| 标准编号 | GB/T 46088-2025 (GB/T46088-2025) | | 中文名称 | 无损检测 长材视觉检测方法 | | 英文名称 | Non-destructive testing - Visual testing method of long material | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J04 | | 国际标准分类 | 19.100 | | 字数估计 | 18,137 | | 发布日期 | 2025-08-29 | | 实施日期 | 2025-08-29 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 46088-2025: 无损检测 长材视觉检测方法
ICS 19.100
CCSJ04
中华人民共和国国家标准
无损检测 长材视觉检测方法
2025-08-29发布
2025-08-29实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 方法原理 3
5 通用要求 4
6 检测程序 10
7 检测记录和检测报告 11
附录A(资料性) 验收等级 12
附录B(资料性) 系统综合性能校验程序 13
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口。
本文件起草单位:上海金艺检测技术有限公司、上海材料研究所有限公司、合肥公共安全技术研究
院、宝山钢铁股份有限公司、江苏科技大学、广东西克智能科技有限公司、沪东重机有限公司、宝武特种
冶金有限公司、宁波甬创检测科技有限公司、马鞍山钢铁有限公司、上海理工大学、安徽工业大学。
本文件主要起草人:沈彦文、宋益民、蒋建生、刘小楠、周长忠、左宏志、罗云东、刘炳霞、陈云、周辉、
姜毅敏、张小龙、吴龙升、蔡睿、华云松、黄三傲、聂建华、陈杰、宋华南、丁晓滢、郭桦、韩丽娜。
无损检测 长材视觉检测方法
1 范围
本文件描述了长材采用线激光轮廓测量方法进行视觉检测的基本原理,规定了视觉检测方法的通
用要求、检测程序、检测记录和检测报告。
本文件适用于直径不小于12mm,银亮、黑皮、砂剥表面状态的金属棒材、管材、线材长材类产品的
外表面开口缺欠、凹坑及变形的视觉检测。其他截面形状的长材参照执行。
注:线激光轮廓测量方法是通过发射激光束并接收物体表面反射的光线,获取物体表面的三维轮廓信息,并利用图
像和点云处理技术对物体的尺寸、形位公差及表面缺欠进行高精度测量的方法。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 12604.14 无损检测 术语 第14部分:视觉检测
YB/T 145 钢管探伤对比试样人工缺陷尺寸测量方法
3 术语和定义
GB/T 12604.14界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
长材 longmaterial
长度显著大于其横截面最大尺寸的长条形产品。
注:一般长度与横截面最大尺寸的比例为10倍及以上。
3.2
净距离 cleardistance;CD
仪器镜头到能清晰成像的被测物体表面的最小距离。
注:见图1。
标引说明:
1 ---线激光轮廓测量仪;
X ---长材圆周展开方向;
Y ---长材纵向方向;
Z ---长材径向方向;
CD ---净距离;
MR ---测量范围;
FOVnear---近端视野;
FOVfar ---远端视野。
图1 线激光轮廓测量仪示意图
3.3
测量范围 measurementrange;MR
线激光轮廓仪在Z 轴方向能准确测量的最大高度差或深度变化量。
注:见图1。
3.4
X 方向分辨率 X-directionresolution
线激光轮廓仪在X 方向可分辨待测物的最小距离。
注:见图1。
3.5
Y方向分辨率 Y-directionresolution
线激光轮廓仪在Y 方向可分辨待测物的最小距离。
注:见图1。
3.6
视野范围 fieldofview;FOV
在某一净距离下,线激光轮廓仪在水平方向(X 方向)能够扫描到的由近端视野到远端视野之间的
梯形区域。
注:见图1。近端视野(FOVnear)是线激光轮廓仪能清晰成像的最近区域的视野范围,覆盖较小的近距离区域;远端
视野(FOVfar)是线激光轮廓仪能有效成像的最远区域的视野范围,覆盖较大的远距离区域。
3.7
线激光轮廓仪在1s内能获取的最大轮廓数量。
3.8
在相同测量条件下,线激光轮廓仪对同一特征点进行多次垂直方向(Z 轴)测量时,其测量结果的最
大值与最小值之差的绝对值(即极差)。
4 方法原理
长材表面视觉检测技术基于激光三角法测量原理,采用线激光作为光源,通过特定的光学系统和传
感器,对物体表面进行扫描,从而获取物体表面的三维轮廓信息。
激光发射器发出的激光经过被测物表面的反射由透镜成像于电荷耦合元件(CCD)平面,见图2。
当物体高度发生变化时,反射角(α)与夹角(β)会发生变化从而导致CCD传感器上光斑发生位移。为了
便于分析,以激光线上的某一点为例进行三角关系模型的推导。假设点Q 为待测物体上被激光线照亮
的一点,其在摄像机成像平面上对应的像素点为Q'。将点Q 沿着光平面方向延长,与测量平台的交点
记为P,对应的成像点记为P'。待测物体上点Q 相对测量平台的距离为x,在成像平面上对应的像素
距离为d。根据三角形相似原理,可得到x与d之间的关系,见公式(1)。
标引说明:
1---激光发射器;
2---透镜;
3---电荷耦合元件(CCD)平面;
4---测量平台;
5---被测物体;
O---透镜中心。
图2 激光三角法测量原理图
x=sinγ
OP×d×sinβ
OP'×sinα+d×sin(α+β)
(1)
式中:
OP ---点P 与光心O 之间的距离;
OP'---光心与成像平面之间的距离;
α ---激光线与测量平台之间的夹角;
β ---反射光线PP'与成像平面的夹角;
γ ---激光线与反射光线的夹角。
由于线是由点的集合构成的,上述模型可推广到激光线上的其他点。通过对多个点的测量和分
析,可获得整个物体表面的三维轮廓信息。
为实现对长材表面全圆周的覆盖检测,应布设多台激光轮廓仪,通过激光轮廓仪与长材的相对运动
完成对整个长材表面的检测。图3给出了一种典型的布设方式,也可根据实际情况采用其他布设方
式,以达到全面覆盖和检测的要求。
标引序号说明:
1---待检长材;
2---线激光轮廓测量仪;
3---线激光轮廓测量仪有效覆盖视野范围。
图3 线激光轮廓仪典型布置示意图
5 通用要求
5.1 检测设备
5.1.1 线激光轮廓仪
5.1.1.1 测量范围(MR)
测量范围与待检长材直径的上下限有关,选取原则见公式(2):
MR > (Dmax-Dmin)/2 (2)
式中:
Dmax---待检长材的最大直径,单位为毫米(mm);
Dmin---待检长材的最小直径,单位为毫米(mm)。
5.1.1.2 X 方向分辨率
X 方向分辨率的选取与X 方向需检缺欠的最小尺寸相关,选取原则见公式(3):
dX < wXmin/3 (3)
式中:
dX ---X 方向分辨率,单位为毫米(mm);
wXmin---X 方向需检缺欠的最小长度,单位为毫米(mm)。
5.1.1.3 Y方向分辨率
Y 方向分辨率与Y 方向需检缺欠的最小长度相关,选取原则见公式(4):
dY < WYmin/3 (4)
式中:
dY ---Y 方向分辨率,单位为毫米(mm);
WYmin---Y 方向需检缺欠的最小长度,单位为毫米(mm)。
5.1.1.4 视野范围(FOV)
视野范围与横向像素点数和X 方向分辨率相关,选取原则见公式(5):
FOV=pX×dX (5)
式中:
pX---横向像素点数;
dX---X 方向分辨率,单位为毫米(mm)。
5.1.1.5 最大扫描频率
最大扫描频率与检测速度和Y 方向需检缺欠的最小长度相关,选取原则见公式(6):
f >3v/wYmin (6)
式中:
f ---最大扫描频率,单位为赫兹(Hz);
v ---长材的最大运动速度,单位为毫米每秒(mm/s);
wYmin ---Y 方向需检缺欠的最小长度,单位为毫米(mm)。
5.1.1.6 Z方向重复精度
Z 方向重复精度应小于最小检测缺欠深度的1/10。
5.1.1.7 线激光轮廓测量仪布局
为确保对长材表面质量进行准确检测,应根据长材的直径范围、视野范围及分辨率等因素,合理确
定线激光轮廓仪的数量及布局。在布设过程中,应遵循以下规定。
a) 激光线与缺欠所在位置的法线之间的夹角
在待检长材最小至最大直径范围内,轮廓仪投射到缺欠处的激光线与缺欠所在位置的法线之间的
夹角β不大于35°,见图4。在满足测量范围的前提下,待检长材距离相机越远,β角越小。
标引说明:
1 ---待检长材;
D ---缺欠的示例位置;
L ---轮廓仪投射到缺欠处的激光线;
n ---缺欠位置的法线方向;
β ---激光线与缺欠所在位置的法线之间的夹角;
MR ---测量范围。
图4 激光线与缺欠所在位置的法线之间的夹角(β)
b) 覆盖范围
为确保长材表面检测的全面覆盖,应满足以下条件:
---相邻激光轮廓仪的检测范围保持至少50个像素的重叠(重叠量s),见图5;
---单个轮廓仪的覆盖范围为r,见图5;总覆盖范围计算见公式(7):
∑r=n×r (7)
式中:
n ---轮廓仪数量;
r ---单个轮廓仪的覆盖范围,单位为毫米(mm);
∑r---所有轮廓仪的总覆盖范围,单位为毫米(mm)。
总覆盖范围满足要求见公式(8),确保覆盖最大直径长材周长并预留10%余量。
∑r≥1.1×πDmax (8)
式中:
∑r ---轮廓仪的总覆盖范围,单位为毫米(mm);
Dmax ---长材的最大直径,单位为毫米(mm)。
标引说明:
1---待检最大直径长材;
2---线激光轮廓测量仪;
3---线激光轮廓测量仪有效覆盖视野范围;
4---待检最小直径长材;
r---单轮廓仪覆盖范围;
s---相邻轮廓仪重叠量;
β---激光线与缺欠所在位置的法线之间的夹角。
图5 覆盖范围示意图
5.1.2 机械装置
5.1.2.1 机械装置通常由多组用于固定线激光轮廓仪的结构、同步控制器等组成,具有防尘、防水等
特性。
5.1.2.2 机械装置的设计应确保最大直径的待检长材顺利通过。
5.1.2.3 机械装置宜便于侧向移出,以方便清洁线激光轮廓仪的镜头和检修。
5.1.3 数据采集与处理系统
5.1.3.1 数据采集装置包括测长记录装置、数据存储单元及配套软件。
5.1.3.2 测长装置宜采用编码器、激光多普勒雷达等方式实现。
5.1.3.3 数据存储单元应存储缺欠的位置、长度、宽度、深度、数量、类型等信息。
5.1.3.4 软件应具备深度阈值和面积阈值等参数的可配置功能,软件的配置应便于检测人员根据检测
要求调整检测方案。软件应具备缺欠识别、自动标记、分析、报警、自动分选,以及缺欠分布预览和缺欠
统计功能。
5.1.4 对比试样
5.1.4.1 外形、材质及表面状态
对比试样与待检长材应具有相同的公称直径,相同的表面状态和交货条件。
5.1.4.2 直径、直线度及标识
对比试样直径的最大允许偏差为待检长材直径的±5%,直线度不应大于待检长材长度的1.5‰。
试样应清晰标注试样编号、牌号、表面状态及制作日期等信息。
5.1.4.3 人工缺欠加工
人工缺欠可通过机械、电火花或其他适用的加工方式制作,包括条形槽、矩形槽和平底孔3种,条形
槽用于模拟长材中细长线状缺欠(如裂纹、折叠等);矩形槽用于模拟长材中规则的面状缺欠;平底孔用
于模拟长材中不规则的面状缺欠或体积型缺欠,见图6。
a) 条形槽 b) 矩形槽 c) 平底孔
标引符号说明:
A---条形槽;
B---矩形槽;
C---平底孔;
l ---人工缺欠长度;
w---人工缺欠宽度;
d ---人工缺欠深度;
D---平底孔直径。
图6 不同类型缺欠加工示意图
对比试样的人工缺欠宜均匀分布在检测圆周的360°范围内,在圆周方向每隔120°加工1个,当长材
直径大于300mm时可根据实际情况增加。端部盲区长度(L1)宜为50mm,人工缺欠在长度方向上的
间距(L2)宜为300mm,见图7。人工缺欠制作完成后,应按YB/T 145描述的方法测量尺寸,并出具
报告。
注:端部盲区是指为避免待检长材端部毛刺、崩边等加工痕迹干扰检测结果而设定的不检测区域。端部盲区长度
综合考虑材料特性、加工工艺和检测精度要求确定,设定为50mm。
标引符号说明:
A ---条形槽;
B ---矩形槽;
C ---平底孔;
L1 ---端部盲区长度;
L2 ---人工缺欠在长度方向的分布距离。
图7 人工缺欠加工示意图
5.1.4.4 人工缺欠尺寸
推荐的人工缺欠形状和尺寸参数见表1。对于不同产品可能产生的特定缺欠,可定制加工相应的
人工缺欠,人工缺欠的长宽尺寸与X 方向分辨率和Y 方向分辨率有关,宜按需检缺欠最小尺寸选取。
表1 推荐的人工缺欠
缺欠类型
缺欠面积
mm2
1 3 5 10 100
缺欠深度
mm
条形槽(l×w×d) - 3×1 5×1 10×1 100×1
矩形槽(l×w×d) 1×1 2×1.5 2.5×2 5×2 10×10
平底孔(D×d) 1.1 1.9 12.5 3.6 11.3
人工缺欠的加工深度根
据不同验收等级要求确
定,见表A.1
注:人工缺欠的尺寸不解释为可检测到的最小自然缺欠尺寸。
5.1.5 系统综合性能校验
5.1.5.1 应每6个月进行一次系统综合性能校验。
5.1.5.2 系统综合性能校验的具体程序见附录B。
5.2 一般要求
5.2.1 除非供需双方有特殊协议规定,长材视觉检测应在主要生产工序如轧制、热处理、冷热加工和矫
直等完成后进行。
5.2.2 待检长材应有足够的平直度(弯曲度不宜大于5mm/m)以保证检测的有效性,表面不应存在影
响检测可靠性的异物和显著的车刀痕、棱和台阶等。
5.3 检测规程
为确保检测工作的准确性和规范性,应制定检测规程。检测规程应至少包括以下内容:
a) 长材的直径、材料牌号和热处理状态;
b) 检测设备型号;
c) 长材运动速度;
d) 检测配置,包括设置深度阈值、面积阈值、位置等;
e) 采用的检测技术;
f) 规程编号、编制和修改日期、编制规程依据的文件;
g) 对比试样;
h) 验收标准、评定阈值。
6 检测程序
6.1 检测前准备
在开始检测前,按照以下步骤进行设备调试和准备工作:
a) 确认检测设备处于正常工作状态;
b) 应根据直径的变化进行检测中心线对中,调整检测装置高度和长材运行速度;
c) 根据待检长材的直径和特性,选择合适的检测配置;
d) 设定检出缺欠的最小阈值,包括深度阈值和面积阈值;深度阈值应设为相应等级人工缺欠深
度的90%,面积阈值应设为相应等级最小人工缺欠面积的80%;
e) 准备对比试样,确保其表面状态和直径与待检长材相匹配,并检查试样表面状态,清除开孔堵
塞物及其他附着物;
f) 使用选定的检测速度,连续运行对比试样,至少连续进行3次检测;每次检测时,对比试样上所
要求的人工缺欠均应可靠触发报警。
6.2 检测过程
按照以下步骤进行长材的视觉检测:
a) 开始进行视觉检测;
b) 在检测过程中,监控设备的运行状态,确保检测过程的稳定性和准确性;
c) 记录检测过程中发现的缺欠根据预设的阈值进行判定,验收方法见附录A。
6.3 检测后的处理
按照以下步骤对检测结果进行后续处理:
a) 可疑品可直接判定为不合格品;可疑品也可进行复检,复检合格则判定为合格品,对于不合格
品可进行修磨,修磨完检测合格则视为合格品;
b) 对不合格品进行标记和处理,如有必要,可修磨或返工。
6.4 检测核查
为确保检测结果的准确性和有效性,按以下规定进行检测核查:
a) 在每个检测班次或每个批次的开始和结束时应进行核查;
b) 更换操作者或设备连续运行4h后应进行核查;
c) 若仪器调整或插接件发生任何变化应进行核查;
d) 若发现调整不当或设备存在故障,则自前一次配置调整后所检测的所有长材均应重新检测;
e) 检测核查可按6.1中的f)进行。
7 检测记录和检测报告
7.1 检测记录
应按照相关质量控制程序和客户要求,记录和保存长材检测参数和检测数据。
7.2 检测报告
检测报告应至少包含以下内容:
a) 供货方的名称;
b) 待检长材的炉(批)号、牌号和直径等标识;
c) 检测范围、检测区域和质量等级;
d) 视觉检测时机;
e) 表面状况;
f) 使用的设备(检测仪器、校准和对比试样);
g) 阈值的设定方法;
h) 使用的标准或编制的规程;
i) 检测结果:合格数量与不合格数量、缺欠分布图型等;
j) 检测日期操作人员的姓名以及签名。
附 录 A
(资料性)
验收等级
A.1 根据长材的验收要求判定检测结果。
A.2 长材验收等级见表A.1,或根据客户要求,采用其他验收要求。
表A.1 验收等级
验收等级
缺欠深度
mm
缺欠面积
mm2
1 3 5 10 100
A 0.15 A1 A3 A5 A10 A100
B 0.20 B1 B3 B5 B10 B100
C 0.30 C1 C3 C5 C10 C100
D 0.50 D1 D3 D5 D10 D100
E 1.00 E1 E3 E5 E10 E100
注1:根据对应的缺欠面积,人工缺欠见表1中推荐的形状和尺寸。
注2:深度阈值与面积阈值同时超标才判定为缺欠。
附 录 B
(资料性)
系统综合性能校验程序
B.1 测试条件及项目
B.1.1 测试直径范围:按检测系统所检测长材直径的上限和下限直径进行测试。
B.1.2 测试速度:按检测系统所能达到的最高速度进行测试。
B.1.3 测试项目:综合性能测试包括漏误报率、稳定性测试及盲区测试。
B.2 测试方法
B.2.1 漏误报率
B.2.1.1 按照对比试样上所有人工缺欠实际深度的90%设定深度阈值,实际面积的80%设......
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