[發(fā)明專利]基于熒光磁粉的智能缺陷識別系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107145896A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉桂華;楊康;張華;牛乾;游斌相;康含玉;黃占鰲
• 申請（專利權(quán)）人: 西南科技大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/40;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/194;G01N27/84
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技術領域

本發(fā)明涉及一種基于熒光磁粉的智能缺陷識別系統(tǒng)，可使本軟件系統(tǒng)在工廠的環(huán)境中完成軸承表面裂紋的檢測，屬于機器識別技術領域。

背景技術

近年來，對于金屬的檢驗已經(jīng)發(fā)展的很廣泛了，包括射線檢驗、超聲檢測、渦流檢測、激光成像等等，本文現(xiàn)在提出了一種新型的基于熒光磁粉的智能缺陷識別系統(tǒng)。

磁粉檢測（MT）用于檢測鐵磁性材料的表面或近表面的缺陷，由于不連續(xù)的磁痕堆集于被檢測表面上，所以能直觀地顯示出不連續(xù)的形狀、位置和尺寸，并可大致確定其性質(zhì)。磁粉檢測的靈敏度可檢出的不連續(xù)寬度可達到0.1。磁粉檢測的效果是以工件上不允許存在的表面和近表面的不連續(xù)能否得到充分的顯示來評定的。所謂的不連續(xù)，是指原材料或零（部）件組織、結(jié)構(gòu)或外形的間斷。而材料的缺陷，是指應用無損檢測方法檢測到的非結(jié)構(gòu)性不連續(xù)。綜合使用多種磁化方法，磁粉檢測幾乎不受工件大小和幾何形狀的影響，能檢測出工件各個方向的缺陷。

在檢測時，根據(jù)工件上缺陷顯現(xiàn)的情況，磁痕的顯示可分為四種：

（1）顯示不清。磁粉聚集微弱，磁痕淺而淡，不能顯示缺陷全部情況，重復性不好，容易漏檢，不能作為判斷缺陷的依據(jù)。

（2）基本顯示。磁粉聚集細而弱，能顯示缺陷全部形狀和性質(zhì)，重復性一般。做為缺陷判斷依據(jù)效果不佳。

（3）清晰顯示。磁粉聚集緊密、集中、鮮明，能顯示全部缺陷形狀和性質(zhì)，重復性良好。這是磁粉探傷判斷的標準。

（4）偽像。缺陷處磁粉聚集過密，在沒有缺陷的表面上有較明顯的磁粉片或點狀附著物。有時金屬流線、組織及成分偏析、應力集中、局部冷作硬化等成分組織的不均勻現(xiàn)象也有所顯示。偽像影響缺陷的正常判斷，是顯示過度的反映，應該注意排除。

同時，工件磁化時，與磁場方向垂直的不連續(xù)最容易產(chǎn)生漏磁場吸附磁粉而顯現(xiàn)出不連續(xù)的形狀。當不連續(xù)與磁粉方向小于30°角時，由于漏磁場很小，不連續(xù)很難被檢測出來。

必須對工件的磁化最佳方向進行選擇，使缺陷方向與磁場方向垂直或接近垂直, 以獲得最大的漏磁場。但是，工件中的缺陷方向是不確定的，可能有各種取向。為了發(fā)現(xiàn)所有方向上的缺陷，需要在工件上建立不同方向的磁場，于是形成了多種不同的磁化方法。為了確保任何方向不連續(xù)的檢出，根據(jù)工件的幾何形狀，可采用兩個或多個方向的磁化，或采用復合磁化。

工件磁化時，按照工件是否直接通過磁化電流，可以分為通電磁化和通磁（感應）磁化。而按照磁化時工件上磁場的方向，可以分為周向磁化、縱向磁化和多向磁化三種。

(1) 通電磁化和通磁磁化

通電磁化是指在磁化時工件全部或局部通過電流，其磁化是由流過工件的電流產(chǎn)生的磁場完成的。這種磁化的方法有軸向通電磁化法、觸頭通電磁化法以及感應電流磁化法等。前兩種方法工件作為電路的一部分產(chǎn)生磁場得到磁化；后者則是利用電磁感應的原理在工件上感應出電流進行磁化。

通磁磁化又叫做感應磁化。它是利用磁場感應原理將鐵磁工件磁化。這種磁化磁場可以是周向磁場( 中心導體法),也可以是縱向磁場(線圈或磁軛)。當工件置于這種磁場外加中時，工件將得到磁化。

通電磁化和通磁磁化的區(qū)別是：通電磁化的磁場在電流通過工件時產(chǎn)生；通磁磁化的磁場是外加的，工件本身并沒有電流通過。

(2) 周向磁化與縱向磁化

對工件進行直接通電，或是在有孔工件的中心穿過一根通電導體，工件內(nèi)部和周圍將產(chǎn)生磁場。這個磁場是與電流方向垂直并以工件軸心為中心的同心圓，即磁力線在沿著工件軸線的圓周上閉合，形成一個圓周向的工作磁路。該磁場叫周向磁場,周向磁場磁化的工件叫周向磁化。

縱向磁場是指與工件軸向一致(或平行)的磁場。工件在縱向磁場中得到一個與工件軸平行的工作磁路，該磁路可以通過鐵心形成閉合回路，也可以通過工件和空氣形成閉合回路，這種磁化方式叫做縱向磁化。

(3) 多向磁化

為了能夠一次磁化發(fā)現(xiàn)工件各個方向上的缺陷，根據(jù)磁場疊加的原理，可以采用兩個或兩個以上變化的磁場對工件同時進行磁化。當疊加的合成磁場方向不斷變化時，工件中產(chǎn)生了一個大小及方向隨時間成圓形、橢圓形或其它形狀的磁場。因此可以發(fā)現(xiàn)多于一個方向上的缺陷。這種磁化方法叫做多向磁化或復合磁化法，可由不同方向的通磁感應磁化、感應及電流磁化復合而成。如擺動磁場、十字交叉磁軛磁化以及線圈交叉磁化等方法。