數據安全。除了使用有線通信網絡作為網絡115之外，還可以使用無線通信系統或有線和 無線的組合，作為網絡115，以便例如經由網際網路交換網頁、經由網際網路交換電子郵件， 或者以便利用其他通信信道。無線可以定義為經由空中波段(airwaves)的無線電傳輸。 然而，可以理解，可以使用多種其他通信技術來提供無線傳輸，包括紅外瞄準線、蜂窩 技術、微波、衛星、分組無線電、以及擴頻無線電。無線環境中的處理器可以是任何移 動終端，例如上述移動終端。無線數據可以包括，但不限於，尋呼、文本消息、電子郵 件、網際網路接入、以及專門排除或包括話音傳輸的其他專用數據應用。例如，處理器可 以通過例如蜂窩接口等無線接口(例如，通用分組無線系統(GPRS)、增強數據率全球演 進(EDGE)、全球移動通信系統(GSM))、無線區域網接口(例如WLAN、IEEE 802、 WiFi、WiMax)、藍牙接口、其他RF通信接口和/或光學接口。紅外設備120可以包括熱成像攝像機，該熱成像攝像機包括前瞻紅外攝像機、 掃描紅外攝像機或紅外檢測器。紅外設備120可以經由網絡115連接至孔隙檢測處理器 105。紅外設備120可以使用紅外輻射來形成圖像，與使用可見光形成圖像的普通攝像機 類似。紅外設備120可以工作在長達14,OOOnm(即，14μιη)的波長上，而不是在可見光 攝像機的450-750納米範圍上。系統100也可以通過除網絡115之外的或與網絡115組合的其他方法和過程來傳 輸數據。這些方法和過程可以包括，但不限於，經由磁碟、快閃記憶體棒、CD ROM、傳真、 常規郵件、交互式話音應答系統(IVR)或者經由公共交換電話網絡上話音來傳送數據。圖3是給出了根據本發明實施例的用於提供孔隙檢測的方法300的總體步驟的流程圖。可以使用上述參照圖2詳細描述的孔隙檢測處理器105來實現方法300。下面更 加詳細地描述實施方法300的步驟的途徑。可以使用與運行圖像分析軟體(例如，孔隙 檢測軟體模塊235)的計算機(例如，孔隙檢測處理器105)耦接的紅外設備(例如，紅外 設備120)，來實現方法300。如下所述，圖像分析軟體可以解碼圖像並查找瑕疵。如圖3所示，可以初始化參數(步驟305)，並可以創建空白序列(步驟310)。 然後，當鑄件移動過紅外設備120的視野時，孔隙檢測處理器105可以查看鑄件的紅外圖 像(步驟315)。當鑄件正在移動時，孔隙檢測處理器105可以查找瑕疵。例如，孔隙檢 測處理器105可以首先獲取鑄件的預定長度上的平均值(步驟315)。鑄件邊緣處的溫度 比鑄件中部的溫度低，這是因為在鑄件中央比在邊緣存在更多能量。包括鑄件的從邊緣 到邊緣的自然溫度輪廓圖的繪圖可以產生包括平均溫度輪廓圖的拋物線或高斯式曲線。接下來，孔隙檢測處理器105可以找到平均溫度輪廓圖的最大值(步驟315)。 該最大值可以包括鑄件的中央。可以將二次多項式擬合至該輪廓圖(步驟315)。二次多 項式的峰可能正好在數據峰以下。接著，孔隙檢測處理器105可以查看數據峰，因為該 數據峰與創建的二次多項式有關(步驟320)。如果二次多項式的峰區域中的數據低於二 次多項式的峰，則孔隙檢測處理器105可以指示已在鑄件中找到空隙，如下面參照圖4B 更詳細地示出和描述的一樣(步驟325)。這是因為鑄件中的空隙相比周圍材料具有更少 能量，並且表面處的溫度會比沒有空隙情況下的表面溫度低。圖4A是樣品空隙減少截面溫度輪廓圖。如圖4A所示，曲線405可以對應於鑄 件的自然溫度輪廓圖。曲線410可以對應於擬合至曲線405的自然溫度輪廓圖的多項式。 因為曲線405的峰值大於曲線410的峰值，所以這可以指示鑄件中不存在空隙。圖4B是對應於包括空隙的鑄件的溫度輪廓圖。如圖4B所示，曲線415可以對 應於鑄件的自然溫度輪廓圖。曲線420可以對應於擬合至曲線415的自然溫度輪廓圖的 多項式。因為曲線415的峰值小於曲線420的峰值，所以這可以指示鑄件中存在空隙。 圖5是示出了由本發明實施例檢測到的鑄件中空隙的照片。在孔隙檢測處理器105分析當前圖像之後，可以提示下一圖像，並且可以重複 上述過程(步驟330)。可以維護計數器，對鑄件中存在的瑕疵的數目進行計數(步驟 325)。如果需要，可以保存結果數據和圖像幀，以用於進一步處理(步驟335)。下面是可以結合本發明實施例用於孔隙檢測軟體模塊235的軟體示例的代碼列 表。下面是示例，可以使用其他軟體模塊。Option ExplicitSub Southwire 0Dim LineProfID As IntegerDim PeakVal As SingleDim PeakLocation As IntegerDim aO As SingleDim al As SingleDim a2 As SingleDim tO As DoubleDim tl As Double
Dim t2 As DoubleDim i As IntegerDimj As IntegerDim k As IntegerDim χ As Integer' Dim ProfDat (321) As Single』 針對數據分配數組Dim LineDat (30) As Single』 針對數據分配數組Dim Ndata As Integer』序列中巾貞的數目Dim LastDirectory As String*255DimS As String* 1Dim Iname As String*255Dim Title As String*60Dim Flaw As String*30Dim OldXl As IntegerDim OldYl As IntegerDim 01dX2 As IntegerDim 01dY2 As IntegerDim Xl As IntegerDim Yl As IntegerDim X2 As IntegerDim Y2 As IntegerDim numbins As IntegerDim endPts (2) As POINTAPIDim stats (10) As SingleDim SOSlAs Double
Dim S0S2 As DoubleDim S0S3 As DoubleDim S0S4 As DoubleDim SlSlAs DoubleDim S1S2 As DoubleDim SlS3 As DoubleDim S1S4 As DoubleDim S2S2 As DoubleDim S2S3 As DoubleDim S2S4 As Double
Dim S3S2 As DoubleDim S3S3 As DoubleDim DetS As DoubleDim Fit8 As Single
Dim PeakIndex As IntegerDim TotalFlaws As IntegerDim Skipped As IntegerDim PercentFlaws As SingleDim NoiseLevelPercent As Single』初始化SOSl = 2312S0S2 = 25432S0S3 = 314432S0S4 = 4145416SlSl = 18496S1S2 = 203456S1S3 = 2515456S1S4 = 33163328S2S2 = 2238016S2S3 = 27670016S2S4 = 364796608S3S3 = 342102016DetS = 53767872TotalFlaws = 0NoiseLevelPercent = 0.009 .01 = 噪聲，0.05 = 5%噪聲，等等! ****************************氺*********『 ************************************** 讀取 xl，yl，x2，y2 白勺上次使 用的值Open" C:\IPWin4\SouthwireTemp.txt「 For Input As#lInput#l, LastDirectory，OldXl，OldYl，01dX2, 01dY2Close#l『 LastDirectory = 「 C:\IPWIN4\Images\Feb 8\"' OldXl = 60' OldYl = 60' 01dX2 = 80' 01dY2 = 239ret = IpOutputClear ret = IpOutputSbow (1)ret = IpStGetName (〃 Select Sequence 〃，LastDirectory,Ifret = O Then GoTo StopEarlyret = IpWsLoad (Iname， 「 FTS 〃 )ret = IpDrShow(I)ret = IpDrSet (DR_BEST, 0，IPNULL)0123]ret = IpSeqSet (SEQ_ACTTVEFRAME, 0)
0124]i = 255
0125]While S" \〃 0126]i = i-1
0127]s = MidS (Iname, i, 1)
0128]『Ifs「 『『 Thenret = IpOutput(" i=〃 +Str$(i) + 〃 S=〃 +S$+
0129]Chr$ (13)+Chr$ (10))
0130]Wend 0131]LastDirectory = LeftS (Iname, i) 0132]'ShortLastDirectory = Left (Iname, i-1)
0133]χ = 255
0134]While S".〃
0135]χ = x-1
0136]IfX < IThen
0137]IpOutput (〃 χ=" +StrS (x) + 〃 i = 〃 +Str (i) +Chr$ (13) +
0138]ChrS(IO))
0139]GoTo StopEarly
0140]End If
0141]S = MidS (Iname, x, 1)
0142]Wend
0143]' ret = IpOutput (〃 χ = 〃 +Str$ (x) + 〃 i = 〃 +Str (i) +Chr$ (13) +
0144]ChrS(IO))
0145]χ = x-i-1
0146]Title = MidS (Iname, i+1, x)
0147]ret = IpSeqGet (SEQ_NUMFRAMES, Ndata)
0148]LineProfID = IpProfCreate O
0149]ret = IpProfSetAttr (LINETYPE，THICKVERT)
0150]ret = IpProfLineMove (OldXl, OldYl，01dX2, 01dY2)
0151]If MsgBox (" Please adjust the position of the line.Then press
0152]OK", vbOkCancel)=vbCancelThenEnd
0153]ret = IpProfGet (GETPOINTS, O，endPts (0))
0154]Open" C:\IPWin4\SouthwireTemp.txt" For Output As#l
0155]Write#l, LastDirectory，endPts (0) .x, endPts (0) .y, endPts (l).x,endPts (l)y
0156]Close#l
0157]ret = IpOutput (Trim$ (Title) +Chr$ (13) +Chr$ (10))
0158]ret = IpOutput (Chr$ (13) +Chr$ (10))
0159]ret = IpOutput (「 Coordinates:xl = 「 +Trim (Str (endPts (0) .x)) + 「yl =
0160]「 +Trim (Str (endPts (0) .y)) + 〃 x2 = 〃 +Trim (Str (endPts (1) .x)) + 「y2 =
0161]「 +Trim (Str (endPts (1) .y)) +Chr$ (13) +Chr$ (10))0162]ret = IpOutput (「 Image#Flaw ？ 「 +ChrS (13)+Chr$ (10))
0163]numbins = endPts(l) .y-endPts (0) .y+1
0164]ReDim profdat (numbins) As Single 'ret = IpOutput (「 Numbibs = 「 +Str (numbins) +Chr$ (13) +Chr$ (10))
0165]
0166]
0167]
0168]
0169]
0170]
0171]
0192]
0193]
0194]
0195]
0196]
0197]
0198]
0199]
0200]
』*讀取數據並重新編索引
For i = 0 To Ndata-I
0172]ret = IpProfGet (GETVALUES，numbins，profdat (0))
0173]ret = IpProfGet (GETSTATS, 0，stats (0))
0174]PeakVal = stats (4)
0175]PeakLocation = O
0176]j = O
0177]Do
0178]j = j+1
0179]Ifprofdat (j) > 14000 Then
0180]Flaw = 「 Skipped Due to Noise 「
0181]Skipped = Skipped+1
0182]GoTo SkipFrame
0183]End If
0184]If profdat (j) = Peak Val Then PeakLocation = j
0185]Loop While PeakLocation = O
0186]Forj = O To 16
0187]k = PeakLocation-8+j
0188]LineDat (j) = ProfDat (k)
0189]' ipoutpu (Trim (Str (LineDat (j))) +Chr$ (13) +Chr$ (10))
0190]Nextj
0191]
』* 二次多項式擬合例程
TO = O Tl = O T2 = O
Fork = O To 16 TO = TO+LineDat(k)
Tl = Tl+LineDat(k)*kT2 = T2+LineDat(k) *kA2Next ka0 = (t0*S2S4+t2*sls3+tl*s2s3-s2s2*t2-sls4*tl_s3s3*t0)/DetSal = (tl*s0s4+t0*s2s3+t2*sls2-tl*s2s2-t2*s0s3-t0*sls4)/DetSa2 = (t2*s0s2+tl*sls2+t0*sls3-t0*s2s2-tl*s0s3-t2*slsl)/DetSPeakIndex = Int (-al/(2*a2))If ((Peaklndex 17)) ThenFlaw = 「 Skipped Due to Bad Fit"Skipped = Skipped+1GoTo SkipFrameEnd If' ret = IpOutput (Trim (Str(PeakIndex)) + " 「 +Chr$ (13)+Chr$ (10))Fit8 = aO+al*PeakIndex+a2*PeakIndexA2If (LineDat (Peaklndex) - ((I-NoiseLevelPercent) *Fit8)) < OTotalFlaws =End IfSkipFrame ret = IpOutput (Trim (Str (i)) + 〃 「 +Flaw+Chr$ (13) +Chr$ (10))' ret = IpOutput (" Peaklndex = " +Trim (Str (Peaklndex)) + 「 「 +Flaw+Chr$ (13)+Chr$ (10))' ret = IpOutput (" LineDat_F8 = 〃 +Trim (Str (LineDat (Peaklndex) _Fit8)) +Chr$ (13)+Chr$ (10))' ret = IpOutput (" =〃 +Trim (Str (aO)) +〃 +〃 +Trim (Str (al)) +「 *x+" +Trim (Str (a2)) + " *χΛ2〃 +Chr$ (13)+Chr$ (10))' ret = IpOutput (Chr$ (13) +Chr$ (10))ret = IpSeqPlay (SEQ_NEXT)Nextiret = IpOutput (" RESULTS 「 +Trim (Str (TotalFlaws)) +〃 Flaws out of 〃 +Trim (Str (NData-Skipped)) + " images" +Chr$ (13)+ChrS(IO))PercentFlaws = Int (((TotalFlaws^lOO) / (NData-Skipped)) * 100) /100ret = IpOutput (「 Percent of Images with Flaws = 「 +Trim (Str (PercentFlaws)) + 「% 『』 )StopEarly End Sub根據本發明實施例，可以使用執行軟體算法的計算機來檢測溫度輪廓圖中的凹入。首先，可以對溫度輪廓圖略微地進行平滑，以消除系統噪聲。接下來，可以提取溫 度輪廓圖的中心。可以向提取的數據擬合多項式(例如，η次多項式)。用於擬合多項 式的算法可以確保擬合曲線的峰在實際數據的峰以下。接著，可以通過從實際數據中減 去擬合曲線來計算殘差。如果在中心存在下傾，則中心處的殘差可能小於零。則在計算 機上執行的軟體算法可以基於殘差的符號進行判定。例如，小於零的殘差可以指示棒料 孔隙(barporosity)。零以上的殘差可以指示無孔隙。殘差的幅度可以用於對檢測到的瑕 疵的尺寸進行歸類。操作示例表1總結了使用根據本發明實施例的過程得到的數據。表1示出了以45英尺每 分鐘(FPM)，測試1使用千分尺測量了在棒料冷卻並被切開之後的4.5%瑕疵。根據本 發明實施例，Hl過程測量了 5.6%瑕疵。1.1%的差異可以歸因於過程中的噪聲以及IR方 法。45FPM測試2示出了 Dl與測量瑕疵之間的.5%的差異。當鑄造速率增加到50和 52FPM時，IR和測量瑕疵急劇增加。對於50FPM，負值差異可以歸因於在對瑕疵計數 期間攝像機的幀速率的誤差。需要校正這些誤差，並且需要設計在鑄造機器上永久安裝 的系統。
權利要求
1.一種用於提供孔隙檢測的系統，所述系統包括 記憶存儲裝置；以及處理單元，耦接至記憶存儲裝置，其中處理單元進行操作來創建鑄件的自然溫度輪廓圖；向自然溫度輪廓圖擬合多項式；將自然溫度輪廓圖與擬合的多項式相比較；以及當響應於所述比較，自然溫度輪廓圖的峰值小於多項式的峰值時，指示鑄件中存在空隙。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，鑄件包括如下之一銅鑄件和鋁鑄件。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，處理單元進行操作來創建鑄件的自然溫度輪廓 圖包括處理單元進行操作來為鑄件創建從鑄件的第一邊緣到鑄件的第二邊緣的自然溫 度輪廓圖。
4.根據權利要求1所述的系統，還包括處理單元進行操作來從紅外設備接收與鑄件的 自然溫度對應的數據。
5.根據權利要求1所述的系統，其中，還包括處理單元進行操作來在響應於所述比 較，自然溫度輪廓圖的峰值大於多項式的峰值或等於多項式的峰值時，指示鑄件中不存 在空隙。
6.根據權利要求5所述的系統，其中，還包括處理單元進行操作來響應於鑄件中不存 在空隙的指示，加速與鑄件關聯的鑄造過程。
7.根據權利要求1所述的系統，其中，還包括處理單元進行操作來響應於鑄件中存在 空隙的指示，減緩與鑄件關聯的鑄造過程。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，向自然溫度輪廓圖擬合多項式包括擬合包 括二次多項式的多項式。
9.一種用於提供孔隙檢測的方法，所述方法包括 創建鑄件的自然溫度輪廓圖；向自然溫度輪廓圖擬合二次多項式；將自然溫度輪廓圖與擬合的二次多項式相比較；以及當響應於所述比較，自然溫度輪廓圖的峰值小於二次多項式的峰值時，指示鑄件中 存在空隙。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，創建鑄件的自然溫度輪廓圖包括為包括銅 鑄件和鋁鑄件之一的鑄件創建自然溫度輪廓圖。
11.根據權利要求9所述的方法，其中，創建鑄件的自然溫度輪廓圖包括為鑄件創 建從鑄件的第一邊緣到鑄件的第二邊緣的自然溫度輪廓圖。
12.根據權利要求9所述的方法，還包括從紅外設備接收與鑄件的自然溫度對應的 數據。
13.根據權利要求9所述的方法，其中，還包括當響應於所述比較，自然溫度輪 廓圖的峰值大於二次多項式的峰值或者等於二次多項式的峰值時，指示鑄件中不存在空 隙。
14.根據權利要求13所述的方法，還包括響應於鑄件中不存在空隙的指示，加速與鑄件關聯的鑄造過程。
15.根據權利要求9所述的方法，還包括響應於鑄件中存在空隙的指示，減緩與鑄 件關聯的鑄造過程。
16.—種存儲有指令集的計算機可讀介質，當執行指令集時，執行用於提供孔隙檢測 的方法，由指令集執行的方法包括從紅外設備接收與鑄件的自然溫度對應的數據；基於所述數據，為鑄件創建從鑄件的第一邊緣到鑄件的第二邊緣的自然溫度輪廓圖；向自然溫度輪廓圖擬合多項式； 將自然溫度輪廓圖與擬合的多項式相比較；以及當響應於所述比較，自然溫度輪廓圖的峰值小於多項式的峰值時，指示鑄件中存在 空隙；以及當響應於所述比較，自然溫度輪廓圖的峰值大於多項式的峰值或者等於多項式的峰 值時，指示鑄件中不存在空隙。
17.根據權利要求16所述的計算機可讀介質，還包括響應於鑄件中不存在空隙的 指示，加速與鑄件關聯的鑄造過程。
18.根據權利要求16所述的計算機可讀介質，還包括響應於鑄件中存在空隙的指 示，減緩與鑄件關聯的鑄造過程。
19.根據權利要求16所述的計算機可讀介質，其中，創建鑄件的自然溫度輪廓圖包 括為包括銅鑄件和鋁鑄件之一的鑄件創建自然溫度輪廓圖。
20.根據權利要求16所述的計算機可讀介質，其中，向自然溫度輪廓圖擬合多項式包 括擬合包括二次多項式的多項式。
全文摘要
可以使用執行軟體算法的計算機來檢測溫度輪廓圖中的凹入。可以對溫度輪廓圖進行平滑，以消除噪聲。接下來，可以提取溫度輪廓圖的中心。可以向提取的數據擬合多項式。用於擬合多項式的算法可以確保擬合曲線的峰在實際溫度數據的峰以下。接著，可以通過從實際數據中減去擬合曲線來計算殘差。如果在中心存在下傾，則中心處的殘差可能小於零。則在計算機上執行的軟體算法可以基於殘差的符號進行判定。例如，小於零的殘差可以指示棒料孔隙。零以上的殘差可以指示無孔隙。殘差的幅度可以用於對檢測到的瑕疵的尺寸進行歸類。
文檔編號B22D46/00GK102015161SQ200980116712
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月17日 優先權日2008年3月17日
發明者拉爾夫·B·丁威迪, 維克多·F·朗德基斯特 申請人:南線公司