現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中的在線無損檢測方案有哪些

無損檢測是指在不損害或不影響被檢測對象使用性能，不傷害被檢測對象內(nèi)部組織的前提下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕荽嬖谝鸬臒?、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，以物理或化學(xué)方法為手段，借助現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及缺陷的類型、數(shù)量、形狀、性質(zhì)、位置、尺寸、分布及其變化進(jìn)行檢查和測試的方法。無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展水平，無損檢測的重要性已得到公認(rèn)。在線檢測就是通過直接安裝在生產(chǎn)線上的設(shè)備，利用軟測量技術(shù)實(shí)時(shí)檢測、實(shí)時(shí)反饋，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，減少不必要的浪費(fèi)。在線無損檢測更是備受現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)青睞的檢測模式，下面簡要介紹幾種在線無損檢測方案：01

光電無損檢測方案光電檢測的基本原理是把光強(qiáng)度或光傳播方向的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化，從而實(shí)現(xiàn)檢測（顯示）或控制的目的。被廣泛應(yīng)用于通訊、安檢、防盜、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。光電無損檢測用于外徑、寬度、厚度、直線度、回彈量、螺紋鋼內(nèi)徑肋高、小型軋材的長度高度位置等的檢測。檢測方法為非接觸無損在線檢測，可分為直線型和反射型光電檢測，常用的高精度在線檢測方式為平行光檢測法，也可將兩種方式結(jié)合使用，用于大寬度板材的高精度檢測。1.直線型光電檢測直線型光電檢測的特點(diǎn)是光發(fā)射器與光接收器不在同一側(cè)。它的基本原理可用（圖1a）所示的槽隙式光電檢測來說明：當(dāng)光發(fā)射器D發(fā)出的光未被遮擋物遮擋時(shí)，光接收器U就會(huì)因接收到發(fā)射光而呈低阻。此時(shí)它的集電極就輸出一低電平。當(dāng)光發(fā)射器發(fā)出的光被遮擋后，光接收器U就會(huì)因接收不到發(fā)射光而呈高阻（應(yīng)用電路見圖1b）。有時(shí)為了檢測需要，光發(fā)射器與光接收器的距離可能相隔較遠(yuǎn)（如圖1c），可達(dá)幾米乃至幾十米。它與上述槽隙式光電檢測相比，優(yōu)點(diǎn)是能夠檢測比較大的物體。2.反射型光電檢測反射型光電檢測的特點(diǎn)是把光發(fā)射器與光接收器裝入同一裝置中，可分為鏡面反射式光電檢測、漫反射式光電檢測及全反射式光電檢測三類。（1）鏡面反射式光電檢測它的工作基本原理可用圖2a所示的反光板光電檢測來說明：當(dāng)光發(fā)射器向反光板發(fā)射光束時(shí)，若發(fā)射光沒有被被測物體遮擋時(shí)，發(fā)射光線會(huì)被反光板作鏡面反射回來后由光接收器接收。當(dāng)有被測物體出現(xiàn)在光的傳播路徑上時(shí)，光接收器就會(huì)因接收不到光線而輸出控制信號(hào)（示意圖見圖2b，注：控制信號(hào)可以是高電平，也可以是低電平），從而控制相關(guān)設(shè)備工作。（2）漫反射式光電檢測漫反射式光電檢測與上述鏡面反射式光電檢測的原理基本相同。也是把光發(fā)射器與光接收器裝入同一裝置中，但在裝置的前方?jīng)]裝反光板。正常情況下光發(fā)射器發(fā)出的光，光接收器是收不到的。當(dāng)有被檢測物體出現(xiàn)在光的傳播路線上時(shí)，將會(huì)有部分光線反射回來，被光接收器收到，示意圖見圖2c。于是光接收器輸出一個(gè)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)檢測。它的缺點(diǎn)是由于只能接收部分反射光線，所以精確度不是很高。（3）全反射式光電檢測全反射式光電檢測是將光發(fā)射器發(fā)出的光利用光導(dǎo)纖維的全反射特性引導(dǎo)到檢測點(diǎn)，檢測點(diǎn)的反射光信號(hào)也通過光纖引導(dǎo)到光接收器。光接收器然后將反射回的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，示意圖如圖2d所示。全反射式光電檢測的顯著優(yōu)點(diǎn)是光在傳播過程中損失極小，故能檢測非常細(xì)小的物體，并能在高溫（玻璃光纖可在200℃下工作）、強(qiáng)腐蝕的惡劣環(huán)境下工作。02

激光檢測方案激光檢測方案既有接觸式檢測方法也有非接觸式的檢測方法，具體采用哪種檢測看軋材所需。常用的傳感器有激光位移傳感器、激光測距傳感器、二維激光測量傳感器、激光位敏傳感器四種。激光非接觸檢測常用于厚度、寬度、三維曲面掃描、表面缺陷等檢測。另外可應(yīng)用于大直徑管內(nèi)徑及管端壁厚的檢測、長管內(nèi)孔直線度檢測等。激光全息無損檢測是利用激光全息干涉來檢測和計(jì)量物體表面和內(nèi)部缺陷的，這種技術(shù)的原理是在不使物體受損的條件下，向物體施加一定的載荷，物體在外界載荷作用下會(huì)產(chǎn)生變形，這種變形與物體是否含有缺陷直接相關(guān)，物體內(nèi)部的缺陷所對應(yīng)的物體表面在外力作用下產(chǎn)生了與其周圍不相同的微差位移，并且在不同的外界載荷作用下，物體表面變形的程度是不相同的。用激光全息照相的方法來觀察和比較這種變形，并記錄在不同外界載荷作用下的物體表面的變形情況，進(jìn)行比較和分析，從而判斷物體內(nèi)部是否存在缺陷，達(dá)到評價(jià)被檢物體質(zhì)量的目的。

將激光全息無損檢測技術(shù)應(yīng)用于航空維修，可探測出飛機(jī)部件相當(dāng)大表面和內(nèi)部的缺陷及損傷，并大大提高檢測的準(zhǔn)確度和可靠性。03

射線檢測方案利用X射線測量防水板、塑料板等板材的厚度，并通過APC控制系統(tǒng)根據(jù)厚度尺寸控制生產(chǎn)線各個(gè)模頭的加熱溫度，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的自動(dòng)控制。X射線掃描數(shù)字化在線檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線全速檢測，不影響正常生產(chǎn)，并能再現(xiàn)被檢工件的直觀透視圖像，進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，精確定位缺陷位置，并對損傷狀況進(jìn)行分類、定位及損傷程度評估告警?？梢宰龅綄ぜ亩〞r(shí)、隨時(shí)檢測，大大減輕了操作人員的工作量，并最大程度地保證生產(chǎn)的安全運(yùn)行。工業(yè)CT與普通的X射線檢查不同。它通過連續(xù)獲取2D斷層圖像來執(zhí)行3D圖像重建，因此它可以收集更多信息并具有更強(qiáng)的檢測能力。它不僅可以檢測缺陷的形狀，位置和大小，而且可以結(jié)合密度分析技術(shù)確定缺陷的性質(zhì)，從而解決長期以來一直困擾著缺陷空間定位和深度量化等綜合定性問題。CT設(shè)備更加注重細(xì)節(jié)，圖像的處理精度很高，包括運(yùn)動(dòng)精度和旋轉(zhuǎn)精度。因此國際無損檢測界將工業(yè)CT視為最好的無損檢測方法。04

機(jī)器視覺檢測方案視覺檢測系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，硬件系統(tǒng)包括鏡頭、光源和工業(yè)攝像（接收系統(tǒng)），軟件系統(tǒng)包括圖像識(shí)別系統(tǒng)和核心計(jì)算法等。視覺系統(tǒng)的光源通常采用發(fā)散性小、精度高的激光作為介質(zhì)，以工業(yè)相機(jī)為測量傳感器，經(jīng)過圖像采集→圖像處理→數(shù)據(jù)生成→數(shù)據(jù)計(jì)算等步驟實(shí)現(xiàn)物體幾何尺寸的測量。機(jī)器視覺檢測方案常被應(yīng)用于直徑、寬度、長度、螺紋鋼、內(nèi)孔、端面等的檢測。在自動(dòng)化汽車生產(chǎn)線中，視覺系統(tǒng)必要時(shí)需要同機(jī)器人匹配應(yīng)用，并與生產(chǎn)線的PLC控制系統(tǒng)建立聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)測量、檢測、定位和識(shí)別的功能。機(jī)