[發(fā)明專利]一種渦流線掃描熱成像檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510518036.3
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN105004758A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊瑞珍;何赟澤
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙學(xué)院
• 主分類號: G01N25/72
• 分類號: G01N25/72
• 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: 郭立中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于裝備無損檢測、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和產(chǎn)品質(zhì)量控制等領(lǐng)域，特別涉及一種渦流線掃描熱成像檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)已成為保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行安全的必要手段。大型構(gòu)件的檢測與質(zhì)量控制正成為無損檢測領(lǐng)域的一個難點，為了保證檢測的可靠性，一般要求檢測系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行、成像顯示，并盡可能降低成本。

目前具有代表性的無損檢測技術(shù)主要有射線檢測、超聲檢測、滲透檢測、磁粉檢測、渦流檢測以及熱成像檢測等技術(shù)。

熱成像檢測技術(shù)采用熱源對被檢對象進(jìn)行加熱，采用熱像儀觀測和記錄被檢對象表面的溫度變化信息，以對被檢對象表面及內(nèi)部的缺陷（裂紋、分層等）進(jìn)行檢測和評估。熱成像檢測技術(shù)具有非接觸、非破壞、無需耦合、檢測面積大、速度快等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油、化工、電力、核能等領(lǐng)域。

渦流加熱，也叫做感應(yīng)加熱，是一種高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保和安全的新型加熱技術(shù)。將導(dǎo)電材料置于高頻交變電磁場中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)電材料中將產(chǎn)生渦流。根據(jù)焦耳定律，部分渦流將轉(zhuǎn)化為熱能，繼而加熱導(dǎo)電材料。

采用渦流加熱方式的熱成像檢測技術(shù)叫做渦流熱成像檢測技術(shù)。渦流熱成像檢測技術(shù)具有非接觸、非破壞、無需耦合、檢測面積大、速度快等優(yōu)點，可以檢測導(dǎo)電類材料，如碳纖維復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、金屬及其合金，也可以檢測含有導(dǎo)電材料的工件，如涂覆在金屬基底上的涂層系統(tǒng)。

現(xiàn)有渦流熱成像檢測系統(tǒng)中熱源和熱像儀的位置都是固定不變，通過對螺旋線圈施加高頻交流電流，利用螺旋線圈對被檢對象進(jìn)行加熱，利用熱像儀進(jìn)行成像。

因此，現(xiàn)有渦流熱成像檢測系統(tǒng)存在以下缺點：

第一，由于熱源和熱像儀的位置固定不變，固只能實施靜態(tài)檢測，不能實施動態(tài)檢測，當(dāng)檢測大型構(gòu)件時需要多次配置熱源和熱像儀的位置，從而降低了檢測效率；

第二，由于常用的螺旋線圈本身結(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致對被檢對象的加熱不均勻，從而導(dǎo)致成像效果差、缺陷檢測的精準(zhǔn)度低；

第三，由于熱源和熱像儀的位置都是固定不變，必須采用二維熱像儀才能在較大范圍內(nèi)進(jìn)行溫度采集，二維成像儀的成本高。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有渦流熱成像檢測系統(tǒng)檢測效率低、成像效果差、檢測精準(zhǔn)度低、成本高。本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種渦流線掃描熱成像檢測系統(tǒng)及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種渦流線掃描熱成像檢測系統(tǒng)，包括具有至少兩個輸出端的觸發(fā)器，所述觸發(fā)器的一個輸出端通過渦流加熱模塊與線圈相連，所述觸發(fā)器的其它輸出端分別與至少一個熱成像采集裝置相連，所述每個熱成像采集裝置均配置用以調(diào)節(jié)視場大小的鏡頭，所述每個熱成像采集裝置的輸出端分別與計算機(jī)相連，還包括與計算機(jī)的輸出端相連的掃描控制模塊，所述掃描控制模塊的輸出端與運(yùn)動裝置相連，所述運(yùn)動裝置上具有夾持裝置，所述夾持裝置分別與線圈和每個熱成像采集裝置固連，或者所述夾持裝置與被檢對象固連。

利用計算機(jī)驅(qū)動掃描控制模塊工作，掃描控制模塊驅(qū)動運(yùn)動裝置進(jìn)行移動，運(yùn)動裝置通過夾持裝置帶動線圈和熱成像采集裝置移動，或者運(yùn)動裝置通過夾持裝置被檢對象移動。從而實現(xiàn)了對被檢對象的動態(tài)檢測，當(dāng)被檢對象比較大時，無需重新配置檢測系統(tǒng)的位置即可實現(xiàn)對被檢對象的全面檢查，使用方便，檢測效率高。

作為一種優(yōu)選方式，所述線圈為線性線圈，所述線性線圈對被檢對象實施線性加熱的一邊與運(yùn)動裝置的移動方向相垂直。

利用線性線圈對被檢對象均勻加熱，成像效果好、缺陷檢測的精準(zhǔn)度高。

作為一種優(yōu)選方式，所述每個熱成像采集裝置為一維熱像儀，或者所述每個熱成像采集裝置為陣列紅外傳感器及采集系統(tǒng)。

熱成像采集裝置為一維熱像儀，或者陣列紅外傳感器及采集系統(tǒng)，采集多個一維溫度陣列并傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)將采集到的多個一維溫度陣列構(gòu)成圖像，同樣可以達(dá)到檢測效果，替代了原來的二維熱像儀，降低了檢測成本。

進(jìn)一步地，當(dāng)熱成像采集裝置的數(shù)目大于1時，每個熱成像采集裝置與線圈之間的距離分別不同。

通過設(shè)置熱成像采集裝置與線圈之間的距離不同，可以實現(xiàn)對被檢對象不同深度的成像，提高了檢測結(jié)果的可靠性。

作為一種優(yōu)選方式，所述線圈和熱成像采集裝置分別位于被檢對象的同側(cè)或兩側(cè)。