一种疲劳裂纹在线检测系统及检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103529128103529128A(43)申请公布日2014.01.22(21)申请号201310467034.7(22)申请日2013.09.30(71)申请人天津工程机械研究院地址300409天津市北辰区科技园区景明路8号(72)发明人张志强张国胜刘艳芳王军威吴鸿雁李长茂(74)专利代理机构天津市鼎和专利商标代理有限公司12101代理人郑乘澄(51)Int.Cl.G01N29/14(2006.01)G01N21/84(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图4页附图4页(54)发明名称一种疲劳裂纹在线检测系统及检测方法(57)摘要本发明公开了一种疲劳裂纹在线检测系统，包括声发射采集装置、显微图像采集装置和疲劳裂纹状态实时监控装置，声发射采集装置实时采集疲劳裂纹萌生和扩展释放的声发射信号，显微图像采集装置实时采集疲劳裂纹状态的图像信号，疲劳裂纹状态实时监控装置接收来自声发射采集装置的信号和来自显微图像采集装置的信号，疲劳裂纹状态实时监控装置内设疲劳裂纹状态实时监控软件，疲劳裂纹状态实时监控软件对接收信号进行处理，生成疲劳裂纹变化过程的声发射特征参数、图形和裂纹尺寸数据。本发明还提供了一种疲劳裂纹在线检测方法。本发明能够实现在线动态、实时检测疲劳裂纹萌生和扩展。CN103529128ACN1035298ACN103529128A权利要求书1/2页1.一种疲劳裂纹在线检测系统，其特征在于，包括声发射采集装置、显微图像采集装置和疲劳裂纹状态实时监控装置，所述声发射采集装置和所述显微图像采集装置分别与所述疲劳裂纹状态实时监控装置之间传输信号，所述声发射采集装置实时采集疲劳裂纹萌生和扩展释放的声发射信号，所述显微图像采集装置实时采集疲劳裂纹状态的图像信号，所述疲劳裂纹状态实时监控装置接收来自所述声发射采集装置的信号和来自所述显微图像采集装置的信号，所述疲劳裂纹状态实时监控装置内设疲劳裂纹状态实时监控软件，用所述疲劳裂纹状态实时监控软件对接收的信号进行处理，生成疲劳裂纹变化过程的声发射特征参数、图形和裂纹尺寸数据。2.根据权利要求1所述的疲劳裂纹在线检测系统，其特征在于，所述显微图像采集装置包括图像采集用显微镜，所述显微镜放大倍数可调，所述显微镜的镜头对准被测试件的裂纹部位，所述显微镜内部设有图像采集间隔计时器，所述显微镜设有手动调节偏光和明暗对比度的调节装置。3.根据权利要求1或2所述的疲劳裂纹在线检测系统，其特征在于，所述声发射采集装置包括声发射传感器、信号放大器、声发射数据采集卡和磁性夹具，所述声发射传感器检测被测试件发出的声发射弹性波，并输出信号至所述信号放大器，所述信号放大器输出信号至所述声发射数据采集卡，所述声发射数据采集卡输出数字信号至所述疲劳裂纹状态实时监控装置，所述磁性夹具将所述声发射传感器固定于被测试件上，所述声发射传感器和被测试件之间涂有耦合剂。4.根据权利要求3所述的疲劳裂纹在线检测系统，其特征在于，所述声发射采集装置包括两个所述声发射传感器，所述两个声发射传感器分别设置于距离被测试件裂纹的两侧。5.根据权利要求3所述的疲劳裂纹在线检测系统，其特征在于，所述信号放大器放大倍数可调，放大倍数调节范围为10/100/1000倍三个等级，所述声发射数据采集卡的采样频率为50KSPS～1MSPS。6.根据权利要求1所述的疲劳裂纹在线检测系统，其特征在于，所述声发射采集装置和所述显微图像采集装置分别与所述疲劳裂纹状态实时监控装置之间通过USB接口或串口传输或无线传输信号。7.一种疲劳裂纹在线检测方法，其特征在于，采用声发射采集装置和显微图像采集装置，综合实时采集疲劳裂纹的声发射信号和图像信号，并将采集信号输入内置疲劳裂纹状态实时监控软件的疲劳裂纹状态实时监控装置进行处理，处理后生成疲劳裂纹变化过程的声发射特征参数、图形和裂纹尺寸数据。8.根据权利要求7所述的疲劳裂纹在线检测方法，其特征在于，所述疲劳裂纹状态实时监控软件采用VB程序编制，包括声发射信号处理模块和图像校准与测量模块两部分；所述声发射信号处理模块，其处理来自所述声发射采集装置的信号，其实时显示疲劳裂纹萌生和扩展释放的声发射信号，其生成数据包括计数数据、有效值数据和信号强度数据；所述图像校准与测量模块，其具有尺寸校准功能，其根据裂纹的扩展轨迹设有线性测量、圆形测量、弧形测量和自由曲线多种测量功能模块，其处理来自所述显微图像采集装置的信号，其对输入的萌生和扩展裂纹图像信号进行存储和准确测量。9.根据权利要求7或8所述的疲劳裂纹在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：2CN103529128A权利要求书2/2页1）设置声发射传感器：将声发