激光探伤测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光划痕深度测量仪，该测量仪具有一个测量基座跨桥，其上一侧设有直线滑动导轨，该直线滑动导轨上安装一个沿其上移动的测量头升降微调机构，所述测量头升降微调机构上分别设有CCD相机及显微镜头系统、激光工作线光源系统和激光指示线光源系统，上述的各系统分别与电源和电脑数据线连接。因此，通过线阵激光光源与划痕的方向基本垂直，将激光光源侧向照射到车轴表面，激光的光平面与车轴的长度方向相垂直，激光光带将在车轴表面形成投影，根据激光光带的图像的变化情况，即可检算出车轴表面划痕的大小。消除了传统人工肉眼经验判断划痕深度的检测方式，因此，具有精度高、速度快的优点。

【技术实现步骤摘要】
激光探伤测量仪
本技术涉及一种测量仪，具体说是一种激光划痕深度测量仪。
技术介绍
随着高速列车的不断提速和高速铁路的延长，对高铁的车轴质量要求越来越高。高铁车轴表面划痕检测仪是高铁列车检修维护的专用设备。目前我国每天有1400多列动车组奔驰在25条高速线路上，以快捷、安全、舒适的良好运营品质，为广大旅客出行提供了便利。车轴是铁路车辆和钢轨结合的主要部件。关系到车辆的安全行驶。它在运行中承受下自轨道、上自一系悬挂的复杂随机弯曲应力、扭转复合载荷，是轨道车辆结构中受载荷频率最高、受力模式最复杂的部件。一旦发生断裂，极有可能导致列车脱轨。目前的做法是采用人工肉眼经验判断划痕深度的检测方式，具有误差大，及容易受到人为因素的影响。因此，必须采用先进的探伤技术，定期对车轴进行检查，消除事故隐患。
技术实现思路
鉴于上述现状，本技术提供了一种激光划痕深度测量仪，采用便携方式、非接触式的高铁车轴划痕探伤检测技术，使其具有精度高、速度快，检测精度高的特点。本新型的技术解决方案中，该测量仪具有一个测量基座跨桥，其上一侧设有直线滑动导轨，该直线滑动导轨上安装一个沿其上往复移动的测量头升降微调机构，所述测量头升降微调机构上分别设有CCD相机及显微镜头系统、激光工作线光源系统和激光指示线光源系统，上述的各系统分别与电源和电脑数据线连接。本新型中，激光工作线光源系统和激光指示线光源系统的线性激光光源、面阵CCD作为接收装置，通过计算机对CCD图像进行采集处理，经过滤波和分析，该测量仪自动标出车轴表面的划痕位置和最深划痕深度。进一步地，所述测量基座跨桥为塑钢成型，并留有测量工作区。以免损伤测量物表面。进一步地，所述激光工作线光源系统、激光指示线光源系统发出的激光指示线光束和激光工作线光束分别和被测划痕重合及垂直相交。本技术的有益效果是：该测量仪属于便携方式，非接触式高铁车轴划痕检测设备。主要功能是在工作时将测量基座跨桥沿着车轴的长度方向放置，由于车轴的划痕一般都是在轮对的装卸过程产生的，出现划痕的方向多数是沿着轴的长度方向的，这样就可以使得线阵激光光源与划痕的方向基本垂直，保证检测的效果。将激光光源侧向照射到车轴表面，激光的光平面与车轴的长度方向相垂直。激光光带将在车轴表面形成投影，如果车轴表面不存在划痕，则激光光带在车轴表面投影是固定的。如果车轴表面存在划痕，则激光光带将在缺陷处出现变化。根据激光光带的图像的变化情况，即可检算出车轴表面划痕的大小。本新型消除了传统采用人工肉眼经验判断划痕深度的检测方式，因此具有精度高、速度快、综合性价比高的优点。附图说明图1是本新型的结构示意图；图2是图1划痕检测仪原理图示意图；图3给出了采集到划痕的原始图像参考图；图4给出了划痕检测仪的标定界参考面。具体实施方式下面两结合附图实施例对本技术作进一步说明。见图1所示的一种激光划痕深度测量仪，具有一个测量基座跨桥4，其上一侧设有直线滑动导轨2，该直线滑动导轨2上安装一个沿其上往复移动的测量头升降微调机构7，所述测量头升降微调机构7上分别设有SCCD相机1及显微镜头3系统、激光工作线光源系统5和激光指示线光源系统6，上述的各系统分别与电源和电脑数据线连接。本新型中，激光工作线光源系统5和激光指示线光源系统6的线性激光光源、面阵CCD作为接收装置，通过计算机对CCD图像进行采集处理，经过滤波和分析，该测量仪自动标出车轴表面的划痕位置和最深划痕深度。上述中，所述测量基座跨桥4为塑钢成型，并留有测量工作区。以免损伤测量物表面。本实施例所述激光工作线光源系统5、激光指示线光源系统6发出的激光指示线光束和激光工作线光束分别和被测划痕重合及垂直相交。上述中，所提及的该检测仪系统采用单电源5V供电方式。上述中所提及的测量头升降微调机构7的具体结构，采用常规的技术，故省略表述。上述中的激光工作线光源系统5和激光指示线光源系统6属外购部件。参见图2给出了图1划痕检测仪原理图示意图。当线阵激光由垂直于划痕轴线方向，以入射角θ发射一束经过光路整形处理激光线光源（激光线光源入射为划痕的剖面），同时在激光线光源入射法线另一侧位置处，放置用于采集划痕剖面数据的CCD相机1，通过CCD相机1采集到的数据先经由前置放大电路进行放大，其输出的信号经模数变换后送入计算机进行处理。CCD采集的数据经过放大器以后，会产生一定的噪声信号，为了减少由于采集系统的噪声引起的测量误差和外界光源引起的误差，计算机要对变换后的数据进行滤波处理，对滤波处理的数据在进行锐化处理，找出由CCD成像的表面划痕位置和深度。并在显示屏上直观标示出来，完成了车轴表面划痕的检测工作。线阵激光光源与划痕长度方向垂直，其入射角θ，划痕深度h，划痕两边与划痕底部的反射光点在CCD上成像位置的距离d，则可以推导出划痕深度与在CCD成像中的距离之间的数学关系如式(1)所示。h＝d／2sinθ(1)由式(1)可知，只要能够正确获得划痕在CCD成像的大小，就可以计算出处划痕的大小和深度。激光探伤测量仪技术参数：1、划痕深度范围：50um-500um；2、划痕深度大于500um和小于50um的不显示测量值，只显示超出范围；3、测量精度：≤±10um；4、测量不确定度：≤5um（0.01mm-0.10mm）；5、测量准确度：≤5%（0.10mm-0.50mm）；6、测量头平移行程：≤100mm；7、测量头升降调节行程：≤15mm；8、激光波长：635nm@＜5mw；9、工业CCD相机（30万/100万DPI）;图3所示采集到划痕的原始图像参考图。从图中可以看出划痕的边缘翻起。将激光光源侧向照射到车轴表面，激光的光平面与车轴的长度方向相垂直。激光光带将在车轴表面形成投影，如果车轴表面不存在划痕，则激光光带在车轴表面投影是固定的。如果车轴表面存在划痕，则激光光带将在缺陷处出现变化。根据激光光带的图像的变化情况，即可检算出车轴表面划痕的大小。图4给出了划痕检测仪的标定界面参考图。为了保证精确测量划痕的大小和深度，在试验阶段对该测量仪进行了系统标定。在标定时，采用标准的标定样片来进行标定。标准的标定样片的厚度是确定的，根据对标准样片采集的数据所得的结果，就能得出高测试仪的实际测量精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光划痕深度测量仪，其特征是，该测量仪具有一个测量基座跨桥（4），其上一侧设有直线滑动导轨（2），该直线滑动导轨（2）上安装一个沿其上移动的测量头升降微调机构（7），所述测量头升降微调机构（7）上分别设有CCD相机（1）及显微镜头（3）系统、激光工作线光源系统（5）和激光指示线光源系统（6），上述的各系统分别与电源和电脑数据线连接。

【技术特征摘要】
1.一种激光划痕深度测量仪，其特征是，该测量仪具有一个测量基座跨桥（4），其上一侧设有直线滑动导轨（2），该直线滑动导轨（2）上安装一个沿其上移动的测量头升降微调机构（7），所述测量头升降微调机构（7）上分别设有CCD相机（1）及显微镜头（3）系统、激光工作线光源系统（5）和激光指示线光源系统（6），上述的各系统分别与电源和电脑数据线连接。2.根据权利要求1所述的激光划痕深度测量仪，其特征是，激光工作线光源系统（5）和激光指示线光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫星，罗新红，
申请(专利权)人：江苏启澜激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32