[发明专利]钢结构特种焊接无损检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢结构检测领域，具体涉及一种钢结构特种焊接无损检测系统及方法。

背景技术

钢结构焊接是一个比较特殊的物理冶金的过程，能够影响焊接构件焊接质量的原因很多，如焊接工艺的缺陷与设备本身的问题、材料等因素的影响，对钢结构的力学性能都会带来不利影响。钢结构焊接上所使用的无损检测技术的原理是在不影响钢结构的性能的前提下来检测其焊接质量好坏，通过对由于焊接缺陷而引起的光、磁场和振动等参数的变化来辨别缺陷。

目前，普遍采用的钢结构内部缺陷检测手段包括超声波或X射线检测。由于超声波检测具有方便快捷，成本低等优点，因而相较于X射线检测，超声波检测应用比较广泛。然而，常规检测方法获得波形的数据仅利用了一小部分，对于缺陷，尤其是焊缝中的实际缺陷进行定性评价方面却存在相当大的困难，检测识别耗时耗力，识别精度低，准确性差、检测效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢结构特种焊接无损检测系统，以解决现有超声波钢结构内部缺陷检测方式存在检测识别耗时耗力，识别精度低，准确性差、检测效率低的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种钢结构特种焊接无损检测方法，以解决现有超声波钢结构内部缺陷检测方式存在检测识别耗时耗力，识别精度低，准确性差、检测效率低的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种钢结构特种焊接无损检测系统，包括：图像采集装置、超声波信号采集装置，上位机模块和电源，图像采集装置与上位机模块连接，用以实时采集钢结构焊缝图像并发送至上位机模块；超声波信号采集装置与上位机模块连接，用以采集超声波信号，生成分析用的超声波波形图，上位机模块用以对采集到的图像和超声波波形进行分析，定位焊缝缺陷并分析焊缝缺陷情况，获取具体的缺陷信息和缺陷参数；电源分别与图像采集装置、超声波信号采集装置和上位机模块连接，用以为图像采集装置、超声波信号采集装置和上位机模块提供电力；其中，上位机模块进一步包括：

人机交互处理单元：用以接受用户的操作，实现初始化工作及参数设置，并实时显示检测信息及检测结果；

图像采集单元：分别与人机交互处理单元和图像采集装置连接，用以根据人机交互处理单元接受的用户操作，驱动图像采集装置实时采集钢结构焊缝图像，并将采集到的图像发送至图像处理单元；

超声波信号采集单元：分别与人机交互处理单元和超声波信号采集装置连接，用以根据人机交互处理单元接受的用户操作，驱动超声波信号采集装置采集超声波信号，生成分析用的超声波波形图，并将超声波波形图发送至超声波信号处理单元；

图像处理单元：与图像采集单元连接，用以对接收到的焊缝的图像特征进行分析处理，定位焊缝缺陷并且分析焊缝缺陷情况；

超声波信号处理单元：与超声波信号采集单元连接，用以将接收到的超声波波形图与预先存储的标准波形图模板进行比对，获取具体的缺陷信息和缺陷参数；

统计处理单元：与图像处理单元和超声波信号处理单元连接，统计一个批次的钢结构焊缝缺陷情况，并且发送至数据库和人机交互处理单元；以及，

数据库：用以预先存储标准波形图模板，以及，存储统计处理单元得到的各个批次的钢结构焊缝缺陷情况信息。

依照本发明较佳实施例所述的钢结构特种焊接无损检测系统，该图像采集装置采用CMOS彩色相机。

依照本发明较佳实施例所述的钢结构特种焊接无损检测系统，该统计处理单元以excel图表的形式将一个批次的钢结构焊缝缺陷情况生成报表发送至数据库和人机交互处理单元。

依照本发明较佳实施例所述的钢结构特种焊接无损检测系统，该标准波形图模板是无缺陷的钢板的超声波信号波形图。

为达到上述目的，本发明还提供一种钢结构特种焊接无损检测方法，包括以下步骤：

（1）接受用户的操作，实现初始化工作及参数设置；

（2）根据用户的操作，分别驱动图像采集装置及超声波信号采集装置实时采集钢结构焊缝图像以及超声波信号，并生成分析用的超声波波形图；

（3）对采集到的焊缝的图像特征进行分析处理，定位焊缝缺陷并且分析焊缝缺陷情况；

（4）将超声波波形图与预先存储的标准波形图模板进行比对，获取具体的缺陷信息和缺陷参数；

（5）根据步骤（3）、步骤（4）的结果统计一个批次的钢结构焊缝缺陷情况，实时显示检测信息及统计结果，并存储统计结果。