一种磁旋光膜片、磁光传感器、焊缝检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁旋光膜片、磁光传感器、焊缝检测装置及方法，解决了现有技术中磁光图像质量不高、光源照射面积小而需要二维扫描、对焊缝缺陷的检测精度不高的问题，其磁旋光膜片上下表面都镀有反射膜，使用线光源作为偏振光源，磁光传感器的检测精度和分辨率得到增强，提高了焊缝缺陷检测的效果；其技术方案为：磁旋光膜包括磁旋光介质层，所述磁旋光介质层一侧设置第一反射层，另一侧固定有第二反射层；所述第二反射层与第一反射层配合以增加偏振光的反射次数。

A magneto optic diaphragm, magneto optic sensor, weld detection device and method

【技术实现步骤摘要】
一种磁旋光膜片、磁光传感器、焊缝检测装置及方法
本专利技术属于焊缝无损检测
，尤其涉及一种磁旋光膜片、磁光传感器、焊缝检测装置及方法。
技术介绍
焊接作为制造领域最重要的技术之一，与设备的质量和使用寿命密切相关。由于焊件的工作环境大多比较恶劣，焊缝上的缺陷会直接导致焊件损毁，影响设备的安全与寿命，所以一种检测焊缝缺陷的无损检测技术具有十分重要的意义。目前国内外的无损检测技术有磁粉检测法、渗透检测法、射线检测法以及涡流检测法等，但是以上几种检测方法都存在一定的局限性与不足。近年来，基于磁光成像原理的焊缝检测技术，即磁场发生器在焊件上感应出磁场，再通过磁光传感器采集焊缝磁光图像的检测技术，具有无损、精度高、效率高、使用安全等特点，较好地克服以上各种检测方法的不足，在焊缝无损检测中得到了较为广泛的应用。目前利用磁光成像原理进行焊缝检测的研究中，如CN107831211A公布的一种金属焊件缺陷检测的方法及装置，如CN107036973A公布的一种焊缝纹理组织无损检测系统，如CN108526745A公布的一种基于磁光传感器的激光焊缝检测装置，如CN108918657A公布的一种工件缺陷检测系统等，这些方案都采用了类似的设计方案，即：1)采用面光源作为偏振光源，且通过分光器分离入射光线和出射光线；2)采用只能单次反射的磁旋光膜片作为旋光器件。专利技术人发现，利用面光源作为偏振光源，在结构设计时，入射光线和出射光线只能垂直于检测平面同轴布置，会造成出射光线和入射光线相互干涉，而且通过分光器分离入射光线和出射光线时会使光强大大降低,这将影响成像质量。在实际的设计中，为了减小磁阻，磁旋光膜片厚度设计的很薄，这样单次反射会造成偏振光通过磁旋光膜片后的旋转角较小，影响了检测精度和分辨率。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一目的是提供一种磁旋光膜片，通过扩大偏振光旋转角提高磁光传感器的分辨率。本专利技术的第二目的是一种磁光传感器，采用线光源，解决了磁光图像质量不高、光源照射面积小的问题。本专利技术的第三目的是一种焊缝检测装置，实现了焊缝检测在长度方向的全覆盖。本专利技术的第四目的是一种焊缝检测方法，提高了磁光图像分辨率和焊缝缺陷检测精度。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：第一方面，本专利技术的实施例提供了一种磁旋光膜片，包括磁旋光介质层，所述磁旋光介质层一侧设置第一反射层，另一侧固定有第二反射层；所述第二反射层与第一反射层配合以增加偏振光的反射次数。作为进一步的实现方式，所述第一反射层远离磁旋光介质层一侧设有保护层。所述第一反射层与第二反射层的厚度相同，保护层的厚度小于第二反射层的厚度。作为进一步的实现方式，所述第二反射层的宽度等于磁旋光介质层的宽度，所述第一反射层的宽度小于磁旋光介质层的宽度。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种磁光传感器，包括壳体和安装于壳体内部的线激光发射器、检偏器、CCD相机和所述的磁旋光膜片，其中，线激光发射器位于磁旋光膜片上方一侧，检偏器位于磁旋光膜片上方另一侧；所述CCD相机与检偏器同轴线布置。作为进一步的实现方式，所述线激光发射器、CCD相机分别与壳体内壁转动连接。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种焊缝检测装置，包括磁场发生器、直线运动装置和所述的磁光传感器，所述磁光传感器设于直线运动装置上方且与计算机相连；所述磁场发生器位于磁光传感器下方并能够随直线运动装置移动。作为进一步的实现方式，所述直线运动装置包括用于放置焊件的运动平台，所述运动平台通过丝杠连接电机；磁场发生器固定于运动平台上方。所述电机、计算机分别连接主控板。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种焊缝检测方法，采用所述的焊缝检测装置，检测时，通有交流电的磁场发生器对焊件行交变励磁，磁光传感器向已励磁的焊件中的焊缝发射偏振光、并反射偏振光；CCD相机采集包含焊缝缺陷信息的光条图像，传输到计算机，计算机通过主控板控制电机带动运动平台匀速运动，运动平台拖动焊件使焊缝匀速通过磁光传感器下方，磁光传感器采集焊缝不同部位的光条图像；磁光传感器将采集的光条图像传输至计算机，计算机对光条图像进行处理，得到完整的焊缝图像。上述本专利技术的实施例的有益效果如下：(1)本专利技术的一个或多个实施方式的磁旋光膜片上下表面都镀有反射膜，通过反射膜的多次反射作用，延长了偏振光在膜片中的通过路径，在不增加旋光膜片厚度的条件下，增大了偏振光的旋转角度；(2)本专利技术的一个或多个实施方式使用线光源作为偏振光源，出射光线与入射光线采用不同的光路，避免了二者间的相互影响；且不需要分光器，减小了分光过程中的光强衰减；从而大大提高了成像质量；光源射出的光条能够横向覆盖焊缝，磁光传感器只需一维扫描，便能检测整条焊缝，效率更高；(3)本专利技术的一个或多个实施方式的检测装置包括直线运动装置，使线激光发射器与被检测焊缝做相对移动，实现了焊缝检测在长度方向的全覆盖；(4)本专利技术的一个或多个实施方式通过线激光发射器出射条状的偏振光，偏振光条入射到磁旋光膜片内，出射偏振光通过检偏器后被CCD相机采集，CCD相机将包含有焊缝缺陷信息的光条图像传输给计算机，计算机将多幅光条图像拼接成完整的焊缝缺陷图像；提高了磁光图像分辨率和焊缝缺陷检测精度。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是法拉第磁致旋光效应原理图；图2是现有单次反射的磁光成像原理；图3是本专利技术一个或多个实施例的磁旋光膜片结构示意图；图4是本专利技术一个或多个实施例的磁旋光膜片局部放大图；图5是本专利技术一个或多个实施例的磁光传感器结构示意图；图6是本专利技术一个或多个实施例的激光发射器工作原理图；图7是本专利技术一个或多个实施例的磁光传感器原理图；图8是本专利技术一个或多个实施例的检测装置结构示意图；其中，1、第一反射层，2、磁旋光介质层，3、第二反射层，4、保护层，5、壳体，6、线激光发射器，7、磁旋光膜片，8、检偏器，9、CCD相机，10、焊缝，11、磁光传感器，12、焊件，13、运动平台，14、磁场发生器，15、主控板，16、电机，17、计算机，18、电磁源，19、光源，20、起偏器，21、分光器，22、反射膜。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁旋光膜片，其特征在于，包括磁旋光介质层，所述磁旋光介质层一侧设置第一反射层，另一侧固定有第二反射层；所述第二反射层与第一反射层配合以增加偏振光的反射次数。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁旋光膜片，其特征在于，包括磁旋光介质层，所述磁旋光介质层一侧设置第一反射层，另一侧固定有第二反射层；所述第二反射层与第一反射层配合以增加偏振光的反射次数。


2.根据权利要求1所述的一种磁旋光膜片，其特征在于，所述第一反射层远离磁旋光介质层一侧设有保护层。


3.根据权利要求2所述的一种磁旋光膜片，其特征在于，所述第一反射层与第二反射层的厚度相同，保护层的厚度小于第二反射层的厚度。


4.根据权利要求1或3所述的一种磁旋光膜片，其特征在于，所述第二反射层的宽度等于磁旋光介质层的宽度，所述第一反射层的宽度小于磁旋光介质层的宽度。


5.一种磁光传感器，其特征在于，包括壳体和安装于壳体内部的线激光发射器、检偏器、CCD相机和如权利要求1-4任一所述的磁旋光膜片，其中，线激光发射器位于磁旋光膜片上方一侧，检偏器位于磁旋光膜片上方另一侧；所述CCD相机与检偏器同轴线布置。


6.根据权利要求5所述的一种磁光传感器，其特征在于，所述线激光发射器、CCD相机分别与壳体内壁转动连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李学勇，高飞，谢朝阳，路长厚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37