[實用新型]螺旋焊縫X射線實時數字成像檢測與自動跟蹤裝置

無效

• 申請號: 200720154473.2
• 申請日: 2007-05-23
• 公開（公告）號: CN201034947Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 孫忠誠
• 申請（專利權）人: 孫忠誠
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01N23/18;G01T1/16
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司
• 代理人: 夏晏平

技術領域

本實用新型涉及輻射成像技術領域，尤其是涉及一種焊縫檢測和自動跟蹤裝置。

背景技術

X射線實時成像技術因為其檢測效率高、焊縫內部缺陷影像直觀等特點已經被廣泛應用于螺旋焊管的焊接質量檢測。在實際檢測過程中，X射線系統的管頭和X射線探測器的安裝位置一般是相對固定的，螺旋焊管放置在兩組或兩組以上滾輪架上，滾輪架安裝在移動臺車上，臺車沿安裝在地面的軌道移動。檢測開始前，首先需要將射線源焦點、被檢焊縫的中心和X射線探測器的中心調整到一條直線上，同時保證X射線的主光軸與被檢測焊縫和X射線探測器垂直，即完成檢測中心位置的調整。然后，根據設定的螺旋焊縫檢測速度和螺旋角大小，分別計算出螺旋焊管的轉動速度和平移速度，通過調節滾輪架的旋轉驅動電機和臺車的平移驅動電機的轉速來保證螺旋焊縫連續到達檢測中心位置，完成整條焊縫的質量檢測。但是，在檢測過程中由于螺旋焊管轉動引起軸向竄動、驅動滾輪的機械磨損、機械打滑等多種外部原因的影響，經常會有焊縫位置偏離檢測中心位置的現象發生而造成檢測過程的中斷。目前，在實際生產過程中都是采用人工觀察焊縫透視圖像，發現焊縫偏離檢測中心以后，由操作人員手工調節焊管轉動或平移速度，使螺旋焊縫重新回到檢測位置，該方法對操作人員的經驗依賴性很高且勞動強度大。

專利號為200420012656.7的實用新型，采用通用的視頻攝像頭作傳感器，將輸出的標準PAL制視頻信號，采用模擬、數字電路將視頻信號進行放大、整形、濾波、二值化等處理，實現對鋼板表面狀態下的焊縫識別。專利號為200420009924.X的實用新型，利用激光束經過柱面鏡形成激光平面，投射到工件上產生激光條紋，視覺傳感器采集焊縫激光圖像，通過圖像處理計算焊縫位置，以實現焊縫自動跟蹤的目的。上述這些焊縫跟蹤方法的共同特點是：采用可見光光源照射到焊縫表面，利用視頻攝像機攝取焊縫的表面圖像，然后通過信號處理和數據分析等方法，實現直焊縫跟蹤。但是，在實際生產過程中，由于外部光線的變化、工件表面的污染和銹蝕等因素的影響，使得攝取的焊縫表面圖像本身存在許多干擾信號，現有的一些處理方法很難準確地分辨出焊縫，因而會產生較大的誤差甚至跟蹤失敗

發明內容

本實用新型的目的是提供不受外部光線和工件表面狀態影響、可靠性高、實用性好的螺旋焊縫X射線實時數字成像檢測與自動跟蹤裝置。

本實用新型的原理是利用穿透螺旋焊縫以后的X射線已經包含有焊縫結構信息的特點，由X射線探測器接收后完成光電轉化輸出為電信號，通過圖像采集卡將電信號轉換為數字圖像信號，在屏幕上實時顯示出來的數字圖像用于螺旋焊縫的焊接質量評定。同時，將采集的數字圖像信號作為焊縫位置的傳感信號，由圖像處理軟件計算出焊縫當前位置和與檢測中心點的偏移量，將該偏移量的值作為反饋信號傳送給運動控制單元，通過運動執行機構調整焊管旋轉速度和水平移動速度而達到焊縫自動跟蹤的控制目的。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

1、螺旋焊縫X射線實時數字成像檢測與自動跟蹤裝置具有一個X射線探測器、一臺內部安裝有軟件和圖像采集卡的計算機處理單元、一個顯示器、一個運動控制單元、二套運動執行機構。圖像采集卡與X射線探測器電連接，計算機處理單元分別與顯示器和運動控制單元電連接，運動控制單元分別與二套運動執行機構電連接。

2、以上所述的X射線探測器的主要特征是能夠將X射線轉化為電信號，可以用模擬方式輸出，也可用數字的方式輸出。X射線探測器的輸出信號可以包含一個面的檢測信號，也可以是只包含一條線或多條線的檢測信號。因此X射線探測器為線掃描X射線探測器或面陣列X射線探測器。

3、以上所述的運動控制單元的主要特征是其本身具有一定的數據處理功能，與計算機處理單元之間可進行數字交換，可程序控制。運動控制單元具體為運動控制卡，或PCL可編程控制器，或變頻機。

4、以上所述的運動執行機構，是伺服電機與驅動器，或步進電機與驅動器，或交流電機與變頻機。