[实用新型]机器视觉裂纹检测系统的活塞热冲击和热疲劳试验平台

说明书

本实用新型涉及机器视觉裂纹检测系统的活塞热冲击和热疲劳试验平台，属于试验用品技术领域。本实用新型包括箱体、夹具、冷却水喷嘴、集水槽、冷却水流量计、冷却水电磁阀、水箱、抽风机、光源、光学镜头和数字相机、红外线检测仪、激光头、空气喷嘴、空气流量计、空气电磁阀、压缩机、图像采集卡、PC电脑、图像处理软件，能提供时间和温度两种控制方式，自动检测试件表面裂纹。本实用新型能充分模拟活塞实机装配情况和工作环境，操作简单、工作效率高，大大的缩短研发周期。

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉裂纹检测系统的活塞热冲击和热疲劳试验平台，特别是一种应用于内燃机活塞热冲击和热疲劳强度考核的试验平台，属于试验用品技术领域。

背景技术

活塞是发动机的关键部件之一，承受着较高的机械应力和热应力，其可靠性直接影响发动机的使用寿命，且随着增压技术等强化技术的使用和发展，内燃机活塞的工作环境日益恶化，需要通过优化结构设计、提高加工工艺、采用新材料等不断进行改进。研究表明，热冲击和热疲劳损坏是导致活塞损坏的主要原因，许多科研工作者不断通过仿真研究、整机试验、模拟试验等对活塞热冲击和热疲劳损坏进行研究，以期提高活塞的可靠度，其中模拟试验采用试验台架进行研究，具有准确、高效、经济等优点，是活塞热冲击和热疲劳研究的主要方法。而目前，大多活塞热冲击和热疲劳模拟试验台架工作时间长，操作复杂，自动化程度低，不能很好的模拟活塞的实际工作状况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种基于机器视觉裂纹检测系统的活塞热冲击和热疲劳试验平台，主要用于对内燃机活塞的热冲击和热疲劳强度进行考核，结构简单、操作方便、工作效率高、试验精度高、自动化程度高。

本发明技术方案是：一种基于机器视觉裂纹检测系统的活塞热冲击和热疲劳试验平台，包括机器视觉裂纹检测系统，加热系统，冷却系统，温度检测系统；其中：

所述机器视觉裂纹检测系统包括光源、光学镜头和数字相机、图像采集卡、PC电脑、图像处理软件，光源采用LED灯，光学镜头和数字相机包括光学镜头和数字相机，安装在箱体上，光学镜头采用工业镜头，数字相机采用CCD相机，工业镜头和CCD相机配套使用，图像采集卡安装在PC电脑中，图像处理软件安装在PC电脑中，自动识别试件顶部裂纹。

所述加热系统包括激光头，激光头安装在试件上正上方，通过PC电脑中的控制软件对激光强度、分布进行控制，模拟活塞顶部温度情况；

所述冷却系统包括水冷系统和空冷系统，水冷系统包括冷却水喷嘴、集水槽、冷却水流量计、冷却水电磁阀、水箱，冷却水喷嘴安装在试件正下方，喷水冷却活塞内腔，冷却水流量计实时记录喷水流量，并将信号提供给PC电脑；空冷系统包括空气喷嘴、空气流量计、空气电磁阀、压缩机，空气喷嘴安装在箱体上，对准试件顶部，空气流量计实时记录空气流量，并将信号提供给PC电脑。

所述温度检测系统包括红外线检测仪，红外线检测仪安装在箱体上，对准试件顶部，实时检测试件顶部温度，并将信号提供给PC电脑。

所述一种基于机器视觉裂纹检测系统的活塞热冲击和热疲劳试验平台还包括箱体、夹具、试件、抽风机，箱体用于提供其他各部件安装使用，夹具为非标夹具，能模拟试件实际工况下所承受的机械应力，抽风机安装在箱体上并靠近试件，将冷却试件时产生的水雾及时排除箱体外，以免影响光源、光学镜头和数字相机精度。

优选的，所述机器视觉裂纹检测系统的光源一直提供照明，光学镜头和数字相机对试件顶部表面进行拍照，图像采集卡将采集的图像信息输入PC电脑，图像处理软件对图像信息数据进行自动识别处理，当监测到试件顶部表面出现裂纹时，PC电脑发出信号停止试验。

优选的，所述加热系统中激光头与PC电脑连接，激光强度和分布情况根据软件仿真和其他实验获得。

优选的，所述冷却系统中冷却水电磁阀对冷却水进行控制，冷却试件内腔，空气电磁阀对冷却空气进行控制，冷却试件顶部表面。