[發明專利]基于量子點紅外熒光顯示技術的焊縫檢測方法

無效

• 申請號: 201110403646.0
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102495078A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 魏臻;王茂榕;邢志廣;趙思寧;趙彩敏;萇浩;姜嘯宇;鐘聲
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G01N21/91
• 分類號: G01N21/91;G01N21/64
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種基于量子點紅外熒光顯示技術的焊縫檢測方法，其特征在于該方法所涉及的檢測過程包括：

(1)焊區表面的初步清理，去除焊區表面雜質對檢測結果的干擾；

(2)量子點紅外熒光材料的加入，在焊縫區表面均勻地涂一層滲透劑膠體，膠體內部含有量子點材料，隨著膠體的滲透作用量子點也會隨之進入到缺陷的內部；

(3)擴束紅外激光光束掃描，實現激光能量對紅外熒光材料的激發輻射；

(4)紅外探測器檢測，實現圖像的采集，獲取包含缺陷部位的焊接區紅外輻射熱像圖像；

(5)缺陷記錄與分析，由圖像的預處理過程，對缺陷的大小、形狀及面積進行統計與分析，實現位置缺陷的預測功能。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第1步所述初步清理過程采用的是有機溶劑丙酮，經清理后可有效去除焊區表面有機物，排除雜質有機物存在紅外輻射的干擾。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第2步所述量子點紅外熒光材料的加入中，所述的量子點紅外熒光材料的制作過程是以膠體為載體，在缺陷的內部膠體作為量子點材料的固定劑，當膠體滲透到焊縫缺陷處以后，量子點材料也會隨之進入到缺陷深處，在后期表面的清理過程中量子點材料仍然可以存在于缺陷處，可以保證在檢測過程中不會有缺陷被遺漏掉。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所用量子點的線度在5nm～8nm，紅外輻射波長為850nm，可進入到5nm～100nm的缺陷中，實現納米級的缺陷檢測。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第3步所述擴束紅外激光光束掃描過程中，紅外激光掃描采用的是850nm的紅外激光器，與量子點材料的紅外熒光激發波長相匹配；輸出功率為40mW，供電電壓為DC?2.8～5.0V，工作電流＜100mA，激光在經過擴束后，可實現更大范圍的一次性掃描，擴束以后得到的線寬根據焊縫區域大小進行調整，一般控制在6cm～8cm。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第4步所述紅外探測器檢測過程涉及的紅外探測器采用的是非制冷型焦平面紅外探測器，焦面陣列為800×640，探測精度高，可實現對紅外輻射的高精度探測，其后續電路包括存儲單元，可以將探測到的紅外輻射圖像記錄存儲，供圖像的預處理使用。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第5步所述的圖像預處理過程包括：紅外輻射圖像的灰度化、平滑去噪、二值化、圖像邊緣檢測、焊縫特征提取，灰度化過程采用平均加權的方法，根據重要性及其它指標，將圖像的RGB三個分量以不同的權值進行加權平均；由于人眼對綠色的敏感最高，對藍色敏感最低，因此，按式：f(i，j)＝0.299R(i，j)+0.587G(i，j)+0.114B(i，j)對RGB三分量進行加權平均能得到較合理的灰度圖像；采用鄰域平均法實現灰度圖像的平滑去噪，用幾個像素灰度的平均值來代替每個像素的灰度；通過人工設定整體閾值的方法將圖像進行二值化處理，將圖像上的點的灰度值設為0或255，將整個圖像呈現出明顯的黑白效果；采用Canny算子進行圖像的邊緣檢測，Canny邊緣檢測算子是利用高斯函數的一階微分，它在噪聲抑制和邊緣檢測之間尋求較好的平衡，Canny算子進行了“非極大值抑制”和形態學連接操作，提取的邊緣最為完整，而且邊緣的連續性很好，可為特征提取打下基礎；最后進行圖像的特征提取，以圖像邊緣任意點(x₀，y₀)為起點坐標，(x₀，y₀)，(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，…，(x_K-1，y_K-1)為逆時針方向沿著圖像邊界遇到的點，兩點之間可以得到圖像邊界的方向向量，通過對比選擇得出可表征缺陷邊緣的特征向量，將特征向量輸入用計算機實現焊縫的形狀分布、面積大小的計算，對多次檢測數據進行分析統計，可用于對未知焊區的缺陷預測與分析。