一种基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置的制作方法

1.本发明属于金属材料无损检测领域和磁场可视化成像检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置。


背景技术：

2.金属材料具有硬度大、抗氧化、密度小、耐腐蚀和抗疲劳能力强等特性，被广泛应用于航空航天、油气及铁路运输、汽车制造等工业领域。由于加工制造工艺水平的限制，在金属板材的生产制造过程中不可避免地出现裂缝、分层、夹杂等问题。同时，金属材料的自然老化以及因腐蚀、磨损和撞击所产生的缺陷也会直接影响产品的使用寿命和系统运行的安全性。因此对金属材料构件的无损检测是非常有必要的。目前，国内外的无损检测技术主要有五大常规技术：射线检测法、超声波检测法、涡流检测法、渗透检测法、磁粉检测法等，但是以上几种检测技术都存在一定局限性，如分辨率低、射线辐射危害、成本高、检测结果不直观等。
3.同时，在役大型金属构件无法采用检测实验室、离线检测的方法，比如铁轨、油气管道、承压容器等，且这些大型金属构件通常工作在高载荷、高压、高速的特殊工况下。因此，研究一种适用于高压强度环境下的新型金属构件缺陷检测技术具有重要意义。
4.近年来基于磁光成像检测原理的检测技术开始逐渐被人们关注，该技术利用磁-光传感器，将金属构件缺陷漏磁场转化为光强信息，再由图像采集装置转化为数字图像。该技术检测分辨率、抗干扰能力强且适用于现场检测。但是，由于磁-光传感器易碎、图像采集镜头及镜头与图像传感器之间存在空腔等因素，基于该技术的磁场可视化成像装置亦不适用于高压强的检测场景。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置，在磁场可视化成像装置的基础上，通过灌注封装技术和灌注状态下成像微对焦技术，解决磁场可视化成像装置耐高压强问题。
6.为实现上述发明目的，本发明一种基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置，其特征在于，包括：矩形外壳、图像采集模块、灌封介质、光学镜头、微对焦结构、磁-光转换模块以及供电与通信线缆；
7.所述矩形外壳的顶面设置有灌胶孔和排气孔以及用于固定图像采集模块及供电与通信线缆的螺丝空；在矩形外壳的前面板设置有对焦调节孔，使微对焦结构中的调节丝杆刚好探出对焦调节孔；
8.打开矩形外壳的前面板，通过螺钉将图像采集模块及供电与通信线缆，然后将供电电线与通信线缆的一端连接在图像采集模块，另一端从顶部延伸至出线口；
9.所述微对焦结构包括齿轮环、调节丝杆、限位槽和密封轴承；齿轮环通过内螺纹或胶粘的方式与光学镜头固定为一体，齿轮环的表面有锯齿状的齿牙；调节丝杆的两端设置
有限位槽和密封轴承，限位槽位于外壳后面板内侧，密封轴承位于前面板的对焦调节孔，安装时保证调节丝杆上的螺纹与齿轮环的齿牙咬合；
10.所述光学镜头安装于图像采集模块的镜头座上，二者之间为螺纹连接，当光学镜头对焦时，通过旋转调节丝杆来带动光学镜头转动，从而调整对焦距离；
11.所述磁-光转换模块通过螺钉安装于底面板，且位于光学镜头的正下方；
12.当内部模块安装完成后，将前面板通过螺钉固定，然后从灌胶孔将高折射率的灌封介质注入至装置内，直到排气孔有介质溢出，确认排出所有空气后将灌胶孔与排气孔封堵；接着，将装置置于被测试件的正上方，磁-光转换模块将被测试件的漏磁场或者其他原因产生的磁场转换为光信号，光信号经过高透光率的灌注介质被光学镜头采集，光学镜头进行成像后，观察其成像效果，如果成像不清晰，则旋转调节丝杆，直至成像清晰度达到最佳状态时，停止调节，最后将灌注后的装置置于介质所需固化温湿度环境下进行固化成型。
13.本发明的发明目的是这样实现的：
14.本发明基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置，主要包含灌注封装的高耐压强度技术和灌封介质中成像微对焦技术；灌注封技术装具体为：将磁场可视化成像装置进行灌注封装，达到承受高耐压强度目的；微对焦技术为：通过微对焦结构在灌注封装凝固前实现光学镜头对焦，从而使其适用于灌封介质下的磁场可视化高质量成像检测。
15.同时，本发明基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置还具有以下有益效果：
16.(1)、本发明通过灌胶孔将高透光率介质灌入壳体内部，并利用排气孔排出所有空气，这样通过灌封介质密质填充封装内部各部件和模块，形成实体承压保护结构，那么在受到高压强等外力作用时，该实体承压结构可保护光学镜头、图像采集模块及磁-光转换模块等部件不被损坏，且可防尘、防水、防污染；
17.(2)、本发明内置微对焦结构不仅可实现成像对焦距离调节，而且在调节过程不会引入气泡或者污染物，从而保证高质量成像效果；
18.(3)、本发明与现有增加钢化玻璃外壳的光学耐高压技术相比，本发明的基于灌注封装的耐高压强度技术，通过灌注填充的方式提高耐压强度，不仅保证原有磁场可视化成像装置体积不变，而且无需对外壳进行高压强密封设计；
19.(4)、本发明的核心主要包含灌注封装的高耐压强度技术和灌封介质中成像微对焦技术，基于该技术形成的装置具有耐高压强、对焦便捷、防水防尘、结实可靠等优点，其使用范围更广。
附图说明
20.图1是本发明基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置结构图；
21.图2是微对焦结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
23.实施例
24.图1是本发明基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置结构图。
25.在本实施例中，如图1所示，本发明一种基于灌注封装的高耐压强度磁场可视化成像装置，包括：矩形外壳1、图像采集模块3.3、灌封介质3.1、光学镜头3.2、微对焦结构5、磁-光转换模块2以及供电与通信线缆3.4；在本实施例中，灌封介质3.1采用高透光率且绝缘灌注介质，具体为环氧树脂、亚克力，除此之外，任何高透光率且绝缘的介质都属于本发明保护范畴；此外，矩形外壳1也可以采样圆形、菱形等任意形状，具体可以根据实际情况而定。
26.矩形外壳1的顶面设置有灌胶孔4.2和排气孔4.3以及用于固定图像采集模块3.3及供电与通信线缆3.4的螺丝空；在矩形外壳1的前面板设置有对焦调节孔4.4，使微对焦结构5中的调节丝杆5.2刚好探出对焦调节孔4.4；打开矩形外壳1的前面板4.1，通过螺钉固定图像采集模块3.3及供电与通信线缆3.4，然后将供电电线与通信线缆的一端连接在图像采集模块3.3，另一端从顶部延伸至出线口4.5；
27.在本实施例中，灌注介质的折射率远高于空气，因此该介质将影响成像光路，成像清晰度下降，从而影响检测效果，本发明提出一种内置微对焦结构5，将齿轮环5.1固定于光学镜头3.2上，在灌注状态下通过调节丝杆，达到对焦目的；如图2所示，微对焦结构5具包括齿轮环5.1、调节丝杆5.2、限位槽5.3和密封轴承5.4；齿轮环5.1通过内螺纹或胶粘的方式与光学镜头3.2固定为一体，齿轮环5.1的表面有锯齿状的齿牙；调节丝杆5.2的两端设置有限位槽5.3和密封轴承5.4，限位槽5.3位于外壳后面板内侧，密封轴承5.4位于前面板的对焦调节孔4.4，且限位槽5.3、调节丝杆5.2、密封轴承5.4以及对焦调节孔4.4同轴心，安装时保证调节丝杆上的螺纹与齿轮环的齿牙咬合，这样在调节焦距时才能带动光学镜头3.2转动；
28.光学镜头3.2安装于图像采集模块3.3的镜头座上，二者之间为螺纹连接，当光学镜头3.2对焦时，通过旋转调节丝杆5.2来带动光学镜头转动，从而调整对焦距离；此外，除本实施例描述的方法外，通过其余结构及连接方式来调整焦距的方法都属于本发明保护的范畴。
29.磁-光转换模块2通过螺钉安装于底面板，且位于光学镜头3.2的正下方；
30.当内部模块安装完成后，将前面板通过螺钉固定，然后从灌胶孔4.2将高折射率的灌封介质3.1注入至装置内，直到排气孔4.3有介质溢出，确认排出所有空气后将灌胶孔4.2与排气孔4.3封堵；通过密质填充整个内部空间，对磁-光转换模块2、光学镜头3.2、图像采集模块3.3等易碎、空腔、电气部件进行实体封装，从而具备耐高压强度的能力。
31.接着，将装置置于被测试件的正上方，磁-光转换模块2将被测试件的漏磁场或者其他原因产生的磁场转换为光信号，光信号经过高透光率的灌注介质3.1被光学镜头3.2采集，光学镜头3.2进行成像后，观察其成像效果，如果成像不清晰，则旋转调节丝杆5.2，直至成像清晰度达到最佳状态时，停止调节，这样在灌注封装状态下对光学镜头3.2的焦距离调节，达到高质量成像目的；最后将灌注后的装置置于介质所需固化温湿度环境下进行固化成型；此时，光学镜头3.2达到了对焦的目的，在后续检测时，直接置于被测试件的正上方，通过光学镜头实现磁场可视化成像，再经总线传输至计算机进行数据处理、分析、存储。
32.尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技
术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。