在线针孔检测装置在Achenbach铝箔分卷机上的应用探讨

吴玉龙

（中国铝业西北铝加工厂，甘肃 陕西 748111）

在线针孔检测装置在Achenbach铝箔分卷机上的应用探讨

吴玉龙

（中国铝业西北铝加工厂，甘肃 陕西 748111）

摘要：论述了铝箔针孔的检测方法和装置，系统分析了装置的结构和检测原理，提出了在线分析的可行性和具有的优势。

关键词：铝箔；针孔；在线针孔检测装置

0 前言

铝箔具有高阻隔性，无毒无味、遮光防潮、耐腐蚀、材质轻、抗紫外线，在深加工时易于折曲，粘合性、热合性及表面印刷性能优良，广泛应用于烟卷、食品、药品、电子、照相器材和日用化工等行业，是迄今为止最优秀的包装材料。

包装用铝箔中90%以上为双零箔，在现有生产技术条件下，包装用铝箔经济有效的厚度为0.00635mm。铝箔的厚度与铝箔的针孔数有关，随着铝箔厚度减小针孔数增加，铝箔针孔数的对数与其厚度成正比，当厚度达到0.02mm时，可达到完全无针孔。双零箔针孔是穿透铝箔迎光可见的，类似针尖的细小孔眼，有的密集，有的成行，大部分是无规则的孔洞，针孔数量也多少不一。例如，厚度为0.0065mm的铝箔针孔，多时则有1000～2000个/m2。针孔的大小和数量对铝箔及其复合材料的防潮性、阻气性和遮光性有着决定性的影响。

1 铝箔针孔的传统检验方法

传统铝箔针孔的检验是借助针孔台来完成的。针孔台置于厂房内光线较暗的地方，上半部是一个暗室，下半部均匀分布日光灯，箱子上面用8mm的光照度为1000～1500lx毛玻璃隔开，毛玻璃的边部用黑纸挡住散射光，毛玻璃的透光部位是检查面。

进行针孔检查时，检查面四周应用铝箔挡严实，无漏光，肉眼视线与检查面垂直，距离为400～500mm。要求刚轧制或分切后的铝箔取样不少于3幅，每幅面为一个样品。检查时，暗室开灯，暗室光照度30～35lx。在针孔最密集的区域取0.01m2的面积观察计数，检查结果乘以100为该张铝的针孔数，将有效样品的最多针孔数作为该卷的针孔数；用面积为0.1m2的观测板扣在针孔较多的区域检查计数，检查结果乘以10作为该张铝箔的针孔数（分别检测上下张）。每幅有效样品针孔的平均值为该卷铝箔的针孔数。针孔、辊印和孔洞的大小用带刻度的10倍放大镜测量，当针孔、辊印和孔洞是不规则形状时，用最大长度乘以最大宽度作为其面积（针孔、辊印和孔洞的直径为最大长度和宽度的平均值）。当出现大针孔、大辊印和网状孔洞时，应测出其轮廓和透亮部位的大小，透亮部位的面积应按透亮辊印判定。透亮和网状的面积同时符合时才视为合格。

2 在线针孔检查装置

在线针孔检测装置是将工业线阵传感器与光照均匀的LED光源沿宽度方向布置在被检测铝箔的两侧，在加工过程中对铝箔带卷进行全幅面扫描，完成整卷的扫描检测。系统采用高强度线阵相机专用LED光源，可有效地克服环境因素的影响，有效保证系统的稳定性，线扫描传感器和光源覆盖整个板带可能存在的宽度范围，通过检测传感器获取信号的变化，便可检测出材料表面上所有的针孔。根据实际检测要求，可以是一个也可以是多个传感器，每个传感器高速自动连续不断地跟随机列的速度从头到尾完整地扫描整个板带长度。计算机屏幕实时显示扫描处理结果，如果存在针孔就给出其位置大小及距离传动侧和操作侧的距离等信息，以便立即采取相应停机或标记措施。

在线针孔检测装置分为两种，一种是透射式在线针孔检测，另一种是反射式在线针孔检测。

2.1 透射式针孔在线检测装置

基本原理：当铝箔表面无针孔时，整个幅宽范围的光源受到中间材料的阻挡，线阵相机芯片所有像元感应到的电荷均处于下限状态，一旦出现针孔，光线通过通透区域直接照射到感应芯片，在针孔对应传感器位置感应的电荷数量迅速上升至饱和。根据这个原理，通过检测传感器获取信号的变化，便可检测出材料表面上所有的针孔。透射式针孔检测装置的安装布置图见图1。线扫描传感器和光源覆盖整个板带可能存在的宽度范围，根据实际检测要求，可以是一个传感器，也可以是多个传感器，因此检测宽度范围不受限制，同时板带在连续地运行，每个传感器高速连续不断地自动跟随机列速度从头到尾完整地扫描整个板带的长度，这样便可获得整卷板带针孔检测信息。每个扫描处理后的结果如果存在针孔，便实时地在计算机屏幕上显示出来，同时给出其位置、大小、距离传动侧距离、距离操作测距离等信息，以便于操作员立即观察和判断是否要采取相应的措施，如停机或标记。

图1 透射式针孔检测装置的安装布置图

投射式针孔检测装置要求的安装空间较大，要求在铝箔的上表面安装线阵相机，而在下表面安装光源。由于同时在线分切有两张铝箔，所以需要有两组相机和两组光源，这就对设备安装空间要求较大。结合西北铝Achenbach铝箔分切机的特点，没有足够的空间安装投射式针孔检测装置，目前所采用的是反射式在线检查装置。

2.2 反射式针孔在线检测装置

基本原理与投射式的相同，不同之处是线阵相机和光源安装在同一侧，光线照射到铝箔表面反射后在相机上感应传感器进行检测。

反射式在线针孔检查装置在铝箔分卷机上的分布图见图2和图3。

图2 反射式针孔检测装置的安装布置图

图3 反射式针孔检测装置的立体安装布置图

2.3 在线针孔检测系统组成

透射式和反射式两种针孔检测系统都是由高速线扫描相机、高亮LED线形光源、阵列处理系统以及通讯接口组合而成。其主要有以下五部分组成：阵列式LED光源；工业线扫描相机；针孔检测与处理单元；针孔特征分析及针孔数据存储；针孔数据统计分析模块。

针孔检测系统采用技术先进、可靠性高的阵列式LED光源，LED光源寿命长，使用期间光照强度稳定、均匀，且维护要求很低（见图4）。

图4 LED光源及效果图

使用标准的工业线扫描相机，采用行扫描技术对板带进行连续扫描，每个摄像头都连接有对应的高速接口采集卡、一体化图像信号实时处理单元，通过高速数据接口与控制柜中核心处理单元相连，充分保证了处理器阵列的可靠性。具体实现的处理包括：带材表面图像信号的实时预处理；图像背景在线自适应估计；针孔图像实时分割与分离处理；实时I/O处理。

2.4 针孔的检测与分析显示组件

2.4.1 针孔检测

针孔检测属于针孔检测系统的前端处理部分，检测是将由针孔引起的异常的光变化与背景分离的处理过程，线扫描传感器可以实时检测板带每一个位置的灰度值或亮度值。针孔检测系统测量桥架上配置了数字线扫描工业相机，连续获取的带材表面数字图像通过高速线缆进行传送，保证了高质量信号不受工厂环境的干扰。在LED条形光源、高精度线扫描传感器及其优化组合设计前提下，开始检测就能得到边部信号、针孔信号。该系统设计根据环境因素变化对检测造成的影响情况，提供相应的动态补偿，在不遗漏每一个针孔的情况下对其进行有效的针孔定位与目标分割。

2.4.2 针孔显示

针孔显示功能显示所有检测到的针孔灰度图，提供了针孔视图、横向和纵向针孔趋势图，以及针孔可视化工具，显示工具可以任意组合，对其定位锁定，可设定操作员需要的形式，辅助特征显示为工艺分析提供了量化依据。具体可采用工业PC机来实现。包括工业触摸显示屏，在其上可以显示具体的针孔检测结果，并可根据企业实际需要进行必要的界面设置、结果分析、打印、数据存储等功能。

3 结论

针孔在线检测装置是生产铝箔产品的企业在市场上有力的竞争手段。图像显示针孔和先进的分析功能，为诊断针孔提供有价值的信息，检测到针孔后，确定它的属性特征，这就为消除针孔源提供有效帮助信息，或为产品下一步处理进行标记。每一个针孔都可触发警告信号，检测系统可根据检测精度需求进行修改，调整相应参数以适合实际生产情况，使操作员能迅速采取校正措施并及时做出调整，从而避免不合格产品的继续生产，其图表化生产检测结果为合格产品提供有力证据，也为后续铝箔生产工序提供可靠依据。

（编辑：余东梅）

生产模铸件的铸造方法

美国专利 US8342230

本发明涉及一种用高压铸造法铸造铝合金件的方法。该方法是一种缩短铸造过程循环时间的铸造方法。按照这种方法，高压铸造中，在铸型模具上把金属液体引入模具铸型型腔的部分设置有一个分配器，金属液通过分配器进入铸型型腔。分配器与金属液接触部分是用铜或铜合金铸造的。在铸造的开始阶段，铸型的型腔达到预定的温度，铸型上分配器的温度要达到65℃或更低。

消除铸锭缩孔的方法

美国专利 US8347949

本发明涉及一种消除铸锭缩孔的方法，主要是在金属铸锭的直接激冷铸造过程中部分或完全消除铸锭产生的缩孔，尤其适合铝和铝合金铸锭的铸造。本发明的方法用于垂直铸造具有预定高度的铸锭，在完成铸锭铸造的过程中，铸锭浇注口液流的低端维持在低于上表面中心附近的金属液；将通过浇注口浇注的金属液流停止，随铸锭进行体收缩和线收缩，允许产生部分缩孔；在产生的部分缩孔把浇注口下端暴露出来之前，对缩孔再次充填金属液，而当浇注的金属液即将溢流出来时，再次停止浇注；这样的浇注—停止步骤反复进行，直到铸锭金属的收缩不会导致上表面的任何部分低于铸锭的预定高度。

F46复合薄膜烧结铝扁线及其加工工艺

中国专利 CN201110262769.7

本发明介绍了F46复合薄膜烧结铝扁线及其加工工艺。首先，对电工圆铝杆表面油污进行清洗然后干燥；再将电工圆铝杆通过挤压机进行挤压，形成铝扁线；将氟化乙丙烯通过上浆机附着在聚酰亚胺薄膜上，经烘烤后形成聚酰亚胺- F46复合薄膜；最后，将聚酰亚胺-F46复合薄膜绕包到铝扁线上,经过高频烧结，制成F46复合薄膜烧结铝扁线。本发明制作工艺简单、合理，可以将传统的外部辐射加热转化为内部导电加热；提高产品耐水性，经100℃水煮240h，取出后吹干，耐压值不低于原来的90%。

中图分类号：TG339

文献标识码：B

文章编号：1005-4898（2014）06-0042-04

doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2014.06.10

作者简介：吴玉龙（1983-），男，甘肃省天水市人，工程师。

收稿日期：2014-05-21

Discussion on the Application of Online Pinhole Test Device in Achenbach Aluminum Foil Separator

WU Yu-long
(CHINALCO Northwestern Aluminium Fabrication Plant, Longxi 748111,China)

Abstract:There is a large gap between the quality level of domestic aluminum foil and abroad, mainly in quantity and the size of the pinhole. Pinhole is one of the main defects of aluminum foil and is the most serious defects. The traditional pinhole test were the sampling of head tail, which belonged to the sampling test, the results were not reliable or not comprehensive. Online pinhole test devices obtain the change signals by aid of detection sensor,combining with the advanced pinhole analysis function, so the detection results are comprehensive and accurate.

Keywords:aluminum foil; pinhole; online pinhole detector