[發(fā)明專利]一種工件缺陷檢測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810818695.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN108918657A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高向東;鄭俏俏;馬波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/85
• 分類號(hào): G01N27/85
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明公開了一種工件缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，包括：磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，用于向被檢測(cè)工件產(chǎn)生磁矢量在空間旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)；第一傳感器，用于以偏振光感應(yīng)被檢測(cè)工件上磁場(chǎng)分布，并將磁場(chǎng)強(qiáng)度分布對(duì)應(yīng)記錄為光強(qiáng)分布圖像；第二傳感器，用于測(cè)量被檢測(cè)工件上分別在三個(gè)正交方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度并對(duì)應(yīng)記錄為電信號(hào)；處理裝置，用于將測(cè)量的光強(qiáng)分布圖像輸出顯示，并根據(jù)第二傳感器記錄的電信號(hào)波形計(jì)算被檢測(cè)工件上缺陷的位置及深度信息。本發(fā)明工件缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于焊接過程中在線檢測(cè)工件的缺陷狀況，能夠檢測(cè)工件的表面缺陷、近表面缺陷以及內(nèi)部缺陷，通過獲得的光強(qiáng)分布圖像能夠獲得工件缺陷的形貌信息，并能夠相對(duì)精確地獲得工件缺陷的深度以及位置信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及缺陷檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種工件缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，激光焊接在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)越來越重要的地位，焊接質(zhì)量的高低直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量水平。由于受焊接現(xiàn)場(chǎng)多種干擾因素的影響，焊接過程經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋、未熔化、未焊透、凹陷、夾渣或者氣孔等焊接缺陷，這些缺陷會(huì)減少焊縫截面積，降低承載能力，產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低疲勞強(qiáng)度，并易引起焊件破裂導(dǎo)致脆斷，其中危害最大的是焊接裂紋和未熔合。因此，為保障焊接質(zhì)量，在焊接過程中檢測(cè)焊接缺陷狀況變得尤為重要。

綜合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，無損檢測(cè)方法主要包括目視檢測(cè)法、射線檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、滲透檢測(cè)法和磁粉檢測(cè)法這五種方法，上述各種檢測(cè)方法的主要原理如下：

(1)目視檢測(cè)法需結(jié)合豐富的相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)分析，借助于人工進(jìn)行缺陷的檢測(cè)和識(shí)別，對(duì)檢測(cè)人員的技術(shù)要求比較高。

(2)射線檢測(cè)法是利用射線(x射線或γ射線)穿透工件，以膠片各處灰度差作為記錄信息從而判別缺陷。該方法要求被檢測(cè)材料的形狀簡(jiǎn)單，并且射線對(duì)人體有傷害，需要考慮人體的安全防護(hù)問題，總體成本較高。

(3)超聲波檢測(cè)方法是基于超聲波的固體傳播特性，即在被檢測(cè)材料內(nèi)缺陷處聲波不同，通過對(duì)聲波能量的記錄及處理，顯示出不同高度和間距的波形，進(jìn)而來確定材料內(nèi)部缺陷的大小和位置。該方法對(duì)缺陷的顯示結(jié)果不太直觀以及不便于永久保存，難以對(duì)焊接缺陷的形貌、位置等信息做精確的定量分析。

(4)滲透檢測(cè)法是一種比較老的方法，滲透檢測(cè)法包括滲透劑、清洗劑和顯像劑三部分。通過在被檢測(cè)工件表面施加含有色澤或者熒光物質(zhì)的滲透劑，基于毛細(xì)管原理使?jié)B透劑滲入并留在缺陷內(nèi)，洗去表面多余的滲透劑，再涂上一層顯影劑，借毛細(xì)管吸附作用使缺陷中的滲透劑吸出。通過色澤對(duì)比或者紫外線照射激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光，從而將缺陷的圖像顯現(xiàn)出來。該方法主要應(yīng)用于檢測(cè)非吸收性材料(比如鋼鐵、有色金屬等)的表面開口缺陷，不能顯示缺陷的深度以及缺陷內(nèi)部的形狀和尺寸。

(5)磁粉檢測(cè)法是將鐵磁性材料直接通電流或者置于磁場(chǎng)中，使其磁化。磁化后的被檢測(cè)材料分布的磁力線遇到缺陷時(shí)，由于缺陷處的不連續(xù)，會(huì)繞過缺陷使被檢測(cè)材料表面的磁力線分布產(chǎn)生局部畸變的漏磁，漏磁場(chǎng)將吸引磁粉，通過一定的光照條件顯現(xiàn)出磁粉痕跡，利用磁粉痕跡的不連續(xù)性而間接地檢測(cè)出缺陷的大小、位置等信息。該方法不能檢測(cè)工件的內(nèi)部缺陷，難以確定缺陷的深度。

以上各種檢測(cè)方法中，目視檢測(cè)法、滲透檢測(cè)法和磁粉檢測(cè)法不適用于在線檢測(cè)焊接工件的缺陷狀況，而射線檢測(cè)法和超聲波檢測(cè)法雖能夠用于在線檢測(cè)，但各自存在一定弊端，且都不能實(shí)現(xiàn)在獲得工件缺陷形貌信息的同時(shí)，能相對(duì)精確地獲得缺陷的深度及位置信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種工件缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于焊接過程中在線檢測(cè)工件的缺陷狀況，能夠檢測(cè)工件的表面缺陷、近表面缺陷以及內(nèi)部缺陷，能夠獲得缺陷的形貌信息，并相對(duì)精確地獲得缺陷的深度以及位置信息。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種工件缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，用于向被檢測(cè)工件產(chǎn)生磁矢量在空間旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)；