CN109975345B - 基于热辐射的性能检测方法及检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于热辐射的性能检测方法及检测系统。该检测方法利用热辐射对待检测物体进行温度控制，通过向所述待检测物体发射射线束；接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，进而对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图；以及根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果。从而实现了对待检测物体的动态性能检测，实现了利用热辐射检测不同温度下待检测物体的性能，有利于提高性能检测的可靠性。

Description

基于热辐射的性能检测方法及检测系统

技术领域

本申请涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于热辐射的性能检测方法及检测系统。

背景技术

在现代工业生产活动中，对产品进行性能检测是必不可少的生产环节。例如，在锂电池等产品中，若产品性能不达标，常常会因自身发热或者使用环境过热而导致产品出现寿命降低、鼓包、甚至爆炸等问题。但现有技术中，对产品的性能检测方法通常采用在常态环境的静态检测，无法检测在一定外来施加因素如加压、加温、充放电等条件下锂电池内部结构的变化特征，无法对产品投入使用后的质量情况做合理的预估。

发明内容

本申请提供了一种基于热辐射的性能检测方法及检测系统，以提高性能检测的可靠性。

第一方面，本申请提供了一种基于热辐射的性能检测方法，其包括：

利用热辐射对待检测物体进行温度控制，以使所述待检测物体在预设的温度范围内按照预设的温度变化速率产生温度变化；

向所述待检测物体发射射线束；

接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，所述数字图像的数量大于或者等于两张；

对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图；

根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果。

第二方面，本申请提供了一种检测系统，其包括：

红外线辐射源，用于利用热辐射对待检测物体进行温度控制，以使所述待检测物体在预设的温度范围内按照预设的温度变化速率产生温度变化；

射线发射源，用于向所述待检测物体发射射线束；

采集装置，用于接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，所述数字图像的数量大于或者等于两张；

处理装置，所述处理装置包括合并模块以及分析模块，所述合并模块用于对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图；所述分析模块用于根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果。

本申请提供一种基于热辐射的性能检测方法及检测系统。该检测方法利用热辐射对待检测物体进行温度控制，通过向所述待检测物体发射射线束；接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，进而对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图；以及根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果。从而实现了对待检测物体的动态性能检测，实现了利用热辐射检测不同温度下待检测物体的性能，有利于提高性能检测的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的示意流程图；

图2为本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图；

图3为本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图；

图4为本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图；

图5为本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图；

图6为本申请实施例提供的一种检测系统的示意性框图；

图7为本申请实施例提供的一种检测系统的另一示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的示意流程图。该基于热辐射的性能检测方法应用于检测系统中。该检测系统可以安装于各类生产线中，例如锂电池生产线。

在本实施例中，该检测系统包括至少一个射线发射源，该用于向待检测物体发射射线以形成射线束，并通过采集射线束，根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，进而根据数字图像以及预设的比照图像生成检测结果。

如图1所示，该基于热辐射的性能检测方法包括步骤S110～S150。

S110，利用热辐射对待检测物体进行温度控制，以使所述待检测物体在预设的温度范围内按照预设的温度变化速率产生温度变化。

在本实施例中，待检测物体为在生产、测试、使用等环节中需要进行性能检测的物体，例如待检测物体可以是锂电池的电芯。锂电池由电芯和保护电路组成。电芯内部采用螺旋绕制结构，由聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成，正负极被紧紧的包裹在一个充有电解液的铝壳内。

具体实施中，可通过红外线辐射器产生热辐射，以实现利用热辐射对待检测物体进行温度控制。其中，预设的温度范围以及预设的温度变化速率均可根据实际的测试需求进行设定。不同的待检测物体所对应温度变化速率不同，预设的温度变化速率根据待检测物体的类别而具体设定。例如，若待检测物体为锂电池电芯，因锂电池正常工作温度一般在20℃～27℃，充电时电压慢慢逼近4.2V，电池温度也会增加到30℃～40℃，这都属于安全范围，超过45℃会影响电池寿命，甚至引起爆炸。为获得更佳的性能检测效果，预设的温度变化范围可设定为25℃～45℃，预设的温度变化速率设定为±2℃/s。即通过红外线辐射器产生热辐射，以使得所述待检测物体在25℃～45℃之间按照±2℃/s产生温度变化，例如通过热辐射使得锂电池在25℃～45℃范围内以﹢2℃/s的温度变化速率升温。

实施本发明实施例，因红外线辐射器的传热形式是辐射传热，由电磁波传递能量。利用热辐射对待检测物体进行温度控制不仅具有穿透力，且能内外同时加热。另外，无需热传介质传递，热效率良好；温度容易控制，安全性高等。因此可以对待检测物体，特别是无法直接加热的物体(如锂电池电芯等)进行高效率高均匀性的温度控制。

S120，向所述待检测物体发射射线束。

在本实施例中，可通过射线发射源向所述待检测物体发射射线束。其中，射线发射源可以为X射线发射源，即通过X射线发射源向所述待检测物体发射X射线束。

S130，接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，所述数字图像的数量大于或者等于两张。

在本实施例中，通过采集射线束，根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像。

在一实施例中，如图2所示，图2是本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图。在该基于热辐射的性能检测方法中，在步骤S130可以包括步骤S131～S133。

S131，接收向所述待检测物体发射的射线束，对所述射线束进行滤线处理，以滤除射线束中的散射线。

在本实施例中，可通过滤线栅对所述射线束进行滤线处理，以滤除射线束中的散射线。其中，滤线栅可设置于采集摄像机与射线发射源之间。所述滤线栅包括但不限于会聚栅、平行栅、交叉栅以及圆弧栅。

S132，对滤线处理后的射线束进行增强处理，以将所述滤线处理后的射线束转化为可见光束。

在本实施例中，可通过影像增强器对滤线处理后的射线束进行增强处理，以将所述滤线处理后的射线束转化为可见光束。其中，影像增强器具体可以为X-线影像增强器。

S133，根据预设的采集频率采集所述可见光束以生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像。

在本实施例中，可通过采集摄像机根据预设的采集频率采集所述可见光束以生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像。预设的采集频率可根据实际需求进行设定，例如预设的采集频率为每秒十张，即采集摄像机每秒所生成的数字图像的数量为十张。其中，采集摄像机可以为CCD摄像机，CCD是ChargeCoupled Device(电荷耦合器件)的缩写，其为一种半导体成像器件，具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。

在一实施例中，采集摄像机和影像增强器之间可以用中继透镜耦合。

在一实施例中，如图3所示，图3是本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图。在该基于热辐射的性能检测方法中，在步骤S133之前还包括步骤S231。

S231，根据所述预设的温度变化速率生成所述预设的采集频率。

在本实施例中，根据所述预设的温度变化速率生成所述预设的采集频率可通过第一公式计算得出，其中第一公式可以为M＝X/A，其中M表示采集频率，X表示温度变化速率，A表示转换系数。转换系数可根据实际需求进行调整，例如转换系数为0.2。假设所述温度变化速率为+2℃/s，转换系数为0.2，则通过第一公式可计算得出采集频率为10。若采集频率确定即可确定采集摄像机的帧率，具体地，采集摄像机的帧率与采集频率一致，即若采集频率为10，采集摄像机的帧率为10fps，曝光时间为1/10s。因此每一个待检测物体在温度变化的每秒钟将会拍摄10张时间步进间隔为100ms的静态图像。

S140，对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图。

在本实施例中，可通过处理装置对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图。其中，处理装置包括但不限于手机、平板电脑、台式电脑等电子终端。

在一实施例中，如图4所示，图4是本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图。在该基于热辐射的性能检测方法中，在步骤S140可以包括步骤S141～S142。

S141，在每张数字图像中提取所述待检测物体的轮廓线。

在本实施例中，可通过图像插值算法实现在每张数字图像中提取所述待检测物体的轮廓线。其中，图像插值算法为可参考现有技术，在此不再赘述。

S142，根据预设的轮廓线定位点以及预设的轮廓线间隔距离将所述待检测物体的轮廓线进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图。

在本实施例中，预设的轮廓线定位点为预先设定的用于确定数字图像位置的像素点，例如预设的轮廓定位点可以为每张数字图像左下角的第一个像素点。预设的轮廓线间隔距离为预先设定的距离值，用于确定不同数字图像合并后待检测物体轮廓线的间隔距离。其中，预设的轮廓线间隔距离大于轮廓线的最大宽度，以防止轮廓线出现重叠，影响后续对轮廓线的比对。轮廓线形变图包括至少两个以预设的轮廓线间隔距离且按照预设排列规则的轮廓线，其排列方向可以为横向排列也可以为竖向排列。

S150，根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果。

在一实施例中，如图5所示，图5是本申请实施例提供的一种基于热辐射的性能检测方法的另一示意流程图。在该基于热辐射的性能检测方法中，在步骤S150可以包括步骤S151～S153。

S151，计算所述轮廓形变图与预设的比照图像中相同序号的轮廓线之间的最大距离差值。

在本实施例中，在轮廓形变图与预设的比照图像中，分别存在至少两个轮廓线。根据相同的排序规则，轮廓形变图与预设的比照图像中的轮廓线对应唯一的序号。排序规则可以为温度变化的时间先后顺序，温度变化在靠前，序号靠前。通过将轮廓形变图与预设的比照图像中的轮廓线进行比对，以计算所述轮廓形变图与预设的比照图像中相同序号的轮廓线之间的最大距离差值。

例如，通过将轮廓形变图与预设的比照图像重叠，以判断相同序号的轮廓线之间是否重叠；若相同序号的轮廓线之间不重叠，表明轮廓形变图中该序号的轮廓线与预设的比照图像中该序号的轮廓线存在差异，即该序号的轮廓线存在异常，进而计算轮廓形变图与预设的比照图像中该序号的轮廓线的最大距离差值，以根据该最大距离差值以及预设的差值阈值输出检测结果。

S152，判断所述最大距离差值是否大于预设的差值阈值。

在本实施例中，该预设的差值阈值可根据实际检测要求进行设定，例如差值阈值可以为0.3毫米。

S153，若所述最大距离差值大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为不及格；若所述最大距离差值不大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为及格。

在本实施例中，若所述最大距离差值大于预设的差值阈值，表明待检测物体在温度变化过程中，出现的形变大于预设的差值阈值，性能存在异常，进而确定所述待检测物体的检测结果为不及格。若所述最大距离差值不大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为及格。

在本实施例中，该基于热辐射的性能检检测方法利用热辐射对待检测物体进行温度控制，通过向所述待检测物体发射射线束；接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，进而对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图；以及根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果。从而实现了对待检测物体的动态性能检测，实现了利用热辐射检测不同温度下待检测物体的性能，有利于提高性能检测的可靠性。

请参阅图6以及图7，图6以及图7分别为本申请实施例提供的检测系统100的示意性框图以及另一示意性框图。该检测系统100可以该检测系统100可以安装于各类生产线中，例如锂电池生产线。如图6以及图7所示，该检测系统100包括红外线辐射源110、射线发射源120、采集装置130以及处理装置140。

红外线辐射源110，用于利用热辐射对待检测物体进行温度控制，以使所述待检测物体在预设的温度范围内按照预设的温度变化速率产生温度变化。

射线发射源120，用于向所述待检测物体发射射线束。

采集装置130，用于接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，所述数字图像的数量大于或者等于两张。

在一实施例中，如图6以及图7所示，所述采集装置130包括滤线栅131、影像增强器132以及采集摄像机133。

滤线栅131，用于对所述射线束进行滤线处理，以滤除射线束中的散射线。

影像增强器132，用于对滤线处理后的射线束进行增强处理，以将所述滤线处理后的射线束转化为可见光束。

采集摄像机133，用于根据预设的采集频率采集所述可见光束以生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像。其中，采集摄像机133和影像增强器132之间可以用中继透镜134耦合。

在一实施例中，如图6以及图7所示，所述采集装置130还包括处理器135，

处理器135，用于根据所述预设的温度变化速率生成所述预设的采集频率。

处理装置140，所述处理装置140包括合并模块141以及分析模块142，所述合并模块141用于对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图。所述分析模块142用于根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果。

在一实施例中，如图6以及图7所示，所述合并模块141包括提取单元1411以及生成单元1412。

提取单元1411，用于在每张数字图像中提取所述待检测物体的轮廓线。

生成单元1412，用于根据预设的轮廓线定位点以及预设的轮廓线间隔距离将所述待检测物体的轮廓线进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图。

在一实施例中，如图6以及图7所示，所述分析模块142包括计算单元1421、判断单元1422以及确定单元1423。

计算单元1421，用于计算所述轮廓形变图与预设的比照图像中相同序号的轮廓线之间的最大距离差值。

判断单元1422，用于判断所述最大距离差值是否大于预设的差值阈值。

确定单元1423，用于若所述最大距离差值大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为不及格；若所述最大距离差值不大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为及格。

由于说明书前面的实施例已经对该基于热辐射的性能检测方法进行了详细地介绍，所属领域的技术人员在阅读前述的基于热辐射的性能检测方法实施例的技术方案后，可以清楚地得知本实施例中的检测系统100的工作过程。为了说明书的简洁性，在此不对检测系统100的具体工作过程做重复说明。

在本实施例中，由于该检测系统100采用本申请提供的基于热辐射的性能检测方法，使得该检测系统100可实现对待检测物体的动态性能检测，实现了利用热辐射检测不同温度下待检测物体的性能，有利于提高性能检测的可靠性。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于热辐射的性能检测方法，其特征在于，包括：

利用热辐射对待检测物体进行温度控制，以使所述待检测物体在预设的温度范围内按照预设的温度变化速率产生温度变化；

向所述待检测物体发射射线束；

接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，所述数字图像的数量大于或者等于两张；

对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图；

根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果；

所述根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果，包括：

计算所述轮廓形变图与预设的比照图像中相同序号的轮廓线之间的最大距离差值；

判断所述最大距离差值是否大于预设的差值阈值；

若所述最大距离差值大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为不及格；若所述最大距离差值不大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为及格。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，包括：

接收向所述待检测物体发射的射线束，对所述射线束进行滤线处理，以滤除射线束中的散射线；

对滤线处理后的射线束进行增强处理，以将所述滤线处理后的射线束转化为可见光束；

根据预设的采集频率采集所述可见光束以生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设的采集频率采集所述可见光束以生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像之前，包括：

根据所述预设的温度变化速率生成所述预设的采集频率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图，包括：

在每张数字图像中提取所述待检测物体的轮廓线；

根据预设的轮廓线定位点以及预设的轮廓线间隔距离将所述待检测物体的轮廓线进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图。

5.一种检测系统，其特征在于，所述系统包括：

红外线辐射源，用于利用热辐射对待检测物体进行温度控制，以使所述待检测物体在预设的温度范围内按照预设的温度变化速率产生温度变化；

射线发射源，用于向所述待检测物体发射射线束；

采集装置，用于接收向所述待检测物体发射的射线束，并根据所述射线束生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像，所述数字图像的数量大于或者等于两张；

处理装置，所述处理装置包括合并模块以及分析模块，所述合并模块用于对所述数字图像进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图；所述分析模块用于根据所述轮廓线形变图以及预设的比照图像，对所述待检测物体进行检测分析以得出检测结果；

所述分析模块包括：

计算单元，用于计算所述轮廓形变图与预设的比照图像中相同序号的轮廓线之间的最大距离差值；

判断单元，用于判断所述最大距离差值是否大于预设的差值阈值；

确定单元，用于若所述最大距离差值大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为不及格；若所述最大距离差值不大于预设的差值阈值，确定所述待检测物体的检测结果为及格。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述采集装置包括：

滤线栅，用于对所述射线束进行滤线处理，以滤除射线束中的散射线；

影像增强器，用于对滤线处理后的射线束进行增强处理，以将所述滤线处理后的射线束转化为可见光束；

采集摄像机，用于根据预设的采集频率采集所述可见光束以生成用于记载所述待检测物体轮廓的数字图像。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述采集装置还包括：

处理器，用于根据所述预设的温度变化速率生成所述预设的采集频率。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述合并模块包括：

提取单元，用于在每张数字图像中提取所述待检测物体的轮廓线；

生成单元，用于根据预设的轮廓线定位点以及预设的轮廓线间隔距离将所述待检测物体的轮廓线进行合并处理，以生成用于记载所述待检测物体对应的轮廓线形变图。

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