一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無損檢測(cè)領(lǐng)域，特別是一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)目標(biāo)是鐵磁性管道。本發(fā)明是在被測(cè)管道的外周安裝纏繞了導(dǎo)線的絕緣耐高溫透明罩，并通入高頻電流，利用電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的鄰近效應(yīng)和集膚效應(yīng)，對(duì)被測(cè)管道進(jìn)行主動(dòng)式加熱，同時(shí)用安裝在透明罩上的紅外攝像頭進(jìn)行圖像采集，將圖像信號(hào)通過USB線纜輸入顯示端，通過對(duì)熱像圖進(jìn)行分析，確定管道是否存在缺陷。利用本發(fā)明設(shè)計(jì)的透明罩驅(qū)動(dòng)裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的全方位檢測(cè)；本發(fā)明系統(tǒng)具有檢測(cè)效率高、操作方便的特點(diǎn)。
【專利說明】一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無損檢測(cè)領(lǐng)域，具體的說是一種無損檢測(cè)系統(tǒng)，特別是一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的無損檢測(cè)方法有射線、超聲、磁粉、滲透及紅外等無損檢測(cè)技術(shù)。超聲、射線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用最多，但受檢測(cè)原理影響，射線檢測(cè)成本高、周期長(zhǎng)，不適于現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)；超聲檢測(cè)需要逐點(diǎn)掃描、檢測(cè)效率低，對(duì)小、薄及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件檢測(cè)困難，對(duì)復(fù)合構(gòu)件中的脫粘緊貼型缺陷也無法檢測(cè)；磁粉法限于鐵磁性材料，定量檢測(cè)缺陷深度較為困難；滲透法檢測(cè)程序復(fù)雜，只能檢測(cè)表面開口缺陷，不能檢測(cè)表面多孔性材料。
[0003]紅外無損檢測(cè)技術(shù)是新發(fā)展起來的一項(xiàng)無損檢測(cè)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬、非金屬及復(fù)合材料中存在的裂紋、脫粘等缺陷進(jìn)行檢測(cè)，具有非接觸、檢測(cè)面積大、速度快、在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)；但此項(xiàng)技術(shù)在管道的無損檢測(cè)領(lǐng)域中并未得到廣泛的應(yīng)用。
[0004]紅外無損檢測(cè)技術(shù)按其檢測(cè)方式分為被動(dòng)式檢測(cè)和主動(dòng)式檢測(cè)；主動(dòng)式檢測(cè)是在人工加熱工件的同時(shí)或在加熱后，觀察管道表面的溫度分布.但傳統(tǒng)的加熱方式如通熱空氣，脈沖加熱等方式存在著加熱方式較復(fù)雜，檢測(cè)效率低等問題，電磁感應(yīng)加熱技術(shù)是一種新型的加熱技術(shù)，它根據(jù)電磁感應(yīng)原理，是利用工件中渦流產(chǎn)生的熱量來進(jìn)行加熱的，和傳統(tǒng)的加熱方式相比，它加熱效率高、速度快、可靠性高，易于實(shí)現(xiàn)高溫和局部的加熱，并且在工業(yè)加熱領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0005]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)利用電磁感應(yīng)線圈對(duì)管道外壁進(jìn)行加熱時(shí)，檢測(cè)方便、快捷、易操作，且檢測(cè)效果好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中成本高、周期長(zhǎng)、不適于現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)的不足，提供一種利用紅外技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行全方位檢測(cè)，即基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，以獲得管道缺陷信息的系統(tǒng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括對(duì)被測(cè)管道進(jìn)行主動(dòng)式加熱的加熱裝置、獲取被測(cè)管道熱像圖與進(jìn)行圖像分析的檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)加熱裝置與紅外熱像儀運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；
所述加熱裝置包括套在被測(cè)管道上的透明罩和對(duì)透明罩進(jìn)行加熱的控制板；所述透明罩的中間部位有I?2cm的空白處，在空白處兩邊分布有用于纏繞導(dǎo)線的螺旋型肋片，且導(dǎo)線兩端連接到控制板電路上；所述透明罩的兩端還裝有用于控制透明罩周向運(yùn)動(dòng)的齒條；所述檢測(cè)裝置包括通過支架固定在透明罩上的紅外熱像儀，其鏡頭對(duì)準(zhǔn)透明罩上的空白處；所述紅外熱像儀與計(jì)算機(jī)連接；
所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制透明罩軸向運(yùn)動(dòng)的安裝有滾輪的基座；所述基座上表面還安裝有與透明罩兩端的齒條相配合的齒輪，用于控制透明罩的周向運(yùn)動(dòng)。[0008]進(jìn)一步的，所述透明罩采用絕緣、耐高溫的復(fù)合材料制成。
[0009]進(jìn)一步的，所述透明罩采用可拆分式，在檢測(cè)時(shí)套在被測(cè)管道上，并用螺栓連接，透明罩的內(nèi)徑要比被測(cè)管道外徑大2?3mm，且厚度不超過3mm。
[0010]進(jìn)一步的，所述控制板為全橋或半橋電路組成的控制板，用于為透明罩上纏繞的導(dǎo)線供電，半橋控制板的功率在2.5?20kw，全橋控制板的功率在30?lOOkw。
[0011]進(jìn)一步的，所述紅外熱像儀與支架處的連接采用萬向節(jié)。
[0012]進(jìn)一步的，所述紅外熱像儀為在線式紅外熱像儀。
[0013]進(jìn)一步的，所述的檢測(cè)裝置是利用圖像分析處理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱像儀獲取圖像的實(shí)時(shí)分析處理。
[0014]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)裝置有運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊；所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于控制透明罩軸向運(yùn)動(dòng)的軸向運(yùn)動(dòng)模塊和用于控制透明罩周向運(yùn)動(dòng)的周向運(yùn)動(dòng)模塊。
[0015]進(jìn)一步的，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為小功率伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0016]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的檢測(cè)裝置利用紅外熱像儀可以檢測(cè)到被測(cè)物體的溫度分布，根據(jù)熱像圖來判斷管道是否存在缺陷，由于這種紅外檢測(cè)方式不需要直接接觸被測(cè)管道，具有檢測(cè)速度快，檢測(cè)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)；
2、本發(fā)明利用電磁感應(yīng)線圈對(duì)管道進(jìn)行加熱，這一方法安全、可靠，還可以通過控制板調(diào)節(jié)加熱速率以獲得最好的檢測(cè)效果；
3、在檢測(cè)過程中通過調(diào)節(jié)透明罩的位置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的全方位的檢測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的原理框圖。
[0019]圖中:1_透明罩，2-齒條，3-導(dǎo)線，4-螺旋型肋片，5-支架，6-齒輪，7-基座，8-被測(cè)管道，9-滾輪,10-控制板,11-紅外熱像儀，12-USB線纜，13-計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖1-2以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括對(duì)被測(cè)管道8進(jìn)行主動(dòng)式加熱的加熱裝置、獲取被測(cè)管道8熱像圖與進(jìn)行圖像分析的檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)加熱裝置與紅外熱像儀11運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；
所述加熱裝置包括套在被測(cè)管道8上的透明罩I和對(duì)透明罩I進(jìn)行加熱的控制板10 ；所述透明罩I的中間部位有I?2cm的空白處，在空白處兩邊分布有用于纏繞導(dǎo)線3的螺旋型肋片4，且導(dǎo)線3兩端連接到控制板10電路上；所述透明罩I的兩端還裝有用于控制透明罩I周向運(yùn)動(dòng)的齒條2 ；
所述檢測(cè)裝置包括通過支架5固定在透明罩I上的紅外熱像儀11，其鏡頭對(duì)準(zhǔn)透明罩I上的空白處；所述紅外熱像儀11與計(jì)算機(jī)13通過USB線纜12連接；
所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制透明罩I軸向運(yùn)動(dòng)的安裝有滾輪9的基座7 ;所述基座7上表面還安裝有與透明罩I兩端的齒條2相配合的齒輪6，用于控制透明罩I的周向運(yùn)動(dòng)。
[0022]所述透明罩I采用絕緣、耐高溫的復(fù)合材料制成。
[0023]為了便于透明罩I的拆卸，所述透明罩I采用可拆分式，在檢測(cè)時(shí)套在被測(cè)管道8上，并用螺栓連接，透明罩I的內(nèi)徑要比被測(cè)管道8外徑大2?3mm，且厚度不超過3mm。
[0024]所述控制板10為全橋或半橋電路組成的控制板，用于為透明罩I上纏繞的導(dǎo)線3供電，半橋控制板的功率在2.5?20kw，全橋控制板的功率在30?lOOkw。
[0025]為了方便紅外熱像儀11的活動(dòng)，所述紅外熱像儀11與支架5處的連接采用萬向節(jié)。
[0026]所述紅外熱像儀11為在線式紅外熱像儀。
[0027]為了對(duì)被測(cè)管道8的熱像圖進(jìn)行檢測(cè)及處理，所述的檢測(cè)裝置是利用圖像分析處理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱像儀11獲取圖像的實(shí)時(shí)分析處理。
[0028]為了驅(qū)動(dòng)加熱裝置的透明罩I與固定于透明罩I上的紅外熱像儀11運(yùn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)裝置有運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊；所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于控制透明罩I軸向運(yùn)動(dòng)的軸向運(yùn)動(dòng)模塊和用于控制透明罩I周向運(yùn)動(dòng)的周向運(yùn)動(dòng)模塊。
[0029]所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為小功率伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0030]以下結(jié)合附圖2講述本發(fā)明基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理:
1.對(duì)加熱裝置的控制板10進(jìn)行通電，利用電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)對(duì)被測(cè)管道8進(jìn)行主動(dòng)式加熱；
2.利用檢測(cè)裝置中的紅外熱像儀11捕捉被測(cè)管道8的圖像，并將圖像信息通過USB線纜12輸入到計(jì)算機(jī)13 ；
3.利用圖像處理軟件對(duì)圖像信息進(jìn)行分析處理，判斷被測(cè)管道是否存在缺陷。
[0031]如圖1-2所示，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置利用基座7上的滾輪9實(shí)現(xiàn)透明罩I的軸向運(yùn)動(dòng)，齒輪6和齒條2可以實(shí)現(xiàn)透明罩I的周向運(yùn)動(dòng)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)管道8的全方位檢測(cè)；在檢測(cè)過程中可以通過調(diào)節(jié)控制板10的工作頻率，以改變被測(cè)管道8加熱速率，達(dá)到最佳檢測(cè)效果。
[0032]以上是本發(fā)明一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括對(duì)被測(cè)管道進(jìn)行主動(dòng)式加熱的加熱裝置、獲取被測(cè)管道熱像圖與進(jìn)行圖像分析的檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)加熱裝置與紅外熱像儀運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置； 所述加熱裝置包括套在被測(cè)管道上的透明罩和對(duì)透明罩進(jìn)行加熱的控制板；所述透明罩的中間部位有I?2cm的空白處，在空白處兩邊分布有用于纏繞導(dǎo)線的螺旋型肋片，且導(dǎo)線兩端連接到控制板電路上；所述透明罩的兩端還裝有用于控制透明罩周向運(yùn)動(dòng)的齒條； 所述檢測(cè)裝置包括通過支架固定在透明罩上的紅外熱像儀，其鏡頭對(duì)準(zhǔn)透明罩上的空白處；所述紅外熱像儀與計(jì)算機(jī)連接； 所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制透明罩軸向運(yùn)動(dòng)的安裝有滾輪的基座；所述基座上表面還安裝有與透明罩兩端的齒條相配合的齒輪，用于控制透明罩的周向運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述透明罩采用絕緣、耐高溫的復(fù)合材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述透明罩采用可拆分式，在檢測(cè)時(shí)套在被測(cè)管道上，并用螺栓連接，透明罩的內(nèi)徑要比被測(cè)管道外徑大2?3mm，且厚度不超過3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述控制板為全橋或半橋電路組成的控制板，用于為透明罩上纏繞的導(dǎo)線供電，半橋控制板的功率在2.5?20kw，全橋控制板的功率在30?lOOkw。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外熱像儀與支架處的連接采用萬向節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外熱像儀為在線式紅外熱像儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的檢測(cè)裝置是利用圖像分析處理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外熱像儀獲取圖像的實(shí)時(shí)分析處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)裝置有運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊；所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于控制透明罩軸向運(yùn)動(dòng)的軸向運(yùn)動(dòng)模塊和用于控制透明罩周向運(yùn)動(dòng)的周向運(yùn)動(dòng)模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)熱激勵(lì)方法的管道缺陷紅外檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為小功率伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK103487443SQ201310470878
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】劉康林, 朱亞昆, 鄭榮部, 周立群 申請(qǐng)人:福州大學(xué)