一种光阵列分控便携式光激励红外热成像检测装置的制作方法

本发明涉及红外检测设备技术领域，尤其涉及一种光阵列分控便携式光激励红外热成像检测装置。

背景技术：

红外热成像检测技术是一种多学科交叉、多领域应用的新型无损检测技术。红外热成像检测技术的研究，对风洞压缩机叶片的表面扫查、航空航天设备外壳、石油化工管道、电力输送设备、机械、轨道交通和新能源等领域都具有重要意义。红外热成像检测技术的基本原理是：通过特定的光激励模式加热被检测物体，由于被检测物体本身存在不连续性缺陷，会对热传递性能产生影响，使得被检测物体表面产生温度差，进而导致被检测物体表面的红外辐射能力产生差异。然后，利用红外热像仪对被检测物体的辐射分布进行探测，通过采集的热像图序列，再通过相对应的寻优图像处理算法就可得到被检测物体内部缺陷特征信息。

然而，现有的红外热成像检测装置存在着如下弊病：

一、现有的红外热成像检测过程中，加热和检测两个步骤分开进行，即需要对被检测物体先进行加热处理，然后利用红外热像仪对被检测物体进行探测。在这个过程中，由于两个步骤是分开进行的，加热后的被检测物体随时间流逝会快速流失热量，这就导致后续的红外热成像检测的结果会出现一定的误差，尤其是在检测风洞叶片等较为精密的零部件时，这样的误差是十分致命的。

二、现有的红外热成像检测装置结构复杂，移动不便，使用时存在检测环境受限且检测精度不高的缺点。并且，在检测时，往往需要先将被检测零部件拆下来，然后送到红外热成像检测装置处进行检测。这又会严重影响到检测的效率。

因此，目前急需一种能够解决上述缺陷的光阵列分控便携式光激励红外热成像检测装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光阵列分控便携式光激励红外热成像检测装置，其能在加热待检部件的同时对其进行红外检测，检测精度高；整个设备轻小，并且，有了握持把手后，装置使用方便、提高了检测效率。

为实现上述目的，本发明提供一种光阵列分控便携式光激励红外热成像检测装置，包括检测装置主体，所述装置主体包括带握持把手的检测机构、围绕检测机构的检测镜头设置的光激励加热机构以及外接的工控机构。

作为本发明的更进一步改进，所述检测机构包括一桶状外壳，所述桶状外壳的开口端设有一板面上设有镜头窗口的安装板；所述安装板远离桶状外壳一侧板面上设有围绕镜头窗口设置的光激励加热机构；所述桶状外壳内设有一能沿桶状外壳的延伸方向前后移动且镜头正对镜头窗口的红外成像仪。

作为本发明的更进一步改进，所述安装板面向桶状外壳一侧板面上设有l型调节支片，所述l型调节支片上设有沿桶状外壳的延伸方向设置的条形孔，所述红外成像仪通过螺钉安装在固定在条形孔上。

作为本发明的更进一步改进，所述安装板面向桶状外壳一侧板面上设有微型散热风机。

作为本发明的更进一步改进，所述桶状外壳上设有多个散热窗。

作为本发明的更进一步改进，所述握持把手设置在桶状外壳上。

作为本发明的更进一步改进，所述桶状外壳的外壁上设有用于安装可视化pc机的铰接部。

作为本发明的更进一步改进，所述光激励加热机构包括一以镜头窗口为几何中心设置的加热灯罩，所述加热灯罩的边缘处设有多个以镜头窗口为对称中心设置的灯筒，所述灯筒底部设有卤素灯泡。

作为本发明的更进一步改进，所述灯筒包括靠近安装板一侧的灯座安装部和远离安装板一侧的聚光部，所述灯座安装部为直筒状，所述聚光部为弧形筒状且聚光部的出口端面为向镜头窗口倾斜的斜切面。

作为本发明的更进一步改进，所述斜切面的斜切角度为122°。

有益效果

与现有技术相比，本发明的一种光阵列分控便携式光激励红外热成像检测装置的优点为：

1、本发明中，包括检测装置主体，装置主体包括带握持把手的检测机构、围绕检测机构的检测镜头设置的光激励加热机构以及外接的工控机构。通过将光激励加热机构设置在检测镜头周围，因而该装置能在加热待检部件的同时对其进行红外检测，避免先加热再检测出现的误差，检测精度大幅提高。并且，有了握持把手后，操作人员可以通过握持把手，手持装置对待检部件进行检测，即无需将待检部件拆下即可进行检测，该检测装置使用方便、提高了检测效率。

2、检测机构包括一桶状外壳，桶状外壳的开口端设有一板面上设有镜头窗口的安装板。安装板远离桶状外壳一侧板面上设有围绕镜头窗口设置的光激励加热机构。桶状外壳内设有一能沿桶状外壳的延伸方向前后移动且镜头正对镜头窗口的红外成像仪。桶状外壳能有效的保护红外成像仪，避免其遭受碰撞。同时，将光激励加热机构围绕镜头窗口设置，能在加热待检部件的同时对其进行红外检测，检测精度大幅提高。另外，热成像仪能沿桶状外壳的延伸方向前后移动，实现了成像仪相对待检部件的距离变化，进而适应各种零件的复杂表面结构，如：ctw压缩机叶片的复杂形貌。

3、安装板面向桶状外壳一侧板面上设有l型调节支片，l型调节支片上设有沿桶状外壳的延伸方向设置的条形孔，红外成像仪通过螺钉安装在固定在条形孔上。通过l型调节支片上的条形孔，安装在l型调节支片上的红外成像仪能够沿桶状外壳的延伸方向前后移动，进而实现红外成像仪相对于待检部件的距离变化。

4、安装板面向桶状外壳一侧板面上设有微型散热风机，桶状外壳上设有多个散热窗。通过微型散热风机和散热窗的配合，在桶状外壳和外界之间形成对流散热通道，保证了红外成像仪的正常工作，不会因温度过高出现机械故障。

5、桶状外壳的外壁上设有用于安装可视化pc机的铰接部。铰接的可视化pc机能够方便操作人员翻转可视化pc机，方便扫查工作者实时观察扫查处理结构。

6、光激励加热机构包括一以镜头窗口为几何中心设置的加热灯罩，加热灯罩的边缘处设有多个以镜头窗口为对称中心设置的灯筒，灯筒底部设有卤素灯泡。灯筒包括靠近安装板一侧的灯座安装部和远离安装板一侧的聚光部，灯座安装部为直筒状，聚光部为弧形筒状且聚光部的出口端面为向镜头窗口倾斜的斜切面。采用六个卤素灯泡，并配合加热灯罩上的灯筒，实现了光源照射在待检部件上的均匀性，降低了由于光源不均匀而形成的光斑对红外热成像仪探测待检部件的近表面温度场变化时的干扰。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体图之一；

图2为本发明的立体图之二；

图3为本发明加热灯罩的正视图；

图4为本发明加热灯罩的俯视图；

图5为本发明加热灯罩的剖视图；

图6为本发明灯筒的剖视图；

图7为本发明灯筒的设计原理图。

其中：1-握持把手；2-安装板；21-微型散热风机；22-l型调节支片；3-桶状外壳；31-散热窗；32-铰接部；4-可视化pc机；5-红外成像仪；6-加热灯罩；61-灯筒；611-灯座安装部；612-聚光部。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例

本发明的具体实施方式如图1-7所示，一种光阵列分控便携式光激励红外热成像检测装置，包括检测装置主体，该装置主体包括带握持把手1的检测机构、围绕检测机构的检测镜头设置的光激励加热机构以及外接的工控机构。通过将光激励加热机构设置在检测镜头周围，因而该装置能在加热待检部件的同时对其进行红外检测，避免先加热再检测出现的误差，检测精度大幅提高。并且，有了握持把手1后，操作人员可以通过握持把手，手持装置对待检部件进行检测，即无需将待检部件拆下即可进行检测，该检测装置使用方便、提高了检测效率。

其具体结构为：检测机构包括一桶状外壳3，桶状外壳3的开口端设有一板面上设有镜头窗口的安装板2。安装板2通过螺钉与桶状外壳3的开口端边缘固定。安装板2远离桶状外壳3一侧板面上设有围绕镜头窗口设置的光激励加热机构。桶状外壳3内设有一能沿桶状外壳3的延伸方向前后移动且镜头正对镜头窗口的红外成像仪5。本实施例中，对于红外成像仪5和光激励加热机构的供电，有两种方式：一种是在安装板2上安装固定电源供电；一种是通过电源线外接电源进行供电。

桶状外壳3能有效的保护红外成像仪5，避免其遭受碰撞。同时，将光激励加热机构围绕镜头窗口设置，能在加热待检部件的同时对其进行红外检测，检测精度大幅提高。另外，热成像仪5能沿桶状外壳3的延伸方向前后移动，实现了成像仪相对待检部件的距离变化，进而适应各种零件的复杂表面结构，如：ctw压缩机叶片的复杂形貌。本实施例中，红外成像仪5选用flirax5或巨哥电子系列热成像温度探测器，其提供全方位的可视化温度监控功能，广泛应用于过程控制/质量检测、状态监控与火灾预防等领域。且该红外成像仪5可无缝集成于现有系统中。

并且，安装板2面向桶状外壳3一侧板面上设有l型调节支片22。l型调节支片22上设有沿桶状外壳3的延伸方向设置的条形孔。红外成像仪5通过螺钉安装在固定在条形孔上。本实施例中，l型调节支片22的短边通过螺钉固定安装在安装板2上；l型调节支片22的长边沿红外成像仪5的移动方向延伸。通过l型调节支片22上的条形孔，安装在l型调节支片22上的红外成像仪5能够沿桶状外壳3的延伸方向前后移动，进而实现红外成像仪5相对于待检部件的距离变化。

本实施例中，安装板2面向桶状外壳3一侧板面上设有微型散热风机21。桶状外壳3上设有多个散热窗31。通过微型散热风机21和散热窗31的配合，在桶状外壳3和外界之间形成对流散热通道，保证了红外成像仪5的正常工作，不会因温度过高出现机械故障。

同时，关于光激励加热机构，其具体包括一以镜头窗口为几何中心设置的加热灯罩6。加热灯罩6的边缘处设有多个以镜头窗口为对称中心设置的灯筒61，灯筒61底部设有卤素灯泡。本实施例中的加热灯罩6为莲花型灯罩。

采用六个卤素灯泡，并配合加热灯罩6上的灯筒61，实现了光源照射在待检部件上的均匀性，降低了由于光源不均匀而形成的光斑对红外热成像仪5探测待检部件的近表面温度场变化时的干扰。

灯筒61包括靠近安装板2一侧的灯座安装部611和远离安装板2一侧的聚光部612，灯座安装部611为直筒状，聚光部612为弧形筒状且聚光部612的出口端面为向镜头窗口倾斜的斜切面。本实施例中，斜切面的斜切角度为122°。

如图3-6所示，该加热灯罩6由6个如图6所示灯筒61均布拟合设计而成如图4所示形状。其通体采用7075铝型材cnc加工而成，加热灯罩6内部根据光反射原理，进行了光聚、散设计使得该灯罩满足该种型号(800w，卤素聚光)下的光均匀性要求。该灯罩外形设计独特，内聚光曲面通过光学、机械设计类等软件仿真，又经过大量的试验，最终设计出适宜特出环境和要求下的无损探伤检测，尤其在光激励红外热成像检测行业属于首创。

聚光部612的聚光曲面通过机械设计类等软件进行仿真设计，通过经验和理论计算拟合出如图7所示在64mm长度范围内定位起始点直径ф13，中间点ф33，终了点ф38，斜切角度122°。离起始点约17mm处设计等源发光点，在设计检测距离130mm的条件下，如图7所示可以形成发散角18.91°，光覆盖范围ф95.5。聚光设计的目的为六个均布灯筒61寻找最佳光重合，进而为莲花型灯罩的光均匀性提供可行性方案。

本实施例中，需要注意的是：

握持把手1设置在桶状外壳3上。具体来说，该握持把手1的上端穿过桶状外壳3侧壁，并通过螺钉固定到安装板2上。

桶状外壳3的外壁上设有用于安装可视化pc机4的铰接部32。铰接的可视化pc机4能够方便操作人员翻转可视化pc机4，方便扫查工作者实时观察扫查处理结构。该可视化pc机4与检测机构和光激励加热机构电连接，通过可视化pc机4记录相关数据。当然，在实际使用过程中，也可以通过数据线传输或无线传输的方式，将该装置检测到的数据传输到到电脑终端上。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。