发明内容
为了克服上述现有技术中的不足,本发明的目的在于,提供一种基于X射线线阵的轮胎检测系统,包括:检测平台、X光发射装置、U形接收装置、撑扩胎机构、旋转机构、处理子系统以及显示器;
所述检测平台上设置有轮胎安置位,轮胎安置位上设有安置传感器,轮胎安置位的四周设有轮胎定位夹持装置;
所述U形接收装置设置在被测轮胎外侧,接收X射线检测信号;
所述X光发射装置设置在所述检测平台中心位置,所述X光发射装置设有X光发射装置升降机构和X光发射控制命令接收模块;
所述旋转机构设置在所述检测平台底部,所述旋转机构设有旋转电机、用于驱动检测平台旋转的旋转传动盘;
所述处理子系统包括:安置传感接收模块、轮胎定位夹持控制模块、旋转电机控制模块、X光发射控制模块、图像接收缓存模块、图像处理模块、采集线程回调模块;
所述安置传感接收模块用于接收所述安置传感器发送的轮胎安置信号;
所述轮胎定位夹持控制模块用于根据接收的轮胎安置信号,控制所述轮胎定位夹持装置对安置在所述检测平台上的轮胎进行定位固定;
所述X光发射控制模块用于控制所述X光发射装置启动与停止以及控制X光发射装置升降机构升降;
所述旋转电机控制模块用于控制旋转电机运行;
所述图像接收缓存模块用于接收并缓存U形接收装置接收的图像信息;
所述图像处理模块用于通过多线程并行采集和处理所述图像接收缓存模块内的图像信息;
所述采集线程回调模块用于在所述图像处理模块开始采集处理一完整线程的图像信息后,调用回调函数,在回调函数中将所述图像信息进行分解为多行显示信号,并从第一行显示信号逐步发送至所述显示器显示,所述采集线程回调模块采集处理所述显示器显示的下一行显示信号。
优选地,所述处理子系统包括:用于对采集到的图像进行增强细节,抑制噪声及干扰的中值滤波模块;
所述中值滤波模块采用二维十字中值滤波方式;滤波公式为
其中a(x,y)为二维图像中一点值,(x,y)为图像中像素坐标点,取领域范围为m*n,b(x,y)为中值滤波后的值。
优选地,所述处理子系统包括:反锐化掩模模块;
所述反锐化掩模模块采用判断均值和方差的方法确定对比度区域,对图像进行反锐化掩模法进行增强;
所述反锐化掩模模块的反锐化掩模公式为:
设置低、高对比度阈值为T1、T2(T2>T1):当g1<T1,该像素点在低对比度区域;当T1<g1<T2时,该像素点在中对比度区域;当g1>T2,则像素点在高对比度区域。
优选地,所述撑扩胎机构包括:均匀设置在检测平台上的六组扩胎轮、与扩胎轮连接的扩胎臂、扩胎轮控制命令接收模块和扩胎臂控制命令接收模块;
所述处理子系统包括:扩胎轮控制模块、扩胎臂控制模块、
所述扩胎轮控制模块用于控制六组扩胎轮对轮胎侧壁进行撑扩;
所述扩胎臂控制模块用于控制所述扩胎臂将扩胎轮伸入轮胎内部;
优选地,所述轮胎定位夹持装置包括:设置在所述检测平台上的至少四个滑道,每两个滑道相对设置,滑道上设有与滑道相适配并延伸至所述检测平台上方的滑板,所述检测平台下部设有与滑板数量相同,与处理子系统电连接的定位气缸,定位气缸与滑板连接,用于驱动滑板在所述滑道上滑动。
优选地,六组所述扩胎轮设置在所述检测平台上,每组所述扩胎轮均包括:驱动扩胎轮、与驱动扩胎轮啮合连接的上被动轮,与上被动轮啮合连接的下被动轮,与驱动扩胎轮连接的扩胎轮驱动电机;
所述上被动轮和所述下被动轮的外表面分别设有橡胶层,所述上被动轮与轮胎的上胎体帘布层贴合撑扩,所述下被动轮与轮胎的下胎体帘布层贴合撑扩。
优选地,所述上被动轮和所述下被动轮上设有压力传感器;
处理子系统包括:压力传感控制模块、压力设定模块;
所述压力设定模块用于设定撑扩轮胎的撑扩压力值;
所述压力传感控制模块用于接收所述压力传感器感应的感应压力值,当达到设定的撑扩压力值时,控制所述扩胎轮驱动电机停止运行。
优选地,还包括:轮胎延伸检测装置;
所述轮胎延伸检测装置包括:检测臂和与检测臂连接的轮胎延伸量检测机构;
所述轮胎延伸量检测机构设有与轮胎内侧面贴合的贴合座,贴合座上设有至少三个并列设置的贴合台,贴合台之间设有间距;贴合台上设有距离传感器和厚度测量器;
所述距离传感器用于检测贴合台与贴合台之间的间距;所述厚度测量器用于检测轮胎面的厚度;
处理子系统包括与距离传感器电连接的距离接收模块,与厚度测量器电连接的厚度接收模块以及延伸量计算模块;
所述距离接收模块用于接收所述距离传感器检测贴合台与贴合台之间的间距;
所述厚度接收模块用于接收所述厚度测量器检测轮胎面的厚度;
所述延伸量计算模块用于根据所述距离接收模块接收所述距离传感器检测贴合台与贴合台之间的间距以及所述厚度测量器检测轮胎面的厚度计算轮胎的延伸量;
所述贴合台表面设有黏性物质。
优选地,检测平台的外周向设有加温装置;
所述加温装置为环形,或弧形,包裹在被测轮胎外部;
所述加温装置设有距离调节机构。
优选地,所述检测平台上设有定位中心,设置在所述检测平台上的至少四个所述滑道均匀分布在定位中心的四周;
处理子系统包括:轮胎尺寸设定模块、滑板间距获取模块、定位锁定模块;
所述轮胎尺寸设定模块用于设定被测轮胎的外径;
所述滑板间距获取模块用于获取两个相对设置的所述滑板的间距;
所述定位锁定模块用于当两个相对设置的所述滑板的间距等于或小于被测轮胎外径的1~3%时,处理子系统停止控制定位气缸驱动滑板在所述滑道上滑动。
从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
X光发射装置对准轮胎中心位置,X光发射装置开始检查时,图像接收缓存模块接收并缓存U形接收装置接收的图像信息,图像处理模块通过多线程并行采集和处理所述图像接收缓存模块内的图像信息;所述采集线程回调模块在所述图像处理模块开始采集处理一完整线程的图像信息后,调用回调函数,在回调函数中将所述图像信息进行分解为多行显示信号,并从第一行显示信号逐步发送至所述显示器显示,所述采集线程回调模块采集处理所述显示器显示的下一行显示信号,使X光检测的图像具有连续性,提高检测、采集、处理的速度,提高检测效率,而且检测前先定位,并对轮胎的内侧面进行撑扩,增加检测的精准度。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将运用具体的实施例及附图,对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本专利中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种基于X射线线阵的轮胎检测系统,请参阅图1、图2、图3所示,包括:防辐射检测室;防辐射检测室内包括:检测平台1、X光发射装置2、U形接收装置3、撑扩胎机构4、旋转机构5、处理子系统8以及显示器8a;
检测平台1上设置有轮胎安置位,轮胎安置位上设有安置传感器13,轮胎安置位的四周设有轮胎定位夹持装置6;U形接收装置3设置在被测轮胎9外侧,接收X射线检测信号;X光发射装置2设置在检测平台1中心位置,X光发射装置2设有X光发射装置升降机构21和X光发射控制命令接收模块;
撑扩胎机构4包括:均匀设置在检测平台1上的六组扩胎轮、与扩胎轮连接的扩胎臂、扩胎轮控制命令接收模块和扩胎臂控制命令接收模块;
旋转机构5设置在检测平台1底部,旋转机构5设有旋转电机52、用于驱动检测平台1旋转的旋转传动盘51;
处理子系统8包括:安置传感接收模块81、轮胎定位夹持控制模块82、扩胎轮控制模块83、扩胎臂控制模块84、旋转电机控制模块85、X光发射控制模块86、图像接收缓存模块87、图像处理模块62、采集线程回调模块63;
安置传感接收模块81用于接收安置传感器13发送的轮胎安置信号;轮胎定位夹持控制模块82用于根据接收的轮胎安置信号,控制轮胎定位夹持装置6对安置在检测平台1上的轮胎9进行定位固定;扩胎轮控制模块83用于控制六组扩胎轮伸入轮胎内部对轮胎侧壁进行撑扩;扩胎臂控制模块84用于控制扩胎臂14伸入轮胎内部对轮胎胎面进行撑扩;X光发射控制模块86用于控制X光发射装置5启动与停止以及控制X光发射装置升降机构54升降;旋转电机控制模块85用于控制旋转电机52运行。
所述安置传感接收模块用于接收所述安置传感器发送的轮胎安置信号;
所述轮胎定位夹持控制模块用于根据接收的轮胎安置信号,控制所述轮胎定位夹持装置对安置在所述检测平台上的轮胎进行定位固定;
所述X光发射控制模块用于控制所述X光发射装置启动与停止以及控制X光发射装置升降机构升降;
所述旋转电机控制模块用于控制旋转电机运行;
所述图像接收缓存模块87用于接收并缓存U形接收装置3接收的图像信息;
所述图像处理模块62用于通过多线程并行采集和处理所述图像接收缓存模块87内的图像信息;
所述采集线程回调模块63用于在所述图像处理模块开始采集处理一完整线程的图像信息后,调用回调函数,在回调函数中将所述图像信息进行分解为多行显示信号,并从第一行显示信号逐步发送至所述显示器显示,所述采集线程回调模块63采集处理所述显示器8a显示的下一行显示信号。
可以理解的是,将轮胎安置在检测平台1的轮胎安置位上,触发安置传感器13,使安置传感接收模块81接收安置传感器13发送的轮胎安置信号,轮胎定位夹持控制模块82根据接收的轮胎安置信号,控制轮胎定位夹持装置6对安置在检测平台1上的轮胎9进行定位固定。定位固定完成后,X光发射控制模块86根据轮胎的外形尺寸控制X光发射装置升降机构54升降调整X光发射装置2的高度,使X光发射装置2对准轮胎中心位置,X光发射装置2开始检查时,图像接收缓存模块87接收并缓存U形接收装置3接收的图像信息,图像处理模块62通过多线程并行采集和处理所述图像接收缓存模块87内的图像信息;所述采集线程回调模块63在所述图像处理模块开始采集处理一完整线程的图像信息后,调用回调函数,在回调函数中将所述图像信息进行分解为多行显示信号,并从第一行显示信号逐步发送至所述显示器显示,所述采集线程回调模块63采集处理所述显示器8a显示的下一行显示信号,使X光检测的图像具有连续性,提高检测、采集、处理的速度,提高检测效率,而且检测前先定位,并对轮胎的内侧面进行撑扩,增加检测的精准度。
本实施例中,X射线轮胎检测系统中,由于各种噪声、成像设备及机械结构的影响会使被检测的图像质量下降、分辨率降低、边缘模糊、对比度降低,影响对轮胎图像的缺陷分析和检测。因此为了获得高质量的轮胎图像,需要对采集到的图像进行预处理,以抑制各种噪声干扰,增强图像细节。
所述处理子系统包括:用于对采集到的图像进行增强细节,抑制噪声及干扰的中值滤波模块64;中值滤波是非线性平滑滤波方式,是把图像中一点的值用该点的邻域内的各点的中值来代替,让范围内灰度值变化大的点改成与周围像素值接近,从而去除噪声点。
所述中值滤波模块64采用二维十字中值滤波方式,如图5所示,滤波公式为
其中a(x,y)为二维图像中一点值,(x,y)为图像中像素坐标点,取领域范围为m*n,b(x,y)为中值滤波后的值。
由于图像的边缘和噪声的灰度值都变化较快,而普通的中值滤波能改变噪声点的灰度值,但图像的边缘信息有时也会被改变。图像中的噪声点往往都是滤波窗口范围内变化较大的点,而边缘点的变化比较平滑,所以可以通过改进中值滤波方法消除噪声:取3x3或5x5的滤波窗口,扫描每一个像素点的值,如果该值在滤波窗口范围内变化剧烈,则该像素为噪声,采用中值滤波进行处理;如果该值在滤波窗口范围内变化较小,则可判断该像素为边缘像素,不予处理。通过这种方法即可有效的保护图像的边缘信息,提高图像质量。如下图5为中值滤波前的图像,图6中值滤波后的图像。
本实施例中,所述处理子系统包括:反锐化掩模模块65;反锐化掩模图像增强方法是通过将部分图像高频信息叠加到原始图像上,通过调整图像中每个像素点的值来达到边缘和细节增强的目的。
反锐化掩模的基本公式为,
高频信息,β为增强系数值,β值的选取是根据不同的对比度区域不断变化的。
所述反锐化掩模模块65采用判断均值和方差的方法确定对比度区域,对图像进行反锐化掩模法进行增强;
所述反锐化掩模模块65的反锐化掩模公式为:
设置低、高对比度阈值为T1、T2(T2>T1):当g1<T1,该像素点在低对比度区域;当T1<g1<T2时,该像素点在中对比度区域;当g1>T2,则像素点在高对比度区域。
通过对图像进行反锐化掩模法进行增强,可以明显的改善图像质量,如图8为反锐化前的图像,图9为反锐化后的图像。
本实施例中,轮胎定位夹持装置6包括:设置在检测平台1上的至少四个滑道,每两个滑道相对设置,滑道上设有与滑道相适配并延伸至检测平台1上方的滑板,检测平台下部设有与滑板数量相同,与处理子系统4电连接的定位气缸61,定位气缸61与滑板连接,用于驱动滑板在滑道上滑动。
具体的定位方式为:检测平台1上设有定位中心,设置在检测平台1上的至少四个滑道均匀分布在定位中心的四周。滑板设置在滑道的最外侧边缘处,轮胎放置到检测平台1上,轮胎的放置位置在滑板的滑动范围内,安置传感接收模块81接收到安置传感器13发送的轮胎安置信号后,处理子系统8控制定位气缸61推动滑板向定位中心靠近,且所有的定位气缸61同时推动滑板向定位中心靠近。轮胎尺寸设定模块93在检测前接收到设定被测轮胎的外径,滑板间距获取模块94获取两个相对设置的滑板的间距,这里滑板间距获取模块94可以获取检测平台1上任意两个相对设置滑板的间距。当两个相对设置的滑板的间距等于被测轮胎的外径时,定位锁定模块95处理子系统8停止控制定位气缸61驱动滑板在滑道上滑动,这样定位完成。在这个定位过程中,用户事先设定了被测轮胎的外径,处理子系统通过获取两个相对设置的滑板的间距,得到当前的定位距离。由于多个滑板同时向定位中心移动,同时推动被测轮胎,使轮胎逐步靠近定位中心,当达到设定的外径时,即为定位完成。当然这里可以使滑板的移动距离小于被测轮胎的外径,具体小于轮胎外径的1~3%,滑板对轮胎有一定的压持力,使得定位更为准确。如果小于超过轮胎外径的3%,将使轮胎过度变形,影响射线检测的精准度。
本实施例中,六组扩胎轮设置在检测平台1上,每组扩胎轮均包括:驱动扩胎轮11、与驱动扩胎轮11啮合连接的上被动轮121,与上被动轮121啮合连接的下被动轮122,与驱动扩胎轮11连接的扩胎轮驱动电机20;上被动轮121和下被动轮122的外表面分别设有橡胶层,上被动轮121与轮胎的上胎体帘布层9a贴合撑扩,下被动轮122与轮胎的下胎体帘布层9b贴合撑扩。
扩胎臂控制模块84控制扩胎臂14将扩胎轮伸入轮胎9内部;扩胎轮控制模块控制六组扩胎轮驱动电机20,使驱动扩胎轮11带动驱动扩胎轮11运转,使上被动轮121和下被动轮122张开,对轮胎内侧的上胎体帘布层9a和下胎体帘布层9b进行撑扩。这里控制扩胎轮驱动电机20正转为上被动轮121和下被动轮122张开,控制扩胎轮驱动电机20反转为上被动轮121和下被动轮122闭合。上被动轮121和下被动轮122伸入轮胎内部时为闭合状态。使撑扩胎机构能够撑扩不同尺寸的轮胎。
本实施例中,上被动轮121和下被动轮122上设有压力传感器16;
处理子系统8包括:压力传感控制模块88、压力设定模块89;压力设定模块89用于设定撑扩轮胎的撑扩压力值;压力传感控制模块88用于接收压力传感器感应16的感应压力值,当达到设定的撑扩压力值时,控制扩胎轮驱动电机20停止运行。这样可以有效的控制撑扩的力度,能够根据不同车辆上使用的轮胎,不同使用环境下的轮胎控制撑扩压力,防止撑扩压力过大造成轮胎损坏,或者达不到撑扩的力度而影响检测精度。
本实施例中,基于X射线线阵的轮胎检测系统还包括:轮胎延伸检测装置7;轮胎延伸检测装置7包括:检测臂(附图未表示)和与检测臂连接的轮胎延伸量检测机构;
轮胎延伸量检测机构设有与轮胎内侧面贴合的贴合座71,贴合座71上设有至少三个并列设置的贴合台72,贴合台72之间设有间距;贴合台72上设有距离传感器73和厚度测量器74;
距离传感器73用于检测贴合台72与贴合台72之间的间距;厚度测量器74用于检测轮胎面的厚度;
处理子系统8包括与距离传感器73电连接的距离接收模块90,与厚度测量器74电连接的厚度接收模块91以及延伸量计算模块92;
距离接收模块90用于接收距离传感器73检测贴合台72与贴合台72之间的间距;厚度接收模块91用于接收厚度测量器74检测轮胎面的厚度;
延伸量计算模块92用于根据距离接收模块90接收距离传感器73检测贴合台72与贴合台72之间的间距以及厚度测量器74检测轮胎面的厚度计算轮胎的延伸量。
如果只是通过压力传感器16感知撑扩的压力,只能单纯的依靠一种手段控制撑扩力度,这种控制方式是依靠撑扩力来获取轮胎的延伸量,也即轮胎的变形量。无法从轮胎的本身获取轮胎具体的延伸量。而设置贴合座71,由获取贴合座71上贴合台72与贴合台72之间的间距改变来获取轮胎具体的延伸量,这样就可以即通过压力传感器16感知撑扩的压力,再通过贴合台72与贴合台72之间的间距获取轮胎的延伸量,达到了解轮胎具体的延伸量。而且厚度测量器74检测轮胎面的厚度,这里由于轮胎受到撑扩后厚度减小,厚度测量器74检测出轮胎的厚度减小量。
延伸量计算模块92根据距离接收模块90接收距离传感器73检测贴合台72与贴合台72之间的间距以及厚度测量器74检测轮胎面的厚度计算轮胎的延伸量。
这样在检测时,可以通过改变轮胎的撑扩力来改变轮胎的厚度以及延伸量对轮胎进行检测,使检测的结果能够多元化。比如轮胎在未受到撑扩力时,进行一下全周向检测;之后加上较小的撑扩力改变轮胎的厚度以及延伸量对轮胎进行检测,进行一下全周向检测;再加上一定的撑扩力改变轮胎的厚度以及延伸量对轮胎进行检测,进行一下全周向检测;以此类推,可以得到一组轮胎的检测变形量的射线检测报告,使得检测更加贴合实际,再将这些检测量绘制为检测曲线可以得出轮胎在受到不同的撑扩力后的检测报告。也即模仿了轮胎在受到不同的撑扩力后的状态图。
X光检测系统包括至少两个轮胎延伸检测装置,且均有的分布。保证检测的准确性。
贴合台72表面设有黏性物质。可以保证贴合台72与轮胎内侧面贴合紧密。
进一步的,检测平台1的外周向设有加温装置18;加温装置18为环形,或弧形,包裹在被测轮胎外部;加温装置设有距离调节机构。加温装置18可以对轮胎外部进行加温,使轮胎受热。在受热的情况下对轮胎进行检测,达到了在实际的使用状态下,如果轮胎受到高温时的轮胎质量。使厂家进一步了解轮胎的质量情况。而且结合施加在轮胎的撑扩力以及对轮胎外部加温,起到了轮胎在高温以后受到撑扩力或者厚度减薄后,的轮胎质量情况,让厂家更多的了解轮胎的质量发展趋向,能够更好的模拟多种使用环境下的轮胎运行情况。
处理子系统8还包括:工作状态报警器95。当X光检测系统进入工作状态时,工作状态报警器95报警,起到警示工作人员的作用,防止工作人员受到辐射。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。