[发明专利]检测金属材料近表面缺陷的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及探伤技术领域，尤其涉及一种检测金属材料近表面缺陷的方法和装置。

背景技术

金属材料作为我国很多工业的主要原材料，其质量对其衍生的产品的质量影响至关重要。金属材料在生产过程、使用过程中由于受到原材料、轧制工艺、使用环境等诸多技术因素的影响，会产生如裂纹，夹杂等缺陷，使材料的质量降低。因此，及时有效的对金属材料进行缺陷检测就显得尤为重要。

现有技术中，采用一种涡流检测方法，即载有交流电的线圈会在靠近它的金属材料中感应出涡流，感应的涡流反过来会影响检测线圈周围原有的磁场分布，从而导致检测线圈的测量阻抗发生变化，由于涡流中携带了试件的厚度、缺陷以及电导率等信息，故通过测量因涡流引起的线圈阻抗变化，便可推知金属块的相关物理参数，进而获知其缺陷情况。

但是，涡流因趋肤效应的限制，其一般只适用于金属材料表面以及埋藏深度较浅的近表面缺陷的测量，对于埋藏深度较深的近表面缺陷该方法很难检测到，而这些近表面的缺陷往往会诱发材料的表面缺陷，具有潜在危险性。

发明内容

本发明提供一种检测金属材料近表面缺陷的方法和装置，用以解决现有技术无法检测金属材料近表面缺陷的技术问题。

一方面，本发明实施例提供一种检测金属材料近表面缺陷的方法，包括：

采用电磁激励外加热源的方式对工件的近表面进行加热处理；

在固定时间段内对加热处理后的所述工件表面进行热成像，以产生所述工件表面的热成像数据；

对所述热成像数据在所述固定时间段内随时间的变化情况进行分析处理，确定所述工件的近表面缺陷。

另一方面，本发明实施例提供一种检测金属材料近表面缺陷的装置，包括：加热模块、热成像模块和处理模块；

所述加热模块，用于采用电磁激励外加热源的方式对工件的近表面进行加热处理；

所述热成像模块，用于在固定时间段内对加热处理后的所述工件表面进行热成像，以产生所述工件表面的热成像数据；

所述处理模块，用于对所述热成像数据在所述固定时间段内随时间的变化情况进行分析处理，确定所述工件的近表面缺陷。

本发明提供的检测金属材料近表面缺陷的方法和装置，通过采用电磁激励外加热源的方式对工件的近表面进行加热处理；在固定时间段内对加热处理后的工件表面进行热成像，以产生工件表面的热成像数据；对该热成像数据在该固定时间段内随时间的变化情况进行分析处理，确定该工件的近表面缺陷；该方法实现了对金属材料近表面缺陷的检测，避免了由近表面缺陷引发的潜在危险。

附图说明

图1为本发明提供的检测金属材料近表面缺陷的方法一个实施例的流程图；

图2为本发明提供的检测金属材料近表面缺陷的方法另一个实施例的流程图；

图3为本发明提供的检测金属材料近表面缺陷的装置一个实施例的结构示意图；

图4为本发明提供的检测金属材料近表面缺陷的装置另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明提供的检测金属材料近表面缺陷的方法一个实施例的流程图。如图1所示，该方法具体包括：

S101，采用电磁激励外加热源的方式对工件的近表面进行加热处理；

该电磁激励的信号可以是高频调制的脉冲、阶跃、周期波等电信号，其中调制波的频率可为1kHz-100kHz之间。将电磁激励信号加载到加热线圈上，使靠近加热线圈的工件的近表面产生感应电动势，进而在以金属材料制成的工件的近表面产生感应电流。该感应电动势和感应电流可转换成热功率，从而实现对工件的近表面的加热处理。为使工件产生的热功率能到达较深的近表面，且产生的温度较高，可将电磁激励信号的频率保持在较低水平来保证加热深度，同时对电磁激励信号的功率进行放大处理来保证较高的加热温度，从而实现更好的加热效果。

S102，在固定时间段内对加热处理后的所述工件表面进行热成像，以产生工件表面的热成像数据；

在对工件的近表面进行加热处理一段时间后，停止外加激励对工件的加热，并采用如红外热成像技术，对停止外加激励的工件表面进行固定时长的热成像处理，以产生工件表面在这一固定时长的时间内的热成像数据，该热成像数据反映了工件表面各坐标点上的温度，具体可通过温度曲面图或热分布云图表示出来。

S103，对热成像数据在固定时间段内随时间的变化情况进行分析处理，确定工件的近表面缺陷；