CN110243865A - 微电阻点焊质量双面红外检测系统与检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微电阻点焊质量双面红外检测系统与检测方法，属于微型电阻点焊领域。采用非接触式加热系统与红外反射镜、红外探测仪相配合的主动红外检测方式对微电阻点焊质量进行无损检测。非接触式加热系统在设定时间内对准微电阻点焊接头在进行均匀加热，红外探测仪接收到红外反射镜反射的微电阻点焊接头双面的温度信号，输入到工业计算机的数据采集处理系统。检测方法包括加热系统功率密度调整、检测角度调整等步骤，通过数据分析提取出反应熔核结合情况的图像。这种检测系统首次实现了微电阻点焊质量的无损检测，该系统检测效率高，使用方便。

Description

微电阻点焊质量双面红外检测系统与检测方法

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别涉及微型电阻点焊领域，尤指一种微电阻点焊质量双面红外检测系统与检测方法。

背景技术

微型电阻点焊技术在电池包装、医疗器械、电子装置等制造过程中得到广泛应用，随着智能化技术的发展，对微型电阻点焊质量的要求不断提高。微型电阻点焊工件较薄，一直以来缺乏可靠的质量检测手段。

目前微电阻点焊质量主要依靠人工检测手段，但是质量检测员连续工作极易产生疲劳，易产生漏检部分点焊接头的问题。这种方法不仅效率低，而且也无法科学地、定量检测焊接质量。因此，实现微电阻点焊质量的自动化、智能化检测具有重要现实意义。

目前对常规电阻点焊质量检测方法有超声波检测、射线检测等，尤其是超声波检测在常规点焊检测中取得了良好应用效果。射线检测一般用于铝合金材料的检测，检测效率较高，但是由于点焊接头内部组织结构的复杂性，检测效果并不理想。

超声波无损检测手段在薄件、超薄件方面一直未得到满意的解决方案，检测对象的厚度与超声波探头性能密切相关。在薄件检测中一般要求超声波探头发射频率较高，波形较窄，限于目前技术手段，无法满足工件厚度约小于0.3毫米的微电阻点焊质量检测。

另外，微电阻点焊焊接时间及短，一般持续在2-3毫秒，较高的焊接效率使得超声波在线检测较为困难。因此，现有的点焊接头质量检测方法很难满足微电阻点焊生产的需要，亟待新的检测方法的提出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微电阻点焊质量双面红外检测系统与检测方法，解决了现有技术存在的微电阻点焊薄板焊接的质量检测技术难题。本发明是一种利用非接触式加热系统与红外反射镜、红外探测器相结合的主动红外检测方式。非接触式恒定热源功率加热灯对微电阻点焊接头单面加热，红外反射镜对微电阻点焊接头双面的热图像进行反射，红外探测器接收到热图像，通过数据处理手段显现出微电阻点焊接头内部缺陷、熔核尺寸、虚焊等问题点焊接头。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

微电阻点焊质量双面红外检测系统，闪光灯电子件2、灯丝3、凸透镜Ⅰ4、光学积分球5共同组成非接触式加热模块，并置于非接触式加热模块壳体1内，所述灯丝3固定在闪光灯电子件2上，凸透镜Ⅰ4置于灯丝3和光学积分球5之间，光学积分球5通过支架固定在非接触式加热模块壳体1内；光源性能调理模块壳体8与非接触式加热模块壳体1固定连接，凸透镜Ⅱ6、凹透镜7共同组成光源性能调理模块，并置于光源性能调理模块壳体8内；微型激光瞄准器Ⅰ9.1与微型激光瞄准器Ⅱ9.2固定在光源性能调理模块壳体8的前面，与PCI系统控制模块13连接；工件11上的微电阻点焊接头置于光源性能调理模块的下方，红外反射镜Ⅰ10.1、红外反射镜Ⅱ10.2分别放置在微电阻点焊接头的上下两侧，并分别与红外探测模块12相配合；红外探测模块12、非接触式加热模块通过PCI系统控制模块13与数据分析模块14相连，数据分析模块14与显示模块15相连。

所述的微型激光瞄准器Ⅰ9.1与微型激光瞄准器Ⅱ9.2在PCI系统控制模块13的控制下发射低功率激光对工件11上的微电阻点焊接头进行定位瞄准，确保非接触式加热模块的加热位置瞄准待加热位置。

所述的非接触式加热模块在PCI系统控制模块13的控制下产生高功率的均匀的平行光，并根据检测的微电阻点焊板厚控制加热时间，以获取最佳检测温度；

所述光学积分球5的位置根据下列公式确定：

其中，凸透镜Ⅰ4的焦距为f₀，灯丝3到凸透镜Ⅰ4的距离为l，凸透镜Ⅰ4到光学积分球5的距离为l₀。

所述的光源性能调理模块根据工件(11)上待加热的微电阻点焊接头的面积调整平行光的斑点大小与光源密度，配合加热时间获得最佳检测温度，光源加热面的半径通过下列公式确定：

其中，凸透镜Ⅱ6的焦距为f₁，凹透镜7的焦距为f₂，光学积分球5与凸透镜Ⅱ6之间的距离l₁，凸透镜Ⅱ6与凹透镜7之间的距离为l₂，凸透镜Ⅱ6的通光孔径大小为y₁，加热半径y₂。

所述的非接触式加热模块的热源照射到工件(11)上的微电阻点焊接头，工件(11)上的微电阻点焊接头的热图像经过红外反射镜Ⅰ(10.1)、红外反射镜Ⅱ(10.2)射入红外探测模块(12)；为避免红外探测器受到高功率强光损坏，红外探测模块(12)在光源照射结束后开始工作，将探测到微电阻点焊接头发出的红外光波转化为数字信号。

所述的数据分析模块(14)是工业主机系统，红外探测模块(12)将获得的数字信号传送给数据分析模块(14)中存储；反应微电阻点焊接头的温度随时间变化的多帧热图像的原始数据以矩阵形式存入数据分析模块(14)的数据库中，以保证检测过程的可追溯性。

所述的显示模块15为工业显示器。

本发明的另一目的在于提供一种微电阻点焊质量双面红外检测方法，包括如下步骤：

步骤(1)、根据微电阻点焊接头所在位置，压痕面积范围，调整l₁、l₂间距，确定加热面积；其中l₁为光学积分球5与凸透镜Ⅱ6之间的距离，l₂为凸透镜Ⅱ6与凹透镜7之间的距离；根据微电阻点焊接头工件调整红外检测模块探测距离，以确保获得的红外热图像清晰；

步骤(2)、打开检测系统的参数设置对话框，设置微电阻点焊接头工件Ⅰ、工件Ⅱ的热传导系数；根据焊接材料——微电阻点焊接头的发射率设置红外探测仪的发射率；根据微电阻点焊工件Ⅰ、工件Ⅱ的厚度设置光源加热时间；根据微电阻点焊接头检测精度的要求，设置红外探测器的窗口大小、采样帧频等参数；设置完毕退出参数设置窗口；

步骤(3)、点击检测系统开始按钮，检测系统开始工作，对相同板厚、不同熔核直径的微电阻点焊接头实施热激励，检测系统采集各微电阻点焊接头随时间t变化的红外热图像，检测过程热图像实时显示在工业显示器15的系统主界面，微电阻点焊在t时刻的红外热图像数据以矩阵A_t形式存储，每个微电阻点焊的红外检测热图像检测结果以矩阵M＝[A₁,A₂… A_t]形式储存在数据库中；

步骤(4)、为提高微电阻点焊质量的检测精度，对焊接接头板厚、材料相同的未焊接的板材实施非接触式加热，红外探测器采集其上下表面的红外热图像随时间t的变化过程，结果以矩阵M⁰形式储存在数据库中：M⁰＝[A₁ ⁰,A₂ ⁰…A_t ⁰]；

其中A₁ ⁰代表未焊接的板材的第一帧红外热图像矩阵数据；A₂ ⁰代表未焊接的板材的第二帧红外热图像矩阵数据，以此类推A_t ⁰代表未焊接的板材的第t帧红外热图像矩阵数据；

步骤(5)、根据检测热图像表现形式，对同一探测位置m′,n′处，不同时刻温度值组成的向量为V_m′n′，以中值滤波方式去噪声，使各帧热图像更加清晰，从而得到微电阻点焊的红外检测热图像矩阵M′：

V_m′n′＝[T_1,m′n′,T_2,m′n′……T_t,m′n′]；M′＝[A₁′,A₂′…A_t′]；

其中T_1,m′n′代表探测位置m′,n′处第一帧热图像的温度值，T_2,m′n′代表探测位置m′,n′处第二帧热图像的温度值，以此类推，T_t,m′n′代表探测位置m′,n′处第t帧热图像的温度值。A₁′代表第一帧热图像经过中值滤波之后的矩阵值，A₂′代表第二帧热图像经过中值滤波之后的矩阵值，以此类推，A_t ^′代表第t帧热图像经过中值滤波之后的矩阵值；

步骤(6)、熔核结合情况导致上工件热量传递到下工件，因此以热传导导致的温度差值矩阵为HC＝M′-M⁰；

步骤(7)、计算矩阵HC各子矩阵温度随时间的变化，搜索温度差值最大的热图像，该热图像可得到微电阻点焊熔核结合情况。

本发明的有益效果在于：应用于常规电阻点焊质量的超声波检测方案无法应用于超薄板点焊质量的检测，而目前个别应用于焊接的红外检测装置与方法仅限于弧焊的厚板焊缝是否存在漏焊，因为厚板焊缝漏焊在工件内部热传导模型存在明显差异，且不存在定性与定量检测。超薄板在空气中热辐射快，微电阻点焊存在塑性环区域，该区域上下工件接触紧密，与熔核截面共同影响热量传递速度，对是否虚焊检测更为困难，因此微电阻点焊虚焊与熔核直径大小的检测问题一直以来未得到有效解决。本发明利用反射镜双面温度场检测方法，首次实现了微电阻点焊质量的定量检测，解决了微电阻点焊接头质量因工件过薄而无法检测的问题，为锂电池行业的微电阻点焊接头质量检测提供有效的解决办法，实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的微电阻点焊接头质量检测系统的结构示意图；

图2为本发明的热激励结构关系示意图；

图3为本发明的系统显示的检测结果图像。

图中：1、非接触式加热模块壳体；2、闪光灯电子件；3、灯丝；4、凸透镜Ⅰ；5、光学积分球；6、凸透镜Ⅱ；7、凹透镜；8、光源性能调理模块壳体；9.1、微型激光瞄准器Ⅰ；9.2、微型激光瞄准器Ⅱ；10.1、红外反射镜Ⅰ；10.2、红外反射镜Ⅱ；11、焊接工件；12、红外探测模块；13、PCI系统控制模块；14、数据分析模块；15、显示模块。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图3所示，本发明的微电阻点焊质量双面红外检测系统与检测方法，采用非接触式加热系统与红外反射镜、红外探测仪相配合的主动红外检测方式对微电阻点焊质量进行无损检测。微型激光瞄准器确保非接触式加热模块的加热位置瞄准待加热位置。非接触式加热系统在设定时间内对准微电阻点焊接头在进行均匀加热，红外探测仪接收到红外反射镜反射的微电阻点焊接头双面的温度信号，再输入到工业计算机的数据采集处理系统。检测方法包括加热系统功率密度调整、检测角度调整等步骤，通过数据分析提取出反应熔核结合情况的图像。检测系统首次实现了微电阻点焊质量的无损检测，该系统检测效率高，使用方便。检测系统的结构如下：闪光灯电子件2、灯丝3、凸透镜Ⅰ4、光学积分球5共同组成非接触式加热模块，并置于非接触式加热模块壳体1内，所述灯丝3固定在闪光灯电子件2上，凸透镜Ⅰ4置于灯丝3和光学积分球5之间，光学积分球5通过支架固定在非接触式加热模块壳体1内；光源性能调理模块壳体8与非接触式加热模块壳体1固定连接，凸透镜Ⅱ6、凹透镜7共同组成光源性能调理模块，并置于光源性能调理模块壳体8内；微型激光瞄准器9.1Ⅰ与微型激光瞄准器Ⅱ9.2固定在光源性能调理模块壳体8的前面，与PCI系统控制模块13连接；工件11上的微电阻点焊接头置于光源性能调理模块的下方，红外反射镜Ⅰ10.1、红外反射镜Ⅱ10.2分别放置在微电阻点焊接头的上下两侧，并分别与红外探测模块12相配合；红外探测模块12、非接触式加热模块通过PCI系统控制模块13与数据分析模块14相连，数据分析模块14与显示模块15相连。

所述的微型激光瞄准器Ⅰ9.1与微型激光瞄准器Ⅱ9.2在PCI系统控制模块13的控制下发射低功率激光对工件11上的微电阻点焊接头进行定位瞄准，确保非接触式加热模块的加热位置瞄准待加热位置。

所述的非接触式加热模块在PCI系统控制模块13的控制下产生高功率的均匀的平行光，并根据检测的微电阻点焊板厚控制加热时间，以获取最佳检测温度；

所述光学积分球5的位置根据下列公式确定：

其中，凸透镜Ⅰ4的焦距为f₀，灯丝3到凸透镜Ⅰ4的距离为l，凸透镜Ⅰ4到光学积分球5的距离为l₀。

所述的光源性能调理模块根据工件11上待加热的微电阻点焊接头的面积调整平行光的斑点大小与光源密度，配合加热时间获得最佳检测温度，光源加热面的半径通过下列公式确定：

其中，凸透镜Ⅱ6的焦距为f₁，凹透镜7的焦距为f₂，光学积分球5与凸透镜Ⅱ6之间的距离l₁，凸透镜Ⅱ6与凹透镜7之间的距离为l₂，凸透镜Ⅱ6的通光孔径大小为y₁，加热半径y₂。

所述的非接触式加热模块的热源照射到工件11上的微电阻点焊接头，工件11上的微电阻点焊接头的热图像经过红外反射镜Ⅰ10.1、红外反射镜Ⅱ10.2射入红外探测模块12；为避免红外探测器受到高功率强光损坏，红外探测模块12在光源照射结束后开始工作，将探测到微电阻点焊接头发出的红外光波转化为数字信号。

所述的数据分析模块14是工业主机系统，红外探测模块12将获得的数字信号传送给数据分析模块14中存储；反应微电阻点焊接头的温度随时间变化的多帧热图像的原始数据以矩阵形式存入数据分析模块14的数据库中，以保证检测过程的可追溯性。

所述的显示模块15为工业显示器，作为用户操作界面协助PCI系统控制模块13完成相应功能；用户操作界面包括开始按钮、停止按钮、退出按钮、参数设置按钮、历史数据查询按钮、检测过程热图像实时显示区域、局部图像放大区域。

所述的开始按钮用于启动系统进入检测状态；所述的停止按钮用于检测过程中的暂停；所述的退出按钮用于检测系统的退出。

所述的参数设置按钮打开可弹出新的对话框，设置各参数，包括红外探测仪采样率、红外探测仪窗口像素、设定红外探测仪检测对象微电阻点焊接头的发射率、微电阻点焊材料传热属性、工件厚度Ⅰ、工件厚度Ⅱ、环境温度等。

所述的历史数据查询按钮用于系统未处于检测状态下，查询历史检测的微电阻点焊样本的原始数据以及最终的检测分析结果。

所述的检测过程热图像实时显示区域，在检测时间结束后，该区域输出微电阻点焊接头质量的最终分析结果，即熔核截面的图像与熔核面积，并且最终分析结果与该检测样本的原始数据对应的存入数据分析模块14的数据库中。

所述的局部图像放大区域为了便于观察熔核的局部区域而设置，当系统处于检测新样本时，该区域显示的图像为前一个检测样本熔核的局部放大区。

本发明的微电阻点焊质量双面红外检测方法，包括如下步骤：

步骤(1)、根据微电阻点焊接头所在位置，压痕面积范围，调整l₁、l₂间距，确定加热面积；其中l₁为光学积分球5与凸透镜Ⅱ6之间的距离，l₂为凸透镜Ⅱ6与凹透镜7之间的距离；根据微电阻点焊接头工件调整红外检测模块探测距离，以确保获得的红外热图像清晰；

步骤(2)、打开检测系统的参数设置对话框，设置微电阻点焊接头工件Ⅰ、工件Ⅱ的热传导系数；根据焊接材料——微电阻点焊接头的发射率设置红外探测仪的发射率；根据微电阻点焊工件Ⅰ、工件Ⅱ的厚度设置光源加热时间；根据微电阻点焊接头检测精度的要求，设置红外探测器的窗口大小、采样帧频等参数；设置完毕退出参数设置窗口；

步骤(3)、点击检测系统开始按钮，检测系统开始工作，对相同板厚、不同熔核直径的微电阻点焊接头实施非接触式加热(热激励)，红外探测器采集各微电阻点焊接头随时间t变化的红外热图像，检测过程热图像实时显示在工业显示器15的系统主界面，微电阻点焊在t时刻的红外热图像数据以矩阵A_t形式存储：

其中，m、n与红外探测窗口设置相关，T_t,11为t时刻的热图像第一排第一列像素点位置的温度，T_t,12为t时刻的热图像第一排第二列像素点位置的温度，以此类推，T_t,mn为t时刻的热图像第m排第n列像素点位置的温度。

因此，微电阻点焊的红外检测热图像检测结果以矩阵M形式储存在数据库中：

步骤(4)、为提高微电阻点焊质量的检测精度，对焊接接头板厚、材料相同的未焊接的板材实施非接触式加热，红外探测器采集其上下表面的红外热图像随时间t的变化过程，结果以矩阵M⁰形式储存在数据库中：

步骤(5)、根据检测热图像表现形式，对同一探测位置m′,n′处，不同时刻温度值组成的向量为V_m′n′，以中值滤波方式去噪声，使各帧热图像更加清晰，从而得到微电阻点焊的红外检测热图像矩阵M′：

其中，T_1,m′n′为在m′,n′处的检测过程中第一帧图像在经过中值滤波后的温度，T_2,m′n′为在m′,n′处的检测过程中第二帧图像在经过中值滤波后的温度，T_t,m′n′为在m′,n′处的检测过程中t时刻的图像在经过中值滤波后的温度。

步骤(6)、熔核结合情况导致上工件热量传递到下工件，因此以热传导导致的温度差值矩阵为HC＝M′-M⁰＝[A₁′-A₁ ⁰,A₂′-A₂ ⁰…A_t′-A_t ⁰]；

步骤(7)、计算矩阵HC各子矩阵温度随时间的变化，搜索温度差值最大的热图像，该热图像可得到微电阻点焊熔核结合情况。

实施例：

下面结合附图，以spcc材料的微电阻点焊为例，进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图3所示，本发明的微电阻点焊质量双面红外检测方法，包括如下步骤：

步骤(1)、根据焊接工件尺寸参数，为全面快速检测其焊接质量，加热面积需要全面覆盖微电阻点焊接头，因此本具体实施例中调整l₁、l₂间距，确定其加热面积半径为10mm；根据微电阻点焊接头工件调整红外检测模块探测距离，以确保获得的红外热图像清晰。

步骤(2)、打开检测系统的参数设置对话框，设置微电阻点焊接头工件Ⅰ板厚0.2mm、工件Ⅱ的厚度0.2mm；根据微电阻点焊接头检测面即镍在短波情况下设置发射率为0.6；根据微电阻点焊接头检测精度的要求，设置红外探测器的窗口大小68*136、采样帧频为2000帧；环境温度25℃；设置完毕退出参数设置窗口。

步骤(3)、点击检测系统开始按钮，检测系统开始工作，对微电阻点焊接头实施非接触式加热，红外探测器采集微电阻点焊接头上下面红外热图像随时间t的变化过程，检测过程的热图像实时显示在工业显示器15的系统主界面。微电阻点焊在t时刻的红外热图像数据以矩阵A_t形式存储：

其中，m、n与红外探测窗口设置相关，T_t,11为t时刻的热图像第一排第一列像素点位置的温度，T_t,12为t时刻的热图像第一排第二列像素点位置的温度，以此类推，T_t,mn为t时刻的热图像第m排第n列像素点位置的温度。

因此，微电阻点焊的红外检测热图像检测结果以矩阵M形式储存在数据库中：

步骤(4)、为提高微电阻点焊质量的检测精度，对焊接接头板厚、材料相同的未焊接的板材实施非接触式加热，红外探测器采集其上下表面的红外热图像随时间t的变化过程，结果以矩阵M⁰形式储存在数据库中：

步骤(5)、根据检测热图像表现形式，对同一探测位置m′,n′处，不同时刻温度值组成的向量为V_m′n′，以中值滤波方式去噪声，使各帧热图像更加清晰，从而得到微电阻点焊的红外检测热图像矩阵M′：

步骤(6)、熔核结合情况导致上工件热量传递到下工件，因此以热传导导致的温度差值矩阵为HC＝M′-M⁰＝[A₁′-A₁ ⁰,A₂′-A₂ ⁰…A_t′-A_t ⁰]

步骤(7)、计算矩阵HC各子矩阵温度随时间的变化，搜索温度差值最大的热图像，该热图像可得到微电阻点焊熔核结合情况。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微电阻点焊质量双面红外检测系统，其特征在于：闪光灯电子件(2)、灯丝(3)、凸透镜Ⅰ(4)、光学积分球(5)共同组成非接触式加热模块，并置于非接触式加热模块壳体(1)内，所述灯丝(3)固定在闪光灯电子件(2)上，凸透镜Ⅰ(4)置于灯丝(3)和光学积分球(5)之间，光学积分球(5)通过支架固定在非接触式加热模块壳体(1)内；光源性能调理模块壳体(8)与非接触式加热模块壳体(1)固定连接，凸透镜Ⅱ(6)、凹透镜(7)共同组成光源性能调理模块，并置于光源性能调理模块壳体(8)内；微型激光瞄准器Ⅰ(9.1)与微型激光瞄准器Ⅱ(9.2)固定在光源性能调理模块壳体(8)的前面，与PCI系统控制模块(13)连接；工件(11)上的微电阻点焊接头置于光源性能调理模块的下方，红外反射镜Ⅰ(10.1)、红外反射镜Ⅱ(10.2)分别放置在微电阻点焊接头的上下两侧，并分别与红外探测模块(12)相配合；红外探测模块(12)、非接触式加热模块通过PCI系统控制模块(13)与数据分析模块(14)相连，数据分析模块(14)与显示模块(15)相连。

2.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量红外检测系统，其特征在于：所述的微型激光瞄准器Ⅰ(9.1)与微型激光瞄准器Ⅱ(9.2)在PCI系统控制模块(13)的控制下发射低功率激光对工件(11)上的微电阻点焊接头进行定位瞄准，确保非接触式加热模块的加热位置瞄准待加热位置。

3.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测系统，其特征在于：所述的非接触式加热模块在PCI系统控制模块(13)的控制下产生高功率的均匀的平行光，并根据检测的微电阻点焊板厚控制加热时间，以获取最佳检测温度；

所述光学积分球(5)的位置根据下列公式确定：

其中，凸透镜Ⅰ(4)的焦距为f₀，灯丝(3)到凸透镜Ⅰ(4)的距离为l，凸透镜Ⅰ(4)到光学积分球(5)的距离为l₀。

4.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测系统，其特征在于：所述的光源性能调理模块根据工件(11)上待加热的微电阻点焊接头的面积调整平行光的斑点大小与光源密度，配合加热时间获得最佳检测温度，光源加热面的半径通过下列公式确定：

其中，凸透镜Ⅱ(6)的焦距为f₁，凹透镜(7)的焦距为f₂，光学积分球(5)与凸透镜Ⅱ(6)之间的距离l₁，凸透镜Ⅱ(6)与凹透镜(7)之间的距离为l₂，凸透镜Ⅱ(6)的通光孔径大小为y₁，加热半径y₂。

5.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测系统，其特征在于：所述的非接触式加热模块的热源照射到工件(11)上的微电阻点焊接头，工件(11)上的微电阻点焊接头的热图像经过红外反射镜Ⅰ(10.1)、红外反射镜Ⅱ(10.2)射入红外探测模块(12)；为避免红外探测器受到高功率强光损坏，红外探测模块(12)在光源照射结束后开始工作，将探测到微电阻点焊接头发出的红外光波转化为数字信号。

6.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测系统，其特征在于：所述的数据分析模块(14)是工业主机系统，红外探测模块(12)将获得的数字信号传送给数据分析模块(14)中存储；反应微电阻点焊接头的温度随时间变化的多帧热图像的原始数据以矩阵形式存入数据分析模块(14)的数据库中，以保证检测过程的可追溯性。

7.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测系统，其特征在于：所述的显示模块(15)为工业显示器。

8.一种微电阻点焊质量双面红外检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(1)、根据微电阻点焊接头所在位置，压痕面积范围，调整l₁、l₂间距，确定加热面积；其中l₁为光学积分球(5)与凸透镜Ⅱ(6)之间的距离，l₂为凸透镜Ⅱ(6)与凹透镜(7)之间的距离；根据微电阻点焊接头工件调整红外检测模块探测距离，以确保获得的红外热图像清晰；

步骤(2)、打开检测系统的参数设置对话框，设置微电阻点焊接头工件Ⅰ、工件Ⅱ的热传导系数；根据焊接材料——微电阻点焊接头的发射率设置红外探测仪的发射率；根据微电阻点焊工件Ⅰ、工件Ⅱ的厚度设置光源加热时间；根据微电阻点焊接头检测精度的要求，设置红外探测器的窗口大小、采样帧频；设置完毕退出参数设置窗口；

步骤(3)、点击检测系统开始按钮，检测系统开始工作，对相同板厚、不同熔核直径的微电阻点焊接头实施热激励，检测系统采集各微电阻点焊接头随时间t变化的红外热图像，检测过程热图像实时显示在工业显示器(15)的系统主界面，微电阻点焊在t时刻的红外热图像数据以矩阵A_t形式存储，每个微电阻点焊的红外检测热图像检测结果以矩阵M＝[A₁,A₂…A_t]形式储存在数据库中；

步骤(4)、为提高微电阻点焊质量的检测精度，对焊接接头板厚、材料相同的未焊接的板材实施非接触式加热，红外探测器采集其上下表面的红外热图像随时间t的变化过程，结果以矩阵M⁰形式储存在数据库中：M⁰＝[A₁ ⁰,A₂ ⁰…A_t ⁰]；

其中A₁ ⁰代表未焊接的板材的第一帧红外热图像矩阵数据；A₂ ⁰代表未焊接的板材的第二帧红外热图像矩阵数据，以此类推A_t ⁰代表未焊接的板材的第t帧红外热图像矩阵数据；

步骤(5)、根据检测热图像表现形式，对同一探测位置m′,n′处，不同时刻温度值组成的向量为V_m′n′，以中值滤波方式去噪声，使各帧热图像更加清晰，从而得到微电阻点焊的红外检测热图像矩阵M′：

V_m′n′＝[T_1,m′n′,T_2,m′n′……T_t,m′n′]；M′＝[A₁′,A₂′…A_t′]；

其中T_1,m′n′代表探测位置m′,n′处第一帧热图像的温度值，T_2,m′n′代表探测位置m′,n′处第二帧热图像的温度值，以此类推，T_t,m′n′代表探测位置m′,n′处第t帧热图像的温度值；A₁′代表第一帧热图像经过中值滤波之后的矩阵值，A₂′代表第二帧热图像经过中值滤波之后的矩阵值，以此类推，A_t′代表第t帧热图像经过中值滤波之后的矩阵值；

步骤(6)、熔核结合情况导致上工件热量传递到下工件，因此以热传导导致的温度差值矩阵为HC＝M′-M⁰；

步骤(7)、计算矩阵HC各子矩阵温度随时间的变化，搜索温度差值最大的热图像，该热图像可得到微电阻点焊熔核结合情况。