[发明专利]基于量子点红外荧光显示技术的焊缝检测方法

权利要求书

1.一种基于量子点红外荧光显示技术的焊缝检测方法，其特征在于该方法所涉及的检测过程包括：

(1)焊区表面的初步清理，去除焊区表面杂质对检测结果的干扰；

(2)量子点红外荧光材料的加入，在焊缝区表面均匀地涂一层渗透剂胶体，胶体内部含有量子点材料，随着胶体的渗透作用量子点也会随之进入到缺陷的内部；

(3)扩束红外激光光束扫描，实现激光能量对红外荧光材料的激发辐射；

(4)红外探测器检测，实现图像的采集，获取包含缺陷部位的焊接区红外辐射热像图像；

(5)缺陷记录与分析，由图像的预处理过程，对缺陷的大小、形状及面积进行统计与分析，实现位置缺陷的预测功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第1步所述初步清理过程采用的是有机溶剂丙酮，经清理后可有效去除焊区表面有机物，排除杂质有机物存在红外辐射的干扰。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第2步所述量子点红外荧光材料的加入中，所述的量子点红外荧光材料的制作过程是以胶体为载体，在缺陷的内部胶体作为量子点材料的固定剂，当胶体渗透到焊缝缺陷处以后，量子点材料也会随之进入到缺陷深处，在后期表面的清理过程中量子点材料仍然可以存在于缺陷处，可以保证在检测过程中不会有缺陷被遗漏掉。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用量子点的线度在5nm～8nm，红外辐射波长为850nm，可进入到5nm～100nm的缺陷中，实现纳米级的缺陷检测。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第3步所述扩束红外激光光束扫描过程中，红外激光扫描采用的是850nm的红外激光器，与量子点材料的红外荧光激发波长相匹配；输出功率为40mW，供电电压为DC 2.8～5.0V，工作电流＜100mA，激光在经过扩束后，可实现更大范围的一次性扫描，扩束以后得到的线宽根据焊缝区域大小进行调整，一般控制在6cm～8cm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第4步所述红外探测器检测过程涉及的红外探测器采用的是非制冷型焦平面红外探测器，焦面阵列为800×640，探测精度高，可实现对红外辐射的高精度探测，其后续电路包括存储单元，可以将探测到的红外辐射图像记录存储，供图像的预处理使用。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第5步所述的图像预处理过程包括：红外辐射图像的灰度化、平滑去噪、二值化、图像边缘检测、焊缝特征提取，灰度化过程采用平均加权的方法，根据重要性及其它指标，将图像的RGB三个分量以不同的权值进行加权平均；由于人眼对绿色的敏感最高，对蓝色敏感最低，因此，按式：f(i，j)＝0.299R(i，j)+0.587G(i，j)+0.114B(i，j)对RGB三分量进行加权平均能得到较合理的灰度图像；采用邻域平均法实现灰度图像的平滑去噪，用几个像素灰度的平均值来代替每个像素的灰度；通过人工设定整体阈值的方法将图像进行二值化处理，将图像上的点的灰度值设为0或255，将整个图像呈现出明显的黑白效果；采用Canny算子进行图像的边缘检测，Canny边缘检测算子是利用高斯函数的一阶微分，它在噪声抑制和边缘检测之间寻求较好的平衡，Canny算子进行了“非极大值抑制”和形态学连接操作，提取的边缘最为完整，而且边缘的连续性很好，可为特征提取打下基础；最后进行图像的特征提取，以图像边缘任意点(x₀，y₀)为起点坐标，(x₀，y₀)，(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，…，(x_K-1，y_K-1)为逆时针方向沿着图像边界遇到的点，两点之间可以得到图像边界的方向向量，通过对比选择得出可表征缺陷边缘的特征向量，将特征向量输入用计算机实现焊缝的形状分布、面积大小的计算，对多次检测数据进行分析统计，可用于对未知焊区的缺陷预测与分析。