本發(fā)明涉及焊縫質(zhì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域,更進一步涉及一種焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù):
材料焊接后,焊縫的質(zhì)量是整個焊接的關(guān)鍵,焊縫的紋理組織類型的不同以及分布的差異對焊接的質(zhì)量影響極大。焊縫的檢測尤為重要,目前針對焊縫紋理組織的檢測方法主要包括:光學顯微法或電子顯微法、x射線法、超聲波法等方法。光學方法需要對焊件進行切割,經(jīng)打磨和腐蝕進行金相制樣,然后再利用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀測樣品的紋理組織的類型和分布,或者拍攝成像進行圖像分析,對操作人員的要求較高且需要將工件切割取樣,破壞了工件的完整性;x射線法利用材料內(nèi)部不同原子產(chǎn)生的x射線干涉以及在某些方向上的強衍射實時成像,x射線具有較強的輻射,會對人體造成一定的傷害,而且檢測速度較慢;超聲波成像法利用超聲波照射材料,材料內(nèi)部紋理組織的類型及其分布的不同會影響超聲波的傳輸特性,信號采集裝置接收信號并分析得出焊縫紋理組織的差異性,超聲波獲取的圖片清晰度較差,紋理組織特征不明顯。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng),在不損傷被測焊件的情況下檢測焊縫的質(zhì)量,可適用于低磁導率的焊件,具體方案如下:
一種焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng),包括對被測焊件進行交變勵磁的交變磁場發(fā)生器;用于向所述被測焊件發(fā)射偏振光、能夠接收其反射偏振光成像的磁光傳感器;所述磁光傳感器的成像信號輸送到處理器中分析處理。
可選地,所述交變磁場發(fā)生器的檢測頻率范圍為20~75hz,電壓小于等于15v。
可選地,所述交變磁場發(fā)生器與所述被測焊件相互固定連接;所述交變磁場發(fā)生器與所述磁光傳感器分別位于所述被測焊件的兩側(cè)。
可選地,所述交變磁場發(fā)生器設(shè)置于運動平臺上,所述運動平臺包括x軸滑軌與y軸滑軌,所述x軸滑軌與所述y軸滑軌上分別設(shè)置用于帶動其平移的電機。
可選地,所述磁光傳感器通過調(diào)節(jié)支架固定于工作平臺上;所述磁光傳感器與所述實測焊件之間的間距為1~2mm。
可選地,所述調(diào)節(jié)支架包括固定座、延伸桿和吊裝桿;所述固定座底部固定在所述工作平臺上,頂部固定連接所述延伸桿,所述延伸桿的末端連接吊裝桿;所述固定座與所述延伸桿之間可拆卸連接,能夠調(diào)節(jié)水平與豎直位置;所述延伸桿與所述吊裝桿可拆卸連接,能夠調(diào)節(jié)水平與豎直位置。
可選地,所述交變磁場發(fā)生器包括u型磁鐵,所述u型磁鐵上環(huán)繞通交流電的線圈。
本發(fā)明公開了一種焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng),包括交變磁場發(fā)生器和磁光傳感器,交變磁場發(fā)生器對被測焊件進行交變勵磁,通過交變磁場發(fā)生器使被測焊件產(chǎn)生交變磁場;磁光傳感器用于向被測焊件發(fā)射偏振光、能夠接收其反射的偏振光并進行成像;磁光傳感器生成的成像信號輸送到處理器中分析處理。
本發(fā)明應(yīng)用于法拉第磁光效應(yīng),當一束偏振光通過具有磁旋光性質(zhì)的磁光薄膜介質(zhì)時,由于外加磁場的存在,光通過該介質(zhì)后,光振動的振動面將轉(zhuǎn)過特定的角度,處理器通過偏轉(zhuǎn)的角度確定哪個部分出現(xiàn)問題。檢測過程不需要損壞被測焊件,實現(xiàn)無損檢測,交變磁場可以用于測量高磁導率與低磁導率的工件的紋理組織特征,適用的范圍更廣。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng)的一種具體結(jié)構(gòu)圖;
圖2為法拉第磁光效應(yīng)的原理圖;
圖3為本發(fā)明的成像原理圖。
其中包括:
工作平臺1、運動平臺2、被測焊件3、磁光傳感器4、交變磁場發(fā)生器5、調(diào)節(jié)支架6、固定座61、延伸桿62、吊裝桿63。
具體實施方式
本發(fā)明的核心在于提供一種焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng),在不損傷被測焊件的情況下檢測焊縫的質(zhì)量,可適用于低磁導率的焊件。
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面將結(jié)合附圖及具體的實施方式,對本申請的焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng)進行詳細的介紹說明。
如圖1所示,為本發(fā)明焊縫紋理組織無損檢測系統(tǒng)的一種具體結(jié)構(gòu)圖,其中包括交變磁場發(fā)生器5、磁光傳感器4和處理器等結(jié)構(gòu),其中磁場發(fā)生器5用于對被測焊件3進行交變勵磁,以使被測焊件3產(chǎn)生磁場,磁場發(fā)生器5產(chǎn)生交變磁場,交變磁場能夠使低磁導率的材料勵磁,例如鋁合金等,因而用于測量高磁導率與低磁導率的工件的紋理組織特征,適用的范圍更廣。磁光傳感器4用于向被測焊件3發(fā)射偏振光、并能夠接收其反射偏振光,根據(jù)接收的反射偏振光成像;磁光傳感器4接收偏振光反射信號并生成圖像,將圖像信號輸送到處理器中分析處理,分析焊縫是否存在缺陷以及缺陷處的特征。
本發(fā)明利用了法拉第磁光效應(yīng),當一束入射偏振光在具有磁疇磁矩的物質(zhì)內(nèi)部傳輸或僅在物質(zhì)表面發(fā)生反射時,光波的偏振光、相位等傳輸光的特性因磁場發(fā)生改變,這種特性稱為磁光效應(yīng)。在相應(yīng)頻率的交變磁場激勵裝置的磁化下,高磁導率及低磁導率材料內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)磁場,由于焊縫組織紋理的不同以及其分布的差異導致焊縫區(qū)域感應(yīng)磁場大小不一致,偏振光在磁光薄膜表面反射后光波的偏振角就不同,包含焊縫紋理組織信息的光信號被固體成像傳感器接收并成像。如圖2所示,為法拉第磁光效應(yīng)的原理圖,入射偏振光a經(jīng)過磁至旋光介質(zhì)d傳播,由于外加磁場b的作用,出射偏振光c轉(zhuǎn)過一定的角度。
如圖3所示,為本發(fā)明的成像原理圖,基于法拉第磁光效應(yīng),led光源03發(fā)的出射光經(jīng)過起偏器04轉(zhuǎn)變?yōu)橐皇窆?,偏振光?jīng)反射鏡05反射并由聚光鏡02匯聚,穿過磁光介質(zhì)09,經(jīng)磁光薄膜010反射面反射,依次經(jīng)過聚光鏡02、反射鏡05、檢偏器06;由于光束傳播方向外加磁場存在,光的偏振面將發(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角被coms相機07采集,將磁場變化的信息轉(zhuǎn)換為光強變化的實時成像,由存儲設(shè)備08采集。交流磁場由電磁鐵01和交流線圈012產(chǎn)生,對焊件011進行勵磁。
在上述方案的基礎(chǔ)上,為了使檢測效果達到最優(yōu),優(yōu)選地交變磁場發(fā)生器5的檢測頻率范圍為20~75hz,包含兩端點值;電壓小于等于15v。
交變磁場發(fā)生器5與被測焊件3相互固定連接,被測焊件3設(shè)置于交變磁場發(fā)生器5上方,交變磁場發(fā)生器5與磁光傳感器4分別位于被測焊件3的兩側(cè)。當然,交變磁場發(fā)生器5只要能夠?qū)崿F(xiàn)勵磁的作用即可,具體的設(shè)置位置可根據(jù)需要進行相應(yīng)的調(diào)整。
交變磁場發(fā)生器5設(shè)置于運動平臺2上,運動平臺2包括x軸滑軌與y軸滑軌,通過兩個滑軌驅(qū)動運動平臺2帶動磁場發(fā)生器5在平面內(nèi)移動;x軸滑軌與y軸滑軌相互垂直,x軸滑軌與y軸滑軌分別用步進電機帶動其平移,從而實現(xiàn)磁場發(fā)生器5在x、y平面運動。磁光傳感器4無法將整個焊縫覆蓋,通過x軸滑軌與y軸滑軌帶動被測焊件沿焊縫的方向移動,使各處均能被磁光傳感器4檢測。
具體地,磁光傳感器4通過調(diào)節(jié)支架6固定于工作平臺1上;調(diào)節(jié)支架6使磁光傳感器4與實測焊件3之間保持間距為1~2mm,包含兩端點值,以使測量精度更加準確。
更進一步,調(diào)節(jié)支架6包括固定座61、延伸桿62和吊裝桿63;固定座61底部固定在工作平臺1上,呈豎直設(shè)置,固定座61的頂部固定連接延伸桿62,延伸桿62呈水平設(shè)置,其末端連接吊裝桿63;吊裝桿63保持豎直,底部連接磁光傳感器4。固定座61與延伸桿62之間可拆卸連接,能夠調(diào)節(jié)延伸桿62的水平與豎直位置;延伸桿62與吊裝桿63可拆卸連接,能夠調(diào)節(jié)吊裝桿63的水平與豎直位置。固定座61、延伸桿62和吊裝桿63三者分別沿軸向設(shè)置多級連接部,通過不同的插接位置實現(xiàn)調(diào)整,最終改變磁光傳感器4所處的位置。
交變磁場發(fā)生器5包括u型磁鐵,u型磁鐵上環(huán)繞通交流電的線圈,u型磁鐵的開口處靠近被測焊件。
對所公開的實施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理,可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。