[发明专利]裂纹扩展测量系统

说明书

本发明公开了一种裂纹扩展测量系统，包括运动控制系统、图像采集系统和数据处理工作站，其中运动控制系统包括龙门架横梁、移动滑台、丝杠导轨、伺服电机、同步触发器和PLC控制系统，所述移动滑台设置于两个龙门架横梁上端中心位置，其中移动滑台设有丝杠导轨，所述丝杠导轨与伺服电机连接，其中伺服电机连接PLC控制系统，所述PLC控制系统连接数据处理工作站，所述图像采集系统设置于移动滑台上，其中图像采集系统分别连接同步触发器和数据处理工作站。

技术领域

本发明属于裂纹扩展测量实验领域，特别是裂纹扩展测量系统，用于于大型壁板损伤容限试验，获得裂纹扩展曲线。

背景技术

目前大型壁板损伤容限试验，为了获得裂纹扩展曲线，必须实时跟踪测量裂纹长度。以往的做法采用人工测量的方式，具体步骤为：停止试验、卸压，试验人员爬上检查框架，利用读数显微镜等工具观察和读取裂纹长度信息。这种方式存在以下问题：卸压后，试验件受载变小，裂纹尖端将会闭合，读取的数值会比实际值略小，影响测量精度；不卸压，在试验件受载情况下读取的裂纹长度相对准确，但读数人员需要冒着试验件随时破坏甚至破裂的巨大风险去工作。因此，需要一种既能保证试验数据的准确性、降低人工读取数据的风险，同时实时获取裂纹长度与循环数对应关系的系统。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种裂纹扩展测量系统，克服了现有技术中试验数据的准确性不高、人工读取数据的风险大，并且不能实时获取裂纹长度与循环数对应关系等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：裂纹扩展测量系统，包括运动控制系统、图像采集系统和数据处理工作站，其中运动控制系统包括龙门架横梁、移动滑台、丝杠导轨、伺服电机、同步触发器和PLC控制系统，所述移动滑台设置于两个龙门架横梁上端中心位置，其中移动滑台设有丝杠导轨，所述丝杠导轨与伺服电机连接，其中伺服电机连接PLC控制系统，所述PLC控制系统连接数据处理工作站，所述图像采集系统设置于移动滑台上，其中图像采集系统分别连接同步触发器和数据处理工作站。

优选的，所述图像采集系统包括第一图像采集设备和第二图像采集设备，其中第一图像采集设备包括第一相机、第一镜头和第一光源，第二图像采集设备包括第二相机、第二镜头和第二光源，所述第一相机设置于移动滑台一侧，其中第一相机连接第一镜头，第一镜头前端设置有第一光源，所述第二相机设置于移动滑台另一侧，其中第二相机连接第二镜头，第二镜头前端设置有第二光源，所述第一镜头和第二镜头倾斜并彼此靠近，其中第一镜头和第二镜头所在直线分别与竖线之间的夹角范围为0~45°。

优选的，所述第一镜头所在直线与竖线之间的夹角为30°，所述第二镜头所在直线与竖线之间的夹角为30°。

优选的，所述第一相机和第二相机采用Basler相机，所述第一镜头和第二镜头采用远心镜头，所述第一光源和第二光源采用同轴光源。

优选的，还包括循环数采集相机，所述循环数采集相机分别连接同步触发器和数据处理工作站。

优选的，所述第一相机、第二相机和循环数采集相机分别与数据处理工作站通过网线连接。

优选的，还包括伺服驱动器，所述伺服驱动器设置于伺服电机和PLC控制系统之间，其中伺服驱动器分别于伺服电机和PLC控制系统连接。

优选的，所述移动滑台设有光栅尺，所述光栅尺连接数据处理工作站。

优选的，所述数据处理工作站包括标定系统、裂纹检测与测量系统、循环数识别系统、数据耦合系统和数据库系统，其中标定系统、裂纹检测与测量系统、循环数识别系统、数据耦合系统和数据库系统协同合作完成裂纹扩展的测量。

相对于现有技术，本发明的优点在于：