CN108872253A - 一种手持式红外探伤仪及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种手持式红外探伤仪及其检测方法，红外探伤仪包括壳体和固定于壳体内的红外热像仪和送风装置，送风装置包括电热丝、电热丝安装架和送风件，壳体上设有进风口和出风口，送风件固定于靠近进风口一侧的壳体内；电热丝安装架固定于靠近出风口一侧的壳体内；电热丝缠绕于电热丝安装架上。本发明针对现有闪光灯式激励的不足，将红外热像仪与送风装置结合在一起，采用热风激励的方式，对被检测物的一定区域进行加热，在对物体进行加热的同时利用红外热像仪对检测物的温度进行记录分析处理，可快速实时检测出物体的内部缺陷，大大减轻了整个设备的重量，携带方便，且适用于不同环境，可大大提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及缺陷检测技术领域，特别涉及一种手持式红外探伤仪及其检测方法。
背景技术
热成像检测技术是近些年发展起来的一种无损检测手段，采用热激励对被检测物体进行加热，若被检测物体内部存在缺陷，会使热量在物体内部传输的过程中受到阻挡，部分热能会反射回物体表面，使得热量在物体表面形成差异；因此，通过热像仪记录被检测物的温度，之后根据温度变化实现对被检测物内部缺陷的检测。
然而现有技术中的热成像检测技术大都选用高功率的闪光灯，虽然采用闪光灯使用起来较为方便，但是其体积较大、设备整体重量大，携带不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种手持式红外探伤仪及其检测方法，以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明的一个方面，提供了一种手持式红外探伤仪，包括壳体和固定于壳体内的红外热像仪和送风装置，送风装置包括电热丝、电热丝安装架和送风件，壳体上设有进风口和出风口，送风件固定于靠近进风口一侧的壳体内；电热丝安装架固定于靠近出风口一侧的壳体内；电热丝缠绕于电热丝安装架上。
本发明的有益效果是：针对现有闪光灯式激励的不足，将红外热像仪与送风装置结合在一起，采用热风激励的方式，对被检测物的一定区域进行加热，在对物体进行加热的同时利用红外热像仪对检测物的温度进行记录分析处理，可快速实时检测出物体的内部缺陷，大大减轻了整个设备的重量，携带方便，且适用于不同环境，可大大提高检测效率。使用时，送风件可将外界的风从进风口处引进到壳体内，并使其经电热丝安装架的间隙将电热丝产生的热量从出风口处带出，以使热量到达被检测物的表面，对被检测物进行加热。
进一步：红外探伤仪还包括位于送风装置与红外热像仪之间，及位于送风装置与壳体之间的隔热材料。
上述进一步方案的有益效果是：通过上述设置，可阻挡电热丝的热量向热像仪、壳体处扩散，对热像仪和壳体均起到一定的保护作用。
进一步：送风装置为风扇，风扇包括电机和风叶，电机固定于壳体内，风叶固定于电机的输出轴上。
进一步：电热丝安装架包括固定于壳体内的多个安装板，多个安装板呈圆周分布于红外热像仪的外周；电热丝缠绕于多个安装板上。
上述进一步方案的有益效果是：可有效的减小电热丝安装架的重量，以进一步的减小红外热探伤仪的整体重量，便于携带。
进一步：电热丝安装架的材质为云母或石棉。
上述进一步方案的有益效果是：云母和石棉均为优良的耐高温绝缘材料。
进一步：红外探伤仪还包括电源和电源开关，电热丝、电源和电源开关依次电连接形成回路；送风件、电源和电源开关依次电连接形成回路；电源固定于壳体内。
上述进一步方案的有益效果是：通过电源开关可控制电源是否给电热丝和送风件供电，以控制送风件和电热丝的启停。
进一步：红外探伤仪还包括温控开关，温控开关串连于电源与电热丝之间；温控开关固定于靠近红外热像仪处的隔热材料内。
上述进一步方案的有益效果是：通过设置温控开关可在壳体内温度超过预设温度时，温控开关断开，切断电热丝与电源间的连接，电热丝停止工作，对设备起到保护的作用。
进一步：红外探伤仪还包括控制板，红外热像仪、电热丝、送风件、电源与控制板电连接；控制板上集成有通信模块，通信模块采用有线或无线通信方式与外界服务器连接。
上述进一步方案的有益效果是：通信模块可将红外热像仪采集到的数据传送至外界服务器，利于操作人员调用。
进一步：红外探伤仪还包括手柄，手柄的一端固定于壳体外。
上述进一步方案的有益效果是：可手持，使用时更加方便。
本发明的另一个方面，提供了一种手持式红外探伤仪的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：开启电热丝和送风件，送风件将外界的风带入红外探伤仪内且经电热丝安装架的间隙，将电热丝产生的热量送至被检测物表面，同时红外热像仪开始采集、存储被检测物表面的红外序列热图；
步骤二：在对被检测物表面加热t秒后，关闭红外热像仪、电热丝和送风件，得到K张被检测物表面的M*N红外序列热图；
步骤三：对得到的红外系列热图中的每个点处的像素值进行傅立叶变换，并得到幅值和相位；
其中，傅里叶变换公式为：
其中，幅值的计算公式为：
A(k)＝|f(k)|
其中，相位的计算公式为：
其中,(i,j)为每个点在红外序列热图中的坐标值，f(i,j)为序列图像中(i,j)处的像素值，k为第k张图像；
步骤四：将步骤三中获得热图序列中的幅值和相位分别组成矩阵，转化成幅值图像和相位图像，得到整个序列的相位图和幅值图；
步骤五：根据步骤四中的最大相位图可明显的得出是否存在缺陷。
附图说明
图1为本发明一种手持式红外探伤仪的内部结构示意图；
图2为本发明一种手持式红外探伤仪的外部结构示意图；
图3为本发明一种手持式红外探伤仪的电学原理框图。
图中：1为壳体、11为进风口、12为出风口、121为聚风罩、2为红外热像仪、3为送风装置、31为电热丝、32为电热丝安装架、321为安装板、33为送风件、331为电机、332为风叶、4为隔热材料、5为电源、6为电源开关、7为控制板、71为通信模块、8为温度调节按钮、9为风速调节按钮、10为温控开关、102为手柄。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至图3所示，本发明实施例1一种手持式红外探伤仪，包括壳体1和固定于壳体1内的红外热像仪2和送风装置3，送风装置3包括电热丝31、电热丝安装架32和送风件33，壳体1上设有进风口11和出风口12，送风件33固定于靠近进风口11一侧的壳体1内；电热丝安装架32固定于靠近出风口12一侧的壳体1内；电热丝31缠绕于电热丝安装架32上。
将红外热像仪2与送风装置3结合在一起，采用热风激励的方式，对被检测物的一定区域进行加热，在对物体进行加热的同时利用红外热像仪2对检测物的温度进行记录分析处理，可快速实时检测出物体的内部缺陷，大大减轻了整个设备的重量，携带方便，且适用于不同环境，可大大提高检测效率。使用时，送风件33可将外界的风从进风口11处引进到壳体1内，并使其经电热丝安装架32的间隙将电热丝31产生的热量从出风口12处带出，以使热量到达被检测物的表面，对被检测物进行加热。
如图1所示，本发明实施例2一种手持式红外探伤仪，在实施例1的基础上，红外探伤仪还包括位于送风装置3与红外热像仪2之间，及位于送风装置3与壳体1之间的隔热材料4。
通过上述设置，可阻挡电热丝31的热量向热像仪、壳体1处扩散，对热像仪和壳体1均起到一定的保护作用。
本发明实施例3一种手持式红外探伤仪，在实施例2的基础上，隔热材料4可选用石棉、热尼龙、PEEK等。
如图1所示，本发明实施例4一种手持式红外探伤仪，在实施例1的基础上，送风件33为风扇，风扇包括电机331和风叶332，电机331固定于壳体1内，风叶332固定于电机331的输出轴上。
如图1所示，本发明实施例5一种手持式红外探伤仪，在实施例1的基础上，电热丝安装架32包括固定于壳体1内的多个安装板321，多个安装板321呈圆周分布于红外热像仪2的外周；电热丝31缠绕于多个安装板321上。可有效的减小电热丝安装架32的重量，以进一步的减小红外热探伤仪的整体重量，便于携带。安装板321的数量可选为三个、四个、五个等。多个安装板321优选为呈圆周状均分布。使得电热丝安装架32的结构对称，各个安装板321的受力均衡。
本发明实施例6一种手持式红外探伤仪，在实施例1的基础上，电热丝安装架32包括固定于壳体1内的多个安装板321，多个安装板321位于红外热像仪2的上方或下方；电热丝31缠绕于多个安装板321上。安装板321的数量可选为三个、四个、五个等。多个安装板321优选为呈圆周状均分布。使得电热丝安装架32的结构对称，各个安装板321的受力均衡。
本发明实施例7一种手持式红外探伤仪，在实施例1的基础上，电热丝安装架32包括固定于壳体1内的多个安装板321，多个安装板321位于红外热像仪2靠近或远离出风口12的一侧；电热丝31缠绕于多个安装板321上。安装板321的数量可选为三个、四个、五个等。多个安装板321优选为呈圆周状均分布。使得电热丝安装架32的结构对称，各个安装板321的受力均衡。
本发明实施例8一种手持式红外探伤仪，在实施例1的基础上，电热丝安装架32的材质为云母或石棉。云母和石棉均为优良的耐高温绝缘材料。
如图3所示，本发明实施例9一种手持式红外探伤仪，在实施例1至8中任一实施例的基础上，红外探伤仪还包括电源5和电源开关6，电热丝31、电源5和电源开关6依次电连接形成回路；送风件33、电源5和电源开关6依次电连接形成回路；电源5固定于壳体1内。通过电源开关6可控制电源5是否给送风件33和电热丝31供电，以控制送风件33和电热丝31的启停。
如图3所示，本发明实施例10一种手持式红外探伤仪，在实施例2的基础上，红外探伤仪还包括温控开关10，温控开关10串联于电热丝31与电源5之间；温控开关10固定于靠近红外热像仪2处的隔热材料4上。通过设置温控开关10，可在壳体1内的温度超过预设温度时，温度开关10断开，切断电热丝31与电源5的连接，电热丝31停止工作，对设备起到保护的作用。温控开关10可根据实际情况选择不同温度的温控开关。
如图3所示，本发明实施例11一种手持式红外探伤仪，在实施例8的基础上，红外探伤仪还包括控制板7，红外热像仪2、电热丝31、送风件33和电源5均与控制板7电连接；控制板7上集成有通信模块71，通信模块71采用有线或无线通信方式与外界服务器连接。通信模块71可将红外热像仪2采集到的数据传送至外界服务器，利于操作人员调用。无线通信方式为WI F I通信、3G通信或4G通信。
本发明实施例12一种手持式红外探伤仪，在实施例11的基础上，红外探伤仪还包括温度调节按钮8和风速调节按钮9，温度调节按钮8和风速调节按钮9均与控制板7电连接。操作人员可通过温度调节按钮8和风速调节按钮9实现对温度和风速的调节。
如图1和图2所示，本发明实施例13一种手持式红外探伤仪，在实施例12的基础上，红外探伤仪还包括手柄102，手柄102的一端固定于壳体1外。可手持，使用时更加方便。
本发明实施例14一种手持式红外探伤仪，在实施例13的基础上，电源开关6、温度调节按钮8和风速调节按钮9均可固定于手柄102上。更加利于操作人员操作。
如图1和图2所示，本发明实施例15一种手持式红外探伤仪，在实施例1的基础上，壳体1在出风口12处设有聚风罩121。可对从出风口12处吹出的热风进行汇聚，提升对被检测物的加热效果。
本发明实施例16一种手持式红外探伤仪的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：开启电热丝31和送风件33，送风件33将外界的风带入红外探伤仪内且经电热丝安装架32的间隙，将电热丝31产生的热量送至被检测物表面，同时红外热像仪2开始采集、存储被检测物表面的红外序列热图；
步骤二：在对被检测物表面加热t秒后，关闭红外热像仪2、电热丝31和送风件33，得到K张被检测物表面的M*N红外序列热图；
步骤三：对得到的红外系列热图中的每个点处的像素值进行傅立叶变换，并得到幅值和相位；
其中，傅里叶变换公式为：
其中，幅值的计算公式为：
A(k)＝|f(k)|
其中，相位的计算公式为：
其中,(i,j)为每个点在红外序列热图中的坐标值，f(i,j)为序列图像中(i,j)处的像素值，k为第k张图像；
步骤四：将步骤三中获得热图序列中的幅值和相位分别组成矩阵，转换成幅值图像和相位图像，得到整个序列的相位图和幅值图；
步骤五：根据步骤四中的最大相位图可明显的得出是否存在缺陷。
以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种手持式红外探伤仪，其特征在于：包括壳体(1)和固定于所述壳体(1)内的红外热像仪(2)和送风装置(3)，所述送风装置(3)包括电热丝(31)、电热丝安装架(32)和送风件(33)，所述壳体(1)上设有进风口(11)和出风口(12)，所述送风件(33)固定于靠近所述进风口(11)一侧的所述壳体(1)内；所述电热丝安装架(32)固定于靠近所述出风口(12)一侧的所述壳体(1)内；所述电热丝(31)缠绕于所述电热丝安装架(32)上。
2.根据权利要求1所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述红外探伤仪还包括位于所述送风装置(3)与所述红外热像仪(2)之间，及位于所述送风装置(3)与所述壳体(1)之间的隔热材料(4)。
3.根据权利要求1所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述送风件(33)为风扇，所述风扇包括电机(331)和风叶(332)，所述电机(331)固定于所述壳体(1)内，所述风叶(332)固定于所述电机(331)的输出轴上。
4.根据权利要求1所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述电热丝安装架(32)包括固定于所述壳体(1)内的多个安装板(321)，多个所述安装板(321)呈圆周分布于所述红外热像仪(2)的外周；所述电热丝(31)缠绕于多个所述安装板(321)上。
5.根据权利要求1所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述电热丝安装架(32)的材质为云母或石棉。
6.根据权利要求2所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述红外探伤仪还包括电源(5)和电源开关(6)，所述电热丝(31)、所述电源(5)和所述电源开关(6)依次电连接形成回路；所述送风件(33)、所述电源(5)和所述电源开关(6)依次电连接形成回路；所述电源(5)固定于所述壳体(1)内。
7.根据权利要求6所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述红外探伤仪还包括温控开关(10)，所述温控开关(10)串联于所述电热丝(31)与所述电源(5)之间；所述温控开关(10)固定于靠近所述红外热像仪(2)处的隔热材料(4)上。
8.根据权利要求6所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述红外探伤仪还包括控制板(7)，所述红外热像仪(2)、所述电热丝(31)、所述送风件(33)和所述电源(5)均与所述控制板(7)电连接；所述控制板(7)上集成有通信模块(71)，所述通信模块(71)采用有线或无线通信方式与外界服务器连接。
9.根据权利要求1所述一种手持式红外探伤仪，其特征在于：所述红外探伤仪还包括手柄(102)，所述手柄(102)的一端固定于所述壳体(1)外。
10.一种根据权利要求1至9任一项所述的一种手持式红外探伤仪的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：开启电热丝(31)和送风件(33)，所述送风件(33)将外界的风带入红外探伤仪内且经电热丝安装架(32)的间隙，将所述电热丝(31)产生的热量送至被检测物表面，同时红外热像仪(2)开始采集、存储被检测物表面的红外序列热图；
步骤二：在对被检测物表面加热t秒后，关闭所述红外热像仪(2)、所述电热丝(31)和所述送风件(33)，得到K张被检测物表面的M*N红外序列热图；
步骤三：对得到的红外系列热图中的每个点处的像素值进行傅立叶变换，并得到幅值和相位；
其中，傅里叶变换公式为：
其中，幅值的计算公式为：
A(k)＝|f(k)|
其中，相位的计算公式为：
其中,(i,j)为每个点在红外序列热图中的坐标值，f(i,j)为序列图像中(i,j)处的像素值，k为第k张图像；
步骤四：将步骤三中获得热图序列中的幅值和相位分别组成矩阵，转化成幅值图像和相位图像，得到整个序列的相位图和幅值图；
步骤五：根据步骤四中的最大相位图可明显的得出是否存在缺陷。
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