[發(fā)明專利]一種砂輪堵塞面積的在位主動紅外檢測裝置及檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310076316.4
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103185551A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛曉敏;江志順;尚振濤;謝桂芝
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強

1.一種砂輪堵塞面積的在位主動紅外檢測裝置，包括砂輪(2)，其特征在于，還包括固定在所述砂輪(2)待側(cè)面上方的紅外熱像儀(1)，所述砂輪(2)待測面外側(cè)上方12～18cm安裝有一個紅外輻射管(4)，所述紅外熱像儀(1)的焦距對準(zhǔn)所述砂輪(2)待測面，所述紅外熱像儀(1)鏡頭中軸線到所述砂輪(2)圓心之間的連線與所述紅外輻射管(4)幾何中心到所述砂輪(2)圓心之間的連線互相垂直；所述紅外輻射管(4)的反射罩(3)上設(shè)有溫度傳感器(5)，所述溫度傳感器(5)連接有控制電路，所述紅外輻射管(4)與所述控制電路連接；所述紅外熱像儀(1)連接有計算機(7)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂輪堵塞面積的在位主動紅外檢測裝置，其特征在于，所述控制電路包括電源和溫度控制器，所述電源與所述溫度控制器之間并聯(lián)有電源指示燈、加熱指示燈和蜂鳴器，所述電源指示燈、加熱指示燈各并聯(lián)有一個繼電器，所述溫度傳感器與所述溫度控制器連接，所述溫度控制器連接有一個固態(tài)繼電器，所述固態(tài)繼電器兩個輸出端分別與所述紅外輻射管(4)兩端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂輪堵塞面積的在位主動紅外檢測裝置，其特征在于，所述紅外輻射管(4)距所述砂輪(2)待測面外側(cè)15cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的砂輪堵塞面積的在位主動紅外檢測裝置，其特征在于，所述溫度傳感器(5)為熱電偶。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂輪堵塞面積的在位主動紅外檢測裝置，其特征在于，所述固態(tài)繼電器型號為SCR-40LA。

6.一種利用權(quán)利要求2所述的砂輪堵塞面積的在位主動紅外檢測裝置檢測砂輪堵塞面積的方法，使用短波紅外輻射管對靜態(tài)砂輪外表面快速加熱，利用堵塞磨屑與砂輪材料對輻射能的吸收率不同和二者熱特性差異，用紅外熱像儀拍攝砂輪受熱區(qū)域的紅外熱像圖片，導(dǎo)入計算機后分析出堵塞磨屑的分布狀態(tài)，并計算出與堵塞面積相關(guān)的百分比值，其特征在于，該方法具體步驟為：

1)對砂輪進(jìn)行整形和修銳，去除砂輪上已有的磨屑和雜物；

2)安裝紅外輻射管，使其距砂輪外圓表面12～18cm，安裝紅外熱像儀，將所述紅外熱像儀焦距對準(zhǔn)在砂輪外表面；

3)啟動紅外輻射管加熱20～30秒，記下溫度傳感器溫度值T₁，迅速將砂輪受熱處調(diào)整至熱像儀鏡頭下，拍攝砂輪未堵塞時的紅外圖像；

4)用砂輪磨削金屬或合金材料，以磨削參數(shù)I磨除金屬或合金材料體積為40～50cm³后，設(shè)定溫度控制器溫度閥值為T₁，當(dāng)溫度傳感器檢測到的溫度超過T₁時停止加熱，以保證此時砂輪表面加熱溫度與拍攝砂輪未堵塞紅外圖像時的加熱溫度相同，啟動紅外輻射管加熱后拍攝砂輪堵塞紅外圖像；

5)重新修整砂輪，以磨削參數(shù)II磨除相同體積的金屬或合金材料后拍攝砂輪堵塞紅外圖像，對比分析不同砂輪線速度磨削時砂輪的堵塞狀態(tài)；

6)計算機讀取熱像儀存儲卡上的文件，顯示出紅外熱像的高對比度模式圖片，導(dǎo)出溫度矩陣文件，利用所述溫度矩陣文件統(tǒng)計溫度值的分布狀況，繪制溫度直方圖；提取出紅外熱像圖片的邊緣，得到對應(yīng)的灰度圖像，灰度圖像的背景和堵塞磨屑皆呈現(xiàn)為黑色，堵塞磨屑邊緣呈現(xiàn)為白色；

7)獲取堵塞磨屑中心至邊緣的溫度區(qū)間[Tm:Tn]和用遮光板截取的砂輪待測面方形區(qū)域內(nèi)溫度區(qū)間[Tx:Ty]，統(tǒng)計出兩個溫度區(qū)間內(nèi)的像素數(shù)量P₁和P₂，計算出磨屑堵塞面積的比值K＝P₁/P₂。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測砂輪堵塞面積的方法，其特征在于，所述步驟6)中，計算機用SmartView軟件讀取熱像儀存儲卡上的文件。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測砂輪堵塞面積的方法，其特征在于，所述步驟6)中，將所述溫度矩陣文件導(dǎo)入軟件Matlab，統(tǒng)計溫度值的分布狀況，繪制溫度直方圖。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測砂輪堵塞面積的方法，其特征在于，所述步驟6)中，利用Matlab軟件邊緣提取函數(shù)“colorgrad”提取出紅外熱像圖片的邊緣。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測砂輪堵塞面積的方法，其特征在于，所述步驟7)中，用光標(biāo)指示SmartView軟件紅外熱像圖界面，得到堵塞磨屑中心至邊緣的溫度區(qū)間[T_m:T_n]和截取區(qū)域內(nèi)溫度區(qū)間[T_x:T_y]，并用Matlab統(tǒng)計出兩個溫度區(qū)間內(nèi)的像素數(shù)量P₁和P₂。