CN107271466B

CN107271466B - 一种无损检测***

Info

Publication number: CN107271466B
Application number: CN201710659593.6A
Authority: CN
Inventors: 芦少翔; 杨国芳; 左培庆; 王伟湘
Original assignee: Wuhan Sanlian Special Technology Co ltd
Current assignee: Wuhan Sanlian Special Technology Co ltd
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2037-08-04
Also published as: CN107271466A

Abstract

本发明公开了一种无损检测***，包括服务器和无损检测装置，无损检测装置包括：X射线机；激光测距仪，包括激光探头、激光测距模块、显示屏、摄像头、伸缩杆及驱动电机；控制台，包括箱体、盖体、控制器及控制平板；定位组件，包括GPS定位模块；控制平板与服务器无线通信连接并用于定位信息发送至服务器。本发明设置激光测距仪，其可驱动激光探头运动至射线窗口轴心，以便于激光探头发出的激光与X射线同轴，进而测量激光探头与待测物之间的距离以获取焦距，其利于提高焦距测量的精度，避免人工测量出现误差；并通过定位组件对控制台进行定位，保证检测位置与待检测点的一致性及委托检测焊口与实际检测焊口的一致性，提高了有效检测的几率。

Description

一种无损检测***

技术领域

本发明涉及无损检测技术，尤其是涉及一种无损检测***。

背景技术

无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。

X射线无损检测则是利用X射线在穿透物质过程中与物质相互作用，因吸收和散射而使强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质穿越的厚度。如果被透照物体(被检试件)的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质衰减系数又不同于试件本体，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在被透照试件位置背面使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异，据此来判断材料内部缺陷情况的一种检验方法。

目前，在X射线无损检测时，一般通过人工测量底片曝光焦距，具体为其通过人工测量X射线源焦点至胶片之间的距离，由于人工测量精度低、测量误差大，其严重制约着射线检测的质量；同时，现有的无损检测一般为检测人员自行检测，而在实际应用时，部分现场检测人员为了省事省力而投机取巧、弄虚作假，其并不进入现场检测位置，而通过其他替代物的曝光图像替代检测点的曝光图像，或者对一个检测点进行多次曝光以替代多个检测点，其导致客户的委托检测焊口与实际检测焊口出现了不一致性，其形成了无效检测，严重影响了客户委托检测设备的安全使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种无损检测***，解决现有技术中无损检测中人工测量焦距的精度低、误差大而导致检测质量低以及现场检测人员投机取巧、弄虚作假而导致委托检测焊口与实际检测焊口不一致的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种无损检测***，包括包括服务器和无损检测装置，所述无损检测装置包括：

X射线机，其包括X射线机本体及设于所述X射线机本体一侧的射线窗口；

激光测距仪，其包括一靠近所述射线窗口内壁设置的激光探头、与所述激光探头电连接的激光测距模块、一用于显示测量距离的显示屏、一用于拍摄待测物的检测面的摄像头、一用于驱动所述激光探头运动至所述射线窗口轴心的伸缩杆及一驱动所述伸缩杆运动的驱动电机；

控制台，其包括一箱体、一铰接于所述箱体的开口端的盖体、一内置于所述箱体的控制器及一与控制器通信连接的控制平板；

定位组件，其包括一与控制器连接并用于对控制台进行定位的GPS定位模块；

其中，所述控制平板与所述服务器无线通信连接并用于将GPS定位模块的定位信息发送至服务器。

与现有技术相比，本发明设置可伸缩的激光测距仪，其可通过伸缩杆驱动激光探头运动至射线窗口轴心，以便于激光探头发出的激光与X射线机本体产生的X射线同轴，进而测量激光探头与待测物之间的距离以获取焦距，其利于提高焦距测量的精度，避免人工测量出现误差；并通过定位组件对智能控制台进行定位，保证检测位置与待检测点的一致性，进而保证委托检测焊口与实际检测焊口的一致性，提高了有效检测的几率。

附图说明

图1是本发明的无损检测装置的连接结构示意图；

图2是本发明的X射线机在测距状态下的连接结构示意图；

图3是本发明的X射线机在检测状态下的连接结构示意图；

图4是本发明的图3的A部放大图；

图5是本发明的无损检测***的连接框图；

图6是本发明的管电压测量单元的电路原理图；

图7是本发明的管电流检测单元的电路原理图；

图8是本发明的服务器的连接框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～7所示，本发明提供了一种无损检测***，其包括服务器100和无损检测装置200，该无损检测装置200包括X射线机21、激光测距仪22、控制台23、电缆线24及定位组件25。

如图1～3所示，X射线机21包括X射线机本体211及设于所述X射线机本体211一侧的射线窗口212，X射线机本体211的X射线发生器211a可发出穿过射线窗口212并延伸至待测物的检测点的X射线。

如图2～4所示，激光测距仪22包括壳体221、激光探头222、激光测距模块223、显示屏224、伸缩杆225和驱动电机226，壳体221可固设于X射线机本体211上且抵接于射线窗口212一侧，激光测距模块223和驱动电机226均内置于壳体221，伸缩杆225一端与驱动电机226连接、另一端与内置于射线窗口212的激光探头222连接，激光探头222与激光测距模块223电连接，显示屏224内嵌于壳体221侧壁上并与激光测距模块223电连接；激光探头222可由激光发射器和激光接收器组成。如图2所示，当进行测距时，驱动电机226驱动伸缩杆225伸长使激光探头222运动至射线窗口212的轴心处，以保证激光发射器发出的激光束能够与X射线发生器211a产生的X射线中心射线束的轴线保持一致，从而保证测量的精度；激光发射器发出的激光束经过待测物的表面反射后由激光接收器接收，而激光测距模块223则根据激光发射器和激光接收器的光电信号计算激光探头222与待测物表面之间的距离，并将该距离显示在显示屏224上，由于激光测距模块223根据激光发射器和激光接收器的光电信号进行距离测算为本领域常规技术，也是激光测距仪22的常规功能，故本实施例不对其详细说明；若测得的激光探头222与待测物表面之间的距离为f，当激光探头222位于射线窗口212时其与X射线发生器211a的距离为f₀，待测物表面与胶片之间的距离为b，则待测的焦距F＝f+f₀+b，由于实际应用时f₀和b均为一固定距离，故只要测量激光探头222与待测物表面之间的距离为f即可获取胶片曝光的焦距，而且，也可设置以运算模块，该运算模块可采用一运算电路，其可根据测得的激光探头222与待测物表面之间的距离信号运算形成胶片曝光的焦距信号；如图3所示，当激光探头222与待测物表面之间的距离测量完成后，其通过驱动电机226驱动伸缩杆225收缩，使得激光探头222运动至靠近射线窗口212内壁，其可避免激光探头222阻挡X射线并避免在胶片上产生潜影，其保证了胶片成像质量不会降低。

为了便于激光测距，本实施例激光发射器发出的激光束为可见光，同时在壳体221上嵌设一摄像头229，该摄像头229可根据需要设置于显示屏224的上侧、左侧、右侧或下侧，以便于拍摄待测物的检测面为佳。当进行激光测距时，摄像头229可拍摄待测物的检测面及激光照射位置，由于X射线与激光束同轴设置，则激光测距时照射位置即为无损检测位置，故摄像头229能够拍摄图像以留存待测物表面状况及无损检测位置。而且，由于激光束采用可见光，其发出的光斑可用于X射线机21检测时X射线与待测物上对应检测点对准，其利于快速、精确获取无损检测位置，且可保证无损检测位置的获取精度。

具体设置时，激光测距仪22可设置于射线窗口212上侧，伸缩杆225处于竖直状态，其可驱动激光探头222作竖直上下往返运动。

如图3、图4所示，为了保证伸缩杆225伸缩的精准度，本实施例伸缩杆225包括一连接杆225a、与所述连接杆225a螺纹配合的螺母225b及与所述螺母225b连接的驱动杆225c，所述驱动电机226与所述连接杆225a连接，所述激光探头222设于所述驱动杆225c远离螺母225b一端，当驱动电机226驱动连接杆225a正向转动时，螺母225b沿连接杆225a向下运动进而带动驱动杆225c向下运动，当驱动电机226驱动连接杆225a反向转动时，螺母225b沿连接杆225a向上运动进而驱动驱动杆225c向上运动，其通过连接杆225a与螺母225b的螺纹配合，其可通过控制连接杆225a转动的圈数控制螺母225b上下运动的距离，其有利于提高控制精度。而且，驱动电机226与连接杆225a之间可采用齿轮驱动，即连接杆225a上端设置有一从动齿轮227，而驱动电机226的输出端设置与从动齿轮227相啮合的主动齿轮228，其通过齿轮驱动可保证驱动的精准性；驱动电机226可采用一步进电机，可通过控制台23内的控制器233的发生设定脉冲以控制步进电机转动的圈数，进而驱动连接杆225a转动的圈数，保证驱动杆225c带动激光探头222上下运动的距离的精准性，进而保证激光探头222能够准确运动至射线窗口212的轴心位置，使得激光发射器发出的激光束能够与X射线发生器211a产生的X射线重叠，保证测量的精准性。

如图1所示，本实施例的电缆线24用于连接X射线机21和控制台23，以便于通过控制台23操作X射线机21以进行无损检测，其为常规连接方式。

控制台23包括一箱体231、一铰接于所述箱体231的开口端的盖体232、一内置于所述箱体231的控制器233、一与所述控制器233通信连接并能够指纹识别的控制平板234，所述控制平板234与所述服务器100无线通信连接。一般可通过控制器233控制X射线机21的X射线发生器211a的开启及操作，然而在实际应用时，部分现场检测人员未进入检测点，其直接通过其他人员或实***板234，该控制平板234可用于操作控制器233以控制X射线机21，该控制平板234可作为控制器233的操作面板，其与常规的触摸屏操作面板的作用基本相同，同时其也可采用公开号为CN 106361362 A的发明专利中作为一个控制终端以便于进行远程控制的控制方式。其中，本实施例的控制平板234具有指纹识别功能，其可提前录入多个现场检测人员的指纹，当现场检测人员需要操作控制器233时，其需要进行指纹识别，当指纹识别通过后才可进入控制平板234以便于显示、操作并控制控制器233工作。指纹识别的方式可采用型号为华为揽阅M2 10.0的基于安卓***的平板电脑的开机指纹识别方式。其中，控制平板234可通过***SIM卡与服务器100进行2G、3G或4G网络通信，也可通过其自带的WIFI功能联网而与与服务器100无线通信，当然也可单独设置4G模块或WiFi模块实现控制平板234与服务器100之间的无线通信连接。

如图1、图5所示，本实施例所述定位组件25包括用于对控制台23进行定位的GPS定位模块251，GPS定位模块251与所述控制平板234连接，控制平板234可将GPS定位模块251的定位信息发送至服务器100。具体为，当进行无损检测时，监控人员可根据服务器上的定位信息判断该次检测位置，若该次检测位置与委托的待检测点相对应，则说明该次无损检测有效，否则说明该次无损检测是由现场检测人员弄虚作假，其为无效检测，该检测点需要再次检测以避免该检测点的焊点出现问题而导致安全事故。

由于无损检测时，可能在室内或隧道，故本实施例所述定位组件25包括还包括用于对控制台23进行定位的WIFI定位模块252和基站定位模块253，所述WIFI定位模块252和基站定位模块253均与所述控制平板234连接，当无法通过GPS定位模块251进行定位时，可通过WIFI定位模块252进行定位，而当检测位置既不能通过GPS定位模块251定位也不能不同WIFI定位模块252定位时，其可通过基站定位模块253进行定位。

如图5所示，本实施例所述控制台23还包括曝光参数采集模块235，其包括一用于记录X射线机21的曝光时间的曝光时间记录单元235a、一用于测量X射线机21的管电流的管电流测量单元235b、用于测量X射线机21的管电压的管电压测量单元235c、及一用于采集X射线机21的焦距的焦距采集单元235d，所述曝光时间记录单元235a、管电流测量单元235b、管电压测量单元235c和焦距采集单元235d均与所述控制器233连接，从而便于将测量的管电流、管电压及采集的焦距和曝光时间发送至控制器233；而控制器233与控制平板234连接，其可将X射线机21的管电流、管电压、焦距及曝光时间发送至控制平板234，所述控制平板234与所述服务器100无线通信连接并用于将X射线机21的管电流、管电压、焦距及曝光时间发送至服务器100；同时，也可通过控制平板234操作控制器233以控制X射线机21，该控制方式为本领域常规技术。当进行现场无损检测时，一般需要根据操作指导书进行操作，具体为输入委托方给出的初始参数，其可形成符合无损检测需求的曝光参数，从而使得X射线机21按上述曝光参数控制无损检测，曝光参数主要是指X射线机21的管电压、管电流、焦距及曝光时间。其中，本实施例的管电压测量单元235c和管电流测量单元235b侧可采用常规的管电压测量电路和管电流测量电路，其中本实施例的管电压测量单元235c和管电流测量单元235b均优选采用基于HCNR201的便携式X射线机21的管电压和管电流测量电路，管电压测量电路如图6所示，其工作原理如下：LED、PD1、Q1及运放A1等组成测量电路的输入部分并形成负反馈，A2、PD2及Var则构成电路的输出部分；当V_in变化时，在运放A1作用下，LED电流随着调整，光耦的物理结构决定PD1与LED成线性比例，所以流过PD1的电流I_D1跟随着V_in变化；又PD2与PD1成严格比例关系，同样I_D2跟随着V_in变化，通过运放A2及电位器Var将I_D2转换成输出电压Vout，最终实现Vout与V_in的精密线性关系；为使电路具有更高的线性度，运放A1及A2应选用低输入失调电流、电压及低功耗精密运放，如OP-07、LT1097、AD705等；补偿电容C1及C2用于改进电路稳定性减小电路输出噪声及限制电路的工作带宽于10kHz左右内；二极管D1起续流作用，防止LED完全关断时过高反压加在LED两端；管电流测量电路如图7所示，其工作原理与管电压测量电路的工作原理大致相同：HCNR201左边电路组成直接电流测量电路的电流输入部分并形成负反馈，右边电路实现电流转电压；焦距采集单元235d主要用于采集激光测距模块223测量获取的激光探头222与待测物表面之间的距离信号或者由运算模块处理后的电信号，其为常规的电信号采集电路，本实施例不作详细赘述；曝光时间记录单元235a可实时记录X射线机21的曝光时间。

目前，现有的常规方式一般通过现场检测人员确定上述曝光参数，并按上述曝光参数进行无损检测，同时现场检测人员将上述曝光参数填写上传给相关管理人员，由于上述曝光参数仅仅为现场检测人员自己填写，其与实际曝光参数可能存在差异，本实施例通过上述方式，其可实时测量并采集X射线机21的管电流、管电压、曝光时间及焦距，然后由服务器100的后台人员根据上述管电流、管电压、曝光时间及焦距按操作指导书进行测算，进而判断现场检测人员是否按操作指导书的进行操作执行，其有利于保证无损检测的真实性、提高无损检测的质量；而且，采用上述方式需要人工记录曝光参数、并填写相对应的报表，然后再上传，其效率低下，不利于后台管理人员及时对无效检测进行处理。故本实施例控制平板234与控制器233连接，而曝光时间记录单元235a、管电流测量单元235b、管电压测量单元235c和焦距采集单元235d获取的X射线机21的曝光时间、管电流、管电压及焦距，并实时发送至控制器233，控制器233对上述曝光参数进行处理后并发送至控制平板234，并由控制平板234发送至服务器100，监控人员实时获取现场采集的曝光参数并可将上述曝光参数与操作指导书进行对比，以保证现场无损检测按操作指导书进行执行，其有利于保证无损检测的质量，同时其提高了无损检测效率，避免了后续的上传。其中，本实施例的控制器233可采用型号为STM32f103ZET6的单片机，该单片机利用其自带的12位AD，可降低功耗，且其可通过其自带的串口与控制平板234连接，其与控制平板234的通信协议可采用TTL-RS232接口协议。

而且，为了避免无损检测现场的干扰而导致的设备的准确性降低，本实施例曝光参数采集模块235还包括两个光耦隔离单元235e，两个光耦隔离单元235e分别设置于管电流测量单元235b、管电压测量单元235c与控制器233之间，该光耦隔离单元235e为常规的光电耦合器，其可设于控制器233与管电流测量单元235b、管电压测量单元235c之间，其可将管电压和管电流测量电路上的干扰源及易受干扰的部分隔离开来，即其可将测量单元测量的管电流和管电压中干扰隔离，保证控制平板234发送至服务器100的数据的准确性。

如图8所示，本实施例服务器100包括工艺参数控制模块11、检测结果评定模块12、检测报告生成模块13及标识模块14。工艺参数控制模块11用于根据待测物的原始参数及X射线机的焦距自动生成曝光参数，当由委托方获取该待测物的原始参数后，可将该原始参数输入服务器，同时由激光检测仪22检测的焦距可发送至服务器100，工艺参数控制模块11可将原始参数和焦距按检测标准自动生成曝光参数及操作指导书，而实际应用时可通过其自动生成的曝光参数和操作指导书与现场检测人员的实际检测数据进行对比判断，其有利于保证现场检测的精度，上述检测标准按本领域的常规检测标准，例如：可根据待测物的材质、厚度等原始参数及X射线机的焦距判断需要的底片黑度值、增感屏厚度、管电流、管电压等，操作指导书上形成有上述曝光参数及其他判定参数；检测结果评定模块12用于根据待测物的原始参数、曝光参数及曝光图像判断缺陷等级，其可获取工艺参数控制模块11的原始参数和曝光参数，同时获取现场曝光形成的曝光图像，并通过图像识别获取图像中的缺陷，例如裂纹、条形缺陷、圆形缺陷、未熔合等，同时其可判断该缺陷的大小、长度、深度，并按照检测标准判断在该原始参数和曝光参数条件下的该种缺陷处于何种缺陷等级；检测报告生成模块13主要用于将上述判断结果生成检测报告，该检测报告可根据需要设置，其可包括操作指导书、原始参数、曝光参数、曝光图像、待测物缺陷的描述及等级的判断结果等等；标识模块14用于将待测物无损检测的原始参数、曝光参数、位置信息、时间信息及判断结果集合形成二维码，可通过该二维码获取该次无损检测相对应的原始参数、曝光参数、位置信息、时间信息及判断结果，其可对该次无损检测进行备份，而且可将二维码的上述信息写入IC卡，在暗室通过读卡器调出IC卡上相应二维码，并对射线胶片进行二次曝光，生成永久性二维码图形，此技术的应用改变了传统检测部位人为设定铅字标识和底片信息录入的方式。

本实施例无损检测***工作时，可通过激光测距仪22采集激光探头222与待测物表面之间的距离，进而获取X射线机21的焦距，并设置定位组件25实时监测无损检测位置以避免弄虚作假，而且控制器233可测量每次无损检测的X射线机21的管电流、管电压、曝光时间及焦距，并将上述管电流、管电压、曝光时间及焦距发送至服务器100，服务器100可根据无损检测的定位地点及对应管电流、管电压、曝光时间及焦距确定无损检测地点和检测质量。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种无损检测***，其特征在于，包括服务器和无损检测装置，所述无损检测装置包括：

控制台，其包括一箱体、一铰接于所述箱体的开口端的盖体、一内置于所述箱体的控制器及一与控制器通信连接的控制平板,控制平板具有指纹识别功能，其用于指纹识别通过后进入控制平板以显示、操作并控制控制器工作；

其中，所述控制平板与所述服务器无线通信连接并用于将GPS定位模块的定位信息发送至服务器；

所述控制台还包括曝光参数采集模块，其包括一用于记录X射线机的曝光时间的曝光时间记录单元、一用于测量X射线机的管电流的管电流测量单元、用于测量X射线机的管电压的管电压测量单元、及一用于采集X射线机的焦距的焦距采集单元，所述曝光时间记录单元、管电流测量单元、管电压测量单元和焦距采集单元均与所述控制器连接,所述控制器用于将X射线机的管电流、管电压、焦距及曝光时间发送至所述控制平板，所述控制平板用于将X射线机21的管电流、管电压、焦距及曝光时间发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的无损检测***，其特征在于，所述伸缩杆包括一丝杆、与所述丝杆螺纹配合的螺母及与所述螺母连接的驱动杆，所述驱动电机与所述丝杆连接，所述激光探头设于所述驱动杆远离螺母一端。

3.根据权利要求2所述的无损检测***，其特征在于，所述激光测距仪还包括一设于所述射线窗口一侧的壳体，所述驱动杆一端与内置于所述壳体的螺母连接、另一端延伸至所述射线窗口内并与激光探头连接。

4.根据权利要求2或3所述的无损检测***，其特征在于，所述激光测距仪还包括一设于驱动电机的输出端的主动齿轮及一套设于所述连接杆并与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮。

5.根据权利要求4所述的无损检测***，其特征在于，所述定位组件包括还包括用于对控制台进行定位的WIFI定位模块和基站定位模块，所述WIFI定位模块和基站定位模块均与所述控制器连接。

6.根据权利要求5所述的无损检测***，其特征在于，所述曝光参数采集模块还包括用于将管电流测量单元和管电压测量单元测量的管电流和管电压进行光电隔离的光耦隔离单元。

7.根据权利要求6所述的无损检测***，其特征在于，所述服务器包括一用于根据待测物的原始参数及X射线机的焦距自动生成曝光参数的工艺参数控制模块，一用于根据待测物的原始参数、曝光参数及曝光图像判断缺陷等级的检测结果评定模块，一用于将检测结果评定模块判断的检测结果生成检测报告的检测报告生成模块及一用于将待测物无损检测的原始参数、曝光参数、位置信息、时间信息及判断结果集合形成二维码的标识模块。