CN212410461U - 焊接裂缝检测设备及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种焊接裂缝检测设备及系统。其中，该检测设备包括：图像传感器，用于采集待检测焊接件的焊接裂缝的图像数据；数字处理装置，与图像传感器连接，用于获取焊接裂缝的图像数据，依据图像数据确定焊接裂缝的宽度信息，并将焊接裂缝的宽度信息发送至终端设备。本申请解决了由于现有的焊接裂缝检测方法需要人工采用超声波探伤、摄像头探伤进行高空作业成的存在人身安全隐患，并且不能实时监测裂缝的变化的技术问题。

Description

焊接裂缝检测设备及系统

技术领域

本申请涉及焊接裂缝监测领域，具体而言，涉及一种焊接裂缝检测设备及系统。

背景技术

钢结构在当代建筑中使用率越来越高，而焊接作为钢结构的主要连接方式之一，直接影响钢结构的施工质量，裂缝是焊接生产中比较普遍的而又十分严重的缺陷，它不仅会使焊成的结构成为废品，而且有可能带来灾难性的事故。焊接裂缝一般有热裂缝、冷裂缝、层状裂缝、再热裂缝、应力腐蚀裂缝等。

目前对于焊接缝的探伤检测多采用超声波探伤、摄像头探伤，对于已经安装在建筑物上的焊接件实施超声波探伤或者摄像头探伤需要人员的高空作业，存在人身安全隐患，并且不能实时监测裂缝的变化，存在监测不及时带来的建筑物、桥梁坍塌、断裂等不安全隐患。焊接缝两侧的刚结构往往呈直角，这给焊缝的监测带来更大的考验，一般的探测设备不易调整探测角度或者放置不到理想探测位置，使焊接裂缝的探测的精度降低。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种焊接裂缝检测设备及系统，以至少解决由于现有的焊接裂缝检测方法需要人工采用超声波探伤、摄像头探伤进行高空作业成的存在人身安全隐患，并且不能实时监测裂缝的变化的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种焊接裂缝检测设备，包括：图像传感器，用于采集待检测焊接件的焊接裂缝的图像数据；数字处理装置，与图像传感器连接，用于获取焊接裂缝的图像数据，依据图像数据确定焊接裂缝的宽度信息，并将焊接裂缝的宽度信息发送至终端设备。

可选地，焊接裂缝检测设备还包括：电源模块，用于为图像传感器和数字处理装置供电。

可选地，焊接裂缝检测设备还包括：安装部，用于将裂缝检测设备固定在焊接裂缝的正上方位置。

可选地，数字处理装置包括：图像处理器，与图像传感器连接，用于对获取的焊接裂缝的图像数据进行处理，得到焊接裂缝的宽度信息；通信装置，与图像处理器通信连接，用于接收来自终端设备的检测指令，以及按照预设时间间隔将焊接裂缝的宽度信息发送至终端设备，检测指令用于指示焊接裂缝检测设备开始检测焊接裂缝的宽度信息。

可选地，焊接裂缝检测设备还包括：电缆，用于电连接图像传感器和图像处理器。

可选地，图像传感器包括：框体、透镜、电路板、光源模块、光电转换芯片以及透明盖板，其中，框体，用于支撑和保护图像传感器的部件；光源模块，设置在框体内部，用于向焊接裂缝发射光线；透镜，设置在框体内部，用于汇聚反射光线，使反射光线照射到光电转换芯片，反射光线为光源模块发射的光线遇到焊接裂缝反射回来的光线；光电转换芯片，设置在框体内部，用于将反射光线转换为电信号，将电信号作为图像数据；电路板，用于搭载光电转换芯片和图像传感器的其他电路；透明盖板，用于防尘。

可选地，光电转换芯片的数量至少为3排。

可选地，光电转换芯片的长度方向与图像传感器的框体的宽度方向平行，分别横跨在垂直于焊接裂缝的正上方位置。

可选地，光电转换芯片的长度方向与图像传感器的框体的宽度方向呈预设夹角，分别横跨在垂直于焊接裂缝的正上方位置。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种焊接裂缝检测系统，包括：以上的焊接裂缝检测设备、终端设备以及待检测焊接件，其中，待检测焊接件具有焊接裂缝；终端设备，与焊接裂缝检测设备通信连接，用于向焊接裂缝检测设备发送检测指令，检测指令用于指示焊接裂缝检测设备开始检测待检测焊接件的焊接裂缝的宽度信息。

在本申请实施例中，提供了一种焊接裂缝检测设备，包括：图像传感器，用于采集待检测焊接件的焊接裂缝的图像数据；数字处理装置，与图像传感器连接，用于获取焊接裂缝的图像数据，依据图像数据确定焊接裂缝的宽度信息，并将焊接裂缝的宽度信息发送至终端设备，从而可以避免人工高空作业进行焊接裂缝探伤导致的安全隐患问题，并且可以实现实时监测焊接裂缝的变化情况的技术效果，进而解决了由于现有的焊接裂缝检测方法需要人工采用超声波探伤、摄像头探伤进行高空作业成的存在人身安全隐患，并且不能实时监测裂缝的变化技术问题。

附图说明

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

图1是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的结构框图；

图2是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图；

图3是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图；

图4是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图；

图5是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图；

图6是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的结构示意图；

图7是根据本申请实施例的一种图像传感器的结构示意图；

图8是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的使用环境的示意图；

图9是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的安装方式的示意图；

图10是根据本申请实施例的一种光电转换芯片的排列方向的示意图；

图11是根据本申请实施例的一种光电转换芯片的示意图；

图12是根据本申请实施例的一种光信号转换为电信号的后的波形示意图；

图13是根据本申请实施例的另一种光电转换芯片的排列方向的示意图；

图14是根据本申请实施例的另一种光电转换芯片的示意图；

图15是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测系统的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的结构框图，如图1所示，该设备包括：

图像传感器10，用于采集待检测焊接件的焊接裂缝的图像数据；

图像传感器10安装在垂直于裂缝的正上方，用于采集裂缝的图像信息。

数字处理装置12，与图像传感器10连接，用于获取焊接裂缝的图像数据，依据图像数据确定焊接裂缝的宽度信息，并将焊接裂缝的宽度信息发送至终端设备。

数字处理装置12用来对图像传感器获得的裂缝图像数据进行处理，还原裂缝宽度信息并存储。

通过上述设备，可以避免人工高空作业进行焊接裂缝探伤导致的安全隐患问题，并且可以实现实时监测焊接裂缝的变化情况的技术效果。

图2是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图，如图2所示，该设备还包括：电源模块14，用于为图像传感器10和数字处理装置12供电。

图3是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图，如图3所示，该设备还包括：安装部16，用于将裂缝检测设备固定在焊接裂缝的正上方位置。

图4是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图，如图4所示，数字处理装置12包括：图像处理器120，与图像传感器10连接，用于对获取的焊接裂缝的图像数据进行处理，得到焊接裂缝的宽度信息；通信装置122，与图像处理器120通信连接，用于接收来自终端设备的检测指令，以及按照预设时间间隔将焊接裂缝的宽度信息发送至终端设备，该检测指令用于指示焊接裂缝检测设备开始检测焊接裂缝的宽度信息。

图像处理器120用于对图像传感器10获得的裂缝图像数据进行处理，得到裂缝的宽度信息。

通信装置122为无线通信装置，用于用来接收终端用户发来的裂缝扫描指令和发送图像传感器获取的扫描数据给终端用户。其中，该无线通信装置采用的通信方式包括但不限于WIFI、4G、5G等无线通信方式。

图5是根据本申请实施例的另一种焊接裂缝检测设备的结构框图，如图5所示，该焊接裂缝检测设备还包括：电缆18，用于电连接图像传感器10和图像处理器120。

图6是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的结构示意图，如图6所示，焊接裂缝检测设备由图像传感器61、数字处理部62和连接电缆63组成；数字处理部62由图像处理部620、无线发射部622、电源部624、安装部626组成。图像传感器61，安装在垂直于裂缝的正上方，用于采集裂缝的图像信息；图像处理部620，用来对图像传感器61获得的裂缝图像数据进行处理，还原裂缝宽度信息并存储；无线发射部622，用来接收终端用户发来的扫描指令和发送图像传感器获取的扫描数据给终端用户；电源部624，用来给整个裂缝检监测设备供电；安装部626，用来将裂缝检测设备固定在待监测部位上方，连接电缆63用于实现图像传感器61和图像处理部620的电连接。

上述裂缝检测设备，可以安装在待检测部位上方，通过无线传输的方式对裂缝进行监测，可以避免人工多次高空作业测试带来的安全隐患，并且可以实现实时监测，随时掌握裂缝宽度变化，一旦裂缝宽度超过安全限宽，设备可发出预警，提醒工作人员及时维修。

图7是根据本申请实施例的一种图像传感器的结构示意图，如图7所示，该图像传感器包括：框体101、透镜102、电路板103、光源模块104、光电转换芯片105以及透明盖板106，其中，框体101，用于支撑和保护图像传感器的部件；光源模块104，设置在框体101内部，用于向焊接裂缝发射光线；透镜102，设置在框体101内部，用于汇聚反射光线，使反射光线照射到光电转换芯片105，反射光线为光源模块发射的光线遇到焊接裂缝反射回来的光线；光电转换芯片105，设置在框体101内部，用于将反射光线转换为电信号，将电信号作为图像数据；电路板103，用于搭载光电转换芯片105和图像传感器的其他电路；透明盖板106，用于防尘。

工作时，光源模块104发出的光照射到被扫描物体上(裂缝)，被扫描物体(裂缝)的产生反射光，这些反射光再穿过透明盖板106，部分反射光进入透镜102，从透镜102另一端出来的反射光照射到光电转换芯片105的感光视窗上，光电转换芯片105把接收到的光信号转换成电信号，作为图像信息向外输出。

由于上述图像传感器呈细长的长方体形状，可以安装在呈直角的焊接部位，可以根据需要读取焊接处的裂缝信息。

图8是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的使用环境的示意图，如图8所示，31和32是钢板，33是焊接焊料，将焊接位置放大可见焊接焊料上的裂缝34。

图9是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测设备的安装方式的示意图，如图9所示，焊接裂缝检测设备安装在直角裂缝处，图像传感器10安装在裂缝的正上方，图像传感器10的光电转换芯片与裂缝垂直放置，数字处理装置12安装在图传感器10近处的钢板上，图像传感器10和数字处理装置12通过电缆连接。

根据本申请的一个可选的实施例，光电转换芯片105的数量至少为3排。

图10是根据本申请实施例的一种光电转换芯片的排列方向的示意图，如图10所示，光电转换芯片的长度方向与图像传感器的框体的宽度方向平行，分别横跨在垂直于焊接裂缝的正上方位置。

本申请实施例的图像传感器的光电转换芯片的长度方向与图像传感器的宽度方向平行，共三排，分别横跨在裂缝的不同位置上方，三排或者多排感光芯片的排列可以更好的监测裂缝的整体变化和监控裂缝走向。

图11是根据本申请实施例的一种光电转换芯片的示意图，如图11所示，61为光电转换芯片，62为其上线性排列的感光窗口，63为裂缝，感光窗口的宽度为a，裂缝宽度是我们要测量的值，假设为n*a，那么n是我们待测量值，下面详述一下n的测量过程，当光源照射在裂缝及周围的钢板上，反射光被光电转换芯片转换为电信号，此电信号波形如图12所示，可见，钢板处的输出电压比较高，且均匀，裂缝处的电信号输出比较低，图12中，Y轴代表了输出的电压值(mV)，X轴代表了传感器实际输出对应的像素点(像素点对应感光窗口62，宽度为a)，根据图11可以计算出裂缝宽度所对应的像素点数Xn-X1,即n＝Xn-X1，所以我们此时就可以计算出裂缝的实际宽度n*a＝(Xn-X1)*a。

本实施中，图像传感器10读取裂缝及周围的光反射信号并转换为电信号，并将电信号输出到图像处理器120，通过图像处理器120完成上述的裂缝宽度的计算，并通过通信装置122将上述裂缝宽度信号发送至用户终端。

需要说明的是，裂缝数据采集，由通信装置122接收到用户终端设置的采集时间间隔进行。

图13是根据本申请实施例的另一种光电转换芯片的排列方向的示意图，如图13所示，光电转换芯片的长度方向与图像传感器的框体的宽度方向呈预设夹角，分别横跨在垂直于焊接裂缝的正上方位置。

光电转换芯片的长度方向与图像传感器的宽度方向呈一定夹角，这样可以使图像传感器的宽度减小，光电转换采用三排的方式，分别横跨在裂缝的不同位置上方，用来读取裂缝的宽度变化。相对于图10所示的排列方式的不同之处在于，传感器测得的裂缝宽度n*a，但是实际裂缝宽度为n*a*cosθ。如图14所示，其中θ为光电转换芯片长度方向与X轴的夹角。

图15是根据本申请实施例的一种焊接裂缝检测系统的结构图，如图15所示，该系统包括：以上的焊接裂缝检测设备150、终端设备152以及待检测焊接件154，其中，待检测焊接件154具有焊接裂缝；终端设备152，与焊接裂缝检测设备150通信连接，用于向焊接裂缝检测设备150发送检测指令，检测指令用于指示焊接裂缝检测设备150开始检测待检测焊接件154的焊接裂缝的宽度信息。

需要说明的是，图15所示实施例中的焊接裂缝检测设备150的优选实施方式可以参见图1中所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊接裂缝检测设备，其特征在于，包括：

图像传感器，用于采集待检测焊接件的焊接裂缝的图像数据；

数字处理装置，与所述图像传感器连接，用于获取所述焊接裂缝的图像数据，依据所述图像数据确定所述焊接裂缝的宽度信息，并将所述焊接裂缝的宽度信息发送至终端设备。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述焊接裂缝检测设备还包括：

电源模块，用于为所述图像传感器和所述数字处理装置供电。

3.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述焊接裂缝检测设备还包括：

安装部，用于将所述裂缝检测设备固定在所述焊接裂缝的正上方位置。

4.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述数字处理装置包括：

图像处理器，与所述图像传感器连接，用于对获取的所述焊接裂缝的图像数据进行处理，得到所述焊接裂缝的宽度信息；

通信装置，与所述图像处理器通信连接，用于接收来自所述终端设备的检测指令，以及按照预设时间间隔将所述焊接裂缝的宽度信息发送至所述终端设备，所述检测指令用于指示所述焊接裂缝检测设备开始检测所述焊接裂缝的宽度信息。

5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，所述焊接裂缝检测设备还包括：

电缆，用于电连接所述图像传感器和所述图像处理器。

6.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述图像传感器包括：框体、透镜、电路板、光源模块、光电转换芯片以及透明盖板，其中

所述框体，用于支撑和保护所述图像传感器的部件；

所述光源模块，设置在所述框体内部，用于向所述焊接裂缝发射光线；

所述透镜，设置在所述框体内部，用于汇聚反射光线，使所述反射光线照射到所述光电转换芯片，所述反射光线为所述光源模块发射的光线遇到所述焊接裂缝反射回来的光线；

所述光电转换芯片，设置在所述框体内部，用于将所述反射光线转换为电信号，将所述电信号作为所述图像数据；

所述电路板，用于搭载所述光电转换芯片和所述图像传感器的其他电路；

所述透明盖板，用于防尘。

7.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述光电转换芯片的数量至少为3排。

8.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述光电转换芯片的长度方向与所述图像传感器的框体的宽度方向平行，分别横跨在垂直于所述焊接裂缝的正上方位置。

9.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述光电转换芯片的长度方向与所述图像传感器的框体的宽度方向呈预设夹角，分别横跨在垂直于所述焊接裂缝的正上方位置。

10.一种焊接裂缝检测系统，其特征在于，包括：权利要求1至9中任意一项所述的焊接裂缝检测设备、终端设备以及待检测焊接件，其中，

所述待检测焊接件具有焊接裂缝；

所述终端设备，与所述焊接裂缝检测设备通信连接，用于向所述焊接裂缝检测设备发送检测指令，所述检测指令用于指示所述焊接裂缝检测设备开始检测所述待检测焊接件的焊接裂缝的宽度信息。

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