[发明专利]一种圆柱状物体表面裂纹宽度检测方法

说明书

本发明公开了一种圆柱状物体表面裂纹宽度检测方法，通过驱动所述的圆柱状物体绕其轴线旋转。再使激光位移传感器沿着平行于所述圆柱状物体内表面或外表面的轴线，从圆柱状物体的起始端面向终止端面运动，以螺旋轨迹连续检测物体表面距离，根据转速、直径、距离采样频率、裂纹引起距离突变的采样点数可计算出裂纹的宽度，本发明解决了传统手工检测时的效率低下、漏检率高的问题，同时避免了使用放射源检测装置。

技术领域

本发明涉及裂纹检测相关技术领域，尤其涉及针对圆柱状物体表面裂纹宽度检测方法，圆柱状物体包括圆棒料、圆管、圆锥、球、异形圆柱等物体。

技术背景

工业生产中，圆柱状物体在加工与分割过程中，切刀上容易残留铁丝，在圆柱状物体向前移动时，铁丝容易造成圆柱状物体表面产生裂纹，影响产品质量，甚至严重影响产品使用寿命留下安全隐患。针对于此的裂纹检测是工业实践中的重要一环。圆柱状物体包括圆棒料、圆管、圆锥、球、异形圆柱等物体。

目前国内外还没有不使用放射源的针对圆柱状物体的裂纹快速检测方法。现有的裂纹检测设备成本过高，而且主要是针对大直径管道表面裂纹检测，对管道的架设与定位要求过高，无法做到对要求不高的产品的表面裂纹进行快速检测。

在传统的工业生产过程中，主要依靠人眼对管径不大的圆柱状物体的内外表面裂纹进行观察，同时需要人工的剔除表面有裂纹的受损产品，传统方式工作效率低，对表面裂纹漏检率高，消耗人力大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种圆柱状物体表面裂纹宽度检测方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案，包括以下步骤：

S01.驱动所述的圆柱状物体绕其轴线旋转，转速为w，所述圆柱状物体为定直径的物体，其内径为dn、外径为dw；

S02.使激光位移传感器沿着平行于所述圆柱状物体内表面或外表面的轴线，从圆柱状物体的起始端面向终止端面运动，所述激光位移传感器平行于所述圆柱状物体内表面或外表面的轴线位移速度为v，激光位移传感器以螺线轨迹连续检测内表面或外表面距离，起始端面、终止端面均垂直于圆柱状物体的轴线；

S03.所述激光位移传感器采集圆柱状物体内表面或外表面反射激光信号生成频率为f的采样电压信号，所述激光位移传感器与圆柱状物体的内表面或外表面的距离为h，h为激光位移传感器的探测中位距离，圆柱状物体内表面或外表面与激光位移传感器的距离在(h-m， h+m)范围内时，激光束发生全反射，激光位移传感器对应生成u_-m～u_+m的采样电压，2m为激光位移传感器的测量范围，当检测到裂纹时激光束发生散射，激光传感器收不到反射激光束，采样电压大于u_+m；

S04.从步骤S03得到采样电压信号中提取因裂纹产生的有效电压采样段，每个有效电压采样段包括多个有效电压采样点，包括以下步骤：若采样点电压幅值低于u_+m则剔除，得到初选电压采样点，若初选电压采样点与相邻的前一个或后一个初选电压采样点的时间间隔大于1/f，则剔除；

S05.根据各有效电压采样段内有效电压采样点的个数y，计算该有效脉冲信号段对应的裂纹宽度b：

；

或

所述裂纹的下限长度为L，则：L＝v/w；

优选地，所述圆柱状物体为变直径的物体，圆柱状物体上垂直于其轴线的一圆截面到其起始端面的距离为x，该圆截面处圆柱状物体的内径dn＝f(x)或外径dw＝g(x)；

所述步骤S02中还包括步骤：同步于激光位移传感器的位移检测激光位移传感器距圆柱状物体的起始端面的距离x；