CN114034718A - 孔缺陷检测设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种孔缺陷检测设备和方法，包括行走组件和检测组件，行走组件能够相对检测工件移动，检测组件安装于行走组件上。在使用该设备时，行走组件能够带动检测组件沿检测工件的表面移动，当检测组件移动到待检孔的正上方时，行走组件停止移动，检测端伸入待检孔的孔内。检测端在孔内绕自身轴线转动即可获取待检孔的周向图像，同时检测端在沿自身轴线转动的同时还可沿轴线方向移动以获取待检孔的整个孔壁图像，再通过对整个孔壁图像的分析即可实现对孔缺陷的识别。通过这样的设置，孔缺陷检测设备即可实现对孔的孔壁图像的获取，避免了因人工检测而导致核辐射对检测人员的伤害，同时也能提高检测质量和检测效率。

Description

孔缺陷检测设备和方法

技术领域

本发明涉及核电厂维修检测技术领域，特别是涉及孔缺陷检测设备和方法。

背景技术

在核电行业内，要求在进行核电换料检修时，需要将压力容器打开并对螺栓孔的螺牙进行缺陷检测和识别，以防止螺牙缺陷造成压力容器关盖后螺栓被咬死的情况。通常，传统的检测方式是采用人工作业的方式对每个螺栓孔进行检测。然而采用人工检测会使检测人员承受一定量的核辐射，从而对检测人员的身体健康造成损害；同时也容易出现因为检测人员的疏忽而导致漏检，从而导致检测质量较低；如果进行第二次复检，其不仅会降低整体的检测效率，而且还会大大增加检测成本。

发明内容

基于此，有必要针对人工检测质量和检测效率较低且会对检测人员的身体造成损害的问题，提供一种孔缺陷检测方法。

一种孔缺陷检测方法，包括以下步骤：获知待检孔的位置并将检测端伸入待检孔内；其中，以所述检测端置于所述待检孔内的初始位置为起点；将所述检测端绕所述待检孔的轴线转动以获取所述待检孔第一层的周向图像，而后将所述检测端沿所述待检孔的轴向向孔口处移动第一距离并再次转动以获取所述待检孔第二层的周向图像，重复上述操作，直至所述检测端移动至所述待检孔的孔口边缘，即可获取整个待检孔的孔壁图像；对整个所述待检孔的孔壁图像进行识别分析即可判断出待检孔的缺陷区域。

在其中一个实施例中，在获取整个所述待检孔的孔壁图像时，所述孔的缺陷检测方法还包括以下步骤：以所述检测端伸入所述待检孔的最深位置处为所述初始位置，并获知此时所述待检孔的深度H；以所述检测端单次获得的所述待检孔的周向图像沿所述待检孔的轴向宽度为L，确定出所述检测端分层获取所述待检孔的周向图像层数为H/L；其中，第一距离的数值与宽度L相同。

在其中一个实施例中，在获取所述待检孔的孔壁图像时，还包括以下步骤：以所述检测端单次获取所述待检孔的图像沿所述待检孔的周向长度所对应的圆心角为A，确定出所述检测端每层获取图像的次数为360°/A；将每一层获取的多个所述图像拼接成所述待检孔的单层周向图像。

在其中一个实施例中，在对整个待检孔的图像进行识别分析时，还包括以下步骤：将所述待检孔的所有单层周向图像沿所述待检孔的轴向拼接成所述待检孔的整个孔壁图像；根据所述整个孔壁图像识别出所述待检孔的缺陷区域；将所述缺陷区域对应的数据与预设的缺陷数值阈值进行对比，以判断是否存有缺陷以及判断缺陷的类型

在其中一个实施例中，在获知孔的位置包括以下步骤：在获知所述待检孔的位置时，以所述待检孔的边缘处与所述待检孔的孔心的连线互相垂直的两个点分别为第一位置和第二位置，以所述第一位置为所述检测端优先靠近的位置；优先获取所述第一位置的信息，待所述第二位置的信息被获取时，即可获取到所述待检孔的位置。

本发明还提供一种孔缺陷检测设备，能够用于解决上述的至少一个技术问题。

一种孔缺陷检测设备，包括：行走组件，所述行走组件能够相对检测工件移动；检测组件，安装于所述行走组件；所述检测组件包括检测端，所述检测端能够沿第一方向往复移动，且所述检测端能够绕自身轴线转动；其中，所述第一方向为检测工件上待检孔的轴线方向。

在其中一个实施例中，所述检测组件包括升降机构，所述检测端连接于所述升降机构，所述升降机构能够驱动所述检测端沿第一方向往复运动。

在其中一个实施例中，所述检测组件还包括第三安装架和旋转驱动件；所述第三安装架连接于所述升降机构，所述检测端转动连接于所述第三安装架；所述旋转驱动件的动力端穿过所述第三安装架并与所述检测端连接，用于驱动所述检测端绕自身轴线转动。

在其中一个实施例中，所述第三安装架朝向所述检测端的一侧凸设有定位筒，所述定位筒套设于所述检测端的外侧，且所述定位筒的轴向长度相比所述检测端的轴向长度占比为10％～20％。

在其中一个实施例中，所述行走组件还包括安装底板，所述安装底板构造有定位孔，所述检测端能够穿过所述定位孔伸入待检孔内；所述定位孔的边缘设置有多个沿所述定位孔的周向间隔布置的定位器。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种孔缺陷检测方法，先获取待检孔的位置并将检测端伸入待检孔内，其中，以检测端置于待检孔内的初始位置为起点；再将检测端绕待检孔的轴线转动以获取待检孔第一层的周向图像，而后将检测端沿待检孔的轴向向孔口处移动第一距离并再次转动以获取待检孔第二层的周向图像，重复上述操作，直至检测端移动至待检孔的孔口边缘，即可获取待检孔的整个孔壁图像；最后对待检孔的整个孔壁图像进行识别分析即可判断出待检孔的缺陷区域。相较于现有技术中人工检测的方式而言，本发明提供的孔缺陷检测方法可以沿待检孔的轴向进行逐层扫描获取图像的方式，从而获得整个待检孔的孔壁图像，以便于实现识别出待检孔的缺陷区域，能够避免因为人工疏忽而遗漏掉待检孔周向的部分区域，从而提高针对待检孔的缺陷区域的检测质量和检测效率。

本发明提供的一种孔缺陷检测设备，包括行走组件和检测组件，行走组件能够相对检测工件移动，检测组件安装于行走组件上。其中，位于检测组件上的检测端能够沿检测工件上待检孔的轴线方向往复移动，同时检测端也能够绕自身轴线转动。在使用该设备时，行走组件能够带动检测组件沿检测工件的表面自动移动，当检测组件移动到待检孔的正上方时，行走组件停止移动，检测端伸入待检孔的孔内。检测端在孔内绕自身轴线转动即可获取待检孔的周向图像，同时检测端在沿自身轴线转动的同时还可沿轴线方向移动以获取待检孔的整个孔壁图像，再通过对整个孔壁图像的分析即可实现对孔缺陷的识别，通过这样的设置，孔缺陷检测设备即可实现对整个待检孔孔壁图像的获取，避免了因人工检测而导致核辐射对检测人员身体健康的损害，同时也能实现上述至少一个技术效果。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的孔缺陷检测方法图流程；

图2为在图1所示的检测方法中获取待检孔孔壁图像时的第一流程图；

图3为在图1所示的检测方法中获取待检孔孔壁图像时的第二流程图；

图4为在图1所示的检测方法中对整个待检孔的图像进行识别分析时的流程图；

图5为本发明一实施例提供的孔缺陷检测设备整体示意图；

图6为本发明一实施例提供的孔缺陷检测设备行走组件示意图；

图7为本发明一实施例提供的孔缺陷检测设备检测组件示意图；

图8为本发明一实施例提供的孔缺陷检测方法进行粗定位示意图；

图9为本发明一实施例提供的孔缺陷检测方法进行精定位示意图。

附图标号：10-行走组件；20-控制箱；30-检测组件；110-安装底板；111-主动轮；112-从动轮；113-定向块；114-导向架；115-导向外轮；116-主驱动件；117-定位孔；118-第三定位器；119-第二定位器；120-第一定位器；121-内导向轮；122-从动轮编码器；123-减速器；31-升降机构；311-升降驱动件；312-直线模组；313-第一安装架；32-旋转驱动件；321-第二安装架；322-电机编码器；33-第三安装架；34-定位筒；35-检测端；351-旋转筒；352-安装筒；353-相机；354-照明灯；355-3D扫描仪；356-反光镜；100-螺栓孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图5，图5示出了本发明一实施例中的孔缺陷检测设备整体示意图。本发明一实施例提供了一种孔缺陷检测设备，包括行走组件10、控制箱20和检测组件30，且控制箱20和检测组件30安装于行走组件10上。在使用时，行走组件10能在控制箱20的控制下带动检测组件30在检测工件上移动；当检测组件30移动到待检孔的上方时，控制箱20控制行走组件10停止继续移动，并控制检测组件30上的检测端35伸入待检孔内，通过检测端35即可获取待检孔的整个孔壁图，再通过控制箱20对其加以分析，即可识别出待检孔的缺陷。在其他的实施例中，也可以是人为控制行走组件10相对检测工件移动。

以下针对该孔缺陷检测设备作出具体说明。其中，以待检孔为核反应堆压力容器法兰上的螺栓孔100为例，其主要用于螺栓孔100的缺陷检测。

请参阅图5和图7，图7示出了本发明一实施例中的孔缺陷检测设备检测组件示意图。在一些实施例中，孔缺陷检测设备包括行走组件10和检测组件30。行走组件10能够相对检测工件移动；检测组件30安装于行走组件10上，检测组件30包括检测端35，检测端35能够沿第一方向往复移动，且检测端35能够绕自身轴线转动。其中，第一方向为检测工件上待检孔的轴线方向。

具体的，行走组件10能在核反应堆压力容器法兰上移动和停止。当检测组件30移动到螺栓孔100的上方时，行走组件10停止继续移动，检测组件30伸入螺栓孔100内以获取螺栓孔100孔壁的整个孔壁图像。在这过程中，以螺栓孔100的轴线方向为第一方向，检测组件30上的检测端35绕自身轴线转动以获取螺栓孔100的周向孔壁图像，同时检测端35在检测组件30的作用下从螺栓孔100的孔底沿第一方向移动至螺栓孔100的空口以获取螺栓孔100的整个孔壁图像。通过这样的设置，行走组件10能够带动检测组件30在核反应堆压力容器法兰上移动，以便于检测组件30对法兰上的每个螺栓孔100进行检测，以提高检测效率；同时，通过检测组件30沿螺栓孔100的轴向转动和移动，能够实现对螺栓孔100孔壁的全方位检测，可以避免因人为疏忽而导致的漏检以提高螺栓孔100缺陷检测的质量；另外，通过该设备进行螺栓孔100的缺陷检测，还能避免因人工检测而导致核辐射对检测人员身体健康的损害。

在一些实施例中，行走组件10上还安装有控制箱20，行走组件10能在控制箱20的控制下在核反应堆压力容器法兰上自动移动和停止。当检测组件30获取到螺栓孔100孔壁的整个孔壁图像时，检测组件30将其传送给控制箱20进行处理以对螺栓孔100孔壁的缺陷进行识别。通过这样的设置，能够实现孔缺陷检测设备的自动化、智能化检测，真正做到检测设备的“不眠不休”，从而提高检测效率。

参阅图6，图6示出了本发明一实施例中的孔缺陷检测设备行走组件示意图。在一些实施例中，行走组件10还包括安装底板110，安装底板110构造有定位孔117，检测端35能够穿过定位孔117伸入待检孔内；定位孔117的边缘设置有多个沿定位孔117的周向间隔布置的定位器。

具体的，在安装底板110上的定位孔117与螺栓孔100的孔口大小相适应，安装底板110上沿定位孔117的周向间隔布置有第一定位器120、第二定位器119和第三定位器118，三者共同围设成其中一条边为定位孔117直径的三角形。其中，第一定位器120和第三定位器118分别沿行走组件10前进方向间隔布置在定位孔117边缘的前端和后端；第二定位器119布置在第一定位器120和第三定位器118之间且位于定位孔117的边缘。在行走组件10沿核反应堆压力容器法兰表面行走的过程中，第一定位器120、第二定位器119和第三定位器118依次经过螺栓孔100的上方。在实际使用时，当第一定位器120经过螺栓孔100的上方时，第一定位器120反馈给控制箱20的位置信号消失，此时行走组件10的前进速度减速至正常行走速度的1/3并继续前行；当第二定位器119刚好移动至螺栓孔100的上方且第三定位器118即将移动至螺栓孔100的上方边缘时，第二定位器119反馈给控制箱20的位置信号消失刚好消失且第三定位器118反馈给控制箱20的位置信号即将消失，行走组件10停止继续前行并停止在原地。此时，安装底板110上的定位孔117刚好位于螺栓孔100的上方，检测组件30上的检测端35即可穿过定位孔117伸入螺栓孔100内以完成对螺栓孔100孔壁图像的获取。通过这样的设置，孔缺陷检测设备可在法兰表面上对螺栓孔100的位置进行第一次定位，以便于通过检测端35对其进行缺陷检测。在一个具体的实施例中，上述三个定位器可以是光感定位器。

需要补充的是，在一些实施例中，安装底板110为扇环，其边缘直径较小的一侧为安装底板110的内侧，边缘直径较大的一侧为安装底板110的外侧，在使用时，安装底板110的内侧靠近法兰的中心。

请继续参阅图6，在一个具体的实施例中，在安装底板110上安装有一个主动轮111和三个从动轮112，其中主动轮111安装在安装底板110的内侧且与行走组件10的前进方向相反的一端。具体的，主动轮111和一个从动轮112通过减速器123连接组成一个主动轮组安装在安装底板110与行走组件10的前进方向相反的一端；另外两个从动轮112通过从动轮编码器122连接组成一个从动轮组安装在安装底板110的另一端。减速器123朝向从动轮组的一侧安装有主驱动件116，与之相对的另一侧安装有定向块113，且主动轮组的连接轴轴线的延长线与从动轮组的连接轴轴线的延长线能够与核反应堆压力容器法兰的径向方向重合。其中，主驱动件116用于驱动主动轮111以为整个行走组件10的移动提供驱动力，减速器123和从动轮编码器122可以使位于安装底板110内侧的主动轮111、从动轮112与位于安装底板110外侧的两个从动轮112产生速度差，使得整个行走组件10能沿着核反应堆压力容器法兰的环形表面移动。另外，可通过调整定向块113，使主动轮111的行走延长线与整个行走组件10的圆形行走轨迹的切线夹角β保持在规定的范围内，从而保证行走组件10能准确的沿着法兰的环形表面移动。其中，β的角度大小范围为0.5°～1°。在一个具体的实施例中，β的角度可以为0.5°、0.75°或1°。

在其它实施例中，主动轮111的数量可以为两个，从动轮112的数量为两个；或者，主动轮111和从动轮112的个数为其它数量。无论主动轮111和从动轮112的数量和安装位置如何，只要能实现行走组件10沿法兰表面移动即可。

请继续参阅图6，在一些实施例中，安装底板110还包括导向架114、外导向轮115和内导向轮121。其中，外导向轮115通过导向架114安装在安装底板110的外侧，内导向轮121安装在安装底板110的外侧。在行走组件10移动的过程中，内导向轮121和法兰的内侧壁滚动连接，以保证行走组件10能始终沿着法兰表面的圆周轨迹线移动；外导向轮115和法兰的外侧壁保持一定的距离h，以防止行走组件10在移动过程往法兰表面的内侧偏移而导致整个设备掉落。其中，h的大小范围为1mm～1.5mm。在一个具体的实施例中，h的数值可以为1mm、1.25mm或1.5mm。

在其它实施例中，导向架114、外导向轮115和内导向轮121的数量可以为多个，其只要能保证行走组件10在法兰表面的平稳移动即可。在本实施例中，导向架114、外导向轮115和内导向轮121的数量均为两个。

请参阅图5和图7，在一些实施例中，检测组件30还包括升降机构31，检测端35连接于升降机构31，升降机构31能够驱动检测端35沿第一方向往复运动。

具体的，升降机构31包括直线模组312和第一安装架313。第一安装架313呈“L”形，其短边固定安装在安装底板110上，直线模组312安装在第一安装架313的长边，检测端35与直线模组312中的滑块固定连接。通过这样的设置，当检测端35位于螺栓孔100的上方时，直线模组312中的升降驱动件311驱动滑块带动检测端35沿第一方向往复运动，从而使得检测端35可以对整个螺栓孔100沿轴线方向进行检测。其中，直线模组312为现有技术，因此，本申请不对直线模组312做过多的说明。在本实施例中，直线模组312采用同步带直线模组。

请继续参阅图7，在一些实施例中，检测组件30还包括第三安装架33和旋转驱动件32；第三安装架33连接于升降机构31，检测端35转动连接于第三安装架33；旋转驱动件32的动力端穿过第三安装架33并与检测端35连接，用于驱动检测端35绕自身轴线转动。

具体的，第三安装架33与直线模组312连接，旋转驱动件32固定安装于第三安装架33的顶部，检测端35活动安装于第三安装架33的底部，旋转驱动件32的动力端穿过第三安装架33并与检测端35固定连接。当直线模组312上下移动时，即可带动整个检测端35的上下移动，同时检测端35在上下移动的过程中，还能在旋转驱动件32的作用下绕自身轴线转动。通过这样的设置，检测端35能够获取螺栓孔100孔壁的整个图像，以便于对螺栓孔100孔壁上缺陷的识别。

在一个具体的实施例中，旋转驱动件32通过第二安装架321安装在第三安装加上，且在第二安装架321上还安装有电机编码器322，通过电机编码器322的设置，可实现对旋转驱动件32的转速实时监控，以便于及时调整，以使检测端35更好的获取螺纹孔100的孔壁图像。其中，旋转驱动件32为旋转电机。

请继续参阅图7，在一些实施例中，第三安装架33朝向检测端35的一侧凸设有定位筒34，定位筒34套设于检测端35的外侧，且定位筒34的轴向长度相比检测端35的轴向长度占比为10％～20％。

具体的，定位筒34的一端固定连接在第三安装架33朝向所述检测端35的一侧，且在背离第三安装架33一端的外侧构造有斜面。当升降驱动件311驱动直线模组312带动第三安装架33沿螺栓孔100轴向且朝向螺栓孔100孔底运动时，定位筒34和检测端35会同步移动；当定位筒34的斜面与螺栓孔100的孔口接触时，随着升降驱动件311的继续驱动，定位筒34利用斜面的设置能够插入螺栓孔100内，从而对检测端35相对螺栓孔100的位置进行二次定位。通过定位筒34使整个检测端35在螺栓孔100中的位置调整到螺栓孔100的正中心，从而便于检测端35更好的获取螺栓孔100的整个孔壁图像。其中，定位筒34沿轴线方向的长度相比检测端35沿轴线长度占比为10％～20％。

通过这样的设置，能够保证定位筒34相对于检测端35的长度处在合理的范围之内，从而保证检测端35能够获取到整个螺栓孔100的孔壁图像，而且能保证所获取的避空图像的质量。如果定位筒34的长度相较于检测端太长，当定位筒34的斜面与螺栓孔100的孔口接触后，检测端35还未能伸入螺栓孔100的孔底，从而不能获取螺栓孔100孔壁的完整图像；如果定位筒34的长度相较于检测端35太短，当检测端35已经与螺栓孔100的孔底接触后，定位筒34仍未与螺栓孔100的孔口接触，从而不能对检测端35相较于螺栓孔100的位置进行调节，从而影响检测端35获取螺栓孔100孔壁图像的质量。在一个具体的实施例中，定位筒34沿轴线方向的长度相比检测端35沿轴线长度占比为10％、15％或20％。

如图6所示，定位筒34由沿检测端35轴向间隔布置于第三安装架33且朝向检测端35一侧的四个弧形凸块构成。在其它实施例中，弧形凸块的个数可以为多个；或将定位筒34设置成一个没有缺口的圆筒。无论怎样设置，只要定位筒34能够将检测端35调整到位于螺栓孔100的正中心即可。

请继续参阅图7，在一些实施例中，检测端35为圆柱状，整个检测端35由旋转筒351和安装筒352组成。旋转筒351的一端转动连接于第三安装架33，且与旋转驱动件32的动力端连接；旋转筒351的另一端与安装筒352固定连接，旋转筒351能在旋转驱动件32的作用下带动安装筒352同步转动或沿第一方向移动。安装筒352背离旋转筒351的一端安装有3D扫描仪355和反光镜356，在反光镜相对的两个侧边均安装有照明灯354，安装筒352的侧壁沿其自身轴线方向安装有相机353。其中，3D扫描仪355与反光镜356成180°角布置，反光镜356的镜面与安装筒352的轴线成为45°角布置，相机353能通过反光镜356拍摄到螺栓孔100的孔壁。通过这样的设置，旋转驱动件32驱动检测端35沿自身轴向转动，直线模组312带动检测端35沿第一方向上下移动，相机353和3D扫描仪355即可获取整个螺栓孔100的孔壁图像，再通过控制箱20对获取的整个孔壁图像进行分析识别，即可完成螺栓孔100的缺陷检测。在这过程中，相机353通过拍摄反光镜356内的螺栓孔100孔壁图像，可以增大相机353的视野范围；同时，在照明灯354的表面附有均光板，可以避免相机353在获取图像的过程中因出现不均匀斑点而引入噪点，从而影响到图像的质量。

本发明还提供一种孔缺陷检测方法，其中，仍以待检孔为核反应堆压力容器法兰上的螺栓孔100为例，其主要用于螺栓孔100的缺陷检测。

请参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的孔缺陷检测方法图流程。在一些实施例中，孔缺陷检测方法包括以下步骤：获知待检孔的位置并将检测端35伸入待检孔内；其中，以检测端35置于待检孔内的初始位置为起点；将检测端35绕待检孔的轴线转动以获取待检孔第一层的周向图像，而后将检测端35沿待检孔的轴向向孔口处移动第一距离并再次转动以获取待检孔第二层的周向图像，重复上述操作，直至检测端35移动至待检孔的孔口边缘，即可获取整个待检孔的孔壁图像；对整个待检孔的孔壁图像进行识别分析即可判断出待检孔的缺陷区域。

具体的，行走组件10带动控制箱20和检测组件30在法兰表面移动，当通过安装底板110上的第一定位器120、第二定位器119和第三定位器118确定出螺栓孔100的位置后，行走组件10停止移动，此时检测组件30位于螺栓孔100的上方。通过升降驱动件311驱动直线模组312从而将位于检测端35上的相机353和3D扫描仪355伸入螺栓孔100的孔内，在这过程中，检测端35会对螺栓孔100的孔壁进行分层设置。随后，通过旋转驱动件32驱动检测端35绕自身旋转一周，以完成螺栓孔100单层周向图片的获取，在这过程中，相机353根据控制箱20的指令拍摄指定数量的图片并将其传送给控制箱20，控制箱20将其合成螺栓孔100完整的单层周向图像；同时，3D扫描仪355也扫描出螺栓孔100的单层周向图像，并将其传送给控制箱20。当检测端35获取完螺栓孔100孔壁最底层的周向图像后，检测端35沿螺栓孔100的轴向向孔口处移动第一距离并再次转动以获取螺栓孔100第二层的周向图像，重复这样的操作，直至检测端35移动至螺栓孔100的孔口边缘，即可获取整个螺栓孔100的孔壁图像。当获取完整个螺栓孔100的各层周向图像后，控制箱20利用特征点将螺栓孔100的各层周向图像进行拼接，以完成整个螺栓孔100孔壁图像的获取。最后，再通过控制箱20对螺栓孔100的整个孔壁图像进行分析，以实现对螺栓孔100缺陷的检测。通过这样的方法，可以同时通过相机353和3D扫描仪355获取螺栓孔100的整个孔壁图像，相机353和3D扫描仪355形成的整个螺栓孔100孔壁图像中的每一个位置均有角度和深度数据，将三维模型映射到二维图片上，控制箱20可以自动判断出该缺陷在螺栓孔100孔壁上的位置。

请参阅图6和图8，图8示出了本发明一实施例中孔缺陷检测方法进行粗定位示意图。在一些实施例中，在孔缺陷检测方法中，在获知孔的位置时还包括以下步骤：在获知待检孔的位置时，以待检孔的边缘处与待检孔的孔心的连线互相垂直的两个点分别为第一位置和第二位置，以第一位置为检测端优先靠近的位置；优先获取第一位置的信息，待第二位置的信息被获取时，即可获取到待检孔的位置。

具体的，在安装底板110的定位孔117上，沿定位孔117的周向间隔布置有第一定位器120、第二定位器119和第三定位器118。当行走组件移动时，第一定位器120第一个经过螺栓孔100，此时第一定位器120将信号反馈给控制箱20，即获取到螺栓孔100边缘处的第一位置；随着行走组件10的继续移动，在第二定位器119刚经过螺栓孔100上方且第三定位器118即将经过螺栓孔100时，第二定位器119和第三定位器118将信号反馈给控制箱20，即获取到螺栓孔100边缘处的第二位置，此时，螺栓孔100的位置被确定，行走组件10停止继续移动。通过这样的方法，使得行走组件10可以在行走的过程中自动获取螺栓孔100的位置，以便于孔缺陷检测设备对螺栓孔100实现自动化检测缺陷。

如图9所示，图9示出了本发明一实施例中孔缺陷检测方法进行精定位示意图。当定位筒34随着检测端35下降时，定位筒34的斜面会最先与螺栓孔100的孔口接触，随着升降驱动件311的继续驱动，螺栓孔100的孔口会给定位筒34的斜面施加一个反向作用力，以通过定位筒34使整个检测端35在螺栓孔100中的位置调整到螺栓孔100的正中心，以便于检测端35更好的获取螺栓孔100的整个孔壁图像。

参阅图2，图2示出了本发明一实施例中孔缺陷检测方法在获取待检孔孔壁图像时的第一流程图。在一些实施例中，孔缺陷检测方法在获取螺栓孔100的整个孔壁图像时，还包括以下步骤：以检测端35伸入待检孔的最深位置处为所述初始位置，并获知此时待检孔的深度H；以检测端35单次获得的待检孔的周向图像沿待检孔的轴向宽度为L，确定出检测端35分层获取待检孔的周向图像层数为H/L；其中，第一距离的数值与宽度L相同。

具体的，由于检测端35安装有相机353和3D扫描仪355，而螺栓孔100的轴向深度远大于相机353和3D扫描仪355的视野范围，因此需要对螺栓孔100沿轴向深度对其进行分层。在这过程中，随着检测端35伸入螺栓孔100，控制箱20会根据螺栓孔100的轴向深度以及相机353和3D扫描仪355的视野宽度，提前针对整个螺栓孔100的轴向深度对其进行分层，以决定检测端35需要绕自身旋转的次数。其中，核反应堆压力容器法兰上的螺栓孔100的规格尺寸都是一致的，因此可以事先测量出单个螺栓孔100的孔深H，相机353和3D扫描仪355的视野宽度L可以根据其自身的参数获知。通过这样的设置，可以避免检测端35获取螺栓孔100相邻层的图像重复部分过多从而降低检测的效率，或者相邻层的图像不能拼接成完整的螺栓孔孔壁图像。

参阅图3，图3示出了本发明一实施例中孔缺陷检测方法在获取待检孔孔壁图像时的第二流程图。在一些实施例中，在获取整个待检孔的孔壁图像时，还包括以下步骤：以检测端35单次获取待检孔的图像沿待检孔的周向长度所对应的圆心角为A，确定出检测端35每层获取图像的次数为360°/A；将每一层获取的多个图像拼接成待检孔的单层周向图像。

具体的，由于相机353不能一次性获取螺栓孔100的单层周向图像，因此需要对相机353在单层内的拍照次数进行设定。首先，根据相机353的自身参数和相机353相对螺栓孔100孔壁的距离，即可确定出A的数值；然后，由360°/A即可确定出检测端35每层获取图像的次数，通过控制箱20控制相机353在单层绕自身旋转一周的过程中间隔相同时间拍摄360°/A次，即可获取螺栓孔100孔壁在单层内的所有图片。控制箱20将单层拍摄的图片利用模板进行矫正，然后裁去多个图片重复部分，以拼接合成螺栓孔100的单层周向图像。而对于3D扫描仪355，其随着检测端35的轴向转动能够一次性获取螺栓孔100的单层图像，因此不需要在单层内对其进行扫面次数的设定。

需要说明的是，在获取出相机353在单层的拍摄次数360°/A后，可以在此基础之上将相机353的拍摄次数增加一次，以保证每一层获取的多个图像在拼接成螺栓孔100的单层周向图像时，能实现完整的衔接。

请参阅图4，图4示出了本发明一实施例中孔缺陷检测方法在对整个待检孔的图像进行识别分析时的流程图。在一些实施例中，在对整个待检孔的图像进行识别分析时，还包括以下步骤：将待检孔的所有单层周向图像沿待检孔的轴向拼接成待检孔的整个孔壁图像；根据整个孔壁图像识别出待检孔的缺陷区域；将缺陷区域对应的数据与预设的缺陷数值阈值进行对比，以判断是否存有缺陷以及判断缺陷的类型。

具体的，在将3D扫描仪355获取的螺栓孔100单层周向图像沿螺栓孔100的轴向拼接成螺栓孔100的整个孔壁图像后。其整个孔壁图像上的每个点均附有该点距离3D扫描仪355的距离信息，对于识别出的缺陷位置，通过将缺陷区域内每个位置的距离信息、角度和深度数据与周边点阵深度数据进行对比计算，即可定量表现出该缺陷深度值的大小；然后将定量的缺陷数值与事先根据行业标准设置并存储在控制箱20内的阈值进行比对。当定量缺陷数值小于存储在控制箱20内的最小阈值时，则可以将该缺陷判定为安全区域；当定量缺陷数值对应控制箱20内存储的不同阈值时，控制箱20根据对应阈值所代表的的缺陷类型对该处的缺陷做出缺陷类型的判断，并反馈出缺陷位置和深度信息以共检测人员知悉。

在使用本发明所述的孔缺陷检测方法，可以分别用相机353和3D扫描仪355获取到螺栓孔100的整个孔壁图像，并能识别出整个孔壁图像上的缺陷位置信息。通过将相机353和3D扫描仪355识别出的螺栓孔100孔壁缺陷进行对比，能更全面的反映出螺栓孔100的真实情况，以提高检测结果的可靠性。其中，通过3D扫描仪355还能对螺栓孔100孔壁上的缺陷类型进行分类，以便检测人员能螺栓孔100的缺陷情况及时做出相应的维修措施，以保证核反应堆压力容器的安全运行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种孔缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获知待检孔的位置并将检测端(35)伸入待检孔内；其中，以所述检测端(35)置于所述待检孔内的初始位置为起点；

将所述检测端(35)绕所述待检孔的轴线转动以获取所述待检孔第一层的周向图像，而后将所述检测端(35)沿所述待检孔的轴向向孔口处移动第一距离并再次转动以获取所述待检孔第二层的周向图像，重复上述操作，直至所述检测端(35)移动至所述待检孔的孔口边缘，即可获取整个待检孔的孔壁图像；

对整个所述待检孔的孔壁图像进行识别分析即可判断出待检孔的缺陷区域。

2.根据权利要求1所述的孔缺陷检测方法，其特征在于，在获取整个所述待检孔的孔壁图像时，所述孔缺陷检测方法还包括以下步骤：

以所述检测端(35)伸入所述待检孔的最深位置处为所述初始位置，并获知此时所述待检孔的深度H；

以所述检测端(35)单次获得的所述待检孔的周向图像沿所述待检孔的轴向宽度为L，确定出所述检测端(35)分层获取所述待检孔的周向图像层数为H/L；

其中，第一距离的数值与宽度L相同。

3.根据权利要求2所述的孔缺陷检测方法，其特征在于，在获取整个所述待检孔的孔壁图像时，还包括以下步骤：

以所述检测端(35)单次获取所述待检孔的图像沿所述待检孔的周向长度所对应的圆心角为A，确定出所述检测端(35)每层获取图像的次数为360°/A；

将每一层获取的多个所述图像拼接成所述待检孔的单层周向图像。

4.根据权利要求3所述的孔缺陷检测方法，其特征在于，在对整个待检孔的图像进行识别分析时，还包括以下步骤：

将所述待检孔的所有单层周向图像沿所述待检孔的轴向拼接成所述待检孔的整个孔壁图像；

根据所述整个孔壁图像识别出所述待检孔的缺陷区域；

将所述缺陷区域对应的数据与预设的缺陷数值阈值进行对比，以判断是否存有缺陷以及判断缺陷的类型。

5.根据权利要求1所述的孔缺陷检测方法，其特征在于，在获知孔的位置包括以下步骤：

在获知所述待检孔的位置时，以所述待检孔的边缘处与所述待检孔的孔心的连线互相垂直的两个点分别为第一位置和第二位置，以所述第一位置为所述检测端(35)优先靠近的位置；

优先获取所述第一位置的信息，待所述第二位置的信息被获取时，即可获取到所述待检孔的位置。

6.一种孔缺陷检测设备，其特征在于，所述孔缺陷检测设备包括：

行走组件(10)，所述行走组件(10)能够相对检测工件移动；

检测组件(30)，安装于所述行走组件(10)；所述检测组件(30)包括检测端(35)，所述检测端(35)能够沿第一方向往复移动，且所述检测端(35)能够绕自身轴线转动；

其中，所述第一方向为检测工件上待检孔的轴线方向。

7.根据权利要求6所述的孔缺陷检测设备，其特征在于，所述检测组件(30)包括升降机构(31)，所述检测端(35)连接于所述升降机构(31)，所述升降机构(31)能够驱动所述检测端(35)沿第一方向往复运动。

8.根据权利要求7所述的孔缺陷检测设备，其特征在于，所述检测组件(30)还包括第三安装架(33)和旋转驱动件(32)；

所述第三安装架(33)连接于所述升降机构(31)，所述检测端(35)转动连接于所述第三安装架(33)；所述旋转驱动件(32)的动力端穿过所述第三安装架(33)并与所述检测端(35)连接，用于驱动所述检测端(35)绕自身轴线转动。

9.根据权利要求8所述的孔缺陷检测设备，其特征在于，所述第三安装架(33)朝向所述检测端(35)的一侧凸设有定位筒(34)，所述定位筒(34)套设于所述检测端(35)的外侧，且所述定位筒(34)的轴向长度相比所述检测端(35)的轴向长度占比为10％～20％。

10.根据权利要求6所述的孔缺陷检测设备，其特征在于，所述行走组件(10)还包括安装底板(110)，所述安装底板(110)构造有定位孔(117)，所述检测端(35)能够穿过所述定位孔(117)伸入待检孔内；所述定位孔(117)的边缘设置有多个沿所述定位孔(117)的周向间隔布置的定位器。

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