殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷检测技术，尤其涉及光声光热复合检测系统及方法。一种殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，包括工业机器人、声热探测组件、数据采集卡、YAG激光器、半导体激光器、光电混合连接器及计算机控制系统；YAG激光器、半导体激光器通过光纤与光电混合连接器连接；YAG激光器、半导体激光器、光电混合连接器通过BNC数据线与数据采集卡连接；光电混合连接器通过光电复合缆与声热探测组件连接；声热探测组件与工业机器人连接；数据采集卡及光电混合连接器通过USB数据线、工业机器人通过以太网数据线与计算机控制系统连接。本发明专利技术的检测系统及方法，可对殷瓦钢薄板焊接区域的裂纹缺陷进行原位快速可靠检测。

Photoacoustic-Photothermal Composite Detection System and Method for Welding Crack Defects of Inva Steel Sheet

The invention relates to a detection technology for welding crack defects of Yinwa steel sheet, in particular to a photoacoustic photothermal composite detection system and method. A photoacoustic-photothermal composite detection system for welding crack defect of Yinwa steel sheet includes industrial robot, acoustic-thermal detection module, data acquisition card, YAG laser, semiconductor laser, optoelectronic hybrid connector and computer control system; YAG laser and semiconductor laser are connected through optical fiber and optoelectronic hybrid connector; YAG laser, semiconductor laser, optoelectronic hybrid Connector is connected with data acquisition card through BNC data line; photoelectric hybrid connector is connected with acousto-thermal detection module through photoelectric composite cable; acousto-thermal detection module is connected with industrial robot; data acquisition card and photoelectric hybrid connector are connected with computer control system through USB data line and industrial robot through Ethernet data line. The detection system and method of the invention can quickly and reliably detect the crack defects in the welding area of Yinwa steel sheet in situ.

【技术实现步骤摘要】
殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统及方法
本专利技术涉及船用殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷检测技术，尤其涉及了一种光声光热复合检测系统及方法。
技术介绍
殷瓦钢是目前大型液化天然气（LiquefiedNaturalGas，LNG）储罐内胆理想的绝热材料之一。LNG储罐殷瓦钢内胆薄板在焊接过程中易出现表面/亚表面裂纹，在服役过程中易出现裂纹疲劳开裂，进一步拓展成为网状裂纹缺陷，造成材料失效，失去隔热保护功能。大型LNG运输船在航行过程中受到海面周期性波浪运动的影响，极易造成LNG储罐内壁殷瓦钢薄板疲劳裂纹的拓展，使得储罐内壁应力分布不均衡，甚至可能造成灾难性后果。由于殷瓦钢薄板的特殊理化性能，常规接触式无损检测技术在应用中存在一定局限。超声波检测对裂纹有较高的检测灵敏度，但对于尺寸较薄的构件，缺陷回波信号的识别难度较大，检测周期较长。射线检测对裂纹、未熔合缺陷的检测灵敏度受板材厚度和透照位置的影响较大，对薄板构件的检测极易出现漏判，检测工艺规范复杂，检测成本高。主动式红外热波无损检测技术具有适用面广、检测速度快、检测面积大、非接触式检测等优点，测量结果直观、易懂，使用方便，适用于在线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，其特征在于：包括工业机器人、声热探测组件、数据采集卡、YAG激光器、半导体激光器、光电混合连接器及计算机控制系统；所述YAG激光器、半导体激光器通过光纤与所述光电混合连接器连接；所述YAG激光器、半导体激光器及光电混合连接器通过BNC数据线与所述数据采集卡连接；所述光电混合连接器通过光电复合缆与所述声热探测组件连接；所述声热探测组件与工业机器人连接；所述数据采集卡、光电混合连接器通过USB数据线与计算机控制系统连接，所述工业机器人通过以太网数据线与计算机控制系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，其特征在于：包括工业机器人、声热探测组件、数据采集卡、YAG激光器、半导体激光器、光电混合连接器及计算机控制系统；所述YAG激光器、半导体激光器通过光纤与所述光电混合连接器连接；所述YAG激光器、半导体激光器及光电混合连接器通过BNC数据线与所述数据采集卡连接；所述光电混合连接器通过光电复合缆与所述声热探测组件连接；所述声热探测组件与工业机器人连接；所述数据采集卡、光电混合连接器通过USB数据线与计算机控制系统连接，所述工业机器人通过以太网数据线与计算机控制系统连接。2.根据权利要求1所述的殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，其特征在于：所述声热探测组件包括两个半导体激光扩束镜，一个YAG激光准直镜、红外热像仪与空气耦合超声波探头，所述扩束镜用于将半导体激光器输出的光斑扩束，所述准直镜用于将YAG输出的激光光斑整形到合适的直径；所述红外热像仪用于采集被测试样表面的红外热图序列；所述空气耦合超声波探头用于采集被测试样表面的超声导波信号。3.根据权利要求1所述的殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，其特征在于：所述计算机控制系统包含机器人控制模块、数据采集控制模块和数据处理分析模块；所述机器人控制模块用于控制工业机器人的运动轨迹；所述数据采集控制模块用于控制数据采集卡的信号输出与采集、红外热波图像序列和超声波信号的采集，并对超声回波信号与热波信号进行延迟与相位特征提取；所述数据处理分析模块通过对超声检测与红外热波检测图像结果的融合与分析，确定焊接裂纹的位置与尺寸。4.根据权利要求3所述的殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，其特征在于：所述的数据处理分析模块包括红外热图序列处理模块、超声回波信号处理模块和缺陷位置与尺寸识别模块。5.根据权利要求2所述的殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，其特征在于：所述扩束镜的放大倍数为×10，发散角为20°，放大后光束的照射面积大于100×100mm2。6.根据权利要求2所述的殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合检测系统，其特征在于：所述空气耦合超声波探头接收带宽300Hz～30MHz，采样频率100MS/s。7.根据权利要求2所述的殷瓦钢薄板焊接裂纹缺陷的光声光热复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚金龙，王章军，李恒，盖颖颖，解维浩，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37