[發明專利]紅外磁光成像無損檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201710012056.2
• 申請日: 2017-01-08
• 公開（公告）號: CN106645289A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 高向東;馬女杰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N25/72
• 分類號: G01N25/72;G01N27/82
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及一種紅外磁光成像無損檢測系統，主要應用于工件的缺陷檢測，或者用于檢測成型鑄件的質量，以及檢測在使用鑄件的工作狀態。包括工件表面的微小劃痕、凹陷、夾渣、裂紋以及焊接過程中的未焊透、為融合、燒穿、焊瘤、氣孔、咬邊、弧坑等缺陷檢測。

背景技術

汽車、航天航空、輪船等都運用大量的金屬鑄件，金屬制品與我們的生活息息相關。由于工作條件惡劣、工作量大及質量要求高等各種隨機干擾因素的影響，鑄件會不可避免地會產生裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。為了保證其產品質量，必須及時和有效地檢測出缺陷。在實際生產過程中，除了目測表面缺陷與成型缺陷外，通常還需要采用無損檢測技術來檢測缺陷，因此一種有效的缺陷無損檢測方法具有重要的現實意義。

目前國內外對于缺陷的無損檢測主要集中在以下幾種方法：(1)磁粉檢測方法，即在被檢測工件上均勻布滿磁粉，磁化后被測工件工件缺陷會產生不規則的磁力線，這些缺陷將會通過磁粉的分布展現出來。磁粉檢測一般用于鐵磁性工件的表面及近表面缺陷的檢測，其成本較低，靈敏度較高并且對被測工件無形狀要求。但是被測工件要求必須是順磁性材料，在檢測前，必須先對工件表面進行處理，以確保工件表面光滑，確保不會因為表面不平或者傷痕而影響磁力線的分布，影響檢測結果。(2)滲透檢測方法，其原理是基于液體的毛細管作用，是檢測工件表面開口缺陷的無損檢測方法，具體包括熒光和著色兩種方法。熒光檢測的原理是將被測工件浸入熒光液中，因毛細管現象，在缺陷內部吸滿了熒光液。除去表面液體，由于光電效應熒光液在紫外線的照射下，發出可見光而顯現缺陷。著色檢測的原理和熒光檢測相似，它不需要專門設備，只是用顯像粉將吸附在缺陷內的著色液吸出工件表面而顯現缺陷。該方法在檢測工件表面開口裂紋時靈敏度極高，對表面潮濕或者存在涂層的試樣，會極大影響檢測效果，而且該方法的判定很大程度上取決于檢測員的經驗。(3)射線檢測方法，是利用射線(x射線、γ射線等)穿過被測物體過程中具有一定的衰減規律，根據通過工件各部位衰減后的射線強度來檢測工件內部缺陷的一種方法。不同物體其衰減程度不同，衰減的程度由物體的厚度、物體的材料種類以及射線的種類而決定。射線檢測主要用于檢測工件工件內部體積型缺陷，且工件的厚度不易超過80mm，可根據材料的衰減系數做相應的加厚或者減薄。該方法檢測成本高，檢測設備較大，產生的射線輻射對人體傷害極大，對微裂紋缺陷的檢測靈敏度較低。(4)超聲波檢測方法，其原理是利用超聲波在被測工件內傳播時，會受到被測工件材料聲學特性和其內部組織變化的影響，通過超聲波的影響程度以及狀況分析，來探測材料性能以及結構的變化。該檢測方法的檢測效率較高，并且成本較低，但相對其它檢測方法，對操作人員的要求較高。該方法對于區別不同種類的缺陷有一定的難度，其最大的缺點就是檢測時需要耦合劑。(5)渦流檢測方法，其檢測原理是基于電磁感應現象，變化的磁場在導體工件中產生渦流，如果在工件中存在缺陷、夾雜、電導率變化或結構變化時，會影響渦流的流動，使得疊加磁場發生變化，根據磁場的變化可以判斷工件的缺陷。該方法具有檢測效率高、適用于在線檢測、無需耦合劑和非接觸檢測等優點，并且對近表面或者表面缺陷的靈敏度較高。但是只適合導電材料表面和近表面的檢測，難以判斷缺陷的種類、形狀和大小。(6)其它檢測方法。如激光全息無損檢測，是將物體表面和內部的缺陷，通過外界加載的方法，使其在相應的物體表面造成局部的變形，用全息照相來觀察和比較這種變形，并記錄下不同外界載荷作用下的物體表面的變形情況，進行觀察和分析，而后判斷物體內部是否存在缺陷。聲發射檢測技術，是物體在外界條件作用下，缺陷或物體異常部位因應力集中而產生變形或斷裂，并以彈性波形式釋放出應變能，用儀器檢測和分析聲發射信號并確定聲發射源的技術。紅外線檢測技術，在檢測時可以將一恒定的熱流注入工件，如果工件內存在缺陷，由于缺陷區與無缺陷區的熱擴散系數不同，那么在工件表面的溫度分布就會有差異，內部有缺陷與無缺陷區所對應的表面溫度就不同，由此所發出的紅外光波(熱輻射)也就不同，利用紅外探測器可以響應紅外光波并轉換成相應大小電信號的功能，逐點掃描工件表面就可以獲得工件表面溫度的分布狀況，從而發現工件表面溫度異常區域，確定工件內部缺陷的部位。