鋼結構特種焊接無損檢測系統及方法技術方案

一種鋼結構特種焊接無損檢測系統及方法，該系統包括：圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置，上位機模塊和電源，圖像采集裝置與上位機模塊連接，用以實時采集鋼結構焊縫圖像并發送至上位機模塊；超聲波信號采集裝置與上位機模塊連接，用以采集超聲波信號，生成分析用的超聲波波形圖，上位機模塊用以對采集到的圖像和超聲波波形進行分析，定位焊縫缺陷并分析焊縫缺陷情況，獲取具體的缺陷信息和缺陷參數；電源分別與圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置和上位機模塊連接，用以為圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置和上位機模塊提供電力。本發明專利技術具有操作簡單、測量精度高、準確性高，生產效率高，方便易用、實時性高的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋼結構檢測領域，具體涉及一種。
技術介紹
鋼結構焊接是一個比較特殊的物理冶金的過程，能夠影響焊接構件焊接質量的原因很多，如焊接工藝的缺陷與設備本身的問題、材料等因素的影響，對鋼結構的力學性能都會帶來不利影響。鋼結構焊接上所使用的無損檢測技術的原理是在不影響鋼結構的性能的前提下來檢測其焊接質量好壞，通過對由于焊接缺陷而引起的光、磁場和振動等參數的變化來辨別缺陷。目前，普遍采用的鋼結構內部缺陷檢測手段包括超聲波或X射線檢測。由于超聲波檢測具有方便快捷，成本低等優點，因而相較于X射線檢測，超聲波檢測應用比較廣泛。 然而，常規檢測方法獲得波形的數據僅利用了一小部分，對于缺陷，尤其是焊縫中的實際缺陷進行定性評價方面卻存在相當大的困難，檢測識別耗時耗力，識別精度低，準確性差、檢測效率低。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種鋼結構特種焊接無損檢測系統，以解決現有超聲波鋼結構內部缺陷檢測方式存在檢測識別耗時耗力，識別精度低，準確性差、檢測效率低的技術問題。本專利技術的另一目的在于提供一種鋼結構特種焊接無損檢測方法，以解決現有超聲波鋼結構內部缺陷檢測方式存在檢測識別耗時耗力，識別精度低，準確性差、檢測效率低的技術問題。為達到上述目的，本專利技術提供一種鋼結構特種焊接無損檢測系統，包括圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置，上位機模塊和電源，圖像采集裝置與上位機模塊連接，用以實時采集鋼結構焊縫圖像并發送至上位機模塊；超聲波信號采集裝置與上位機模塊連接，用以采集超聲波信號，生成分析用的超聲波波形圖，上位機模塊用以對采集到的圖像和超聲波波形進行分析，定位焊縫缺陷并分析焊縫缺陷情況，獲取具體的缺陷信息和缺陷參數；電源分別與圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置和上位機模塊連接，用以為圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置和上位機模塊提供電力；其中，上位機模塊進一步包括人機交互處理單元用以接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置，并實時顯示檢測信息及檢測結果；圖像采集單元分別與人機交互處理單元和圖像采集裝置連接，用以根據人機交互處理單元接受的用戶操作，驅動圖像采集裝置實時采集鋼結構焊縫圖像，并將采集到的圖像發送至圖像處理單元；超聲波信號采集單元分別與人機交互處理單元和超聲波信號采集裝置連接，用以根據人機交互處理單元接受的用戶操作，驅動超聲波信號采集裝置采集超聲波信號，生成分析用的超聲波波形圖，并將超聲波波形圖發送至超聲波信號處理單元；圖像處理單元與圖像采集單元連接，用以對接收到的焊縫的圖像特征進行分析處理，定位焊縫缺陷并且分析焊縫缺陷情況；超聲波信號處理單元與超聲波信號采集單元連接，用以將接收到的超聲波波形圖與預先存儲的標準波形圖模板進行比對，獲取具體的缺陷信息和缺陷參數；統計處理單元與圖像處理單元和超聲波信號處理單元連接，統計一個批次的鋼結構焊縫缺陷情況，并且發送至數據庫和人機交互處理單元；以及，數據庫用以預先存儲標準波形圖模板，以及，存儲統計處理單元得到的各個批次的鋼結構焊縫缺陷情況信息。依照本專利技術較佳實施例所述的鋼結構特種焊接無損檢測系統，該圖像采集裝置采用CMOS彩色相機。依照本專利技術較佳實施例所述的鋼結構特種焊接無損檢測系統，該統計處理單元以 excel圖表的形式將一個批次的鋼結構焊縫缺陷情況生成報表發送至數據庫和人機交互處理單元。依照本專利技術較佳實施例所述的鋼結構特種焊接無損檢測系統，該標準波形圖模板是無缺陷的鋼板的超聲波信號波形圖。為達到上述目的，本專利技術還提供一種鋼結構特種焊接無損檢測方法，包括以下步驟(I)接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置；(2)根據用戶的操作，分別驅動圖像采集裝置及超聲波信號采集裝置實時采集鋼結構焊縫圖像以及超聲波信號，并生成分析用的超聲波波形(3)對采集到的焊縫的圖像特征進行分析處理，定位焊縫缺陷并且分析焊縫缺陷情況；(4)將超聲波波形圖與預先存儲的標準波形圖模板進行比對，獲取具體的缺陷信息和缺陷參數；(5)根據步驟(3)、步驟(4)的結果統計一個批次的鋼結構焊縫缺陷情況，實時顯示檢測信息及統計結果，并存儲統計結果。依照本專利技術較佳實施例所述的鋼結構特種焊接無損檢測方法，步驟(5)中，一個批次的鋼結構焊縫缺陷情況以excel圖表的形式生成報表。本專利技術同時結合圖像方法和超聲波檢測技術實現流水線上的鋼結構焊縫的無損檢測。通過圖像采集及分析，確定焊縫是否存在缺陷，若存在缺陷，對缺陷進行定性分析，確定缺陷的位置、類型；通過超聲波波形圖比對判別缺陷性質，定量的獲取焊縫的具體缺陷程度。并且實時顯示檢測信息及檢測結果并將統計結果存儲于數據庫中。本專利技術將圖像方法和超聲波檢測技術相結合，能夠自動判別焊縫的缺陷類型及具體的缺陷程度，并生成報表輸入到數據庫中存儲。采用方便從操作的圖像的方法提高了測量的準確度及測量效率。另外，本專利技術還通過數據庫的交互處理提供方便的查詢處理，方便后續查詢，進一步提高了準確性。因此，與現有技術相比，本專利技術具有操作簡單、測量精度高、準確性高，生產效率高，方便易用、實時性高的優點。附圖說明圖I為本專利技術鋼結構特種焊接無損檢測系統的結構示意圖2為本專利技術實施例的焊縫檢測情況列表。具體實施方式以下結合附圖，具體說明本專利技術。請參閱圖1，一種鋼結構特種焊接無損檢測系統，包括圖像采集裝置I、超聲波信號采集裝置2，上位機模塊3和電源4，圖像采集裝置I采用CMOS彩色相機，其與上位機模塊3連接，用以實時采集鋼結構焊縫圖像并發送至上位機模塊3 ;超聲波信號采集裝置2與上位機模塊3連接，用以采集超聲波信號，生成分析用的超聲波波形圖，上位機模塊3用以對采集到的圖像和超聲波波形進行分析，定位焊縫缺陷并分析焊縫缺陷情況，獲取具體的缺陷信息和缺陷參數；電源4分別與圖像采集裝置I、超聲波信號采集裝置2和上位機模塊 3連接，用以為圖像采集裝置I、超聲波信號采集裝置2和上位機模塊3提供電力。上位機模塊3進一步包括人機交互處理單元31 :用以接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置，并實時顯示檢測信息及檢測結果。參數設置用于設置采集幀率，分割閾值，以及接收系數等參數。圖像采集單元32 :分別與人機交互處理單元31和圖像采集裝置I連接，用以根據人機交互處理單元31接受的用戶操作，驅動圖像采集裝置I實時采集鋼結構焊縫圖像，并將采集到的圖像發送至圖像處理單元34。圖像采集單元32驅動CMOS彩色相機實時采集鋼結構焊縫圖像，并可以調整相機的曝光以及增益等參數。超聲波信號采集單元33 :分別與人機交互處理單元31和超聲波信號采集裝置2 連接，用以根據人機交互處理單元31接受的用戶操作，驅動超聲波信號采集裝置2采集超聲波信號，生成分析用的超聲波波形圖，并將超聲波波形圖發送至超聲波信號處理單元35。圖像處理單元34:與圖像采集單元32連接，用以對接收到的焊縫的圖像特征進行分析處理，定位焊縫缺陷并且分析焊縫缺陷情況。圖像處理單元34分析焊縫的圖像特征，定位焊縫缺陷并且分析焊縫缺陷情況。具體通過圖像信息提取是哪種焊縫，并定性的分析焊縫的焊縫位置及缺陷類型。通過圖像的邊緣特征值以及分割二值圖，獲得焊縫的位置及缺陷類型，焊縫缺陷包括五種氣孔、夾渣、 裂紋、未焊透和未熔合。超聲波信號處理單元35 :與超聲波信號采集單元33連接，用以將接收到的超聲波波本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼結構特種焊接無損檢測系統，其特征在于，包括：圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置，上位機模塊和電源，所述圖像采集裝置與所述上位機模塊連接，用以實時采集鋼結構焊縫圖像并發送至所述上位機模塊；所述超聲波信號采集裝置與所述上位機模塊連接，用以采集超聲波信號，生成分析用的超聲波波形圖，所述上位機模塊用以對采集到的圖像和超聲波波形進行分析，定位焊縫缺陷并分析焊縫缺陷情況，獲取具體的缺陷信息和缺陷參數；所述電源分別與所述圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置和上位機模塊連接，用以為所述圖像采集裝置、超聲波信號采集裝置和上位機模塊提供電力；其中，所述上位機模塊進一步包括：人機交互處理單元：用以接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置，并實時顯示檢測信息及檢測結果；圖像采集單元：分別與所述人機交互處理單元和圖像采集裝置連接，用以根據所述人機交互處理單元接受的用戶操作，驅動圖像采集裝置實時采集鋼結構焊縫圖像，并將采集到的圖像發送至圖像處理單元；超聲波信號采集單元：分別與所述人機交互處理單元和超聲波信號采集裝置連接，用以根據所述人機交互處理單元接受的用戶操作，驅動超聲波信號采集裝置采集超聲波信號，生成分析用的超聲波波形圖，并將超聲波波形圖發送至所述超聲波信號處理單元；圖像處理單元：與所述圖像采集單元連接，用以對接收到的焊縫的圖像特征進行分析處理，定位焊縫缺陷并且分析焊縫缺陷情況；超聲波信號處理單元：與所述超聲波信號采集單元連接，用以將接收到的超聲波波形圖與預先存儲的標準波形圖模板進行比對，獲取具體的缺陷信息和缺陷參數；統計處理單元：與所述圖像處理單元和超聲波信號處理單元連接，統計一個批次的鋼結構焊縫缺陷情況，并且發送至數據庫和人機交互處理單元；以及，數據庫：用以預先存儲標準波形圖模板，以及，存儲所述統計處理單元得到的各個批次的鋼結構焊縫缺陷情況信息。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡潔，黃海清，戚進，谷朝臣，劉超，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：