KR100506388B1 - Pin-hole detecting apparatus by using round-shape injection type razor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 발생기에서 발생된 선상의 레이저 광을 광학렌즈를 통해 원형 레이저 광으로 변환시켜서 고속으로 이동하는 열연 및 냉연강판 표면의 수직 또는 경사각을 가진 핀홀을 검출할 수 있도록 한 원형 주사식 레이저를 이용한 강판의 핀홀 검출장치에 관한 것이다.The present invention provides a circular scanning laser which converts a linear laser light generated by a laser generator into a circular laser light through an optical lens to detect pinholes having vertical or inclined angles on the surface of hot and cold rolled steel sheets moving at high speed. The pinhole detection apparatus of the used steel plate is related.
본 발명은 광원으로부터 발광된 적외선을 열연 및 냉연강판의 핀홀을 통과시켜 신호처리 시스템에 의해 상기 열연 및 냉연강판의 핀홀을 검출하는 장치에 있어서, 상기 열연 및 냉연강판의 상부에서 폭방향을 따라 다수개의 원형 주사식 레이저를 구비하고 고정설치된 원형 레이저 주사부와; 상기 열연 및 냉연강판의 하부에서 핀홀을 통과한 레이저를 검출하여 상기 신호처리 시스템으로 전송하기 위한 다수개의 LAAPD를 구비하고 고정설치된 LAAPD 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention is a device for detecting the pinholes of the hot-rolled and cold-rolled steel sheet by a signal processing system by passing the infrared light emitted from the light source through the pinhole of the hot-rolled and cold-rolled steel sheet, a plurality of along the width direction at the top of the hot-rolled and cold-rolled steel sheet A circular laser scanning unit having two circular scanning lasers and fixedly installed thereon; And a LAAPD detector having a plurality of LAAPDs for detecting and transmitting the laser beams passing through the pinholes in the lower parts of the hot rolled and cold rolled steel sheets to the signal processing system.
상기와 같은 본 발명의 구성과 작용에 의하여 주위 설비를 파손시키는 일이 없이 고속으로 이동중인 열연 및 냉연강판의 수직 또는 경사진 방향의 핀홀을 정확하게 검출함으로써 제품의 표면 결함을 방지할 수 있는 유용한 효과가 제공된다.According to the configuration and operation of the present invention as described above, useful effects that can prevent the surface defect of the product by accurately detecting the pinhole in the vertical or inclined direction of the hot rolled and cold rolled steel sheet moving at high speed without damaging the surrounding equipment Is provided.
Description
본 발명은 원형 주사식 레이저를 이용한 강판의 핀홀 검출장치에 관한 것으로, 특히 레이저 발생기에서 발생된 선상의 레이저 광을 광학렌즈를 통해 원형 레이저 광으로 변환시켜서 고속으로 이동하는 열연 및 냉연강판 표면의 수직 또는 경사각을 가진 핀홀을 검출할 수 있도록 한 원형 주사식 레이저를 이용한 강판의 핀홀 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pinhole detection apparatus for a steel sheet using a circular scanning laser, and in particular, the linear laser light generated by the laser generator is converted into a circular laser light through an optical lens and moved vertically on the surface of the hot rolled and cold rolled steel sheet. Or it relates to a pinhole detection apparatus for a steel sheet using a circular scanning laser that can detect a pinhole having an inclination angle.
도 1 내지 도 3은 각각 종래 열연 및 냉연강판의 핀홀 검출장치의 일예를 나타낸 개략사시도, 도 4는 종래 열연 및 냉연강판의 수직 및 경사 방향의 핀홀을 나타낸 개략사시도로서, 도 1에 나타난 3점 적외선 LED 주사방식 핀홀 검출장치(실용신안등록 출원 제 98-28048)는 적외선을 발생하는 LED소자를 이중으로 배열하여 구성된 LED조립체(13)를 소정의 3점 각도로 높이 및 폭조정이 가능하도록 배치하여 이루어진 LED발광부(12)와, 상기 LED발광부(12)에서 조사되어 도 4에 도시된 열연 및 냉연강판(이하 강판이라 약칭함)(11)의 핀홀(181,182)을 통과한 광원을 수광하여 경사각 30도 이내의 핀홀(181,182)을 검출하기 위한 검출부(14)로 구성되어 있다.1 to 3 are schematic perspective views showing an example of a pinhole detection apparatus of a conventional hot rolled and cold rolled steel sheet, respectively, and FIG. 4 is a schematic perspective view showing pinholes in vertical and inclined directions of a conventional hot rolled and cold rolled steel sheet, respectively. Infrared LED scanning method pinhole detection device (Utility Model Registration Application No. 98-28048) is arranged to enable height and width adjustment of the LED assembly 13 composed by arranging LED elements generating infrared rays in a predetermined three-point angle The light emitting unit 12 and the light source irradiated from the LED light emitting unit 12 and received through the pinholes (181, 182) of the hot-rolled and cold-rolled steel sheet (hereinafter referred to as steel plate) 11 shown in FIG. And the detection unit 14 for detecting the pinholes 181 and 182 within an inclination angle of 30 degrees.
그러나 상기 방식은 적외선 LED의 빛의 세기가 약하기 때문에 강판(11) 표면의 핀홀(181,182)을 통과한 광원을 검출하기 위해서는 상기 LED 발광부(12)와 검출부(14) 사이를 최대한 가깝게 해야 한다. However, since the light intensity of the infrared LED is weak, in order to detect the light source passing through the pinholes 181 and 182 on the surface of the steel plate 11, the LED light emitting unit 12 and the detecting unit 14 should be as close as possible.
따라서 고속 이동중인 강판(11)의 상하 변동 및 강판(11) 에지부(Edge)의 웨이브(Wave)에 의해 상기 LED 발광부(12) 및 검출부(14)가 자주 파손되며, 상기 LED 발광부(12)의 구성 및 높이와 폭 조정장치가 복잡한 문제점이 있다.Therefore, the LED light emitting part 12 and the detection part 14 are frequently damaged by the vertical fluctuation of the steel plate 11 moving at a high speed and the wave of the edge of the steel plate 11, and the LED light emitting part ( 12) The configuration and height and width adjusting device has a complicated problem.
한편, 도 2에 나타난 일자형 타원 반사경을 이용한 적외선 주사 방식 핀홀 검출장치(실용신안등록 출원 제 98-19287)는 강판(11)의 폭 방향과 나란하게 적외선을 발광하는 일자형 적외선 광원(21)과, 상기 적외선 광원(21)이 내부 초점에 위치하고, 적외선 광원(21)에서 입사된 광을 여러 방향으로 반사시켜 강판(11) 표면에 조사시키는 반사 곡면을 갖는 일자형 타원 반사경(22)과, 강판(11)의 핀홀(181,182)을 통과한 적외선 광원(21)을 검출하는 CCD 카메라 검출부(23)로 구성되어 있다.On the other hand, the infrared scanning method pinhole detection device (Utility Model Registration Application No. 98-19287) using the straight elliptical reflector shown in Figure 2 is a linear infrared light source 21 for emitting infrared light in parallel with the width direction of the steel plate 11, The ellipsoidal reflector 22 and the steel plate 11 having a reflective curved surface positioned at the internal focal point and reflecting the light incident from the infrared light source 21 in various directions to irradiate the surface of the steel sheet 11. And a CCD camera detector 23 for detecting the infrared light source 21 passing through the pinholes 181 and 182.
그러나 상기 방식은 전술한 3점 적외선 LED 주사방식 핀홀 검출장치와 동일한 단점과 함께, 적외선 광원(21)의 자체 발광 온도가 높기 때문에 별도의 냉각장치가 필요한 문제점이 있다.However, the above method has the same disadvantages as the above-described three-point infrared LED scanning method pinhole detection device, and since the self-emitting temperature of the infrared light source 21 is high, a separate cooling device is required.
한편, 도 3에 나타난 수직 주사방식 핀홀 검출장치는 레이저 발생기(31)에서 발생된 일직선의 레이저를 반사시키는 1차 평면 반사경(32)과, 강판(11)의 폭 방향으로 레이저를 분산시키기 위해 일정한 속도로 회전하는 폴리곤 미러(Polygon mirror)(33), 2차 평면 반사경(34), 3차 평면 반사경(35)과, 최종적으로 강판(11)의 표면에 수직으로 레이저를 주사하기 위한 볼록 반사경(36)과, 강판(11)의 핀홀(181,182)을 통과한 레이저를 수광하는 광튜브(37)와, 광증배관(Photo Multiplier Tube)으로 된 검출기(PMT)(38)로 구성되어 있다.Meanwhile, the vertical scanning pinhole detection device shown in FIG. 3 has a primary plane reflector 32 that reflects a straight laser beam generated by the laser generator 31, and a constant to disperse the laser in the width direction of the steel sheet 11. Polygon mirror 33, secondary planar reflector 34, tertiary planar reflector 35, which rotate at a speed, and convex reflector for scanning laser perpendicularly to the surface of steel sheet 11 36, a light tube 37 for receiving a laser beam passing through the pinholes 181, 182 of the steel plate 11, and a detector (PMT) 38 made of a photo multiplier tube.
그러나 상기 방식은 빛의 세기 및 직진성이 강한 레이저의 특성 때문에 핀홀(181,182)의 검출 능력은 우수하나, 강판(11)의 수직 방향으로만 레이저가 주사되므로 수직방향 핀홀(181)은 검출할 수 있으나, 경사방향 핀홀(182)은 검출할 수 없고, 강판(11)의 표면에 레이저를 주사하기 위한 광학계 및 폴리곤 미러(33)의 구동장치가 복잡한 문제점이 있었으며, 도 2중 미설명 부호 24는 신호처리 시스템이다. However, the above method has excellent detection capability of the pinholes 181 and 182 due to the characteristics of the laser having strong light intensity and straightness, but since the laser is only scanned in the vertical direction of the steel plate 11, the vertical pinhole 181 can be detected. In this case, the oblique direction pinhole 182 cannot be detected, and the optical system and the driving device of the polygon mirror 33 for scanning a laser on the surface of the steel plate 11 have a complicated problem. Processing system.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고속으로 이동하는 열연 및 냉연강판 표면의 수직 또는 경사진 핀홀 검출이 용이하게 이루어질 수 있는 원형 주사식 레이저를 이용한 강판의 핀홀 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems of the prior art, the pinhole detection of the steel plate using a circular scanning laser that can easily detect the vertical or inclined pinhole of the surface of the hot rolled and cold rolled steel sheet moving at high speed The object is to provide a device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 광원으로부터 발광된 적외선을 열연 및 냉연강판의 핀홀을 통과시켜 신호처리 시스템에 의해 상기 열연 및 냉연강판의 핀홀을 검출하는 장치에 있어서, 상기 열연 및 냉연강판의 상부에서 폭방향을 따라 다수개의 원형 주사식 레이저를 구비하고 고정설치된 원형 레이저 주사부와; 상기 열연 및 냉연강판의 하부에서 핀홀을 통과한 레이저를 검출하여 상기 신호처리 시스템으로 전송하기 위한 다수개의 LAAPD를 구비하고 고정설치된 LAAPD 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원형 주사식 레이저를 이용한 강판의 핀홀 검출장치가 제공된다.In the device for detecting the pinholes of the hot-rolled and cold-rolled steel sheet by a signal processing system by passing the infrared light emitted from the light source to the pinhole of the hot-rolled and cold-rolled steel sheet to achieve the above object, in the upper portion of the hot-rolled and cold-rolled steel sheet A circular laser scanning unit provided with a plurality of circular scanning lasers and fixedly installed along the width direction; The steel sheet using a circular scanning laser, comprising a LAAPD detector having a plurality of LAAPDs for detecting and transmitting a laser beam passing through the pinhole in the lower parts of the hot rolled and cold rolled steel sheets to the signal processing system. A pinhole detection device is provided.
이와 같은 본 발명에서 상기 원형 주사식 레이저는 레이저 발생기와, 상기 레이저 발생기에서 발생된 선상의 레이저를 원형의 레이저로 변환시키는 광학렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the circular scanning laser is characterized in that it comprises a laser generator and an optical lens for converting the linear laser generated by the laser generator into a circular laser.
또한, 이와 같은 본 발명에서 상기 LAAPD는 APD와, 상기 APD의 상부에 설치된 볼록렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the LAAPD in the present invention as described above is characterized in that it comprises an APD and a convex lens provided on the APD.
이하, 양호한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings showing preferred embodiments.
도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 원형 주사식 레이저를 이용한 강판의 핀홀 검출장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 핀홀 검출장치는 크게 강판의 상부에 설치된 원형 레이저(LASER) 주사부와, 상기 강판의 하부에 설치된 LAAPD 검출부로 이루어져 있다.5 to 9 illustrate one embodiment of a pinhole detection apparatus for a steel sheet using a circular scanning laser according to the present invention. The pinhole detection apparatus according to the present invention includes a circular laser (LASER) scanning unit largely installed on an upper portion of the steel sheet; It consists of a LAAPD detection unit installed in the lower portion of the steel sheet.
상기 원형 레이저 주사부(142)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 강판(11)의 상방향으로 소정 거리를 두고 고정설치되어지되, 상기 원형 레이저 주사부(142)의 내부에는 강판(11) 표면에 주사된 원형 레이저가 서로 중복될 수 있도록 상기 강판(11)의 폭방향을 따라 등간격을 갖는 다수개의 원형 주사식 레이저(141)가 고정설치되어 있으며, 양끝단부의 원형 주사식 레이저(141)는 레이저 조사 범위가 강판(11)을 벗어나지 않도록 소정각도로서 내향설치되어 있다.5 and 6, the circular laser scanning unit 142 is fixedly installed at a predetermined distance in an upward direction of the steel plate 11, and the steel plate (142) is formed inside the circular laser scanning unit 142. 11) A plurality of circular scanning lasers 141 having equal intervals are fixedly installed along the width direction of the steel plate 11 so that the circular lasers scanned on the surface may overlap each other, and circular scanning lasers at both ends thereof. 141 is provided inward at a predetermined angle so that the laser irradiation range does not deviate from the steel sheet 11.
또한, 상기 원형 주사식 레이저(141)에는 레이저를 발생시키는 레이저 발생기(151)가 내장되어 있고, 상기 레이저 발생기(151)의 하부에는 상기 레이저 발생기(151)로부터 발생된 선상(線狀)의 레이저를 원형 모양으로 변환시키기 위한 광학렌즈(152)가 설치되어 있다. In addition, the circular scanning laser 141 includes a laser generator 151 for generating a laser, and a linear laser generated from the laser generator 151 is disposed below the laser generator 151. The optical lens 152 for converting the shape into a circular shape is provided.
상기 LAAPD(Line Array Avalanche Photo Diode)검출부(144)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 강판(11)의 하방향으로 소정 거리를 두고 고정설치되어지되, 상기 LAAPD 검출부(144)의 내부에는 상기 강판(11)의 핀홀을 통과한 레이저를 검출하는 LAAPD(143)가 내장되어 있다.The line array avalanche photo diode (LAAPD) detector 144 is fixedly installed at a predetermined distance in the downward direction of the steel plate 11 as illustrated in FIGS. 5 and 7, but the LAAPD detector 144 of the LAAPD detector 144 is fixed. Inside the LAAPD (143) for detecting the laser beam passing through the pinhole of the steel sheet (11).
또한, 상기 LAAPD(143)에는 상기 강판(11)의 핀홀을 통과한 레이저만을 검출하고 CCD카메라보다 광 감도가 약 10∼1000배 민감한 애벌란시 포토 다이오드(APD;Avalanche Photo Diode)(161)가 내장되어 있고, 상기 APD(161)의 상부에는 상기 강판(11)을 보는 시야를 넓게 하기 위한 볼록렌즈(162)가 설치되어 있다. In addition, the LAAPD 143 detects only a laser beam that has passed through the pinhole of the steel sheet 11 and has an avalanche photo diode (APD) 161 that is about 10 to 1000 times more sensitive than a CCD camera. In the upper portion of the APD 161, a convex lens 162 for widening the field of view of the steel sheet 11 is provided.
또한, 상기 원형 레이저 주사부(142)와 LAAPD 검출부(144)는 전술한 신호처리 시스템(145)에 연결되어 있다.In addition, the circular laser scanner 142 and the LAAPD detector 144 are connected to the signal processing system 145 described above.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention having the configuration as described above.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 원형 주사식 레이저(141)의 레이저 발생기(151)로부터 종래의 적외선 광보다 훨씬 강한 빛의 세기로서 발생된 직선상의 레이저는 상기 고정형 광학렌즈(152)에 의해서 원형상의 레이저로 변환되어 강판(11)에 조사됨에 따라 상기 강판(11)의 표면에는 입사각이 큰 원형상의 레이저(153)가 주사된다.As shown in FIGS. 5 and 6, the linear laser generated from the laser generator 151 of the circular scanning laser 141 as a light intensity much stronger than conventional infrared light is the fixed optical lens 152. By converting the laser beam into a circular laser beam and irradiating the steel sheet 11, the circular laser 153 having a large incident angle is scanned on the surface of the steel sheet 11.
이때, 상기 원형 주사식 레이저(141)는 서로 일정한 간격을 가지고 있으므로, 도 8에 도시된 바와 같이 강판(11)의 표면에는 주사된 원형상의 레이저가 중복 형상(171)을 가지고 나타나며, 이는 강판(11)의 진행 방향뿐만 아니라 강판(11)의 폭방향으로도 나타난다.At this time, since the circular scanning laser 141 has a predetermined interval from each other, as shown in FIG. 8, the scanned circular laser appears with a overlapping shape 171 on the surface of the steel sheet 11, which is a steel sheet ( It appears not only in the advancing direction of 11) but also in the width direction of the steel plate 11.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 강판(11)에 발생될 수 있는 수직방향 핀홀(181)은 물론 진행(길이) 방향 또는 폭방향으로 경사진 핀홀(182)까지 레이저가 회절되지 않은 상태로 통과하며, 이때 상기 강판(11)의 하부에 설치된 LAAPD(143)의 APD(161)는 종래의 CCD카메라보다 광에 대한 감도가 매우 민감하므로 통과된 레이저의 세기는 회절광이나 산란광에 의한 세기보다 크게 되어 강판(11)의 표면에 발생된 수 ㎛ 이상의 경사진 핀홀(182)도 정확하게 검출하며, 상기 LAAPD(143) 각각으로부터 수거된 신호는 상기 신호처리 시스템(145)에 의해 분류되어 화상으로 표시되어진다.Accordingly, as shown in FIG. 9, the laser passes through the vertical pinhole 181 that may be generated in the steel sheet 11 as well as the pinhole 182 that is inclined in the traveling (length) direction or the width direction without being diffracted. In this case, the APD 161 of the LAAPD 143 installed under the steel plate 11 is more sensitive to light than a conventional CCD camera, so the intensity of the laser beam is greater than that of diffracted light or scattered light. To accurately detect the inclined pinholes 182 or more generated on the surface of the steel sheet 11, and the signals collected from each of the LAAPDs 143 are classified by the signal processing system 145 and displayed as images. Lose.
상기와 같은 과정에서 상기 레이저와 APD(161)의 특성 즉, 강한 빛의 세기와 빛에 대한 민감도에 의해 강판(11)의 표면과 원형 레이저 주사부(142) 및 LAAPD 검출부(144)와의 간격을 종래 방식보다 약 3~4배 이상 멀리 할 수 있으므로, 고속 이동중인 강판(11)의 상하 변동이나 에지부 웨이브에 의한 설비 파손을 사전에 방지할 수 있게 된다.In the above process, the distance between the surface of the steel sheet 11 and the circular laser scanning unit 142 and the LAAPD detection unit 144 is determined by the characteristics of the laser and the APD 161, that is, the strong light intensity and sensitivity to light. Since it can be about 3-4 times or more far from the conventional system, it becomes possible to prevent the equipment damage by the up-down fluctuation | variation and the edge wave of the steel plate 11 which is moving at high speed in advance.
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 복수개의 원형 주사식 레이저를 사용하여 주위 설비를 파손시키는 일이 없이 고속으로 이동중인 열연 및 냉연강판의 수직 또는 경사진 방향의 핀홀을 정확하게 검출함으로써 제품의 표면 결함을 방지할 수 있는 유용한 효과가 있다. As described above, according to the present invention, a plurality of circular scanning lasers are used to accurately detect pinholes in the vertical or inclined directions of hot-rolled and cold-rolled steel sheets moving at high speed without damaging the surrounding equipment. There is a useful effect that can prevent.
도 1 내지 도 3은 각각 종래 열연 및 냉연강판의 핀홀 검출장치의 일예를 나타낸 개략사시도1 to 3 is a schematic perspective view showing an example of a pinhole detection device of a conventional hot rolled and cold rolled steel sheet, respectively
도 4는 종래 열연 및 냉연강판의 수직 및 경사 방향의 핀홀을 나타낸 개략사시도Figure 4 is a schematic perspective view showing the pinholes in the vertical and inclined directions of the conventional hot rolled and cold rolled steel sheet
도 5는 본 발명에 따른 원형 주사식 레이저를 이용한 강판의 핀홀 검출장치의 구성도 5 is a block diagram of a pinhole detection apparatus of a steel sheet using a circular scanning laser according to the present invention
도 6은 도 5에 도시된 강판의 핀홀 검출장치에 있어서의 원형 주사식 레이저의 구성도6 is a configuration diagram of a circular scanning laser in the pinhole detection apparatus of the steel sheet shown in FIG.
도 7은 도 5에 도시된 강판의 핀홀 검출장치에 있어서의 LAAPD의 구성도 7 is a configuration diagram of a LAAPD in the pinhole detection apparatus of the steel sheet shown in FIG.
도 8은 본 발명에 따라 열연 및 냉연강판의 표면에 중복 주사된 레이저를 나타낸 평면도8 is a plan view showing a laser that is duplicated on the surface of the hot rolled and cold rolled steel sheet according to the present invention
도 9는 본 발명에 따라 열연 및 냉연강판의 수직 및 경사진 핀홀을 통과하는 레이저를 나타낸 측면도 Figure 9 is a side view showing a laser passing through the vertical and inclined pinhole of the hot rolled and cold rolled steel sheet according to the present invention
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
11 : 열연 및 냉연강판 141 : 원형 주사식 레이저11: hot rolled and cold rolled steel sheet 141: circular scanning laser
142 : 원형 레이저 주사부 143 : LAAPD 142: circular laser scanning unit 143: LAAPD
144 : LAAPD 검출부 145 : 신호처리 시스템144: LAAPD detection unit 145: signal processing system
151 : 레이저 발생기 152 : 광학렌즈151: laser generator 152: optical lens
161 : APD 162 : 볼록렌즈161: APD 162: convex lens
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2000
- 2000-07-28 KR KR10-2000-0043556A patent/KR100506388B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR20020009913A (en) | 2002-02-02 |
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Legal Events
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