CN108760893B - 一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声损伤检测辅助技术领域，具体涉及一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统，具体包括楔块、摄像头、支撑架、夹持装置、显示屏、计算机、投影仪、辅助照明设备；本发明采用楔块固定安装超声探头，并在楔块上设置块位置标识（11）、探头方向标识，以便摄像头采集摄像头位置，同时摄像头将采集的待测零件的图像信息传输至计算机，计算机计算出超声导波传输轨迹并将信号传输至投影仪投影至待测零件的对应位置，采用本发明可以为超声信号接收点的选择提供直观的参考，以减少人工测量零件尺寸和计算的工作量，缩短对待测零件的检测周期，同时保证接收到正确的超声信号。

Description

一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统
技术领域
本发明涉及超声损伤检测辅助技术领域，具体涉及一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统。
背景技术
在实际超声检测中，待检测对象往往是CAD模型未知的工件，要对这些工件，尤其是曲面工件进行超声检测，就需要测量以获得零件表面数据，并通过超声探头位置计算超声传播的路径，以保证接受到正确的超声信号。
有关辅助超声检测以提高超声检测效率的技术已有公开技术文件，如：“超声检测用扫查架”（201720589217.X）提供了一种能实现超声检测和滑行距离检测的同步进行的扫查架，它通过编码器检测在待检测件的表面计米轮的滚动实现距离的检测，将超声探头安装在扫查架上进行超声检测。但该方法不能判断超声反射的位置，故不能保证接受信号的正确。
目前通过图像识别技术提取目标物体的轮廓是可行的，尤其是静态图像的物体轮廓，是因为它能够忽略背景和噪声干扰的影响。另外，通过计算机图像处理技术能够得到轮廓收束为平滑曲线或直线。但尚未发现通过图像识别技术将超声导波轨迹可视化的相关公开技术文件。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统，可以为超声信号接收点的选择提供直观的参考，以减少人工测量零件尺寸和计算工作量，缩短检测时间周期，同时保证接收到的超声信号的正确性。具体技术方案如下：
一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统包括楔块、摄像头、支撑架、夹持装置、显示屏、计算机、投影仪、辅助照明设备；所述摄像头、投影仪固定安装在支撑架的顶部，所述夹持装置安装在支撑架的底部，待测零件固定安装在夹持装置上，楔块通过耦合剂与待测零件粘合连接；所述摄像头、显示屏、投影仪、辅助照明设备分别与计算机连接；所述楔块上设置楔块位置标识、探头方向标识、超声探头安装槽；所述超声探头安装槽用于安装超声探头；所述摄像头正对楔块上的楔块位置标识、探头方向标识；所述投影仪正对待测零件；
所述摄像头用于采集待测零件的图像信息以及楔块上的楔块位置标识、探头方向标识的图像信息，并将采集到的图像信息传输至计算机，所述计算机利用图像识别技术辨识待测零件的轮廓以及超声探头的位置，并将待测零件的轮廓辨识结果和超声探头位置的辨识结果用于计算超声导波的传播轨迹，所述计算机将待测零件的轮廓辨识结果和计算出的超声导波的传播轨迹传输至显示屏进行显示，同时通过投影仪将待测零件的轮廓辨识结果和计算出的超声导波的传播轨迹投影至待测零件的对应位置上；所述辅助照明设备用于为摄像头工作时提供辅助照明。
优选地，所述摄像头为可变焦摄像头。
优选地，所述辅助照明设备可调节照明亮度。
优选地，所述夹持装置包括底座、电机、螺栓、固定抓手、移动抓手；所述电机包括电机轴，所述电机轴上设置有螺纹；所述底座上部设置滑动槽，所述电机设置在底座一侧，且电机轴通过通孔穿设在底座的内部；所述滑动槽设置在电机轴的上方，所述固定抓手固定在底座上并设置在远离电机的另一侧，且固定抓手固定在滑动槽的一端；所述移动抓手设置在滑动槽内部且移动抓手可在滑动槽内来回移动；所述移动抓手与螺栓连接，电机轴上的螺纹与螺栓上的螺纹配合，使得移动抓手可在滑动槽内来回移动；将待测零件放置在固定抓手和移动抓手之间，启动电机，电机轴旋转并与螺栓配合使得移动抓手可在滑动槽内来回移动，从而实现夹持待测零件。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统，通过夹持装置夹持待测零件，采用楔块固定安装超声探头，并在楔块上设置块位置标识、探头方向标识，以便摄像头采集摄像头位置，同时摄像头将采集的待测零件的图像信息传输至计算机，计算机计算出超声导波传输轨迹并将信号传输至投影仪投影至待测零件的对应位置，采用本发明可以为超声信号接收点的选择提供直观的参考，以减少人工测量零件尺寸和计算的工作量，缩短对待测零件的检测周期，同时保证接收到正确的超声信号。
附图说明
图1为本发明一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统的结构示意图；
图2为本发明中楔块的结构示意图；
图3为本发明中夹持装置的结构示意图；
图4为本发明中夹持装置的剖面示意图；
图5为本发明一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统的工作流程图；
其中：
1：楔块、2：摄像头、3：支撑架、4：夹持装置、5：显示屏、6：计算机、7：投影仪、8：辅助照明设备、9：待测零件；
11：块位置标识、12：探头方向标识、13：超声探头安装槽；
41：底座、42：电机、43：螺栓、44：固定抓手、45：移动抓手；
411：滑动槽、421：电机轴、4211：螺纹。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统包括楔块1、摄像头2、支撑架3、夹持装置4、显示屏5、计算机6、投影仪7、辅助照明设备8；摄像头2、投影仪7固定安装在支撑架3的顶部，夹持装置4安装在支撑架3的底部，待测零件9固定安装在夹持装置4上，楔块1通过耦合剂与待测零件9粘合连接；摄像头2、显示屏5、投影仪7、辅助照明设备8分别与计算机6连接。
如图2所示，楔块1上设置楔块位置标识11、探头方向标识12、超声探头安装槽13；超声探头安装槽13用于安装超声探头；摄像头2正对楔块1上的楔块位置标识11、探头方向标识12；投影仪7正对待测零件9；
摄像头2用于采集待测零件9的图像信息以及楔块1上的楔块位置标识11、探头方向标识12的图像信息，并将采集到的图像信息传输至计算机6，计算机6利用图像识别技术辨识待测零件9的轮廓以及超声探头的位置，并将待测零件9的轮廓辨识结果和超声探头位置的辨识结果用于计算超声导波的传播轨迹，计算机6将待测零件9的轮廓辨识结果和计算出的超声导波的传播轨迹传输至显示屏5进行显示，同时通过投影仪7将待测零件9的轮廓辨识结果和计算出的超声导波的传播轨迹投影至待测零件9的对应位置上；辅助照明设备用于为摄像头2工作时提供辅助照明。
其中，摄像头2为可变焦摄像头。辅助照明设备8可调节照明亮度。楔块位置标识11是能指示所处平面位置的正方形，探头方向标识12是与超声探头角度同方向的带状图形。
如图3和图4所示，夹持装置4包括底座41、电机42、螺栓43、固定抓手44、移动抓手45；电机42包括电机轴421，电机轴421上设置有螺纹4211；底座41上部设置滑动槽411，电机42设置在底座41一侧，且电机轴421通过通孔穿设在底座41的内部；滑动槽411设置在电机轴421的上方，固定抓手44固定在底座41上并设置在远离电机42的另一侧，且固定抓手44固定在滑动槽411的一端；移动抓手45设置在滑动槽411内部且移动抓手45可在滑动槽411内来回移动；移动抓手45与螺栓43连接，电机轴421上的螺纹4211与螺栓43上的螺纹配合，使得移动抓手45可在滑动槽411内来回移动；将待测零件9放置在固定抓手44和移动抓手45之间，启动电机42，电机轴421旋转并与螺栓43配合使得移动抓手45可在滑动槽411内来回移动，从而实现夹持待测零件9。
如图5所示，本发明的工作原理为：夹持装置4夹持待测零件9，将楔块1用耦合剂粘贴于待测零件9表面，将超声探头安装在超声探头安装槽13中，调整待测零件9的位置，使得楔块1上的楔块位置标识11、探头方向标识12正对摄像头2，计算机6设定或调整辅助照明设备8的照明亮度或者改变摄像头2的焦距，由摄像头2采集待测零件9的图像信息以及楔块1上的楔块位置标识11、探头方向标识12的图像信息，并将采集到的图像信息转化为数字信号传递给计算机6，计算机6利用图像识别技术辨识待测零件9的轮廓，计算机6根据楔块位置标识11的辨识结果与标准正方形的差异来对辨识结果进行修正，即识别正方形的楔块位置标识11的四个顶点的坐标，通过标准正方形四个顶点的坐标计算转换矩阵，并通过转换矩阵校正对楔块位置标识11的辨识结果图像。计算机6通过探头方向标识12对超声导波入射位置及角度进行辨识，超声导波入射角度与探头方向标识12的方向一致，再根据得到的坐标计算转换矩阵并对探头方向进行修整。计算机6结合辨识的待测零件9的轮廓和对超声探头位置的辨识结果计算超声导波的传播轨迹，并将待测零件9的轮廓辨识结果和预测的超声导波传播轨迹显示在显示屏5上，并通过投影仪7投影至待测零件9的对应位置上。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统，其特征在于：包括楔块（1）、摄像头（2）、支撑架（3）、夹持装置（4）、显示屏（5）、计算机（6）、投影仪（7）、辅助照明设备（8）；所述摄像头（2）、投影仪（7）固定安装在支撑架（3）的顶部，所述夹持装置（4）安装在支撑架（3）的底部，待测零件（9）固定安装在夹持装置（4）上，楔块（1）通过耦合剂与待测零件（9）粘合连接；所述摄像头（2）、显示屏（5）、投影仪（7）、辅助照明设备（8）分别与计算机（6）连接；所述楔块（1）上设置楔块位置标识（11）、探头方向标识（12）、超声探头安装槽（13）；所述超声探头安装槽（13）用于安装超声探头；所述摄像头（2）正对楔块（1）上的楔块位置标识（11）、探头方向标识（12）；所述投影仪（7）正对待测零件（9）；
所述摄像头（2）用于采集待测零件（9）的图像信息以及楔块（1）上的楔块位置标识（11）、探头方向标识（12）的图像信息，并将采集到的图像信息传输至计算机（6），所述计算机（6）利用图像识别技术辨识待测零件（9）的轮廓以及超声探头的位置，并将待测零件（9）的轮廓辨识结果和超声探头位置的辨识结果用于计算超声导波的传播轨迹，所述计算机（6）将待测零件（9）的轮廓辨识结果和计算出的超声导波的传播轨迹传输至显示屏（5）进行显示，同时通过投影仪（7）将待测零件（9）的轮廓辨识结果和计算出的超声导波的传播轨迹投影至待测零件（9）的对应位置上；所述辅助照明设备用于为摄像头（2）工作时提供辅助照明。
2.根据权利要求1所述的一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统，其特征在于：所述摄像头（2）为可变焦摄像头。
3.根据权利要求1所述的一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统，其特征在于：所述辅助照明设备（8）可调节照明亮度。
4.根据权利要求1所述的一种超声损伤检测中导波轨迹可视化辅助系统，其特征在于：所述夹持装置（4）包括底座（41）、电机（42）、螺栓（43）、固定抓手（44）、移动抓手（45）；所述电机（42）包括电机轴（421），所述电机轴（421）上设置有螺纹（4211）；所述底座（41）上部设置滑动槽（411），所述电机（42）设置在底座（41）一侧，且电机轴（421）通过通孔穿设在底座（41）的内部；所述滑动槽（411）设置在电机轴（421）的上方，所述固定抓手（44）固定在底座（41）上并设置在远离电机（42）的另一侧，且固定抓手（44）固定在滑动槽（411）的一端；所述移动抓手（45）设置在滑动槽（411）内部且移动抓手（45）可在滑动槽（411）内来回移动；所述移动抓手（45）与螺栓（43）连接，电机轴（421）上的螺纹（4211）与螺栓（43）上的螺纹配合，使得移动抓手（45）可在滑动槽（411）内来回移动；将待测零件（9）放置在固定抓手（44）和移动抓手（45）之间，启动电机（42），电机轴（421）旋转并与螺栓（43）配合使得移动抓手（45）可在滑动槽（411）内来回移动，从而实现夹持待测零件（9）。
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