一种焊接缺陷的无损检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种焊接缺陷的无损检测系统，包括：脉冲涡流热成像检测装置、激光结构光视觉传感装置、微型工业控制机；脉冲涡流热成像检测装置用来产生涡流激励，将激励发送至待检测焊件上，使待检测焊件上由焦耳热产生的温度场分布，脉冲涡流热成像检测装置再检测待检测焊件上的温度场分布的红外图像，并发送给微型工业控制机；激光结构光视觉传感装置用来发出激光并将线结构光投射于待检测焊件表面，焊件表面形成激光条纹图像，激光结构光视觉传感装置再采集待检测焊件上的激光条纹图像，发送给微型工业控制机。本实用新型专利技术可提升缺陷检测的便捷性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接缺陷的无损检测系统
本技术涉及焊接
，更具体地，涉及一种焊接缺陷的无损检测系统。
技术介绍
无损检测技术是利用被检物质因存在缺陷或组织结构上的差异而使其某些物理性质的物理量发生变化的现象，在不损伤被检物使用性能、形状及内部结构和形态的前提下，应用相应的物理方法检测这些变化，从而达到了解和评价被检物的材料、产品和设备结构的性质、状态、几何尺寸、质量或内部结构等的目的，它属于高新科技领域的一种特殊检测技术。脉冲涡流检测是涡流检测技术应用中的一种。向一个线圈通入交变电流时，基于电磁感应原理，该线圈将产生垂直于电流方向的交变磁场，此即涡流检测中应用的激励线圈，将这个线圈靠近导电体时，线圈产生的交变磁场会在导电体中感应出涡电流，被测件表面和近表面缺陷的存在都将引起涡流的变化。此即现有的涡流检测系统，虽能判断出是否存在缺陷，但却难以得到清晰的缺陷轮廓，检测结构不直观，无法得出缺陷种类和大小，且只能检测表面和近表面的缺陷，检测具有一定的局限性。结构光视觉检测技术采用三角检测原理，激光发射器将一定模式的结构光投射到被测件表面，在表面形成由被测物表面形状所构成的光条三维图像。该三维图像由处于另一位置的CCD相机拍摄，从而获得激光条纹的二维畸变图像。二维激光条纹图像包含被测件表面信息特征。当激光发射器与CCD相机之间的相对位置一定时，由二维激光条纹图像便可重现被测件表面三维形状。结构光视觉检测技术只能检测被测件表面缺陷，无法识别内部缺陷。因此，如何得到清晰的缺陷轮廓以使检测结果更为直观，如何全面得到被测件内表面缺陷信息，从而进一步提升缺陷检测的便捷性和准确性是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术为克服上述现有技术所述的焊接缺陷的无损检测不够便捷、不够准确的缺陷，提供一种焊接缺陷的无损检测系统。所述系统包括：脉冲涡流热成像检测装置、激光结构光视觉传感装置、微型工业控制机；脉冲涡流热成像检测装置用来产生涡流激励，将激励发送至待检测焊件上，使待检测焊件上由焦耳热产生的温度场分布，脉冲涡流热成像检测装置再检测待检测焊件上的温度场分布的红外图像，并发送给微型工业控制机；激光结构光视觉传感装置用来发出激光并将激光投射于待检测焊件表面，焊件表面形成单线激光条纹图像，激光结构光视觉传感装置再采集待检测焊件上的激光条纹图像，发送给微型工业控制机；微型工业控制机对热分布图像和激光条纹图像进行分析，并依据分析结果确定焊件的缺陷情况优选地，所述系统还包括检测箱；脉冲涡流热成像检测装置穿过检测箱的下面板，且固定于检测箱内；激光结构光视觉传感装置固定于检测箱的上面板的底面，激光结构光视觉传感装置的下端对应的检测箱的下面板设有穿过下面板的检测窗口。优选地，所述脉冲涡流热成像检测装置包括脉冲发生器、激励线圈、铁心、热成像摄像机、脉冲发生器穿过检测箱的下面板，且固定于检测箱内；脉冲发生器的下端与套有激励线圈的铁心连接；脉冲发生器与激励线圈电连接，激励线圈套设于铁心上；热成像摄像机、脉冲发生器分别与微型工业控制机通信连接；脉冲发生器输出脉冲波为套设在铁心上的激励线圈供电，周围产生与脉冲波频率大小对应的交变磁场，基于涡流效应，使得处于铁心下方的待检测焊件产生热量；热成像摄像机用来获取待检测焊件上的温度场分布，并生成热分布图像，发送给微型工业控制机。优选地，激光结构光视觉传感装置包括：CCD(chargecoupleddevice，电荷耦合器件)相机、激光发射器；激光发射器固定于检测箱的上面板的底部，用来投射激光于待检测焊件表面；CCD相机、激光发射器分别与微型工业控制机通信连接；CCD相机固定于检测箱的上面板的底部；且向激光发射器倾斜；用来采集待检测焊件表面经激光投射后形成的单线激光条纹图像，并将单线激光条纹图像发送给微型工业控制机。优选地，所述系统还包括手提式把手，所述手提式把手设于检测箱上。优选地，所述系统还包括位置调整装置；检测箱固定于位置调整装置上，待检测焊件放置于位置调整装置的下端；位置调整装置用来调整检测箱和待检测焊件之间的相对位置。优选地，所述的位置调整装置为三轴伺服驱动焊缝跟踪系统。本技术涡流热成像激励装置通过脉冲发生器输出的脉冲波为套设在铁心上的激励线圈供电，激励线圈周围会产生与脉冲波频率大小对应的交变磁场，基于涡流效应，铁心下方的焊件会感应出涡流而产生热量；如果存在缺陷，涡流分布将发生变化，并因焦耳热在工件上产生热量，焊件的缺陷处和无缺陷处对热量的传导能力不同，因此，焊件热量分布也不同，热成像摄像机采集焊件热量分布的变化过程，微型工业控制机分析热分布图像，直观揭示缺陷的存在，利用热效应检测更深层缺陷信息。激光结构光视觉传感装置的CCD相机垂直拍摄工件表面，激光发射器与CCD相机以一定角度固定，线结构光投射于被测件，CCD相机采集表面激光条纹图像，微型工业控制机经过一系列图像处理，图像降噪，特征提取，获取表征工件表面缺陷信息。并可通过三维重建技术直观体现工件三维形态。采用脉冲涡流热成像与结构光双目视觉检测工件缺陷，融合体现深层缺陷的热分布图像和体现表面缺陷的激光条纹图像的优势，通过信息融合技术，将热分布图像中检测出的内部缺陷重现于结构光三维重建模型中，将焊缝缺陷检测结果可视化，全面检测缺陷信息。与现有技术相比，本技术技术方案的有益效果是：本技术提供的焊缝缺陷无损检测系统，将脉冲涡流热成像技术与激光结构光视觉检测技术相结合，采用双目视觉检测，获得热成像摄像机采集的热分布图像和CCD相机采集的激光条纹图像，融合两种图像所表征的内表面缺陷，完成对缺陷分类、位置和大小的准确检测。将双目视觉采集到的热分布图像和二维激光条纹图像，利用微型工业控制机储存，图像处理，分析提取缺陷信息。同时，利用三维重建技术与信息融合技术，在焊件三维模型中直观地，精准地检测内表面缺陷的位置、大小和形态。本技术技术方案在检测工件缺陷时，具有检测精度高，检测结果可视化以及无污染等优点。附图说明图1为实施例1所述焊接缺陷的无损检测系统示意图。图2为检测箱内部结构图示意图。图3为脉冲涡流热成像检测原理示意图图4为激光结构光视觉传感装置示意图。图5为焊件缺陷的无损检测系统进行缺陷检测的工作原理示意图。图6为焊接缺陷的无损检测流程示意图。图中，1-Z轴伺服电机、2-Z轴固定架、3-安装板、4-热成像摄像机、5-激光发射器、6-待检测焊件、7-焊接工作台、8-X轴固定架、9-X轴伺服电机、10-CCD相机、11-Y轴固定架、12-Y轴伺服电机、13-激励线圈、14-微型工业控制机、15-脉冲发生器、16-铁心、17-手提式把手、18-检测箱、19-热成像摄像机数据线、20-激光视觉传感器数据线。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接缺陷的无损检测系统，其特征在于，所述系统包括：脉冲涡流热成像检测装置、激光结构光视觉传感装置、微型工业控制机(14)；/n脉冲涡流热成像检测装置用来产生涡流激励，将激励发送至待检测焊件上，使待检测焊件上由焦耳热产生的温度场分布，脉冲涡流热成像检测装置再检测待检测焊件(6)上的温度场分布的红外图像，并发送给微型工业控制机(14)；/n激光结构光视觉传感装置用来发出激光并将线结构光投射于待检测焊件表面，焊件表面形成激光条纹图像，激光结构光视觉传感装置再采集待检测焊件(6)上的激光条纹图像，发送给微型工业控制机(14)；/n微型工业控制机(14)对热分布图像和激光条纹图像进行分析，并依据分析结果确定待检测焊件(6)的缺陷情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊接缺陷的无损检测系统，其特征在于，所述系统包括：脉冲涡流热成像检测装置、激光结构光视觉传感装置、微型工业控制机(14)；
脉冲涡流热成像检测装置用来产生涡流激励，将激励发送至待检测焊件上，使待检测焊件上由焦耳热产生的温度场分布，脉冲涡流热成像检测装置再检测待检测焊件(6)上的温度场分布的红外图像，并发送给微型工业控制机(14)；
激光结构光视觉传感装置用来发出激光并将线结构光投射于待检测焊件表面，焊件表面形成激光条纹图像，激光结构光视觉传感装置再采集待检测焊件(6)上的激光条纹图像，发送给微型工业控制机(14)；
微型工业控制机(14)对热分布图像和激光条纹图像进行分析，并依据分析结果确定待检测焊件(6)的缺陷情况。


2.根据权利要求1所述的焊接缺陷的无损检测系统，其特征在于，所述系统还包括检测箱(18)；
脉冲涡流热成像检测装置穿过检测箱(18)的下面板，且固定于检测箱(18)内；
激光结构光视觉传感装置固定于检测箱(18)的上面板的底面，激光结构光视觉传感装置的下端对应的检测箱(18)的下面板设有穿过下面板的检测窗口。


3.根据权利要求2所述的焊接缺陷的无损检测系统，其特征在于，所述脉冲涡流热成像检测装置包括脉冲发生器(15)、激励线圈(13)、铁心(16)、热成像摄像机(4)、
脉冲发生器(15)穿过检测箱(18)的下面板，且固定于检测箱(18)内；脉冲发生器(15)的下端与套有激励线圈(13)的铁心(16)连接；脉冲发生器(15)与激励线圈(13)电连接，激励线圈(13)套设于铁心(16)上；
热成像摄像机(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：高向东，胡丹，张艳喜，游德勇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44