[發明專利]一種熱疲勞裂紋模擬試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202010111493.1
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111413361A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 胡贇;章廷赟;朱政強;宋敏杰;劉佳明
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N21/88;G06T7/00;G06T7/187;G06T7/62
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 鄧澄宇

本發明公開了一種熱疲勞裂紋模擬試驗裝置及方法，屬于電子溫控及系統檢測領域，熱疲勞裂紋模擬試驗裝置包括：保溫箱，內部形成保溫腔，待測體放置于保溫腔的內部；溫控單元，用于調節保溫腔內部的溫度以模擬待測體的實際使用環境溫度；裂紋圖像識別單元，用于在溫控單元模擬待測體的實際使用環境溫度時，實時采集待測體的照片，并識別照片中待測體上的裂紋。本發明公開的熱疲勞裂紋模擬試驗裝置及方法，可實現模擬實際使用環境溫度并同時檢測待測體是否出現裂紋，利于分析待測體的裂紋產生情況，便于對產品做出改進。

技術領域

本發明涉及電子溫控及系統檢測領域，尤其涉及一種熱疲勞裂紋模擬試驗裝置及方法。

背景技術

一些工件(例如，燈罩等聚合物工件)在氣溫變化較大的環境下使用時，容易在循環熱應力的作用下產生熱疲勞裂紋，導致產品受損，為此需要對產品的性能進行檢測并做出適應性改進。例如，因沙特地區天氣炎熱且晝夜溫差變化大，燈罩等聚合物工件在循環熱應力的作用下，容易產生熱疲勞裂紋。而目前尚缺少能夠模擬燈罩等工件的實際使用環境溫度變化且能對內部燈罩狀況實時進行自動記錄并分析裂紋的裝置及方法。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題在于提出一種熱疲勞裂紋模擬試驗裝置及方法，以實現模擬實際使用環境溫度并同時檢測待測體是否出現裂紋，利于分析待測體的裂紋產生情況，便于對產品做出改進。

一方面，本發明提供了一種熱疲勞裂紋模擬試驗裝置，所述熱疲勞裂紋模擬試驗裝置包括：保溫箱，內部形成保溫腔，待測體放置于所述保溫腔的內部；溫控單元，用于調節所述保溫腔內部的溫度以模擬所述待測體的實際使用環境溫度；裂紋圖像識別單元，用于在所述溫控單元模擬所述待測體的實際使用環境溫度時，實時采集所述待測體的照片，并識別所述照片中所述待測體上的裂紋。

在一個實施例中，所述溫控單元包括：溫度制造器，用于對所述保溫腔的內部進行制冷和/或制熱而改變所述保溫腔內部的溫度；溫度傳感器，其檢測端位于所述保溫腔的內部，所述溫度傳感器用于檢測所述保溫腔內部的溫度；單片機，分別與所述溫度制造器和所述溫度傳感器電連接，所述單片機用于接收所述溫度傳感器的溫度信號，并對所述溫度制造器進行PID控制。

在一個實施例中，所述溫度制造器包括：LMD18200T芯片，與所述單片機電連接；半導體制冷片，與所述LMD18200T芯片電連接，所述半導體制冷片的工作端位于所述保溫腔的內部。

在一個實施例中，所述裂紋圖像識別單元包括：攝像頭，設置于所述保溫腔的內部，所述攝像頭用于在所述溫控單元模擬所述待測體的實際使用環境溫度時，實時采集所述待測體的照片；PC端設備，與所述攝像頭電連接，以用于接收所述攝像頭采集的照片，并根據裂紋識別算法識別所述照片中所述待測體上的裂紋。

在一個實施例中，所述裂紋識別算法包括：

通過rgb2gray將所述攝像頭采集的彩色圖像轉換為灰度圖像；

通過edge和sobel算子對所述灰度圖像提取邊緣圖像；

通過imclose對所述邊緣圖像進行閉運算，以填充所述邊緣圖像中的空隙和光滑化裂紋邊緣區域；

通過bwareaopen和medfilt2去除非裂紋干擾區域；

通過bwlabel對去除非裂紋干擾區域后的圖像中的連通區域進行標記后，使用regionprops和area對連通區域進行標定和測量面積，通過sort對測量的連通區域的面積進行排序，得到面積最大的連通區域，再用bwareaopen去除面積小于面積最大的連通區域的連通區域；

將所述面積最大的連通區域的面積與預設裂紋最小面積進行對比，若所述面積最大的連通區域的面積大于或等于所述預設裂紋最小面積，則彈窗警報。

另一方面，本發明提供了一種熱疲勞裂紋模擬試驗方法，所述方法包括：