一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，方法包括：在箔材待测试样的一侧设置一小永磁体，箔材待测试样处于小永磁体形成的电磁敏感区内，箔材待测试样与小永磁体的距离为L；将小永磁体与测力传感器相连接；将一无针孔的箔材标准试样与小永磁体之间进行相对运动，通过测力传感器测得小永磁体受到的第一反作用力将箔材待测试样中针孔部位经过小永磁体的电磁敏感区时，通过测力传感器测得小永磁体受到的第二反作用力；得到第二反作用力与第一反作用力的反作用力变化量，通过反作用力变化量的处理得到箔材待测试样中的针孔信息。本发明专利技术的一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，测量过程简单，准确度高。

A Defect Detection Method Based on Lorentz Force

The invention relates to a defect detection method based on Lorentz force. The method includes: a small permanent magnet is arranged on one side of the foil sample to be tested, the foil sample to be tested is located in the electromagnetic sensitive zone formed by the small permanent magnet, the distance between the foil sample to be tested and the small permanent magnet is L; the small permanent magnet is connected with the force sensor; and a small permanent magnet is connected with the force sensor. The relative motion between the standard foil sample without pinhole and the small permanent magnet is carried out. The first reaction force of the small permanent magnet is measured by the force sensor. When the pinhole part of the foil sample passes through the electromagnetic sensitive region of the small permanent magnet, the second reaction force of the small permanent magnet is measured by the force sensor. The change of reaction force between reaction force and the first reaction force is processed to obtain the pinhole information in the foil sample to be tested. The invention provides a defect detection method based on Lorentz force, which has simple measurement process and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法
本专利技术涉及一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，尤其涉及一种基于洛伦兹力检测铝、铜箔材中针孔等缺陷的新型检测方法。
技术介绍
铝箔具有高阻隔性，无毒无味、遮光防潮、耐腐蚀、材质轻、抗紫外线，在深加工时易于折曲，粘合性、热合性及表面印刷性能优良，广泛应用于烟卷、食品、药品、电子、照相器材和日用化工等行业。随着科技的发展，相关行业对铝箔和板带材表面质量的要求越来越高，因此需要对表面进行在线检测，这其中包含对一些特殊用途的薄带材料的检测，如密封包装料、管料等，需要对其内部存在的针孔等缺陷进行全面准确的检测，避免由于误检和漏检对后续产品造成损失，针孔的大小。在铜箔中若存在针孔等缺陷，用这样的覆铜板制作成的线路板，如果针孔在导电线路上，极易造成断路，使线路板报废，从这一点可以看到铜箔针孔的危害很大。随着信息产业的飞速发展，对信息传递要求速度快、精准度高、形字音清晰、抗干扰能力强等。这就要求电子产品要多功能化、小型化、轻型化，随身携带方便，使用方便。这样就要求印制线路极其精细,同时对印制线路用电解铜箔的技术要求更高了，绝对不允许铜箔有针孔。因此在线检测针孔在生产工艺中意义重大基于光学图像的机器视觉检测技术是目前表面质量的主流检测方法，其检测的高效性和对工作环境要求低的特点使得它正逐步取代人工检测。该检测技术通常分为反射式与透射式两种检测方式。反射方式是指首先通过表面检测系统将所有表面出现的异常针孔全部检测出来，然后计算针孔的一些特征，再采用模式分类方法将针孔与其他针孔区分开来。由于金属带材表面可能出现的针孔种类及数量异常繁多，因此当出现如很多斑点等类似于针孔的针孔干扰针孔的检测和判定时，误检和漏检的情况比较容易出现。而直接采用透射式技术对铝箔等反光严重的薄金属带材进行检测将会遇到一些问题:强的环境光投射到高反光带材上容易出现亮的假针孔干扰；图像采集触发信号启动时产生出亮条状的假针孔如何排除；材料局部内部组织松散出现大面积散点针孔时，工艺统计量化指标不一致。这些问题的出现会直接影响系统的工作稳定性和最终检测性能。此外，因为大部分针孔是由于杂质缺陷造成的,这些缺陷的尺寸只有与金属箔厚度相当或略大时,才能造成严重的破坏并脱落和形成裂口，而缺陷脱落形成裂口这个过程可能会在箔材制成产品以后发生，传统光学方法无法将有缺陷但未形成针孔这类情况检查出来，因此光学方法检查后的箔材存在潜在危害。传统光学方法在规定的环境及灯箱光源下，利用金属箔针孔的透光性来观察针孔的数量，并测量针孔的尺寸，该方法要求完整的针孔(在箔材上形成可透过光线的空洞)，但对局部材料减薄易破裂部位但未形成透光部分的检测存在困难。因此可见尽管基于光学图像的机器视觉检测技术因其检测的高效性和对工作环境要求低的特点使得它成为主流检测方法。但上诉所述的局限性也干扰或是影响其检测结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，克服了现有技术基于光学图像的机器视觉方法检测针孔的检测技术局限性，并且测量过程简单，准确度高，该系统设计成本低，易于推广使用。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，所述方法包括：步骤1，在箔材待测试样的一侧设置一小永磁体，所述箔材待测试样处于小永磁体形成的电磁敏感区内，所述箔材待测试样与所述小永磁体的距离为L；步骤2，将所述小永磁体与测力传感器相连接；步骤3，将一无针孔的箔材标准试样与所述小永磁体之间进行相对运动，通过所述测力传感器测得所述小永磁体受到的第一反作用力；步骤4，将所述箔材待测试样中针孔部位经过所述小永磁体的电磁敏感区时，通过所述测力传感器测得所述小永磁体受到的第二反作用力；得到所述第二反作用力与所述第一反作用力的反作用力变化量，通过所述反作用力变化量的处理得到所述箔材待测试样中的针孔信息。具体的，所述箔材待测试样的材质为铝或铜；所述箔材标准试样的材质为铝或铜具体的，所述步骤3中第一反作用力的各分量具体为Fx、Fy、Fz。具体的，所述步骤4中第二反作用力的各分量具体为(Fx+ΔFx)、(Fy+ΔFy)、(Fz+ΔFz)。具体的，所述步骤4中反作用力变化量各分量具体为ΔFx、ΔFy、ΔFz。本专利技术的一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，测量过程简单，准确度高，该系统设计成本低。附图说明图1是本专利技术一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法的流程图；图2A是本专利技术一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法的检测原理的示意图之一：图2B是本专利技术一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法的检测原理的示意图之二。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。本专利技术检测方法利用在铜、铝箔材一侧(如：实际工艺中可置于箔材底部)设置一小永磁体，并使铜、铝箔材试样处于小永磁体形成的电磁敏感区内；当铜、铝等箔材与小永磁体之间存在相对运动时，相对运动客观上使箔材切割永磁体磁感线，因此在铜、铝箔材中感生涡电流，涡电流与永磁体相互作用产生洛伦兹力作用于箔材上，根据牛顿第三定律作用力与反作用力为大小相等、方向相反的关系，洛伦兹力的反作用力作用于小永磁体上，当铜、铝箔材上存在针孔等缺陷时，缺陷的存在会改变涡电流，进而作用于小永磁体上的反作用力也随之改变，通过测力传感器测量小永磁体所受到的反作用力变化信号可以分析铜铝箔材内针孔存在与否及其相关特性(尺寸、形状等)。通过本专利技术可以获知针孔的信息更丰富，如可获知针孔的形状、尺寸等信息；通过检测原理部分分析可知：通过本专利技术方法可克服现有基于光学图像的机器视觉检测技术中伪信号干扰检测信号这一难题，如：即使金属箔材中的缺陷即使未形成透光性的针孔也能被检测出来；本专利技术对检测条件无苛刻要求，避免了传统光学方法中环境光对检测结果的干扰；本专利技术检测结果后处理简洁，检测结果直观明了。图1为本专利技术一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法的流程图，如图所示，本专利技术具体包括如下步骤：步骤101，如图2A所示，本专利技术检测方法示意图之一，在箔材待测试样(例如材质为铝或铜)2一侧设置一小永磁体1，箔材待测试样2与小永磁体1的距离为L，即使箔材待测试样2处于小永磁体1形成的电磁敏感区内(磁场较强较为集中的区域)；步骤102，将小永磁体1与测力传感器相连接；步骤103，使一无针孔的箔材标准试样(例如材质为铝或铜)与小永磁体1之间获得相对运动，通过测力传感器测得小永磁体受到的第一反作用力；具体的，第一反作用力的各分量具体为Fx、Fy、Fz。步骤104，如图2B所示，箔材待测试样2中针孔部位3经过小永磁体的电磁敏感区时，通过测力传感器测得小永磁体受到的第二反作用力，从而得到所述第二反作用力与第一反作用力的反作用力变化量，通过所述反作用力变化量的分析获得针孔3信息；具体的，第二反作用力的各分量具体为(Fx+ΔFx)、(Fy+ΔFy)、(Fz+ΔFz)；第一反作用力变化量各分量具体为ΔFx、ΔFy、ΔFz。本专利技术基于洛伦兹力检查铜、铝箔材中针孔等缺陷的检查方法过程简单。本专利技术原理：根据法拉第电磁感应原理：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流；同理：利用铜、铝等箔材与小永磁体存在相对运动，箔材切割小永磁体磁感线并在箔材中感生出涡电流；铜、铝箔材试件中涡电流与小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，在箔材待测试样的一侧设置一小永磁体，所述箔材待测试样处于小永磁体形成的电磁敏感区内，所述箔材待测试样与所述小永磁体的距离为L；步骤2，将所述小永磁体与测力传感器相连接；步骤3，将一无针孔的箔材标准试样与所述小永磁体之间进行相对运动，通过所述测力传感器测得所述小永磁体受到的第一反作用力；步骤4，将所述箔材待测试样中针孔部位经过所述小永磁体的电磁敏感区时，通过所述测力传感器测得所述小永磁体受到的第二反作用力；得到所述第二反作用力与所述第一反作用力的反作用力变化量，通过所述反作用力变化量的处理得到所述箔材待测试样中的针孔信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于洛伦兹力的缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，在箔材待测试样的一侧设置一小永磁体，所述箔材待测试样处于小永磁体形成的电磁敏感区内，所述箔材待测试样与所述小永磁体的距离为L；步骤2，将所述小永磁体与测力传感器相连接；步骤3，将一无针孔的箔材标准试样与所述小永磁体之间进行相对运动，通过所述测力传感器测得所述小永磁体受到的第一反作用力；步骤4，将所述箔材待测试样中针孔部位经过所述小永磁体的电磁敏感区时，通过所述测力传感器测得所述小永磁体受到的第二反作用力；得到所述第二反作用力与所述第一反作用力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，代尚军，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京,11