熒光磁粉探傷自動化檢測系統

劉 佳

(西安工業大學電子信息工程學院，陜西西安 710032)

隨著生產工藝的發展和檢測要求的提高，無損檢測被廣泛應用于工業化生產和檢測中，同時也進行了相關技術的研究。本系統通過采用無損檢測方法，在熒光磁粉探傷的基礎上，設計出對金屬彈體實現自動化檢測系統。通過合理安排檢測系統的工作流程，及對圖像處理過程中的算法分析、圖像檢測軟件的設計。系統完全現實自動化，從而降低了人的主觀判斷對工件檢測的影響，提高了檢測的效率，減輕了勞動強度，保證了判別缺陷在數量、尺寸和位置上的一致性，提高檢測的準確性和可靠性。

1 系統組成概述

熒光磁粉探傷自動化檢測系統的工作原理，是在熒光磁粉無損探傷檢測技術的基礎上，由計算機系統控制進行全程自動化檢測，同時配合攝像系統對檢測工件進行實時圖像采集，將采集到的圖像傳入計算機，對圖像進行識別、分析和處理，找出有問題、瑕疵及不合格的工件，再進行復檢。整體自動化檢測系統結構框圖如圖 1所示。

圖1 自動化檢測系統的結構框圖

2 系統結構設計

系統硬件部分使用計算機作為中心單元對系統進行中央控制，硬件部分包括熒光磁粉探傷機、系統光源、步進電機及驅動、CCD攝像機、圖像采集卡等。由計算機發出操作指令，指令通過接口電路傳輸到電機驅動器，來驅動電機的運轉，從而帶動生產線運轉傳送工件，接著通過傳感器判斷工件運轉到位后，由磁粉探傷機對工件進行磁化等相關處理。同時，配合紫外燈光源照射工件，由 CCD攝像機實時采集圖像，獲得被檢測工件的全幅熒光圖像，再將采集到的圖像輸入計算機，進行圖像處理、尺寸標定及缺陷檢測等技術處理。然后，再將圖像分析的結果反饋給系統進行協調，磁粉探傷機會對工件進行退磁等處理，最終完成工件的整個檢測過程。系統工作過程如圖2所示。

圖2 系統工作過程

2.1 熒光磁粉探傷機

本系統采用射陽誠益探傷設備廠生產的 CDG-500型微機控制交流磁粉探傷機，其工藝程序包括噴液磁化、退磁、下料等，基本滿足了半自動化工業檢測的需要，通過其他設備的輔助配合即可組成自動化的檢測流程。

2.2 步進電機

步進電機作為控制執行元件，它是一種用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉化成相應的角位移或線位移的控制電機。本檢測系統選用的是常州亞美柯寶馬電機生產的型號為 86BYG450C-02的步進電機，此電機為混合式步進電機，其混合了永磁式和反應式步進電機的優點，被廣泛應用。

2.3 圖像的采集與傳輸

2.3.1 圖像采集系統

圖像采集系統工作流程:由攝像機拍攝并輸出采集到的圖像信號，經圖像采集卡進行相應的 A/D轉換后，將數字圖像存放在圖像存儲單元的一個或多個通道中，然后通過計算機發出指令對圖像進行處理。

2.3.2 圖像傳輸

本系統中的磁痕圖像由 SONY DCR-SR87E數碼攝像機拍攝采集，并通過專用 USB電纜與計算機連接進行圖像傳輸，實現了高速率、高質量地傳送視頻及音頻信號，其最大傳輸速率可以達到 400MB/s，從而實現圖像數據的實時傳輸。

3 軟件設計

本系統檢測軟件在 Microsoft Visual C++6.0環境下編程，采用面向對象的 C++語言，以 Microsoft Windows系統標準的多文檔界面為主控界面，以Win32多線程編程技術為核心，實現實時監控和圖像處理的穿插并行運行。

系統軟件平臺要達到的基本目標是:搭建出符合本檢測系統工作流程的框架，使各組成部分得到協調，工作流暢；實現對數據接口、裂紋的自動識別、步進電機及驅動的控制，最終滿足流水線生產的需要；圖像處理部分基本實現圖像處理中的相關算法，如直方圖統計、圖像分割算法、特征提取等；盡量提供簡潔明了的人機操作界面，方便檢測人員對軟件的操作。軟件設計流程圖如圖 3所示。

圖3 軟件設計流程圖

4 結束語

熒光磁粉檢測作為無損檢測方法的一種，對于鐵磁性材料的檢測優勢包括:檢測工藝簡單可靠、檢測系統靈敏度高等。

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