[摘要) 用户要求带钢产品的表面要作到100 的无缺陷。带钢生产过程中频闪照明是质量控制的有力手段。此种控制法能够在带钢运行速度高达每分钟2200耒的情况下， 在线可测出小至半毫耒的缺陷。

1 前言 25年前，频闪法检测就已 I入钢铁工业，并成为检测工艺的支柱和质量控制的主要手段。工艺操作人员利用这种简单而有效的方法，能在各个工序上凭借与表面质量有关的全部知识来负起生产的责任。　　有些厂家已经装备了复杂的技术先进的表面自动检则系统，但是还要装备这里所讲的价格并不太贵的频闪检测照明装置。为何这些厂家要买两套设备呢?其理由有两个，一是要更加重视产品的质量，二是基于计算机系统的实践，它可以轻而易举地识别缺陷的状况，但不能确定缺陷产生的原因以及消除的方法毫无疑问，今日钢材质量已空前提高。美国商务部最近的报告指出：福特汽车公司购买的钢材退货率从1982年的8 以上降到1992年的1 以下。由于所有生产表面质量要求严格的汽车用钢和家用电器用钢的厂家均已使用了频闪法检测，因而上述退货率的下降并不足为奇。此种高质量水平并不排除熟悉生产过程的富有经验的质量控制人员所起的重要作用。任何质量管理的真正关键，均在于质量检查人员与操作人员在得到信息之后，如何反馈于生产过程。　　如果产品表面缺陷严重认为要退货，那么， 只有操作人员有能力识别、分类并作出决定。而且只有检查人员才能识别缺陷，查明原固并采取解决问题的措麓。能使钢铁厂实现高质量标准，是工艺操作人员使用频闪法检测法这种专用检测工具，而不是计算机。　　为什么频闪法检测在提供高质量产品方面能够起着关键作用呢?那是固为生产厂家负担不起在每条生产线上都装上自动检测设备的费用， 各个厂家采用普遍使用的检测设备装备他们的生产线，而不采用计算机，并取得了显著的成果。　　频闪法照明可用于冷热轧机、平整机、纵切线、矫直机、遇火与酸洗线、涂层作业与重卷等机组作业线， 以检出和预防有损于成品的各种缺陷。

2 频闪照明帮助的眼睛 操作者凭借眼睛去看缺陷，视力很快就要疲竭。一个目标物从眼前飞驰而过，眼球无法及时聚焦。目标物呈现为模糊的影像是与物体移动的速度和与眼睛间的距离有关这种效应是众所周知的“运动模糊感”。　　由于有“运动模糊感”，目标物之移动速度如在5O～lOOm／rain之间，眼力尚能承受，如速度高于lOOm／ rain，就看不清楚了。视觉反应的方式，类似于照相对光的化学反应。当光射于化学药品，激活了它并成像于底片。如果被拍照的目的物迅速移动，则留在底片上的影像便模糊不清，纠正的办法，就是增大照相机的快门速度，以缩短光对底片上药品的活化时间。由于暴光时间短．便能减少模糊，从而得到清晰、鲜明的图像。显然+人眼摄取图象的速度是不可能加快的，这就要寻找一个相当于照相机快门的代用品， 以便不分散或干扰操作者的注意力或加重其负担。从具有lOW 30 s的持续时间的频闪光源发出的闪光将引起视网膜静止的反应。在此时间内，以600m／min速度移动的物体只移动了0．1mm 其移动距离如此之短，对眼睛而言可以视为静止。模糊已被消除，而且对比度提高，这点对判定和测试是很关键的提高闪光速率就能在视网膜上形成一系列图像，便能更敏感地对缺陷作检测和识别。如果眼睛一再观看一个图象，便能够记住它。　　为了消除图像烦恼的效应+闪光速率应超过人眼能识别到单个闪光时的速率，闪光速率一般为每秒闪光50~60次以上。在这种速度下，人眼不会感觉到光的脉动，似乎像荧光或白炽灯那样稳定。

3 几个错误的概念 有关频闪法检测有几个不正碓的观念应予研究。下列事实不太明显，即频闪灯光关闭的时间远远大于闪光的时间。在闪光检测的情况下，以1o s秒的光脉冲，每秒闪光7o次频闪操作。从数学的含义上说，不闪光的时间占99 以上。　　人们应该想到， 为什么人的眼睛不能分辨频闪灯光经常处于“关闭” 的状态下的道理，人的眼球的柱状和锥状接受器好似化学药品的电容器，被光照射以后，产生一个瞬时的化学反应。光移去后，反应呈指数率衰减，在大约350#s后，衰减到只有峰值的十分之一。事实上，人的眼睛吸收的光，如海绵之吸水，会很快地均匀散布开，而其蒸发速率则很慢。视觉的暂留性，恰说明我们无法察觉电影或电视荧屏上一个个的画面，这种画面图像以每秒5O～6O张的速度出现在屏幕上。　　第二个有关金属工业中使用频闪法检测的错误概念是，光必须与轧制状态同步。然而为了寻找表面缺陷，并不提倡它同步。其区别在于，钢铁工业中不但要寻找多发性缺陷，也要寻找偶发现的缺陷。因而闪光速率的设定是着眼于表面晶粒状的缺陷，而且通常在每秒65～85次之间。这个频率远在各次闪射可看到的速率之上。在正常轧制方式下的任何缺陷均能易于暴露出来。　　让光与轧机同步，并非人们所想象的那么有用。困难在于我们往往并不知道什么是与光同步，但是在以一种速度设定闪光率时+这种速度不允许在两次闪光的时间间隙内让材料流过15cm 以上，则检测人员会有多次机会观察缺陷的流过。　　第三个误解是，基于便于看见在移动的表面上出现的缺陷，最好要使用高照射度的光。前已述及，要找到能代替照相机快门的东西，除非我们的眼球能像控制照相机快门一样，强光只能产生较亮的模糊图像而已。光无需强，只要能给以清晰明确的图象即可。　　闪光灯提供的则是只有几个微秒短的光脉冲。在特定场合，几百瓦的频闪光源即可看得一清二楚。10～30 s微秒的脉冲，起到了快门的作用，在人的眼睛上留下一系列的清晰图像。早已熟悉表面缺陷的经过培训的检查人员和轧机操作工，在速度高达2000m／min的物流面前，能够马上把缺陷识别出来。新工人在闪光灯下亦很容易找到缺陷并能很快学会在高速物流下识别的方法。

4 有效的应用 要使频闪检测仪正常工作，在检测场所的亮度应是周围的四倍 周围的光是直接或间接照射在被检查表面的普照光 当测定环境亮度时要把荧光灯、白炽灯、石英灯、钠气或水银蒸气灯以及自然光线考虑在内。　　环境亮度可用亮度计测定 亮度计的最小刻度为lO0~2000Ix，将亮度计放在被检测场所的中间可提供精确的读数。大多数检查站的亮度约为500Ix， 故闪光照度用2000Ix是良好的，如周围亮度低，则闪光亮度也可以相应降下来。　　为让频闪仪照明用于不同的场合，要了解它在与光源不同距离内光的分布与光照度 闪光灯头的恒定照度图(Isolux)有助于选择适用的装置，它给出了光源与被检查表面的距离。各生产线的速度、表面光洁度、有无油脂、观测点等等环境均不同 各生产线上要根据检查人员与带钢所处的相关位置，去调整光反射于眼睛的角度以找出最佳的设置点。　　为防止闪光灯不受高速断带或尾段(切头)飞出的损坏，闪光灯且要装在离带钢表面2～3m以外，反光镜与镜头通常用来在检查的表面上聚光。　　轧机上使用频闪法检查，往往要通过薄雾区。这种蒸汽或油雾形成潮湿的微粒，分布于大气中 频闪光使此类微粒凝结，并让操作人员的视线能够透过此类微粒 当然，它并非消除此微粒而只是使得便于检查而已操作人员认为使用频闪法检测效果良好，眼睛并不紧张。

5 生产设备上的应用 正如任何工器具一样，其潜力取决于使用者的技能 一个新手用频闪法照明能够很容易地找到缺陷，挑出次品或判定制品的表面质量等级。但频闪法检查仅当它被掌握在一个有经验、有质量意识、能识别异常、判定原因并解决问题的操作者的手中时，才体现它的真正的价值。　　生产管理者们担心，使用频闪光法检查，车间所有的轧材将因检查人员现在可看到每一个微小的缺陷而阻止发货。每个工序都必然会有能被看到的小的表面瑕疵，但此类缺陷不足以导致被用户判为退货。操作者会很快地知道把这些不重要的缺陷挑选出来。　　最初阶段，坚持全面质量管理的公司与用户共同努力，生产厂能够解决导致用户退货的质量问题，也能把消灭最微小的缺陷作为自己长期的工作目标 对于某些先天性的工艺缺陷的认识，能使我们进一步调研其形成的原因并找到消除它的最佳办法。事实已表明，装上频闪照明后的一年之内， 由于班组的努力已经排除了导致细小缺陷的大多数工艺问题。　　频闪照明初次导入钢铁工业时，只在检测和重卷作业线上对带钢全宽范围进行检查，来保证有瑕疵的板卷不送到用户之手。但很快就知道了，频闪仪照明可以在所有全速运行的生产线上进行检查。这不仅消除了在检查和重卷作业线上的附加处理，而且由于作业线上不再需要为检查而放慢速度而提高机组的产量。进一步的经验则表明，操作人员能够识别小到0．5ram 的缺陷并在高速下判定其严重程度从而决定对该板卷的处理。　　另一实例是降低成本提高经济效益。对已经送到平整机组的表面有鳞片或分层的板卷，操作者可以跟踪封锁并转送于酸洗机组，因为如果剩下的还在生产，则板面的铁皮可能压入轧辊导致轧辊的损坏 比如，还可以进而考查一下冷轧机上看到的分层与鳞片，首先想到的是与热轧有关。但进一步研究表明实际上起源于浇铸工艺，但问题在那里没有暴露而一直带到冷轧。　　热轧机上的检查，使表面检查面临新的挑战。不但加工过程中存在固有的危险性，而且高温度，造成检查人员无法站立进行在线检查，赤热使人几乎无法靠近观看表面缺陷调节频闪仪照明亮度并与专用的视频摄象机联合工作的方法可避免在高温下作业，从而可让操作人员好象带钢已经冷却了那样去检查带钢表面质量。视频检查还可在操纵台上或其他安全的地方遥控进行。视频录像机亦能获得这种画面。操作员可以重放已经看过的任何表面录像并把它保持在屏幕上， 以评价其严重程度并判定其起因在热轧厂，采用视频辅助的频闪法表面质量检查可做到逐个钢卷检查，而不是第5卷、第10卷、第15卷或第25卷作带钢头尾抽样检查，即使位于带钢中央的孔洞、划痕、氧化铁皮等表面缺陷亦会被看到。在钢卷上出现的辊印，采用频闪法第一个钢卷就可发现。这比以前作头尾检查要损失20卷之多要好。　　诸如乾润碳钢球、阿格玛、LTV、中山钢球套、美钢联和蒂森等钢铁联合企业，为提高质量带钢以及降低成本，已在热轧带钢厂使用视频检查法任何钢铁厂，安全是极其重要的， 由于带钢的轧制速度和张力的变化有时会引起带钢破碎或断带等事故，所以在这样的地区作业时操作人员要特别注意安全，使用大功率固定安装的频闪法照明装置，照射在带钢的全宽度上，使操作人员与带钢保持一个安全的距离，必须为紧靠带钢而拿着频闪灯具检查整个带钢表面质量的检查人员排除可能出现的危险。　　可采用新型的频闪仪的检查光源，这种光源能在2m 以外覆盖几平方米的检查区域。这种照明装置可在镀锡板与电镀锌作业线上携带使用。