一种基于多轴飞行器的激光超声检测系统的制作方法

本实用新型涉及无损检测中的激光超声检测领域，尤其涉及一种基于多轴飞行器的激光超声检测系统。

背景技术：

激光超声是一种新型无损检测方法，早期受激光器件与相关学科发展的限制，自20世纪70年代提出到80年代中期成为热点后，未达到人们预想的应用效果。20世纪末至今，随着激光、电子、计算机和相关学科的发展，经过近十年的技术积累，激光超声已从方法探索步入技术研究与开发应用阶段，是传统超声检测技术的进一步发展。

目前在很多领域都已经初步应用了激光超声技术，特别是越来越广泛的应用在无损检测领域。在恶劣环境下的无损检测中，可以利用激光超声的非接触式等特点可以对材料特性在高温辐射等恶劣环境下进行测量，也可以对材料在高温条件下进行检测，特别是可以应用激光无损在高压、高湿、酸、碱或有毒以及检测环境或被测工件存在强腐蚀性、核辐射和化学反应等环境下检测。

激光超声技术在高温、核辐射等环境下成为了工业上定位、在线监测的重要手段之一。目前激光超声只是停留在固定位置上对工件进行检测，检测设备灵活性不够，检测过程中需要时不时移动工件以实现较为全面的检测，但如果对无法移动的工件如在线的部件进行检测则有比较大的局限性、无法全面的评估部件的状态，可能导致错检、漏检的情况发生甚至埋下安全隐患。

技术实现要素：

为解决上述目前激光超声检测中存在的问题与缺陷，本实用新型提供一种基于多轴飞行器的激光超声检测系统。本实用新型实现了对工业应用中环境恶劣或难以到达的检测部位，如高温、腐蚀性管道或复杂部件进行激光扫描，在被检测物体表面激发出超声波，同时，在被检测部件的另一侧放置超声检测探头，接受回波并传输到控制系统。控制系统对飞行器的运动、超声的激发和缺陷信息进行处理并将信息在显示系统中显示出来，使控制者可以对整个系统进行实时控制。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于多轴飞行器的激光超声检测系统，包括飞行器模块1、主机遥控接发装置2、处理器模块3、系统控制模块4、系统显示模块5和超声检测探头6；所述超声检测探头6安装在待测部件上；

其中，所述飞行器模块1通过其搭载的飞行器遥控接发装置16与主机遥控接发装置2进行信号交换，实现与处理器模块3的信号连接；所述主机遥控接发装置2、系统控制模块4、系统显示模块5、超声检测探头6与处理器3电讯连接；

所述处理器模块3作为整个激光超声检测系统的核心，在激光超声检测系统运行过程中首先接收来自系统控制模块4的控制信号，接着通过主机遥控接发装置2向飞行器模块1发出控制信号，控制飞行器模块1的工作；同时，激光超声检测系统运行过程中，处理器模块3实时接收飞行器模块1发出的信息并指导检测过程的进一步进行；处理器模块3接收到的信息，显示在系统显示模块5中。

所述飞行器模块1包括由飞行机构13搭载的电源模块11、摄像头12、激光发射装置14、嵌入式微处理器15、飞行器遥控接发装置16；嵌入式微处理器15作为控制器，分别与电源模块11、摄像头12、飞行机构13、激光发射装置14和飞行器遥控接发装置16电讯连接。

所述系统控制模块4包括飞行器控制模块41和缺陷检测状态控制模块42；根据系统显示模块5的显示信息，操作者通过该系统控制模块4对激光超声检测系统发出包括运动控制和缺陷检测控制的控制信息，该控制信息经过处理器3处理之后经由主机遥控接发装置2向飞行器模块1发出控制信号，指导飞行器模块1的运动和检测。

所述系统显示模块5包括缺陷信息显示模块51、飞行器运行状态显示模块52、激光超声状态显示模块53；

激光超声检测系统工作过程中，处理器模块3将通过主机遥控接发装置2接收的信号处理之后，传输给系统显示模块5，并结合超声检测探头6传回的缺陷信息，分别将缺陷信息、飞行器运行状态和激光超声检测状态在对应的缺陷信息显示模块51、飞行器运行状态显示模块52、激光超声状态显示模块53中分别显示出来。

一种基于多轴飞行器的激光超声检测方法如下：

步骤一；操作者根据所要检测的部件确定好参数后，通过在系统控制模块4输入所需的控制信息，处理器模块3接收控制信息后通过主机遥控接发装置2向飞行器模块1发出控制信号，控制飞行器模块1的工作；

步骤二；飞行机构13开始工作后携带的摄像头12打开实时监控工作情况，通过飞行机构13上携带的飞行器遥控接发装置16将信息返回，处理器模块3接收到信息后将缺陷信息、飞行器运行状态、激光超声状态分别显示于系统显示模块5中相对应的子模块中；

步骤三；操作者通过系统显示模块5获得检测过程的各个状态信息后，根据检测要求，通过系统控制模块4继续向飞行器发送指令，直至飞行器正确地完成检测工作，从而形成一个有反馈的、闭环的控制系统；

步骤四；飞行器激发出超声之后，超声检测探头6接收到缺陷波并传输到处理器模块3，处理器模块3将缺陷信息处理后传到系统显示模块5的缺陷信息显示模块51中，从而得到被测部件的缺陷情况；

完成一次检测后，操作者根据系统显示模块5上显示的缺陷信息、飞行器运行状态信息和激光超声状态信息，作出是否改变飞行器的位置对被测部件的其他位置进行检测、召回飞行器或者完成检测。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

1.本激光超声检测系统摆脱了原有系统的不够灵活的缺点，通过将激发超声的激光发射器搭载在可自由悬停的多轴飞行器上实现对难以到达的被检测部件的全面检测。

2.本激光超声检测系统以处理器为核心，通过对控制信号的处理实现对飞行器的控制并实时接收系统工作信息显示出来，更好的知道检测过程的进行。

3.本激光超声检测系统将对飞行器运动的控制和激光超声检测控制集成于一体，实现对检测过程的精准化控制。

4.本激光超声检测系统结合多轴飞行器技术与激光超声技术，利用多轴飞行器可悬停的特点携带激光装置激发超声，同时利用多轴飞行器上的摄像头对检测过程进行实时监测。

5.激光对人体有一定的危害性，本激光超声检测系统利用多轴飞行器搭载激光发射装置减少了人体与激光接触的可能性，提高了检测过程的安全性。

附图说明

图1是本实用新型基于多轴飞行器的激光超声检测系统结构示意图。

图2是本实用新型基于多轴飞行器的激光超声检测系统的检测工作流程框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。

实施例

如图1、图2所示。本实用新型公开了一种基于多轴飞行器的激光超声检测系统，包括飞行器模块1、主机遥控接发装置2、处理器模块3、系统控制模块4、系统显示模块5和超声检测探头6；所述超声检测探头6安装在待测部件上；

其中，所述飞行器模块1通过其搭载的飞行器遥控接发装置16与主机遥控接发装置2进行信号交换，实现与处理器模块3的信号连接；所述主机遥控接发装置2、系统控制模块4、系统显示模块5、超声检测探头6与处理器3电讯连接；

所述处理器模块3作为整个激光超声检测系统的核心，在激光超声检测系统运行过程中首先接收来自系统控制模块4的控制信号，接着通过主机遥控接发装置2向飞行器模块1发出控制信号，控制飞行器模块1的工作；同时，激光超声检测系统运行过程中，处理器模块3实时接收飞行器模块1发出的信息并指导检测过程的进一步进行；处理器模块3接收到的信息，显示在系统显示模块5中。

所述飞行器模块1包括由飞行机构13搭载的电源模块11、摄像头12、激光发射装置14、嵌入式微处理器15、飞行器遥控接发装置16；嵌入式微处理器15作为控制器，分别与电源模块11、摄像头12、飞行机构13、激光发射装置14和飞行器遥控接发装置16电讯连接。

所述系统控制模块4包括飞行器控制模块41和缺陷检测状态控制模块42；根据系统显示模块5的显示信息，操作者通过该系统控制模块4对激光超声检测系统发出包括运动控制和缺陷检测控制的控制信息，该控制信息经过处理器3处理之后经由主机遥控接发装置2向飞行器模块1发出控制信号，指导飞行器模块1的运动和检测。

所述系统显示模块5包括缺陷信息显示模块51、飞行器运行状态显示模块52、激光超声状态显示模块53；

激光超声检测系统工作过程中，处理器模块3将通过主机遥控接发装置2接收的信号处理之后，传输给系统显示模块5，并结合超声检测探头6传回的缺陷信息，分别将缺陷信息、飞行器运行状态和激光超声检测状态在对应的缺陷信息显示模块51、飞行器运行状态显示模块52、激光超声状态显示模块53中分别显示出来。

图2描述了该系统检测工作的一般流程框架。主机遥控接发模块、处理器模块3、系统控制模块和超声检测探头以下简称控制及检测设备。

操作者首先根据检测环境和被测工件向控制及检测设备输入操作指令，接着控制及检测设备将操作指令转换为控制信息传输到飞行器，指导飞行器发射激光激发超声并打开摄像头对检测过程进行实时监测，向控制及检测设备传回激光超声状态信息和飞行器状态信息，同时控制及检测设备中的超声检测探头开始工作，将采集到的缺陷信息传回控制及检测设备，控制及检测设备结合飞行器和超声检测探头得到的信息返回显示在系统显示模块上，操作者从显示模块中的显示屏得到缺陷信息和状态信息后，根据缺陷和检测状况可以进一步向控制及检测设备发送操作指令，系统重复上述过程，直至操作者下达指令停止检测并召回飞行器，工作完成。

具体步骤如下：

步骤一；操作者根据所要检测的部件确定好参数后，通过在系统控制模块4输入所需的控制信息，处理器模块3接收控制信息后通过主机遥控接发装置2向飞行器模块1发出控制信号，控制飞行器模块1的工作；

步骤二；飞行机构13开始工作后携带的摄像头12打开实时监控工作情况，通过飞行机构13上携带的飞行器遥控接发装置16将信息返回，处理器模块3接收到信息后将缺陷信息、飞行器运行状态、激光超声状态分别显示于系统显示模块5中相对应的子模块中；

步骤三；操作者通过系统显示模块5获得检测过程的各个状态信息后，根据检测要求，通过系统控制模块4继续向飞行器发送指令，直至飞行器正确地完成检测工作，从而形成一个有反馈的、闭环的控制系统；

步骤四；飞行器激发出超声之后，安装在被测部件上的超声检测探头6接收到缺陷波并传输到处理器模块3，处理器模块3将缺陷信息处理后传到系统显示模块5的缺陷信息显示模块51中，从而得到被测部件的缺陷情况；

完成一次检测后，操作者根据系统显示模块5上显示的缺陷信息、飞行器运行状态信息和激光超声状态信息，作出是否改变飞行器的位置对被测部件的其他位置进行检测、召回飞行器或者完成检测。

如上所述，便可较好地实现本实用新型。

本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。