CN117092121B - 一种钛合金气瓶成型质量检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钛合金气瓶成型质量检测设备及方法，属于钛合金气瓶生产质量检测技术领域，包括滑移于地面的机架、机架上竖直升降的竖直滑块、水平转动于竖直滑块的中心轴，中心轴上滑动安装有水平滑块，水平滑块、伸缩杆、支撑杆以及中心轴构成三角铰链结构，伸缩杆远离中心轴的端部安装有检测小车，检测小车上安装有内壁检测组件，中心轴上安装有外壁扫描器。该装置通过对钛合金气瓶成型端内、外表面进行线激光扫描，获得气瓶成型端的三维模型，准确对气瓶成型部位的壁厚及均匀度进行检测，再配合涡流阵列检测，实现了对钛合金气瓶的内表面皱褶缺陷和内表面其它缺陷的同步检测。

Description

一种钛合金气瓶成型质量检测设备及方法

技术领域

本发明涉及钛合金气瓶生产质量检测技术领域，特别是涉及一种钛合金气瓶成型质量检测设备及使用该检测设备进行检测的方法。

背景技术

钛合金气瓶由于其耐腐蚀性能好、力学性能优异以及密度小等优点被广泛应用于舰船运输、深海装备、石油钻采等领域。随着现代工业和军工国防的快速发展，对钛合金气瓶提出了更高的要求，要求钛合金气瓶具有高强度、大容积、大口径、抗疲劳和耐腐蚀等更高的综合性能。

钛合金加工过程中的变形抗力较大，一般为普通合金钢的2-3倍。钛合金的变形抗力对温度的变化极为敏感，热锻成形温度的下降会导致其变形抗力的剧烈上升，并且，与其它合金材料相比，钛合金对应变速率同样极为敏感。在钛合金热加工成型过程中，随着应变速率的增加，其变形抗力会明显增大。此外，由于钛合金的热传导系数较小，若使钛合金在高应变速率下发生较大的塑性变形，容易因变形热效应导致锻件局部温度超过锻造温度范围，降低工件的机械性能。

钛合金的塑性较差，钛合金气瓶的制造常采用热旋压的方法加工。旋压过程中，易在气瓶内表面形成皱褶和裂纹等一系列的表面缺陷，使用过程中容易在皱褶处和裂纹尖端产生明显的应力集中，造成裂纹的萌生和扩展，最终可能导致钛合金气瓶的爆破失效进而导致安全事故的发生。为此，为确保高强度大容积钛合金气瓶的出厂质量，在钛合金气瓶热旋压成型后，需要对气瓶成型端的内表面进行检测，常用的检测方法为超声波探伤和手持式内窥镜检查。

超声波检测的主要原理是通过发射相应的超声波到被测物体的表面或缺陷的地方，从反射回的信号中获得被测物体内部的缺陷信息。超声波探伤在对高强度大容积钛合金气瓶成型端进行检测时，可以检测出成型过程中较大的裂纹缺陷。但当气瓶内表面的裂纹或内部缺陷尺寸较小时，超声波检测就会失效。此外，超声波探伤扫描技术对所检测物品表面的平滑度要求较高，所以在钛合金气瓶成型端的内表面因氧化和塑性流动不均匀等形成的树皮状皱褶所引起的微小裂纹常常无法准确有效地检测出。

作为对气瓶超声波探伤的补充，部分生产企业有时还会使用内窥镜对气瓶的内表面成型缺陷情况进行检查。但是，通过内窥镜从瓶口端检查内表面的方法，存在镜头晃动和视野小等系列问题，并且检测的精度低。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种钛合金气瓶成型质量检测设备及方法，解决了现有技术中的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种钛合金气瓶成型质量检测设备，包括安装于机架上且水平设置的中心轴，机架滑移于地面上，中心轴的一端与伸缩杆的一端铰接，伸缩杆的另一端铰接有检测小车，伸缩杆的中部与支撑杆的一端铰接，支撑杆的另一端与水平滑块铰接，水平滑块滑动套接于中心轴上，中心轴的另一端安装于转动驱动机构上，水平滑块上转动套接有传动块，传动块螺纹连接于第一直线模组的第一丝杆上，第一丝杆与中心轴平行设置；检测小车的中部安装有内壁检测组件，内壁检测组件的两端分别安装有球形轮；中心轴的一侧安装有外壁扫描器。

进一步地，第一直线模组和转动驱动机构均安装于竖直滑块上，竖直滑块的中部滑动连接于竖直滑槽中，竖直滑槽设置在机架上，竖直滑块螺纹连接于第二直线模组的第二丝杆上，第二丝杆沿竖直方向设置。

进一步地，内壁检测组件为涡流阵列组件和第二线激光组件，外壁扫描器为第一线激光组件。

进一步地，转动驱动机构包括安装于竖直滑块上部的第二伺服电机，第二伺服电机的输出端固定套接有第一传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，第二传动齿轮固定套接于中心轴上。

进一步地，机架包括竖板和横架，竖板垂直连接于横架的顶部，竖直滑槽加工于竖板上，横架的四角上安装有移动轮。

进一步地，还包括设置在地面的导轨，横架的移动轮直线滑移连接在导轨上，横架的移动方向平行于钛合金气瓶的轴线，横架上垂直于导轨方向设置有滑轨，竖板滑动安装在横架的滑轨上，横架上设置有用于驱使竖板垂直于中心轴轴线滑动的第二直线模组。

第二方面，本申请还提供一种钛合金气瓶成型质量检测方法，使用本申请第一方面的钛合金气瓶成型质量检测设备，具体为：

S01，通过第一直线模组带动传动块负向移动使检测小车向中心轴收拢，调整中心轴对齐钛合金气瓶瓶口，调整中心轴交底使检测小车位于中心轴的正上方，推动机架使中心轴及检测小车从钛合金气瓶瓶口进入瓶内，调整中心轴在气瓶内姿态，以使中心轴与钛合金气瓶的瓶口同轴；

S02，对钛合金气瓶的内、外表面进行激光扫描，通过计算机建立气瓶成型区域内外表面的三维成像，根据三维成像确定钛合金气瓶成型区域的壁厚及成型均匀性；

S03，启动第一直线模组带动传动块向正向移动使检测小车的球形轮与瓶壁最大外径处接触，通过转动驱动机构带动检测小车绕着中心轴旋转一圈，在旋转过程中确定检测小车的多个姿态，并在每个姿态下通过涡流阵列组件对钛合金气瓶成形端的内壁表面进行涡流检测以获得涡流检测信号数据，根据成型的三维成像，驱动传动块向钛合金气瓶瓶口移动X1距离，机架远离钛合金气瓶X2距离，保持检测小车贴合瓶壁，开始下一道次的检测；

S04，重复S03步骤，直至检测小车运动至瓶嘴处检扫描完成，基于三维成像，通过计算机重构实现气瓶内表面涡流阵列3D成像，以及确定钛合金气瓶内表面的成型质量。

进一步地，在中心轴上安装有十字激光测距组件，十字激光测距组件包括呈十字分布在中心轴上的四个点激光测距器；

步骤S01中，调整中心轴在气瓶内姿态，以使与钛合金气瓶的瓶口同轴，包括：

建立以钛合金气瓶中轴线为圆心O’的第一坐标系，并以钛合金气瓶最大内径在第一坐标系上的投影为视线边界；

以伸入钛合金气瓶内的中心轴的中轴线外第一坐标系内的位置O，确定O沿顺时针方向在各个坐标轴方向上距离视线边界的长度OB、OC、OD和OE，其中OB为O在正Y轴方向上距离视线边界的长度；

比较OB与OD数值大小，调整中心轴向较大数值所对应坐标轴方向移动，移动距离为；

比较OC与OE数值大小，调整中心轴向较大数值所对应坐标轴方向移动，移动距离为。

进一步地，第一线激光组件通过支撑臂固定连接在中心轴上，支撑臂的中轴线穿过第一线激光组件的中心，伸缩杆的中轴线穿过第二线激光组件的中心；

步骤S02中，通过计算机建立气瓶成型区域内外表面的三维成像，包括：

建立以中心轴的轴线为Z轴，以支撑臂中轴线与中心轴轴线的交点为O点的圆柱立体坐标系；

第一线激光组件在圆柱立体坐标系内的坐标中心为（L1cosα，θ，L1sinα），其中，θ为中心轴的旋转角度，L1为第一线激光组件距离圆柱立体坐标系O点的长度，α为支撑臂中轴线与中心轴轴线之间的夹角角度；

建立以第一线激光组件中心为原点的第一线激光传感器坐标系，并获得钛合金气瓶外表面A1点在第一线激光传感器坐标系中的坐标(X1,Y1)，根据几何关系确定A1点在圆柱立体坐标系中位置为(L1cosα-Y1 ，θ，L1sinα+X1)，以此类推获得钛合金气瓶外表面测量区域所有点的坐标值，及钛合金气瓶外表面的点云数据集{A1(ρ,θ,Z)}；

第二线激光组件在圆柱立体坐标系内的坐标中心为（L2cosβ，θ，L-L2sinβ），其中，L2为第二线激光组件距离伸缩杆中轴线与圆柱立体坐标系Z轴交点O3的长度，L为交点O3距离圆柱立体坐标系原点O的长度，β为伸缩杆中轴线与中心轴轴线之间的夹角角度；

建立以第二线激光组件中心为原点的第二线激光传感器坐标系，并获得钛合金气瓶内表面A2点在第二线激光传感器坐标系中的坐标(X2,Y2)，根据几何关系确定A2点在圆柱立体坐标系中位置为(L2sinβ+Y2，θ， L- L2cosβ-X2)，以此类推获得钛合金气瓶内表面测量区域所有点的坐标值，及钛合金气瓶内表面的点云数据集{A2(ρ,θ,Z)}；

计算机根据钛合金气瓶外表面的点云数据集{A1(ρ,θ,Z)}和钛合金气瓶内表面的点云数据集{ A2(ρ,θ,Z)}重构出钛合金气瓶成型区内外表面的三维成像。

进一步地，步骤S04中，基于三维成像，通过计算机重构实现气瓶内表面涡流阵列3D成像，包括：

在检测小车的每个姿态下，建立涡流检测信号数据K与检测小车所对应钛合金内表面上A’点在圆柱立体坐标系内坐标的一一对应关系；

检测小车扫描完成后获得钛合金气瓶内表面涡流检测信号数据的点云数据集{A’(ρ,θ,Z,K)}，计算机根据点云数据集{ A’(ρ,θ,Z,K)}重构出钛合金气瓶成型区内表面的涡流阵列3D成像。

本发明的有益效果为：1.通过采用涡流阵列对高强度钛合金气瓶进行检测可以通过一次扫描就能够对大面积区域进行检测，而同时又能保持高分辨率，大大提高了检测速度，且保证了缺陷的检出率；其结果可以使用颜色编码映射图像来显示，这有利于提高检测性能和结果分析。

2.通过成型端内、外表面的线激光扫描数据的合成，可以得到钛合金气瓶成型端完整地三维建模模型，可以得到成型端不同位置的壁厚，对其成型过程中的材料流动情况以及高强度钛合金气瓶成型端壁厚均匀性进行检测评估，以及观察内表面形貌对其成型质量进行评估。

3.通过涡流阵列检测数据和线激光检测数据的组合，实现了对钛合金气瓶的内表面皱褶缺陷和内表面其它缺陷的同步检测，并且可以实现同一位置的涡流阵列信号和三维图像的对应。

附图说明

图1为本发明实施例1提出的检测设备的整体结构示意图；

图2为图1中A部分的放大示意图；

图3为本发明实施例1提出的检测小车的结构示意图；

图4为本发明实施例1提出的水平滑块与传动块的装配示意图；

图5为本发明其他实施例提出检测设备的整体结构示意图；

图6为本发明实施例2提出的检测方法的步骤流程示意图；

图7为本发明实施例2提出的第一坐标系O’的示意图；

图8为本发明实施例2提出的圆柱立体坐标系On的示意图。

其中，1、机架；101、横架；102、竖板；103、导轨；104、滑轨；105、移动轮；106、第二直线模组；2、竖直滑槽；3、竖直滑块；4、第一伺服电机；5、第二伺服电机；6、第三伺服电机；7、中心轴；8、伸缩杆；9、支撑杆；10、水平滑块；100、凸环；11、传动块；111、传动块基座；112、传动块盖板；113、环槽；12、第二传动齿轮；13、第一传动齿轮；14、检测小车；15、支撑臂；16、球形轮；17、第二线激光组件；18、第一线激光组件。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种钛合金气瓶成型质量检测设备及使用该检测设备进行检测的方法，解决了现有技术中钛合金气瓶内表面成型质量检测技术中存在的精度低、操作不便的问题。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

参照图1，示出了本发明实施例提出的检测设备的整体结构示意图，参照图2，示出了图1中A部分的放大示意图。如图1、图2所示，本发明实施例公开了一种钛合金气瓶成型质量检测设备，该检测设备包括滑移于地面上的机架1，机架1上部件可采用金属方管、金属型材等焊接制作。机架1由底部水平设置的横架101和垂直安装在横架101顶壁的竖板102组成，横架101底部的四角转动安装有移动轮105，横架101通过滚轮支撑在地面上便于移动。机架1的竖板102上加工有竖直滑槽2，竖直滑槽2内竖向滑移连接有竖直滑块3，竖直滑块3的中部与竖直滑槽2连接，机架1上设有用于驱使竖直滑块3竖直升降的直线升降模组。在本申请实施例中，直线升降模组为丝杆驱动结构，包括固定安装在竖板102上的第一伺服电机4，以及第一伺服电机4的输出轴上连接的呈竖直的第一丝杆，第一丝杆穿过竖直滑块3并与竖直滑块3螺纹连接。

竖直滑块3的正面转动连接有中心轴7，中心轴7的轴线呈水平，在竖直滑块3的正面上部还通过螺栓安装有第二伺服电机5，第二伺服电机5的输出轴上安装有第一传动齿轮13，中心轴7上同轴固定连接有第二传动齿轮12，第一传动齿轮13与第二传动齿轮12相啮合，通过第二伺服电机5以驱使中心轴7转动。

参照图3，示出了本发明实施例提出的检测小车14的结构示意图。如图3所示，在中心轴7远离竖直滑块3的一端铰接有伸缩杆8，伸缩杆8可以为电动推杆，电动推杆的电机缸铰接在中心轴7上，其铰接轴垂直于中心轴7的轴线，电动推杆的活塞杆端部阻尼铰接有检测小车14，检测小车14上装有内壁检测组件，在检测小车14远离伸缩杆8的一面并位于内壁检测组件的两侧分别装有球形轮16，用于在检测小车14抵触在于钛合金气瓶内部时保持检测小车14上内壁检测组件与钛合金气瓶内壁之间的间距，并减小检测小车14与钛合金气瓶内壁之间的摩擦力。

参照图4，示出了本发明实施例提出的水平滑块10与传动块11的装配示意图。如图4所示，中心轴7上滑动套设有水平滑块10，水平滑块10上铰接有支撑杆9，支撑杆9的另一端与伸缩杆8的电机缸铰接。中心轴7上还滑动套设有传动块11，传动块11与水平滑块10以中心轴7为转动轴心转动连接，竖直滑块3上还设有第一直线模组，传动块11连接在第一直线模组上，通过第一直线模组以驱使传动块11及水平滑块10在中心轴7上滑移。具体的，传动块11由传动块基座111和传动块盖板112拼接后穿入螺栓固定组成，传动块基座111与传动块盖板112拼接构成与水平滑块10尺寸适配能包覆水平滑块10的穿孔，在水平滑块10上凸出设有一圈凸环100，在传动块11的穿孔内还设有一圈与凸环100尺寸适配的环槽113。通过传动块基座111及传动块盖板112包覆水平滑块10以及水平滑块10上的凸环100，使得水平滑块10能相对传动块11转动，并通过传动块11与第一直线模组配合带动凸环100在中心轴7上直线移动。

在本申请实施例中，第一直线模组包括固定安装在竖直滑块3上的第三伺服电机6，第三伺服电机6的输出轴上同轴连接有螺杆，螺杆与中心轴7平行，传动块11与螺杆螺纹连接。通过第三伺服电机6，驱使传动块11和水平滑块10在中心轴7上水平滑移，利用支撑杆9与伸缩杆8之间铰接传动，从而调整检测小车14与中心轴7之间的垂直距离。

在中心轴7的一侧还安装有外壁扫描器，在本申请实施例中，内壁检测组件为涡流阵列组件和第二线激光组件17，外壁扫描器为第一线激光组件18。第一线激光组件18通过支撑臂15固定连接在中心轴7上，第一激光组件与检测小车14位于中心轴7的同一侧。

在本申请实施例中，在中心轴7上安装有十字激光测距组件，十字激光测距组件包括呈十字分布在中心轴7上的四个点激光测距器，用于测量中心轴7上十字激光测距组件位置与钛合金气瓶内壁在十字方向上间距长度。

参照图5，示出了本发明其他实施例提出检测设备的整体结构示意图。如图5所示，在本申请的其他实施例中，还包括固定设置在地面的导轨103，横架101上的移动轮105滑移连接在地面的导轨103上。钛合金气瓶安装在固定位置的工装上，横架101的移动方向平行于钛合金气瓶的轴线，以确保中心轴7伸入钛合金气瓶内时，中心轴7的轴线平行于钛合金气瓶的轴线。横架101上垂直于导轨103方向设置有滑轨104，所述竖板102滑动安装在横架101的滑轨104上，横架101上设置有用于驱使竖板102垂直于中心轴7轴线滑动的第二直线模组106，第二直线模组106可以为电控的丝杆直线驱动模组，以精确调节竖板102在横架101上的移动距离。

实施例2

参照图6，示出了本发明实施例提出的检测方法的步骤流程示意图，如图6所示，本发明实施例公开了一种钛合金气瓶成型质量检测方法，使用了实施例1提出的钛合金气瓶成型质量检测设备，包括以下步骤：

S01，通过第一直线模组带动传动块11负向移动使检测小车14向中心轴7收拢，调整中心轴7对齐钛合金气瓶瓶口，调整中心轴7交底使检测小车14位于中心轴7的正上方，推动机架1使中心轴7及检测小车14从钛合金气瓶瓶口进入瓶内，调整中心轴7在气瓶内姿态，以使中心轴7与钛合金气瓶的瓶口同轴。

具体的，参照图7，示出了本发明实施例提出的第一坐标系O’的示意图，如图7所示，先建立以钛合金气瓶中轴线为圆心O’的第一坐标系O’，并以钛合金气瓶最大内径在第一坐标系上的投影为视线边界；以伸入钛合金气瓶内的中心轴7的中轴线外第一坐标系O’内的位置O，确定O沿顺时针方向在各个坐标轴方向上距离视线边界的长度OB、OC、OD和OE，其中OB为O在正Y轴方向上距离视线边界的长度。

当OB=OD,OC=OE时，检测设备中心轴7的旋转中心O与钛合金气瓶内表面圆中心O’重合，此时中心轴7的姿态不需要调整。当OB≠OD,OC≠OE时，检测设备中心轴7的旋转中心O与钛合金气瓶内表面圆中心O’不重合，此时中心轴7的姿态需要调整。

比较OB与OD数值大小，调整中心轴7向较大数值所对应坐标轴方向移动，移动距离为；比较OC与OE数值大小，调整中心轴向较大数值所对应坐标轴方向移动，移动距离为/>。

S02，对钛合金气瓶的内、外表面进行激光扫描，通过计算机建立气瓶成型区域内外表面的三维成像， 具体的，建立以中心轴7的轴线为Z轴，以支撑臂15中轴线与中心轴轴线的交点为On点的圆柱立体坐标系On。

参照图8，示出了本发明实施例提出的圆柱立体坐标系On的示意图，如图8所示，第一线激光组件18在圆柱立体坐标系On内的坐标中心为（L1cosα，θ，L1sinα），其中，θ为中心轴的旋转角度，L1为第一线激光组件18距离圆柱立体坐标系On点的长度，α为支撑臂15中轴线与中心轴7轴线之间的夹角角度。建立以第一线激光组件18中心为原点的第一线激光传感器坐标系O1，并获得钛合金气瓶外表面A1点在第一线激光传感器坐标系O1中的坐标(X1,Y1)，根据几何关系确定A1点在圆柱立体坐标系中位置为(L1cosα-Y1 ，θ，L1sinα+X1)，以此类推获得钛合金气瓶外表面测量区域所有点的坐标值，及钛合金气瓶外表面的点云数据集{A1(ρ,θ,Z)}。

第二线激光组件17在圆柱立体坐标系On内的坐标中心为（L2cosβ，θ，L-L2sinβ），其中，L2为第二线激光组件17距离伸缩杆8中轴线与圆柱立体坐标系Ond Z轴交点O3的长度，L为交点O3距离圆柱立体坐标系On的原点的长度，β为伸缩杆8中轴线与中心轴7轴线之间的夹角角度。建立以第二线激光组件17中心为原点的第二线激光传感器坐标系O2，并获得钛合金气瓶内表面A2点在第二线激光传感器坐标系O2中的坐标(X2,Y2)，根据几何关系确定A2点在圆柱立体坐标系On中位置为(L2sinβ+Y2，θ， L- L2cosβ-X2)，以此类推获得钛合金气瓶内表面测量区域所有点的坐标值，及钛合金气瓶内表面的点云数据集{A2(ρ,θ,Z)}。

计算机根据所述钛合金气瓶外表面的点云数据集{A1(ρ,θ,Z)}和钛合金气瓶内表面的点云数据集{ A2(ρ,θ,Z)}重构出钛合金气瓶成型区内外表面的三维成像。检测人员根据三维成像确定钛合金气瓶成型区域的壁厚及成型均匀性。

S03，启动第一直线模组带动传动块11向正向移动使检测小车的球形轮16与瓶壁最大外径处接触，通过转动中心轴7带动检测小车14绕着中心轴旋转一圈，在旋转过程中确定检测小车14的多个姿态，并在每个姿态下通过涡流阵列组件对钛合金气瓶成形端的内壁表面进行涡流检测以获得涡流检测信号数据，根据步骤S02中获得的成型的三维成像，驱动传动块11向钛合金气瓶瓶口移动X1距离，机架远离钛合金气瓶X2距离，降低钛合金气瓶内检测小车14与中心轴7之间间距，再移动机架以使检测小车14上球形轮16接触钛合金气瓶内壁，保持检测小车14贴合瓶壁，开始下一道次的检测。

S04，重复S03步骤，直至检测小车14运动至瓶嘴处检扫描完成，基于三维成像，通过计算机重构实现气瓶内表面涡流阵列3D成像。

具体为，在检测小车14的每个姿态下，建立涡流检测信号数据K与检测小车14所对应钛合金内表面上A’点在圆柱立体坐标系O2内坐标的一一对应关系。检测小车14扫描完成后获得钛合金气瓶内表面涡流检测信号数据的点云数据集{ A’(ρ,θ,Z,K)}，计算机根据所述点云数据集{ A’(ρ,θ,Z,K)}重构出钛合金气瓶成型区内表面的涡流阵列3D成像。

涡流可视技术（Eddy Current Testing）是一种无损检测方法，用于检测导电材料中的表面和近表面缺陷。它基于涡流效应的原理，利用交流电感应产生的涡流来检测材料中的缺陷。

涡流可视技术的工作原理是，通过在被检材料表面或近表面放置一个交流电源，当电流通过导电材料时，会在材料中产生涡流。这些涡流在材料中形成闭合环路，它们的强度和分布受到材料的导电性、几何形状和缺陷的影响。

当涡流遇到材料表面或近表面的缺陷时，由于缺陷处的磁阻变化，涡流的路径和强度会发生变化。这些变化可以通过检测涡流诱导的磁场变化来检测和评估缺陷的存在和性质。检测人员通过该涡流阵列3D成像确定钛合金气瓶内表面的成型质量。

本领域内的技术人员应明白，尽管已经描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性的概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围内的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求机器等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，基于一种钛合金气瓶成型质量检测设备，所述检测设备包括安装于机架(1)上且水平设置的中心轴(7)，所述机架(1)滑移于地面上，所述中心轴(7)的一端与伸缩杆(8)的一端铰接，所述伸缩杆(8)的另一端铰接有检测小车(14)，所述伸缩杆(8)的中部与支撑杆(9)的一端铰接，所述支撑杆(9)的另一端与水平滑块(10)铰接，所述水平滑块(10)滑动套接于所述中心轴(7)上，所述中心轴(7)的另一端安装于转动驱动机构上，所述水平滑块(10)上转动套接有传动块(11)，所述传动块(11)螺纹连接于第一直线模组的第一丝杆上，所述第一丝杆与所述中心轴(7)平行设置；所述检测小车(14)的中部安装有内壁检测组件，所述内壁检测组件的两端分别安装有球形轮(16)，所述中心轴(7)的一侧安装有外壁扫描器，所述内壁检测组件为涡流阵列组件和第二线激光组件(17)，所述外壁扫描器为第一线激光组件(18)；

通过对钛合金气瓶的内、外表面进行激光扫描，建立气瓶成型区域内外表面的三维成像，包括：建立以中心轴(7)的轴线为Z轴，以支撑臂(15)中轴线与中心轴(7)轴线的交点为O点的圆柱立体坐标系；

根据所述三维成像确定钛合金气瓶成型区域的壁厚及成型均匀性，并根据所述三维成像，使检测小车(14) 保持贴合瓶壁向钛合金气瓶瓶口移动；

通过转动驱动机构带动检测小车(14)绕着中心轴(7)旋转一圈，在旋转过程中确定检测小车(14)的多个姿态，并在每个姿态下通过涡流阵列组件对钛合金气瓶成形端的内壁表面进行涡流检测以获得涡流检测信号数据；

基于所述三维成像，通过计算机重构实现气瓶内表面涡流阵列3D成像，以及确定钛合金气瓶内表面的成型质量，包括：

在检测小车(14)的每个姿态下，建立涡流检测信号数据K与检测小车(14)所对应钛合金内表面上A’点在圆柱立体坐标系内坐标的一一对应关系；

检测小车(14)扫描完成后获得钛合金气瓶内表面涡流检测信号数据的点云数据集{A’(ρ,θ,Z,K)}，其中，θ为中心轴(7)的旋转角度，计算机根据所述点云数据集{ A’(ρ,θ,Z,K)}重构出钛合金气瓶成型区内表面的涡流阵列3D成像。

2.根据权利要求1所述的钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，所述第一直线模组和所述转动驱动机构均安装于竖直滑块(3)上，所述竖直滑块(3)的中部滑动连接于竖直滑槽(2)中，所述竖直滑槽(2)设置在机架(1)上，所述竖直滑块(3)螺纹连接于第二直线模组(106)的第二丝杆上，所述第二丝杆沿竖直方向设置。

3.根据权利要求2所述的钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，所述转动驱动机构包括安装于所述竖直滑块(3)上部的第二伺服电机(5)，所述第二伺服电机(5)的输出端固定套接有第一传动齿轮(13)，所述第一传动齿轮(13)与第二传动齿轮(12)啮合，所述第二传动齿轮(12)固定套接于所述中心轴(7)上。

4.根据权利要求2所述的钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，所述机架(1)包括竖板(102)和横架(101)，所述竖板(102)垂直连接于所述横架(101)的顶部，所述竖直滑槽(2)加工于所述竖板(102)上，所述横架(101)的四角上安装有移动轮(105)。

5.根据权利要求4所述的钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，还包括设置在地面的导轨(103)，所述横架(101)的移动轮(105)直线滑移连接在导轨(103)上，所述横架(101)的移动方向平行于钛合金气瓶的轴线，所述横架(101)上垂直于导轨(103)方向设置有滑轨(104)，所述竖板(102)滑动安装在横架(101)的滑轨(104)上，所述横架(101)上设置有用于驱使竖板(102)垂直于中心轴(7)轴线滑动的第二直线模组(106)。

6.根据权利要求1所述的一种钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01，通过第一直线模组带动传动块(11)负向移动使检测小车(14)向中心轴(7)收拢，调整中心轴(7)对齐钛合金气瓶瓶口，调整中心轴(7)交底使检测小车(14)位于中心轴(7)的正上方，推动机架(1)使中心轴(7)及检测小车(14)从钛合金气瓶瓶口进入瓶内，调整中心轴(7)在气瓶内姿态，以使中心轴(7)与钛合金气瓶的瓶口同轴；

S02，对钛合金气瓶的内、外表面进行激光扫描，通过计算机建立气瓶成型区域内外表面的三维成像，根据所述三维成像确定钛合金气瓶成型区域的壁厚及成型均匀性；

S03，启动第一直线模组带动传动块(11)向正向移动使检测小车(14)的球形轮(16)与瓶壁最大外径处接触，通过转动驱动机构带动检测小车(14)绕着中心轴(7)旋转一圈，在旋转过程中确定检测小车(14)的多个姿态，并在每个姿态下通过涡流阵列组件对钛合金气瓶成形端的内壁表面进行涡流检测以获得涡流检测信号数据，根据成型的三维成像，驱动传动块(11)向钛合金气瓶瓶口移动X1距离，机架(1)远离钛合金气瓶X2距离，保持检测小车(14)贴合瓶壁，开始下一道次的检测；

S04，重复S03步骤，直至检测小车(14)运动至瓶嘴处检扫描完成，基于所述三维成像，通过计算机重构实现气瓶内表面涡流阵列3D成像，以及确定钛合金气瓶内表面的成型质量。

7.根据权利要求6所述的一种钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，在中心轴(7)上安装有十字激光测距组件，十字激光测距组件包括呈十字分布在中心轴(7)上的四个点激光测距器；

所述步骤S01中，调整中心轴(7)在气瓶内姿态，以使与钛合金气瓶的瓶口同轴，包括：

建立以钛合金气瓶中轴线为圆心O’的第一坐标系，并以钛合金气瓶最大内径在第一坐标系上的投影为视线边界；

以伸入钛合金气瓶内的中心轴(7)的中轴线外第一坐标系内的位置O，确定O沿顺时针方向在各个坐标轴方向上距离视线边界的长度OB、OC、OD和OE，其中OB为O在正Y轴方向上距离视线边界的长度；

比较OB与OD数值大小，调整中心轴(7)向较大数值所对应坐标轴方向移动，移动距离为；

比较OC与OE数值大小，调整中心轴(7)向较大数值所对应坐标轴方向移动，移动距离为。

8.根据权利要求6所述的一种钛合金气瓶成型质量检测方法，其特征在于，所述第一线激光组件(18)通过支撑臂(15)固定连接在中心轴(7)上，所述支撑臂(15)的中轴线穿过第一线激光组件(18)的中心，所述伸缩杆(8)的中轴线穿过第二线激光组件(17)的中心；

所述步骤S02中，通过计算机建立气瓶成型区域内外表面的三维成像，包括：

第一线激光组件(18)在圆柱立体坐标系内的坐标中心为（L1cosα，θ，L1sinα），L1为第一线激光组件(18)距离圆柱立体坐标系O点的长度，α为支撑臂(15)中轴线与中心轴(7)轴线之间的夹角角度；

建立以第一线激光组件(18)中心为原点的第一线激光传感器坐标系，并获得钛合金气瓶外表面A1点在第一线激光传感器坐标系中的坐标(X1,Y1)，根据几何关系确定A1点在圆柱立体坐标系中位置为(L1cosα-Y1 ，θ，L1sinα+X1)，以此类推获得钛合金气瓶外表面测量区域所有点的坐标值，及钛合金气瓶外表面的点云数据集{A1(ρ,θ,Z)}；

第二线激光组件(17)在圆柱立体坐标系内的坐标中心为（L2cosβ，θ，L-L2sinβ），其中，L2为第二线激光组件(17)距离伸缩杆(8)中轴线与圆柱立体坐标系Z轴交点O3的长度，L为交点O3距离圆柱立体坐标系原点O的长度，β为伸缩杆(8)中轴线与中心轴(7)轴线之间的夹角角度；

建立以第二线激光组件(17)中心为原点的第二线激光传感器坐标系，并获得钛合金气瓶内表面A2点在第二线激光传感器坐标系中的坐标(X2,Y2)，根据几何关系确定A2点在圆柱立体坐标系中位置为(L2sinβ+Y2，θ， L- L2cosβ-X2)，以此类推获得钛合金气瓶内表面测量区域所有点的坐标值，及钛合金气瓶内表面的点云数据集{A2(ρ,θ,Z)}；

计算机根据所述钛合金气瓶外表面的点云数据集{A1(ρ,θ,Z)}和钛合金气瓶内表面的点云数据集{ A2(ρ,θ,Z)}重构出钛合金气瓶成型区内外表面的三维成像。