Система для формування зображення видовженого прутка (варіанти)

1. Система для формування зображення видовженого прутка, який під час здійснення виробничого процесу простягається вздовж поздовжньої осі та рухається вздовж неї, яка включає в себе: вузол отримання зображення, який має поле зору, конфігурація якого уможливлює отримання зображення всієї поверхні частини прутка першої заздалегідь визначеної ширини під час руху згаданого прутка, для визначення смуги-зображення та формування відеоданих, які їй відповідають, причому згаданий вузол отримання зображення включає в себе n цифрових камер, де n – ціле число, що дорівнює 3 або більше 3, розташованих таким чином, що їх спільне поле зору відповідає згаданій смузізображенню, причому згадані камери включають в себе камери з однорядковою розгорткою, вузол освітлювачів спрямованим світлом, виконаний з можливістю проектування утвореної спрямованим світлом смуги, яка має другу заздалегідь визначену ширину, на поверхню згаданого прутка, причому згаданий вузол освітлювачів спрямованим світлом розташований відносно згаданого вузла отримання зображення таким чином, що згадана смуга-зображення знаходиться у межах згаданої утвореної спрямованим світлом смуги, при цьому вузол освітлювачів спрямованим світлом виконаний таким чином, що інтенсивність світла по всій згаданій смузі-зображенню є суттєвою мірою рівномірною, знімну касету, яка має положення "встановлена" та положення "знята" відносно тримача цієї касети, причому касета включає в себе (і) дзеркала, які спрямовують освітлення, розташовані між множиною освітлювачів спрямованим світлом та прутком, а також (іі) дзеркала, які спрямовують зобра 2 (19) 1 3 легідь визначеної ширини під час руху згаданого прутка, для визначення смуги-зображення та формування відеоданих, які їй відповідають, причому згаданий вузол отримання зображення включає в себе n цифрових камер, де n – ціле число, що дорівнює 3 або більше 3, розташованих таким чином, що їх спільне поле зору відповідає згаданій смузізображенню, причому згадані камери включають в себе камери з однорядковою розгорткою, вузол освітлювачів спрямованим світлом, виконаний з можливістю проектування утвореної спрямованим світлом смуги, яка має другу заздалегідь визначену ширину, на поверхню згаданого прутка, причому згаданий вузол освітлювачів спрямованим світлом розташований відносно згаданого вузла отримання зображення таким чином, що згадана смуга-зображення знаходиться у межах згаданої утвореної спрямованим світлом смуги, при цьому вузол освітлювачів спрямованим світлом виконаний таким чином, що інтенсивність світла по всій згаданій смузі-зображенню є суттєвою мірою рівномірною, захисний пристрій, що включає в себе трубу, яка має першу частину та другу частину, розташовану на певній відстані та посунуту від згаданої першої частини вздовж згаданої поздовжньої осі з утворенням проміжку, причому ця труба розташована між видовженим прутком та згаданими засобами отримання зображення і згаданим вузлом освітлювачів спрямованим світлом, а розміри та форма згаданого проміжку є такими, що уможливлюється (і) проектування утвореної спрямованим світлом смуги та (іі) вихід назовні згаданої смугизображення, обчислювальний блок, з'єднаний зі згаданим вузлом отримання зображення та виконаний з можливістю приймання відеоданих для множини смугзображень, які отримує згаданий вузол отримання зображення під час руху прутка вздовж поздовжньої осі, причому обчислювальний блок виконаний з можливістю обробки згаданих відеоданих для виявлення заздалегідь обумовлених особливостей поверхні згаданого прутка. 6. Система за п. 5, яка відрізняється тим, що до складу труби входить метал. 7. Система для формування зображення видовженого прутка, який під час здійснення виробничого процесу простягається вздовж поздовжньої осі та рухається вздовж неї, яка включає в себе: вузол отримання зображення, який має поле зору, конфігурація якого уможливлює отримання зображення всієї поверхні частини прутка першої заздалегідь визначеної ширини під час руху згаданого прутка, для визначення смуги-зображення та формування відеоданих, які їй відповідають, причому згаданий вузол отримання зображення включає в себе n цифрових камер, де n – ціле число, що дорівнює 3 або більше 3, розташованих таким чином, що їх спільне поле зору відповідає згаданій смузізображенню, причому згадані камери включають в себе камери з однорядковою розгорткою, вузол освітлювачів спрямованим світлом, виконаний з можливістю проектування утвореної спрямованим світлом смуги, яка має другу заздалегідь визначену ширину, на поверхню згаданого прутка, 94236 4 причому згаданий вузол освітлювачів спрямованим світлом розташований відносно згаданого вузла отримання зображення таким чином, що згадана смуга-зображення знаходиться у межах згаданої утвореної спрямованим світлом смуги, при цьому вузол освітлювачів спрямованим світлом виконаний таким чином, що інтенсивність світла по всій згаданій смузі-зображенню є суттєвою мірою рівномірною, захисний пристрій, що включає в себе трубу, яка має першу частину та другу частину, розташовану на певній відстані та посунуту від згаданої першої частини вздовж згаданої поздовжньої осі з утворенням проміжку, причому ця труба розташована між видовженим прутком та згаданими засобами отримання зображення і згаданим вузлом освітлювачів спрямованим світлом, а розміри та форма згаданого проміжку є такими, що уможливлюється (і) проектування утвореної спрямованим світлом смуги та (іі) вихід назовні згаданої смугизображення, засоби зменшення забруднюваності, виконані з можливістю зменшення кількості забруднювальних речовин у просторі поблизу згаданого проміжку захисної труби, та обчислювальний блок, з'єднаний зі згаданим вузлом отримання зображення та виконаний з можливістю приймання відеоданих для множини смугзображень, які отримує згаданий вузол отримання зображення під час руху прутка вздовж поздовжньої осі, причому обчислювальний блок виконаний з можливістю обробки згаданих відеоданих для виявлення заздалегідь обумовлених особливостей поверхні згаданого прутка. 8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що згадані забруднювальні речовини являють собою пил вторинної окалини та водяний туман. 9. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що засоби зменшення забруднюваності включають в себе вакуумний забірник із зовнішньою стінкою, яка визначає внутрішню вакуумну камеру, причому забірник додатково має отвір для всмоктування, розташований поблизу згаданого проміжку захисного пристрою, і вакуумний забірник виконаний з можливістю з'єднання з джерелом вакууму. 10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що згаданий вакуумний забірник має кільцеву форму та розташований навколо осі, яка по суті збігається зі згаданою поздовжньою віссю, а згаданий отвір для всмоктування має такі розміри та форму, що він оточує згаданий проміжок за периметром. 11. Система за п. 10, яка відрізняється тим, що згаданий вакуумний забірник має по суті прямокутну форму у радіальному поперечному перерізі, а згаданій отвір для всмоктування утворений шляхом видалення оберненого у радіальному напрямку досередини кута згаданого вакуумного забірника. 12. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що згаданий вакуумний забірник включає в себе пару частин корпусу півкільцевої форми. 13. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що згаданий вакуумний забірник включає в себе множину прямих секцій. 5 94236 6 14. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що згадані засоби зменшення забруднюваності додатково включають в себе лінію для з'єднання джерела вакууму з вакуумним забірником, а згадане джерело вакууму включає в себе вакуумний насос. 15. Система за п. 14, яка відрізняється тим, що згаданий вакуумний насос являє собою насос типу Вентурі. [001] Винахід або його частини виконані за підтримкою уряду Сполучених Штатів Америки згідно з Угодою про співпрацю №70NANBOH3014, укладеною з Національним інститутом стандартів та технологій (National Institute of Standards and Technology, NIST). Уряд Сполучених Штатів Америки має певні права стосовно цього винаходу. [002] Ця заявка являє собою часткове продовження (т.зв. "СІР") заявки США №11/194,985, поданої 2 серпня 2005 р. під назвою "AN APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SURFACE DEFECTS ON A WORKPIECE SUCH AS A ROLLED/DRAWN BAR", діловодство за якою на час складання даного опису винаходу не завершилося, яка у свою чергу являє собою часткове продовження (т.зв. "СІР") заявки США № 10/331,050, поданої 27.12.2002 р. під назвою "APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SURFACE DEFECTS ON A WORKPIECE SUCH AS A ROLLED/DRAWN METAL BAR", за якою видано патент США № 6,950,546, що у свою чергу має пріоритет за попередньою (т.зв. "provisional") патентною заявкою США № 60/430,549, поданою 03.12.2002 p.; зміст всіх цих заявок повністю включено до цього документа шляхом посилання. [003] Винахід має відношення загалом до системи формування зображення, здатної до відображення деталей поверхні виробу, такого як катаний/тягнений металевий пруток. [004] Фахівцям відомі способи виготовлення металевого прутка із застосуванням механічної обробки, такої як прокатування або протягування. Такий металевий пруток відрізняється від таких виробів, як металевий сляб, блюм або штаба (що далі названі металевим плоским прокатом) тим, що поперечний переріз такого прутка має менше відношення периметра до площі поперечного перерізу, так що пруток може крутитися/обертатися навколо поздовжньої осі під час руху вперед у поздовжньому напрямку. Наприклад, форми прутка, показані на Фіг.2, мають співвідношення периметра до площі поперечного перерізу, що дорівнює або є меншим за 4,25, якщо прийняти площу поперечного перерізу за одиницю для даної форми. Форма поперечного перерізу такого металевого прутка може бути круглою (виріб 102), овальною (виріб 104) або багатокутною, з яких на Фіг.2 показано шестикутник (виріб 106), восьмикутник (виріб 108) та квадрат (виріб 110). Крім того, такий металевий пруток має суттєву довжину. Відношення довжини до периметра звичайно перевищує 10, а довжини до базового розміру поперечного перерізу (такого як діаметр круглого прутка або ширина бічної сторони квадратного прутка) перевищує 30. Металевий пруток цього типу звичайно називають "довгомірним виробом" на відміну від "плоских виробів" у відповідних галузях промисловості. Прокатування, протягування, екструзія тощо, про які йдеться у цьому описі та які нижче називають "обробкою тиском", передбачають змінювання розмірів поперечного перерізу металевого виробу шляхом механічного контакту відповідного інструмента, такого як валки та витяжні форми, з виробом. Ці технологічні процеси обробки тиском за своєю природою є загалом неперервними або по суті неперервними. [005] У металообробній промисловості наявність або відсутність дефектів поверхні є критерієм, за яким виконують контроль якості металевих виробів. Наприклад, дефекти поверхні виготовленого стального прутка та стрижня стають у промисловості причиною половини зовнішніх вибраковок (тобто вибраковок, здійснених замовником). Однак теперішній стан розвитку техніки не забезпечує надійних засобів виявлення таких дефектів. Існують декілька проблем, які не можуть бути подолані із застосуванням відомих способів контролю. [006] По-перше, у випадку, якщо контроль виконують тоді, коли металевий пруток перебуває у "гарячому" стані та його температура може становити 1100°С, застосування багатьох способів контролю неможливе. По-друге, швидкість пересування такого металевого прутка у напрямку його поздовжньої осі, як описано вище, може, відповідно до сучасних технологій, становити 100 м/с, що у декілька разів швидше за найвищу швидкість пересування металевої штаби та майже у 100 разів швидше за металевий сляб або блюм. Крім того, найближчим часом очікують зростання швидкості у межах 150-200 м/с. Відомі способи контролю просто не можуть відповідати таким високим швидкостям пересування. По-третє, металевий пруток, що має високу температуру, такий як описано вище, звичайно пересувається, будучи обмеженим напрямними засобами, щоб цей пруток не деформувався "гармошкою". "Гармошка" являє собою аварійну ситуацію, коли гарячий металевий пруток, що пересувається з високою швидкістю, йде вільно, без обмеження напрямними. Таким чином, простір для розташування контрольного пристрою є надзвичайно обмеженим. І насамкінець, довжина такого металевого прутка, з урахуванням факту його поздовжнього пересування, робить роботу з таким прутком складною та дорогою. [007] Відоме застосування різноманітних способів формування зображення для здійснення контролю литва або металевого плоского прокату у складі технологічної лінії, але способи формування зображення у видимому світлі до цього часу не застосовувалися для контролю довгомірних виробів (тобто металевого прутка із значною довжиною) у складі технологічної лінії. Відомі системи формування зображення не вважаються придатними для застосування у контролі металевих прут 7 ків та подібних виробів, оскільки геометрія металевих прутків робить непридатними конструктивні рішення для освітлення та формування зображення, які застосовують для виявлення/фіксування дефектів на плоских поверхнях. На Фіг.4 показано різницю між освітленням та збиранням зображень у випадку плоского виробу (коли лінія 318 збирання зображення збігається з лінією освітлення на плиті чи листі 316) та у випадку круглого виробу. У випадку неплоских виробів можливості оптичного настроювання та оптичні експлуатаційні діапазони стають непридатними, якщо контрольований об'єкт має неплоску поверхню. Наприклад, лінія 18 збирання зображення та лінія 18' освітлення можуть не перекриватися, якщо світло або камера нахилені, як у прикладі, показаному на Фіг.4. У одному з відомих способів для контролю поверхні прутка застосовані камери з рядково-кадровою розгорткою. Однак це вимагає, щоб пруток був нерухомим протягом формування зображення. У іншому відомому способі застосовані камери з однорядковою розгорткою, які вимагають обертання прутка для сканування, що обумовлено "плоскою" конструкцією освітлення. Для уможливлення роботи на високих швидкостях поздовжнього пересування у іншому відомому технічному рішенні застосовані світлочутливі діоди замість датчиків формування зображення. Застосування світлочутливих діодів обмежує здатність виявлення коротких поперечних дефектів на поверхні прутка. Цей спосіб не здатний виявляти довгі тонкі дефекти, такі як шви на сталевому прутку. [008] Для уникнення проблем, пов'язаних із освітлюванням, відомим способом є застосування пристроїв формування інфрачервоного (ІЧ) зображення. У цьому способі застосовані ІЧ-камери для фіксування власного випромінювання від довгомірних виробів. Цей спосіб обмежений виключно виявленням дефектів поверхні за температурою поверхні. Відомо, що поверхневі порожнини гарячого об'єкта виглядають більш гарячими за їхнє оточення завдяки теорії порожнин, незважаючи на те, що ці порожнини мають ту саму температуру, що й їхнє оточення. Цей спосіб має додаткове обмеження здатності виявлення, обумовлене межею роздільної здатності фокусування ІЧвипромінювання. Фахівцеві відомо, що оптична роздільна здатність фокусування є обернено пропорційною до довжини хвилі випромінювання. Звичайно вартість ІЧ-камер майже в 10 разів більша, ніж камер, що працюють у видимому світлі, а також ІЧ-камери мають обмежену швидкість формування зображення, обумовлену властивостями датчиків. В результаті цей спосіб не здатний відповідати швидкості пересування сучасних довгомірних виробів. [009] Температури довгомірних виробів також відрізняються від їх плоских аналогів. Металеві прутки звичайно мають вищу температуру, ніж металевий плоский прокат. Розсіювання тепла об'єктом є пропорційним площі контакту з охолоджувальною речовиною, такою як навколишнє повітря або бризки водяної завіси. Площа металевого плоского прокату у декілька разів більша за площу металевого прутка, приймаючи, що і плос 94236 8 кий виріб, і пруток виготовлені з однакового матеріалу та обидва мають однакову іустипу повздовж виробу та площу поперечного перерізу. [0010] Однак відомі приклади застосування приладів, в яких використовується формування зображення, для вимірювання/контролю розміру прутка (вимірювання за тінню), наявності/присутності прутка, а також вимірювання швидкості пересування прутка у процесі обробки тиском. [0011] Також відомі приклади застосування для контролю якості довгомірних виробів електромагнітних пристроїв, таких як вихрострумові прилади. Чутливі вихрострумові системи застосовують для виявлення дефектів поверхні у складі технологічних ліній для здійснення процесів з обробкою тиском. Ці способи мають високу швидкодію, що уможливлює роботу у складі виробничої лінії високої продуктивності (наприклад, один кілометр гарячих сталевих прутків за хвилину). Однак цей спосіб має декілька недоліків. По-перше, прилад повинен бути розташований дуже близько до гарячої поверхні (звичайно менше ніж 2,5 мм). Відповідно, він зазнає впливу вібрації та температури. Крім того, він не є кількісним у тому розумінні, що він не здатний повідомити характер виявленого дефекту. Нарешті, вихрострумові способи не здатні до виявлення певних типів дефектів. Як наслідок, результати контролю за допомогою вихрострумових пристроїв не використовуються у металургійній промисловості для остаточного визначення якості конкретного виробу. Замість цього результати вимірювань за допомогою вихрострумових приладів застосовують у процесах з обробкою тиску тільки для якісного аналізу, з такими висновками як "ця партія сталевих прутків є загалом гіршою за партію, виготовлену на минулому тижні", лише, наприклад, задля цілей керування процесом. [0012] У іншому способі, який застосовують у цій галузі техніки, використовують ультразвукове зондування. У цьому способі вихрострумові датчики замінюють ультразвуковими. Однак багато з обмежень, характерних для вихрострумових приладів, такі як коротка робоча відстань, рівною мірою притаманні й цим способам. [0013] Інші технології контролю, що застосовують у цій галузі техніки, включають застосування магнітної проникної рідини, пристрою "circumflux" та формування інфрачервоного зображення з індукційним нагріванням. Однак застосування цих технологій обмежене. По-перше, ці способи можуть бути застосовані тільки на "холодних" металевих прутках. Тобто ці технології не можуть бути застосовані для контролю у складі технологічної лінії протягом або незабаром після застосування гарячої прокатки. Також металеві прутки повинні бути очищені від окалини перед контролем. Додатково застосування магнітних проникних рідин є брудним та громіздким. Цей процес звичайно базується на спостеріганні оператором з ультрафіолетовим підсвічуванням, а не на автоматичному формуванні зображення та виявленні дефектів. Пристрій "circumflux" є вихрострумовою системою, виконаною з обертовою головкою детектора. Та 9 кий обертовий механізм обмежує застосування цього пристрою для контролю металевого прутка з високими швидкостями пересування - його звичайно застосовують при приблизно 3 м/с. Такий пристрій також має високу вартість, обумовлену рухомою конструкцією чутливої голівки. Об'єднання індукційного нагрівання та інфрачервоного формування зображення базується на тому, що індукційний струм утворюється тільки на поверхні металевого прутка, а дефекти поверхні на металевому прутку мають наслідком більш високий електричний опір. Таким чином, місця з дефектами поверхні будуть нагріватися швидше, ніж інші зони. Існують проблеми, пов'язані із цим способом, які полягають у тому, що (а) таке пришвидшене нагрівання є короткочасним процесом, і, таким чином, час, необхідний для проведення контролю (час для отримання зображення), є дуже критичним; та (b) інфрачервоні датчики непридатні для дуже високих швидкостей обміну даними, і отже вони не можуть відповідати високій швидкості пересування металевих прутків. [0014] Зрозуміло, що контроль можливий після виготовлення металевих прутків. Однак контроль після виготовлення часто не можливий, оскільки виріб занадто довгий та згорнутий у бухту, що робить поверхню прутка незручною для застосування холодних технологій контролю. [0015] На сьогодні контроль у реальному часі металевих прутків, виготовлених шляхом обробки тиском, застосовується дуже обмежено. Як правило, металеві прутки постачають від виробника замовнику навіть якщо сигнали про дефекти надійшли від звичайної вихрострумової системи контролю, включеної у склад технологічної лінії. Таким чином, претензії замовника до дефектів поверхні металевих прутків, які не є негайно видимі замовникові, можуть надійти через 3-6 місяців. Такі претензії спричиняють фінансові втрати постачальників металевого прутка (тобто виробників). Постачальники металевого прутка або повертають замовникам вартість усієї бухти/партії, або принаймні частково несуть витрати на додаткові роботи з контролю деталей, виготовлених із цієї бухти/партії металевого прутка. [0016] Таким чином, існує потреба у пристрої та способі для зведення до мінімуму або усунення однієї або декількох проблем, згаданих вище. [0017] Однією із цілей винаходу є подолання однієї або декількох із вищезгаданих проблем, пов'язаних із відомими системами формування зображення для застосування у складі технологічної лінії або окремо для виявлення дефектів поверхні на катаних/тягнених металевих прутках. [0018] Винахід спрямований на подолання однієї або декількох проблем, пов'язаних із відомими системами контролю металевих прутків, а також проблем, пов'язаних із застосуванням систем контролю металевого плоского прокату до металевих прутків для здійснення неруйнівного виявлення дефектів поверхні на металевих прутках за допомогою системи формування зображення. [0019] Однією перевагою цього винаходу є те, що він може бути ефективно застосований у виробництві металевих прутків у вищезгаданих умовах, 94236 10 а саме - що вони можуть мати температуру виготовлення, можливо, навіть бути достатньо гарячими для утворення власного випромінення, а також вони можуть бути обертатися відносно поздовжньої осі та можуть пересуватися з дуже високою швидкістю. Інші переваги винаходу включають (і) ефективну організацію формування зображення та виявлення дефектів на неплоских поверхнях; (іі) здійснення контролю металевих прутків незалежно від їхньої температури; (ііі) здійснення контролю металевих прутків, що пересуваються зі швидкостями, які дорівнюють або перевищують 100 м/с; (iv) забезпечення збільшення робочої відстані до поверхні металевого прутка, таким чином зводячи до мінімуму або усуваючи проблеми, наведені у розділі "Передумови створення" для вихрострумових приладів; (ν) забезпечення вихідних кількісних даних із зображеннями дефектних місць, які можуть бути перевірені; (vi) контроль виробу навіть перед утворенням окалини на його поверхні; (vii) придатність для застосування у контролі на будьякій стадії (між станами обробки тиском або у кінці лінії) процесу обробки тиском без залежності від впливу ефектів нестаціонарності; (viii) забезпечення інформації щодо якості поверхні у реальному часі або близько до реального часу; (їх) створення системи, вільної від будь-яких рухомих чутливих голівок, таким чином зводячи до мінімуму або усуваючи проблеми з рухомими компонентами системи, наведені у розділі "Передумови створення"; (х) забезпечення системи, яка потребує тільки дуже невеликого простору (меншого за 50 мм) та здатна працювати між секціями напрямних засобів для металевого прутка; та (хі) відсутність жодних додаткових механізмів/пристроїв для маніпулювання з прутком. Однак пристрій та/або спосіб не повинен обов'язково мати усі згадані переваги або навіть більшість із них. Обсяг винаходу обмежується лише формулою винаходу. [0020] Запропоновано систему для формування зображення видовженого прутка, який простягається вздовж поздовжньої вісі. Ця система включає в себе вузол отримання зображення, вузол освітлювачів спрямованим світлом та обчислювальний блок. Вузол отримання зображення має поле зору, конфігурація якого уможливлює отримання зображення всієї поверхні частини прутка першої заздалегідь визначеної ширини, для визначення смуги-зображення. Вузол отримання зображення також виконаний з можливістю формування відеоданих, які відповідають отриманій смузі-зображенню. [0021] Вузол освітлювачів спрямованим світлом виконаний з можливістю проектування утвореної спрямованим світлом смуги, яка має другу заздалегідь визначену ширину, на поверхню згаданого прутка. Вузол освітлювачів спрямованим світлом розташований, наприклад шляхом надання відповідного положення, відносно згаданого вузла отримання зображення таким чином, що згадана смуга-зображення знаходиться у межах згаданої утвореної спрямованим світлом смуги. Вузол освітлювачів спрямованим світлом додатково виконаний таким чином, що інтенсивність світла по всій згаданій смузі-зображенню є суттєвою мі 11 рою рівномірною при прийманні світла кожним із датчиків отримання зображення. [0022] З міркувань зручності компоновки вузол освітлювачів спрямованим світлом може включати в себе групу відбивальних елементів, таких як дзеркала, для забезпечення потрібного кута проектування. Для забезпечення зручності обслуговування ця група відбивальних елементів виконана знімною. [0023] І насамкінець, обчислювальний блок з'єднаний з вузлом отримання зображення та виконаний з можливістю приймання відеоданих для множини смуг-зображень, які отримує згаданий вузол отримання зображення під час руху прутка вздовж поздовжньої осі. Додатково обчислювальний блок виконаний з можливістю обробки згаданих відеоданих для виявлення заздалегідь обумовлених особливостей поверхні згаданого прутка. За варіантом здійснення, якому віддається перевага, виявлені особливості є дефектами поверхні, а вузол отримання зображення включає в себе n цифрових камер, де n - ціле число, що дорівнює 3 або більше 3, розташованих таким чином, що спільне поле зору цих камер відповідає згаданій смузі-зображенню. [0024] Також пропонується спосіб формування зображення металевого прутка. [0025] Далі винахід описаний як приклад із посиланнями на прикладені фігури, на яких аналогічними номерами позицій позначені аналогічні елементи: [0026] Фіг.1 являє собою схематичну блоксхему одного з варіантів здійснення винаходу. [0027] Фіг.2 являє собою поперечні перерізи прикладів геометричної форми виробів, придатних для контролю із застосуванням одного з варіантів здійснення цього винаходу. [0028] Фіг.3 являє собою геометричну форму поперечного перерізу металевого плоского прокату. [0029] Фіг.4 являє собою схематичне зображення, де показана звичайна схема освітлення для металевого плоского прокату та прутка. [0030] Фіг.5 являє собою спрощені види у перспективі, де показаний пруток, який під час пересування знаходиться у напрямних, а також проміжок між сусідніми напрямними, у якому може бути розташований пристрій за одним із варіантів здійснення винаходу. [0031] Фіг.6 являє собою спрощений вид зверху, де на металевому прутку показане поле формування зображення із застосуванням однієї камери. [0032] Фіг.7 являє собою спрощений вид зверху, де на металевому прутку показане поле формування зображення із застосуванням однієї камерита телецентричного об'єктива. [0033] Фіг.8 являє собою спрощений вид зверху, де показане змінювання довжини дуги при проектуванні відрізків однакових розмірів, таких як рядок пікселів, на профіль прутка. [0034] Фіг.9 являє собою спрощений вид зверху, де показана система освітлення поверхні прутка за цим винаходом. 94236 12 [0035] Фіг.10 являє собою спрощений вид зверху, де більш докладно показана система освітлення, зображена на Фіг.9. [0036] Фіг.11 являє собою спрощений вид у перспективі металевого прутка, для якого застосована система освітлення за цим винаходом. [0037] Фіг.12 являє собою спрощений вид зверху, де показана розташована вздовж периметра система освітлення, спрямована на поверхню прутка. [0038] Фіг.13А являє собою вид зверху, де показаний інший варіант здійснення системи освітлення та формування зображення поверхні прутка за цим винаходом. [0039] Фіг.13В являє собою схематичне зображення системи освітлення, показаної на Фіг.13А, де вузол відбивальних елементів, який може бути легко знятий для очищення та встановлений на місце для продовження роботи, показаний у встановленій позиції. [0040] Фіг.13С являє собою схематичне зображення системи освітлення, показаної на Фіг.13В, де вузол відбивальних елементів показаний у частково знятій позиції. [0041] Фіг.13D являє собою схематичний вид у перспективі варіанта здійснення, зображеного на Фіг.13В, де показана захисна труба. [0042] Фіг.13Е являє собою схематичний вид збоку варіанта здійснення, зображеного на Фіг.13В. [0043] Фіг.13F являє собою схематичний вид у перспективі варіанта здійснення, зображеного на Фіг.13В, який показано з протилежного боку відносно Фіг.13D. [0044] На Фіг.14А показаний дефект поверхні разом із деякою завадою від поверхні. [0045] На Фіг.14В показаний приклад результату операції обробки зображення за цим винаходом, виконаної для зображення, показаного на Фіг.14А. [0046] На Фіг.15А-15С показані приклади довгих дефектів поверхні, які можуть бути на металевих прутках та які можуть бути виявлені обладнанням, виконаним за одним із варіантів здійснення цього винаходу. [0047] На Фіг.16А-16С показані відносно короткі дефекти поверхні, які можуть бути на металевих прутках та які можуть бути виявлені обладнанням, виконаним за одним із варіантів здійснення цього винаходу. [0048] Винахід уможливлює автоматизоване контролювання металевих прутків на дефекти поверхні, коли ці металеві прутки перебувають на стадії прокатування, протягування тощо (тобто процесів обробки тиском, описаних у вище) без виконання додаткових операцій з прутками. На Фіг.1 схематично показаний один із варіантів здійснення винаходу, якому віддається перевага. [0049] Перед докладним описом винаходу за допомогою фігур надамо його загальний опис. Винахід має такі приведені нижче характерні особливості: [0050] 1) Здатність до функціонування з металевими прутками з різними геометричними фор 13 мами поперечного перерізу, які виготовлені із застосуванням обробки тиском; [0051] 2) Здатність до функціонування з металевими прутками у складі технологічної лінії за температури прутка до 1650°С; [0052] 3) Здатність до функціонування з металевими прутками, які пересуваються зі швидкістю 100 м/с або вищою; [0053] 4) Здатність до виявлення дефектів поверхні, які мають базовий розмір до 0,025 мм; [0054] 5) Здатність до повідомлення характеристик дефекту, таких як його розмір, розташування (на прутку), зображення тощо; [0055] 6) Придатність до застосування з мінімальним регулюванням з різними розмірами прутків, які - лише як приклад - можуть становити від 5 мм до 250 мм; [0056] 7) Здатність до повідомлення результатів контролю у реальному часі або близько до реального часу; [0057] 8) Здатність до функціонування з невеликим вікном для доступу (меншим за 50 мм) до об'єкта контролю; [0058] 9) Відсутність частин, які рухаються під час виконання контролю; [0059] 10) Відсутність додаткових операцій з прутками; і [0060] 11) Безперервне функціонування на промислових металообробних підприємствах важкої індустрії. [0061] Фіг.1 являє собою спрощену схематичну блок-схему системи за цим винаходом. На Фіг.1 показаний вузол освітлювачів спрямованим світлом, який може включати в себе щонайменше одне джерело 2 світла, світлопровід 4, множину освітлювачів 6 спрямованим світлом та відповідну множину оптичних підсилювачів 8. На Фіг.1 також показаний обчислювальний блок 10 та вузол отримання зображення, який може включати в себе множину камер 12, кожна з яких має відповідний об'єктив 14. [0062] Також на Фіг.1 показаний виріб або об'єкт контролю, такий як видовжений металевий пруток 16, який простягається вздовж поздовжньої вісі. Вінпоказаний у русі вздовж напрямку своєї поздовжньої вісі 20 зі швидкістю до 100 м/с або швидше, коли пруток 16 проходить процес обробки тиском. Металевий пруток 16 може бути виготовлений з матеріалу, вибраного з групи, що включає в себе сталь, нержавіючу сталь, алюміній, титан, нікель, мідь, бронзу або будь-який інший метал та/або їхні сплави. Пруток 16 може бути суцільним або порожнистим. Звичайно такий металевий пруток 16 пересувається у напрямних, які не показані на Фіг.1, а більш докладно показані як напрямні 24 на Фіг.5. Проміжок 26, показаний на Фіг.5, що визначений між двома сусідніми напрямними 24, звичайно є дуже невеликим, наприклад, приблизно від 20 мм до 50 мм у осьовому напрямку для проходження металевих прутків 16 з високою швидкістю. Слід розуміти, що металевий пруток 16 може мати підвищену температуру, що становить, наприклад, 1100°С для процесу гарячої прокатки. Також зрозуміло, що металевий пруток 16 у розумінні його геометричної форми може ми 94236 14 мовільно крутитися/обертатися навколо своєї поздовжньої осі у напрямку, вказаному стрілкою 21 на Фіг.1, під час пересування у напрямку 20. Ця можливість неконтрольованого обертання серед іншого являє проблеми для звичайних систем формування зображення. Далі більш докладно описано, що винахід усуває цю проблему шляхом створення системи формування зображення, яка є стійкою до крутіння та/або обертання. [0063] Для того, щоб виявляти дефекти поверхні на прутку 16, система формування зображення за цим винаходом повинна мати певні характерні особливості, описані нижче. На Фіг.1 також показано, що система формування зображення включає в себе вузол отримання зображення, який за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе n камер 12 формування зображення, де n ціле число, що дорівнює 3 або більше. Параметр n вибирають рівним 3 або більше, виходячи з аналізу, наведеного нижче. Кожна камера 12 розташована таким чином, щоб покривати зону периметра щонайменше 120° для того, щоб отримати зображення усієї поверхні прутка 16. Тобто вузол отримання зображення має складене або спільне поле зору, що дозволяє отримати зображення усієї поверхні прутка 16, утворюючи смугу-зображення 18. Як докладніше описано нижче, цей вузол отримання зображення додатково виконаний з можливістю отримання відеоданих на підставі смугизображення 18. Далі наведений аналіз для параметра n (кількості камер). [0064] Як показано на Фіг.6, звичайний об'єктив 14, встановлений на камері 12, має кут зору (поле зору), утворений (утворене) двома дотичними лініями 28 зору, які простягаються від фокуса об'єктива 14 до поверхні прутка 16. Цей кут зору, спроектований на неплоску поверхню, таку як та, що показана на Фіг.6, утворює зону 30 периметра, меншу за 180°. Це недостатньо для покриття 360° тільки двома блоками об'єктив/камера, якщо об'єктиви не є телецентричними. [0065] На Фіг.7 показана система з телецентричним об'єктивом 14'. Ідеальний телецентричний об'єктив, що збирає лінії зору, які йдуть паралельно, навіть якщо його застосувати, практично не зможе забезпечити функціонування системи з двох об'єктивів/камер із причини змінювання довжини дуги. Зокрема, лінії зору 28 стають паралельними після додавання телецентричного об'єктива 14' до об'єктива 14. У цьому випадку зона 30 периметра становить 360°. Теоретично уся поверхня круглого прутка 16 може бути покритою із застосуванням тільки двох блоків об'єктив/камера. Однак у зв'язку з вищезгаданим виникає проблема неоднакових розмірів пікселів. [0066] Як показано на Фіг.8, лінії 34 зору, розташовані на однаковій відстані, що забезпечується у датчику формування зображення 32, який має рівномірне побудування з множини пікселів, розташованих на однаковій відстані, можуть в результаті мати різну довжину дуги 36 на поверхні прутка 16 від пікселя до пікселя. Однакова відстань є дуже типовим розташуванням для датчика формування зображення, такого як інтегральна схема на пристрої із зарядовим зв'язком. Довжина дуги 36 15 може бути розрахована із застосуванням рівняння (1) так: [0067] РІВНЯННЯ (1): S=p/cos(θ), [0068] де S - довжина дуги 36, що відповідає пікселеві у позиції у, p - крок масиву пікселів або розмір пікселя, а θ - кут проектування, який може бути отриманий з [0069] РІВНЯННЯ (2): θ=arcsin(y/r), де y≤r, a r радіус металевого прутка 16. [0070] 3 Фіг.8 зрозуміло, що коли y→r, то θ→90°. Якщо θ→90°, то S - довжина дуги 36 - наближається до нескінченності, що витікає з РІВНЯННЯ (1). В дійсності S залишається скінченною величиною. Однак S буде значно (у декілька разів) більше ніж p - розмір пікселя. Тобто роздільна здатність зображення у цій зоні погіршиться так сильно, що цей спосіб стає недоцільним. Слід зазначити, що такий самий аналіз довжини дуги може бути застосований також і до нижньої половини на Фіг.8, де у→r. [0071] Для трьох камер θ може бути прийнятим 60°. Коли θ=60°, то S - довжина дуги 36 (у найвищій та найнижчій позиціях на Фіг.8) становить лише 2р, що є прийнятним погіршенням роздільної здатності зображення, яке можна компенсувати. Якщо потрібна краща роздільна здатність зображення, то можуть бути застосовані чотири камери, п'ять камер або навіть більше (тобто параметр n, згаданий вище, може бути цілим числом, що дорівнює чотирьом, п'яти або більше). Усі комбінації об'єктив 14/камера 12, як показано на Фіг.1, за варіантом, якому віддається перевага, розташовані таким чином, що усі такі комбінації об'єктив/камера знаходяться на кільцевій лінії 22, яка є концентричною відносно геометричної форми прикладу металевого прутка 16, таким чином, що робочі відстані, тобто відстані від кожного об'єктива 14 до найближчої поверхні металу, є однаковими або майже однаковими для усіх цих комбінацій об'єктив/камера. Слід зазначити, що лінія 22 може залишатися кільцевою також якщо металевий пруток є некруглим, наприклад, шестикутним, для забезпечення універсальності тієї самої виробничої лінії. Фахівцеві зрозуміло, що лінія 22 може за необхідністю бути виконана у відповідності до фактичної геометричної форми прутка. [0072] Для забезпечення відповідності потенціально дуже високій швидкості пересування металевого прутка 16 за варіантом, якому віддається перевага, застосовані камери 12 із високими швидкостями обміну даними. Виходячи з цього, камери 12 у системі за варіантом, якому віддається перевага, являють собою цифрові камери із цифровими виходами на обчислювальний блок 10. Цифровий формат вихідних даних є достатньо стійким до жорстких умов середовища для забезпечення точності відтворення сигналу. Цей сигнал зображення у цифровому форматі може бути отриманий обчислювальним блоком 10 через стандартні канали зв'язку, такі як IEEE-1394 (також відомий як "Fire Wire"), "Camera Link" або порти USB, або спеціальний інтерфейс, відомий як "frame grabber". Кожна камера 12 за варіантом, якому віддається перевага, виконана з можливістю генерувати щонайменше 10000000 пікселів за се 94236 16 кунду (або 10 Мегапіксель/с) таким чином, що можуть бути ідентифіковані особливості дефектів розміром 0,025 мм х 0,5 мм. Однак слід розуміти, що для виявлення більших особливостей може бути необхідна менша роздільна здатність, тобто і менша швидкість обміну даними (у пікселях за секунду). Камерам із однорядковою розгорткою віддається перевага, хоча можуть бути застосовані прогресивні камери (із суцільною рядковокадровою розгорткою), якщо пруток 16 пересувається не швидко. Камери з однорядковою розгорткою мають перевагу перед камерами з рядковокадровою розгорткою у тому, що камери з однорядковою розгорткою вимагають тільки освітлення по лінії замість освітлення по площі. Це зменшує складність організації освітлення, обумовлену неплоскою поверхнею. У випадку застосування однорядкової розгортки усі камери, показані на Фіг.1, узгоджені таким чином, що їхні лінії формування зображення утворюють замкнене кільце або смугузображення 18 на прутку 16. Це узгодження необхідно з міркувань крутіння та/або обертання (позиція 21). Якщо це узгодження не витримано, то рух крутіння або обертання може призвести до неповного покривання поверхні прутка. [0073] На Фіг.1 також показано, що кожна камера має об'єктив 14 для збирання світла, відбитого від поверхні прутка. Телецентричним об'єктивам (об'єктивам, які збирають паралельні промені світла від зображення, як показано на Фіг.7) віддається перевага завдяки більш однорідному розподіленню довжини дуги, хоча можуть бути застосовані також звичайні об'єктиви. Додатково камери 12 можуть мати діафрагму для регулювання експозиції, а також за варіантом, якому віддається перевага, можуть бути виконані з можливістю (за наявності) застосування заздалегідь визначеної установки діафрагми для поліпшення глибини фокусування/поля зору для конкретного застосування. [0074] На Фіг.1 також показано, що система формування зображення за цим винаходом також включає в себе вузол освітлювачів спрямованим світлом, виконаний з можливістю проектування утвореної спрямованим світлом смуги на поверхню металевого прутка 16. За варіантом, якому віддається перевага, цей вузол освітлювачів спрямованим світлом включає в себе множину освітлювачів спрямованим світлом 6. Ці освітлювачі спрямованим світлом 6 можуть являти собою окремі джерела світла, такі як лазери, або засоби передавання світла, такі як оптоволоконні освітлювачі спрямованим світлом, як показано на Фіг.1. Ці засоби передавання світла повинні працювати із щонайменше одним джерелом світла, як показано на Фіг.1. Може бути застосовано більш ніж одне джерело світла, якщо для освітлення потрібна вища інтенсивність світла. Для металевих прутків 16, які пересуваються з дуже високою швидкістю, камерам може не вистачати світла з причини дуже високих швидкостей рядків/кадрів, що еквівалентно відносно короткому часу експозиції. Таким чином, може бути застосований оптичний підсилювач 8 для кожного освітлювача спрямованим світлом для концентрування світла та збільшення 17 інтенсивності світла. Цей підсилювач 8 може являти собою циліндричний об'єктив або напівциліндричний об'єктив. Для застосування системи формування зображення за цим винаходом для металевих прутків 16, які мають підвищену температуру, освітлювачі спрямованим світлом та підсилювачі повинні бути виготовлені зі спеціальних матеріалів, виконаних з можливістю витримувати такі підвищені температури. Для цього кожний освітлювач спрямованим світлом 6, наприклад, може бути виконаний з можливістю мати власне скляне віконце. У випадку оптоволоконного освітлювача спрямованим світлом матеріал, який зв'язує волокна разом, повинен витримувати високу температуру. Це може бути такий матеріал, як високотемпературна епоксидна смола. Підсилювачі 8 також повинні бути виготовлені з матеріалів, які можуть витримувати високу температуру. Придатні матеріали включають в себе скло, боросилікатне жаростійке скло "Руrех", кришталь, сапфір тощо. [0075] Фіг.9 являє собою вид зверху показаного на Фіг.1 варіанта здійснення, якому віддається перевага. Для усунення нестачі світла є важливим узгодження між освітлювачами спрямованим світлом та камерами. Як показано на Фіг.9, поверхня металевого прутка 16 після обробки тиском та перед, наприклад, очищенням від окалини, може вважатися відбивальною поверхнею. Виходячи із цього, для неї справедливий закон оптики, виражений рівнянням (3): [0076] РІВНЯННЯ (3): "кут падіння=кут відбивання". [0077] РІВНЯННЯ (3) переважно застосовують у варіанті здійснення, якому віддається перевага, для отримання максимальної кількості відбитого світла, яке отримує множина камер 12. Кожний з освітлювачів спрямованим світлом 6 випромінює промені 40 світла, які підсилюються підсилювачем 8 та проектуються на поверхню металевого прутка 16. Промінь 40 світла відбивається по лінії 42 та попадає в об'єктив 14, а зрештою у камеру 12. Слід зазначити, що на Фіг.9 металевий пруток 16 пересувається у напрямку 20. Спроектовані та відбиті промені 40 та 42 світла утворюють кут 44, який ділить навпіл лінія, перпендикулярна до поверхні металевого прутка 16. Цей кут 44 повинен бути якомога меншим із причини проблеми освітлення, яка описана вище та пов'язана з неплоскою поверхнею, як показано на Фіг.4. На Фіг.4 лінія 18' освітлення та лінія 18 зображення на неплоскій поверхні не перекриваються. Ідеальним випадком для кута 44 на Фіг.9 є 0°. Це можливо тільки із застосуванням розщеплювача променя, але недоцільно у випадках, коли у системі є нестача світла з причини притаманних їй втрат потужності, викликаних, наприклад, застосуванням розщеплювача променя. Найвищий коефіцієнт корисної дії розщеплювача променя може досягати 25%, вважаючи втрати на передавання 0%. Виходячи з цього, кут 44 за варіантом, якому віддається перевага, вибирають таким чином, щоб він був обґрунтовано невеликим, таким як 1° або близьким до цього. За необхідності може бути застосовано відбивальне дзеркало 38, яке сприяє розташуванню камери та 94236 18 підсвітлювача під невеликим кутом 44. Це є іншою причиною для застосування камер з однорядковою розгорткою у таких пристроях. Камери з однорядковою розгорткою потребують тільки лінію 42 побудування зображення невеликої ширини, наприклад, від 5 мкм до 30 мкм. З такою невеликою лінією побудування зображення кут 44 може бути виконаний дуже невеликим. [0078] На Фіг.10 більш докладно показана частина настроювання освітлення, зображена на Фіг.9. Як згадано вище, без застосування розщеплювача променя кут 44 не буде дорівнювати 0°. Таким чином, кожний освітлювач спрямованим світлом 6 повинен мати певну ширину W (позиція 41 на Фіг.10). На Фіг.10 показано, що металевий пруток 16 має вісь 46. Лінія 48 показує на поверхні прутка рівень 60°, починаючи від дотичної лінії перетину на лівому боці прутка, як показано на Фіг.10, зі зростанням праворуч. Одна камера повинна бути виконана з можливістю формування зображення металевого прутка 16 для верхньої половини до цього рівня 60° по лінії 48. Вищезгадані обчислення справедливі для варіанта здійснення з трьома камерами. При застосуванні більшої кількості камер лінія 48 може являти собою рівень 45° для системи із чотирма камерами, рівень 36° для системи з п'яти камер і так далі. При симетричній конструкції камера також може отримувати зображення нижньої половини металевого прутка 16 на 60°. Для того, щоб досягти такого покриття, ширина освітлювача спрямованим світлом W повинна бути більшою за певний поріг, який визначається так: [0079] РІВНЯННЯ (4): W≥2·r·(1-cos 60°)-sin α, [0080] де r - радіус прутка, а α - кут падіння (половина кута 44). Величина 60° може бути замінена іншим кутом, якщо у системі формування зображення за цим винаходом застосовані інші кількості камер, відмінні від трьох. Це твердження додатково проілюстровано на Фіг.11, на якій добре видно, що лінія 42 побудування зображення має іншу кривизну, але все одно покрита лінією світла 40. Інакше кажучи, вузол отримання зображення (наприклад, за варіантом, якому віддається перевага, це множина камер) отримує смугузображення 18, яка має першу заздалегідь визначену ширину вздовж всієї поверхні прутка 16. Згаданий вузол освітлювачів спрямованим світлом (наприклад, за варіантом, якому віддається перевага, це множина освітлювачів спрямованого світла) проектує на поверхню прутка 16 утворену спрямованим світлом смугу, яка має другу заздалегідь визначену ширину. Вузол освітлювачів спрямованим світлом, розташований та зорієнтований відносно вузла отримання зображення таким чином, що смуга-зображення попадає у межі утвореної спрямованим світлом смуги. Виходячи з вищезгаданого, проблема неплоских поверхонь усунена. [0081] Крім того, ці освітлювачі спрямованим світлом повинні бути розташовані таким чином, щоб інтенсивність світла, відбитого від точки на поверхні прутка у камеру, яка покриває цю точку, була рівномірною для усіх точок смуги-зображення 18 (Фіг.1). Більш докладна ілюстрація показана на 19 Фіг.12. Усе освітлення повинно підкорятися законові, вираженому РІВНЯННЯМ (3). На Фіг.12 проілюстрована конструкція однієї камери. Зрозуміло, що така конструкція може бути повторена для інших камер, застосованих у системі формування зображення за цим винаходом. На основі РІВНЯННЯ (3) кут, утворений падаючим променем 40 світла та відбитим променем 42 світла, має бути поділений навпіл лінією 50, перпендикулярною до поверхні. Як показано на Фіг.12, блок 52 освітлення за варіантом, якому віддається перевага, має криволінійну поверхню. Блок 52 освітлення являє собою пристрій, промені світла від якого (перпендикулярні до цієї криволінійної поверхні у точці випромінювання) відбиваються поверхнею прутка 16 до датчика формування зображення у камеру 12 та об'єктив 14 згідно з РІВНЯННЯМ (3). Слід зазначити, що крива блоки 52 освітлення не обов'язково має бути кільцевою кривою. Форма цієї кривої залежить від відстані між кривою блока 52 освітлення та поверхнею прутка 16 (тобто об'єктом). Крива блока 52 освітлення може не бути гладкою кривою, якщо пруток не є круглим. І хоча блок освітлення 52 з криволінійною поверхнею може бути виготовлений із застосуванням сучасних технологій, така система освітлення може бути застосована тільки для прутків 16 визначеного діаметра. У деяких випадках застосування це недоцільно. Альтернативою є утворення такого ефекту освітлення за допомогою групи освітлювачів спрямованим світлом 6 та 8, як показано на Фіг.12. Кожна комбінація освітлювач спрямованим світлом/підсилювач може бути виготовлена з можливістю регулювання таким чином, що напрямок її випромінення може бути змінений, як показано позицією 54, для пристосування до об'єктів із різними діаметрами. Така організація освітлення також придатна у випадку, коли пруток 16 не є круглим. [0082] Фіг.13А являє собою спрощену схематичну блок-схему іншого варіанта здійснення системи за цим винаходом. Цей варіант здійснення передбачає касету, яку дуже легко обслуговувати та яка включає в себе відбивальні елементи, які розташовані у відносно невеликому просторі (наприклад 20-50 мм) із можливістю функціонування у невеликому проміжку 26 (найкраще показаному на Фіг.5), в той час як виріб/пруток 16, який рухається, перебуває та пересувається у поздовжньому напрямку 20 через напрямні 24 тощо. На Фіг.13А показані вузол 6 освітлювача спрямованим світлом, оптичний підсилювач 8, камера 12, об'єктив 14, відбивальне дзеркало 38 для падаючого променя 40 світла освітлення, друге відбивальне дзеркало 38' для відбитого променя 42 світла (зображення),який несе зображення поверхні прутка, а також захисний пристрій, такий як труба 43, яка має першу частину 43а та другу частину 43b, розташовану на певній відстані та посунуту від згаданої першої частини 43а вздовж осі "А" з утворенням проміжку 43с. Захисні частини 43а, 43b виконані з можливістю захисту відносно неміцних вузлів формування зображення та освітлення від тепла, ударів (наприклад, із причини контакту) та забруднення (наприклад, сторонніми частинками) від 94236 20 прутка 16, що рухається, які можуть мати підвищену температуру (як описано вище). Частини 43а та 43b можуть мати кільцеву форму. Проміжок ("вікно") 43с може бути за розміром та формою виконаний з можливістю забезпечення потрапляння/виходу променів 40 світла освітлення та відбитих променів 42 світла (зображення). Захисна труба 43 може бути виготовлена з металу або іншого міцного матеріалу, придатного для відокремлювання гарячого сталевого прутка 16 від інших частин системи за цим винаходом. [0083] На Фіг.13А також показані засоби зменшення забруднюваності, які включають в себе вакуумний вузол, виконаний з можливістю зменшення наявності у повітрі частинок 62 забруднювальних речовин невеликого розміру, таких як порошок окалини або дрібнодисперсний водяний туман, які можуть перебувати у просторі навколо або поблизу проміжку 43с захисної труби 43 (тобто забруднювальних речовин, які відлітають від металевого прутка, що рухається всередині захисної труби). Ці засоби зменшення забруднюваності можуть працювати в комбінації з повітряними шаберами або пневматичним здуванням тощо всередині та навколо проміжку 43с, які виконані з можливістю попередження розповсюдження більших частинок за межі проміжку 43с. Одною з переваг вакуумних засобів зменшення забруднюваності є те, що вони попереджають забруднення оптичних компонентів або зменшують рівень забруднення, таким чином поліпшуючи їх чистоту та підвищуючи оптичні характеристики (у порівнянні з брудними оптичними компонентами). Додатково ці засоби зменшення забруднюваності можуть бути виконані з можливістю зменшення кількості забруднювальних речовин у повітрі на лінії формування зображення, що може поліпшити характеристики засобів отримання зображення. [0084] Засоби зменшення забруднюваності включають в себе вакуумний забірник 64 з вакуумним з'єднувачем 66, трубку або іншу вакуумну лінію 66' з першим кінцем, виконаним з можливістю прикріплення до з'єднувача 66, та джерело вакууму, таке як вакуумний насос 72, з'єднаний з іншим кінцем лінії 66'. [0085] Вакуумний забірник 64 за варіантом, якому віддається перевага, має кільцеву форму, як показано на фігурах, розташований навколо осі кільця та має отвір 70 для всмоктування, який оточує простір всередині та навколо проміжку 43с захисної труби 43. У встановленій позиції вісь кільця забірника 64 по суті збігається з поздовжньою віссю, вздовж якої рухається металевий пруток. Забірник 64 має тонкостінну конструкцію та по суті замкнену геометричну форму, де множина суміжних зовнішніх тонкостінних секцій визначає внутрішню вакуумну камеру 68. За варіантом здійснення, якому віддається перевага, кільцевий вакуумний забірник 64 відрізняється прямокутною формою радіального поперечного перерізу (найліпше показаною на Фіг.13Е). Однак слід розуміти, що вакуумний забірник 64 може мати різні форми, наприклад, пари півкілець, розташованих таким чином, щоб у взаємодії забезпечувати вакуумне всмоктування по периметру проміжку 43с. Додат 21 ково вакуумний забірник 64 може мати форму множини прямих секцій, розташованих вздовж периметра проміжку 43с. Можливі також інші видозміни, які не виходять за межі суті та обсягу винаходу. [0086] Джерело вакууму (насос 72) через лінію 66', вакуумну камеру 68, і зрештою через отвір 70 для всмоктування утворює вакуум (та таким чином по суті видаляє повітря з простору поблизу проміжку 43с), включаючи будь-які невеликі забруднювальні речовини 62, які перебувають у повітрі. [0087] Фіг.13В являє собою схематичний вид спереду у перспективі, де показано множину відбивальних дзеркал 38 (які спрямовують освітлення), розташованих на знімній касеті 152. На Фіг.13В показані вісім відбивальних дзеркал 38, встановлених у відповідну кількість місць 138 для дзеркал. Касета 152 є знімною та показана у положенні "встановлена" (Фіг.13В) та майже у положенні "знята" (найліпше показаній на Фіг.13С). Касета 152 показана встановленою у тримач, такий як пластина 150. Пластина 150 може бути з'єднана з іншими елементами системи формування зображення за цим винаходом за допомогою основи 154. [0088] У цьому ілюстративному варіанті здійснення пластина 150 включає в себе полозковий паз 156 по внутрішньому периметру пластини 150. Касета 152 має множину встановлювальних пластин 158 (показані чотири, розташовані діаметрально протилежними парами), які за розміром та формою відповідають пазові 156. Допуски на розміри є такими, що касета 152, зокрема, її дзеркала 38, належним чином встановлені відносно вузлів 14/12 та вузлів 6/8, коли касета 152 перебуває у положенні "встановлена". Слід розуміти, що касета 152 включає в себе пасивні частини, а саме дзеркала 38, які спрямовують освітлення, та дзеркала 38', які спрямовують зображення (найліпше показані на Фіг.13Е та Фіг.13F), і таким чином не вимагають жодних з'єднань через дроти, кабелі живлення тощо з іншими елементами ззовні касети 152, що включають в себе систему освітлення та формування зображення за цим винаходом. Це забезпечує перевагу, оскільки касета 152 може бути знята для очищення та встановлена на місце відносно легко завдяки відсутності таких з'єднань. [0089] Касета 152 може утримуватися у положенні "встановлена" (тобто зберігаючи належне положення) за допомогою придатного замикальноутримувального механізму, такого як проста кришка 153 (показана умовно на Фіг.13В), яка має відповідні засоби також для ковзання у пазі 156 та утримання у ньому (наприклад, кріпильні елементи). Фахівцеві зрозуміло, що існують інші різноманітні придатні замикально-утримувальні механізми. [0090] У варіанті здійснення, показаному·на Фіг.13В, застосовані чотири камери 12. [0091] На Фіг.13В також показаний кільцевий варіант здійснення засобів зменшення забруднюваності на виді у перспективі. [0092] Фіг.13С являє собою спрощене схематичне зображення касети 152 у знятій позиції. Касета 152 може бути легко знятою, спершу зняв 94236 22 ши/відкривши будь-який замикальноутримувальний механізм 153, який може бути застосований, та знявши касету у напрямку стрілки 160, наприклад, для виконання обслуговування (наприклад, очистки, ремонту, перенастроювання). Касета 152 може бути легко змонтована/встановлена шляхом виконання описаної вище процедури у зворотному порядку. [0093] Фіг.13D являє собою схематичний вид спереду у перспективі варіанта здійснення, зображеного на Фіг.13В, де показаний захисний пристрій у формі труби 43а та 43b. На Фіг.13D також показаний замикально-утримувальний механізм 153 у встановленій, замкнений позиції. У положенні "встановлена", як показано, дзеркала 38, які спрямовують освітлення, та дзеркала 38і, які спрямовують зображення, встановлені належним чином відносно вузла освітлювачів спрямованим світлом (джерело 6 спрямованого світла та підсилювач 8) та об'єктива 14/камери 12 відповідно. [0094] На Фіг.13D також показаний кільцевий вакуумний забірник 64, зображений у радіальному поперечному перерізі посередині (половина кільця не показана для зрозумілості). Як показано, забірник 64 включає в себе множину тонкостінних секцій, визначаючи внутрішню вакуумну камеру 68. Також показаний отвір 70 для всмоктування, який може бути утворений шляхом видалення кута, оберненого у радіальному напрямку досередини для відкривання отвору 70 для всмоктування. [0095] Фіг.13Е являє собою схематичний вид збоку варіанта здійснення, зображеного на Фіг.13В, де касета 152 знаходиться у встановленій позиції. На Фіг.13Е показані дзеркала 38', які спрямовують зображення, встановлені належним чином відносно об'єктива 14 та камери 12. На Фіг.13Е також показаний проміжок 43с для поля зору камери, визначений між частинами 43а та 43b захисної труби. [0096] На Фіг.13Е також показаний вид збоку у поперечному перерізі вакуумного забірника 64, показаного на Фіг.13D. На Фіг.13Е показаний вид збоку внутрішньої вакуумної камери 68 та отвір 70 для всмоктування. Отвір 70 по суті обернений у радіальному напрямку досередини, а також оточує периметр проміжку 43с. [0097] Вакуумний забірник 64 може бути виконаний із застосуванням відомих способів виготовлення та матеріалів (наприклад, металу або інших міцних матеріалів). Вакуумний з'єднувач 66 та лінія 66' можуть також бути виконані із застосуванням відомих способів виготовлення та матеріалів, відомих фахівцеві в галузі. Додатково вакуумний насос 72 може також включати в себе звичайний пристрій, відомий фахівцеві в галузі. Наприклад, вакуумний насос 72 може бути електричним, типу Вентурі або іншого відомого типу. [0098] Потрібний, заздалегідь визначений рівень вакууму (тобто рівень вакууму, що утворюється на вході 70 для всмоктування) може бути визначений до певної міри наявністю та типом забруднювальних речовин 62 невеликого розміру, а також геометричною формою, орієнтацією та близькістю входу70 для всмоктування відносно проміжку 43с. Відповідні технічні характеристики 23 вакуумного насоса 72 можуть бути визначені на основі вищезгаданого потрібного рівня вакууму з урахуванням конкретної геометричної форми та розміру/об'єму забірника 64, а також розміру та довжини з'єднувача 66 та лінії 66'. [0099] Фіг.13F являє собою схематичний вид ззаду у перспективі варіанта здійснення, зображеного на Фіг.13В. На Фіг.13F показані три дзеркала 38', які спрямовують зображення, у касеті 152 (одне дзеркало 38' для кожної комбінації об'єктив 14/камера 12). Слід зазначити, що одне дзеркало 38' не видно на Фіг.13F разом із відповідною комбінацією об'єктив 14/камера 12. [00100] На Фіг.1 показано, що обчислювальний блок 10 з'єднаний з множиною камер 12. Обчислювальний блок 10 виконаний з можливістю приймання відеоданих для множини смуг-зображень 18, які послідовно отримують камери 12 під час руху прутка 16 вздовж поздовжньої осі у напрямку 20 (напрямок 20 найліпше показаний на Фіг.1). Для отримання сигналів зображення можуть бути застосовані системи захоплювання кадрів "frame grabbers". Однак камери 12 у системі за варіантом, якому віддається перевага, є цифровими камерами, як описано вище. Обчислювальний блок може включати в себе один або більше комп'ютерів для забезпечення достатньої обчислювальної потужності для обробки зображень. Апаратні засоби обробки зображень можуть бути застосовані разом із програмним забезпеченням для збільшення швидкості обробки. Якщо застосовано декілька комп'ютерів, то вони можуть бути зв'язані разом за допомогою міжкомп'ютерних з'єднань, таких як протоколи TCP/IP тощо. [00101] У будь-якому випадку обчислювальний блок 10 виконаний з можливістю обробки згаданих відеоданих для виявлення заздалегідь обумовлених особливостей поверхні прутка 16. За варіантом здійснення, якому віддається перевага, такими особливостями є дефекти поверхні. Таким чином, зображення обробляють для виявлення дефектів, і приклади таких дефектів показані на Фіг.14А-14В. На цих зображеннях звичайно є як реальні дефекти (наприклад, позиція 302), так і завади, такі як сліди подряпин (наприклад, позиція 304). Алгоритми обробки зображення, реалізовані системами команд, таких як С, C++, машинних мовах тощо, або реалізовані в апаратній логіці, застосовують для фільтрування завад, а також для виявлення справжніх дефектів, як показано позицією 306. Дефекти, що повинні бути виявлені, можуть бути довгими та мати велике співвідношення довжини до ширини, як показано на Фіг.15А-15С, де позиція 308 може мати довжину 1000 мм, а позиція 310 може мати ширину 0,050 мм. Або ж дефекти можуть бути короткими та мати співвідношення довжини до ширини близько 1:1, як показано на Фіг.16А-16С. Ці алгоритми відомі у цій галузі техніки, однак у загальних рисах описані далі. Перший рівень обробки може включати порівняння локального контрасту у зображенні, наприклад, шляхом порівняння першого заздалегідь визначеного граничного значення з локальним контрастом. Другий рівень обробки може включати застосування другого заздалегідь визначеного граничного 94236 24 значення для виявлення характеристик дефекту, таких як розмір, розташування, довжина та ширина тощо. [00102] Варіант здійснення, якому віддається перевага та який описаний та показаний на Фіг.1, також має захист від пилу, води, вібрацій та інших руйнівних факторів, присутніх у типовому устаткуванні для обробки металу, такому як стан гарячого прокатуваня або стан холодного протягування. [00103] Фахівцеві очевидні можливості додаткового обмеження відхилень прутка та окремого застосування систем із трьома або більше окремими камерами у складі лінії обробки тиском для здійснення контролю. [00104] Фахівцеві також очевидно, що охоплення (наприклад, контроль) частини поверхні прутка, меншої за повний периметр, може бути достатньо корисним для статистичного контролю процесу у складі лінії обробки тиском. [00105] Фахівцеві також зрозуміло, що камери з рядково-кадровою розгорткою, які мають дуже високу швидкість (високу швидкість обміну даними та високу швидкість кадрів), можуть бути застосовані замість камер із однорядковою розгорткою, якщо тільки певну частину кожного із зображень поверхні використовують для обробки. [00106] Також зрозуміло, що коли металеві прутки мають підвищену температуру, то оптичний фільтр може бути застосований разом з об'єктивом таким чином, що тільки визначені довжини хвиль у відбитих променях 42 світла (Фіг.12) використовуються для надання інформації стосовно поверхні металевих прутків. Такі довжини хвиль являють собою ті, що не випромінюються або здебільшого не випромінюються металевими прутками за згаданої підвищеної температури. Для металевих прутків, що мають температуру 1650°С або холодніших, може бути застосована довжина хвилі 436 нм. У цьому випадку з об'єктивом застосовують інтерференційний фільтр на 436 нм. Ця довжина хвилі може змінюватися з температурою. Якщо температура зменшується, може бути застосована більша довжина хвилі. [00107] У іншому варіанті вузол освітлювачів спрямованим світлом може бути виконаний з можливістю застосування стробоскопічного світла, у якому обчислювальний блок 10 синхронізує освітлення (тобто стробування) із функцією отримання (зчитування) зображення, яку виконує вузол отримання зображення (наприклад, за варіантом, якому віддається перевага, камери 12). [00108] У іншому варіанті здійснення обчислювальний блок 10 виконаний з можливістю виконання поточного записування виявлених дефектів, включаючи (і) відносне розташування кожного виявленого дефекту відносно певної "початкової" позиції, такої як передній кінець, на металевому прутку 16, який виготовлюють шляхом механічної обробки зі змінюванням поперечного перерізу; (іі) відповідне реєстрування характеристик виявленого дефекту, таких як розмір, форма, контраст; та (ііі) факультативно - фактичне зображення місця та оточення виявленого дефекту. Цей запис може бути корисним для постачальника/виробника, наприклад, для визначення знижок по виплатах, та 25 може бути наданий замовникові (наприклад, на дискеті або інших електронних носіях) для застосування у подальшій обробці, наприклад, які час 94236 26 тини прутка слід уникати або де виконати його додаткову обробку. 27 94236 28 29 Комп’ютерна верстка А. Рябко 94236 Підписне 30 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601