[發(fā)明專利]坡口缺陷檢測算法及裝置

有效

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• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110196252B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉堅;姜潮;索鑫宇;董力成;楊世輝;胡釗川
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 北京思睿峰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11396
• 代理人: 謝建云;趙愛軍

本發(fā)明公開了一種坡口缺陷檢測系統(tǒng)，適于檢測管狀元件端部的環(huán)形坡口的缺陷，該系統(tǒng)包括：視覺組件，包括環(huán)形光源和位于環(huán)形光源后方的鏡頭、相機(jī)，環(huán)形光源適于對坡口進(jìn)行環(huán)形光打光，鏡頭和相機(jī)適于采集坡口圖像；傳動組件，適于帶動管狀元件移動，以使管狀元件位于環(huán)形光源的前方且與環(huán)形光源同軸；計算設(shè)備，與相機(jī)相連，適于獲取坡口圖像，以及根據(jù)坡口圖像來檢測坡口的缺陷。本發(fā)明一并公開了相應(yīng)的坡口缺陷檢測方法及計算設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工件智能在線檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測管狀元件端部的環(huán)形坡口缺陷的算法及裝置。

背景技術(shù)

核能作為一種清潔、高效、無污染的清潔能源，已被廣泛應(yīng)用于軍事、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域。由于重水反應(yīng)堆具備殘留廢物少、能量利用率高和工業(yè)應(yīng)用技術(shù)成熟度高等特點，其在世界范圍的核電系統(tǒng)均具有廣泛的應(yīng)用。因此，核燃料棒作為重水反應(yīng)堆的基元，其加工生產(chǎn)的質(zhì)量直接關(guān)系到核電站的正常運行。在現(xiàn)有的處理方案中，由于鋯材料在高溫、高輻射狀態(tài)下仍能保持良好的金屬特性，故一般采用鋯合金管將核燃料包起來以防止裂變產(chǎn)物溢出。鋯管內(nèi)部需填充核燃料，且填充完成的鋯管也需要在兩端焊接端塞以防止內(nèi)部燃料與外部環(huán)境接觸。焊接前，在鋯管兩端車出坡口用于焊接，坡口質(zhì)量的好壞影響著焊接成功率，端塞焊接不良的核燃料棒在參與核反應(yīng)時會造成裂變產(chǎn)物泄漏，進(jìn)而發(fā)生安全事故，所以對核電用鋯管進(jìn)行坡口缺陷檢測尤為重要。

目前，通常采用人工抽樣檢測的方式來檢測坡口質(zhì)量，由于核燃料具有輻射性，長期暴露于核輻射環(huán)境中對工作人員的身體健康不利。此外，人工檢測效率較低，無法實現(xiàn)在線全檢，限制了整條焊接產(chǎn)線的效率。此外，人工檢測結(jié)果與人的主觀判斷相關(guān)聯(lián)，無法保證檢測標(biāo)準(zhǔn)的一致性。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供一種坡口缺陷檢測算法及裝置，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種坡口缺陷檢測系統(tǒng)，適于檢測管狀元件端部的環(huán)形坡口的缺陷，所述系統(tǒng)包括：視覺組件，包括環(huán)形光源和位于所述環(huán)形光源后方的鏡頭、相機(jī)，所述環(huán)形光源適于對所述環(huán)形坡口進(jìn)行環(huán)形光打光，所述鏡頭和相機(jī)適于采集坡口圖像；傳動組件，適于帶動所述管狀元件移動，以使所述管狀元件位于所述環(huán)形光源的前方且與所述環(huán)形光源同軸；計算設(shè)備，與所述相機(jī)相連，適于獲取坡口圖像，以及根據(jù)所述坡口圖像來檢測所述環(huán)形坡口的缺陷。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的坡口缺陷檢測系統(tǒng)中，所述視覺組件還包括同軸光源，所述同軸光源位于所述環(huán)形光源和所述鏡頭之間且與所述環(huán)形光源同軸，適于對所述環(huán)形坡口進(jìn)行同軸光打光。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的坡口缺陷檢測系統(tǒng)中，包括對稱設(shè)置的兩組視覺組件，所述兩組視覺組件適于分別采集所述管狀元件兩端的坡口圖像。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的坡口缺陷檢測系統(tǒng)中，還包括：保護(hù)罩，適于遮罩所述視覺組件；遮光罩，位于所述保護(hù)罩前方且與保護(hù)罩可轉(zhuǎn)動連接，所述遮光罩的前壁上設(shè)置有適于容納所述管狀元件的豁口，所述前壁的內(nèi)側(cè)設(shè)置有彈性遮光部件。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的坡口缺陷檢測系統(tǒng)中，所述視覺組件還包括：環(huán)形光源調(diào)節(jié)模塊，與所述環(huán)形光源連接，適于調(diào)整環(huán)形光源的位置；相機(jī)調(diào)節(jié)模塊，與所述相機(jī)連接，適于調(diào)整所述相機(jī)的位置。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的坡口缺陷檢測系統(tǒng)中，還包括第一底板、第二底板和線性模塊，所述第一底板上固定有所述環(huán)形光源調(diào)節(jié)模塊和所述相機(jī)調(diào)節(jié)模塊；所述線性模塊包括驅(qū)動裝置、導(dǎo)向裝置和滑動端子，所述導(dǎo)向裝置固定于所述第二底板上，所述滑動端子的上端與所述第一底板連接，所述驅(qū)動裝置適于驅(qū)動所述滑動端子在所述導(dǎo)向裝置中滑動，以使所述第一底板以及固定于第一底板上的視覺組件線性運動。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的坡口缺陷檢測系統(tǒng)中，所述傳動組件包括水平傳動模塊和豎直傳動模塊，所述水平傳動模塊設(shè)置于所述環(huán)形光源的光軸的下方，適于帶動所述管狀元件在水平方向移動；所述豎直傳動模塊適于帶動所述管狀元件在所述環(huán)形光源的光軸所在的垂面上上下移動。