[发明专利]一种焊缝的倾斜穿孔实时检测装置及方法

权利要求书

1.一种焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：包括相机(1)、反光镜组(5)和面光源(2)；

以所述相机(1)的光轴为基准线；

所述反光镜组(5)绕所述基准线设置，各镜片的中心距所述基准线的距离相等，记为d/2；各镜片在基准线长度方向上两端对齐，其长度记为h；单个镜片与基准线的夹角记为γ；

所述反光镜组(5)与面光源(2)之间形成空隙，以供待测工件(3)从中间穿过；所述面光源为正方形，其边长记为D；

以基准线长度方向记，相机镜头前端面到反光镜组h/2处的长度记为L₁，反光镜组h/2处到面光源的距离记为L₂，相机镜头前端面到面光源的距离记为L；

所述相机对应于面光源的半视场角记为β；相机镜头前端面与某一反光镜片中心点的连线与基准线的夹角为α；

所述相机(1)、反光镜组(5)和面光源(2)的位置同时满足以下关系：

β＝arctan(D/2L)；α＞β；

d＝2L₁·tanα。

2.如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：所述反光镜组(5)包括两个镜片或多个镜片；

当镜片为两个时，其对称设置于所述基准线所在平面的两侧；

当镜片为多个时，其以多边形方式沿基准线的轴向设置。

3.如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：所述相机镜头上安装有对应于面光源(2)中心波长的带通滤光片。

4.如权利要求3所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：所述带通滤光片的带宽为40-80nm。

5.如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：检测时，记待测工件(3)穿过反光镜组(5)与面光源(2)之间的空隙时与基准线的交点距相机镜头前端面的长度为L₃；相机的可检测视场尺寸为D·L₃/L。

6.如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：检测时，记待测工件(3)穿过反光镜组(5)与面光源(2)之间的空隙时与基准线的交点距相机镜头前端面的长度为L₃；满足以下条件：

7.如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：检测时，记待测工件(3)穿过反光镜组(5)与面光源(2)之间的空隙时与基准线的交点距相机镜头前端面的长度为L₃；满足以下条件：L-L₃＞0.15m。

8.如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：所述面光源(2)的波长为400nm～940nm。

9.如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置，其特征在于：所述面光源(2)的波长为780～940nm。

10.利用如权利要求1所述焊缝的倾斜穿孔实时检测装置进行检测的方法，其特征在于：

待测工件(3)通过机器人或固定在能沿预设方向运动的传送装置以速度v穿过反光镜组(5)与面光源(2)之间的空隙；此时面光源(2)常亮，相机以每秒f帧的帧率采集图像，若图像上无亮点则表明无穿孔，反之有穿孔；

速度v满足如下条件：

式中：L₃为待测工件(3)穿过反光镜组(5)与面光源(2)之间的空隙时与基准线的交点距相机镜头前端面的长度。