本发明涉及缺陷检测，具体涉及一种铝合金加工缺陷识别装置及其测试方法。
背景技术：
1、铝合金凭借其优异的综合性能，在国防科技、航空航天、交通运输、高端装备制造等方面应用广泛，已成为现代工业不可或缺的基础材料。其独特的高强度重量比、良好的耐腐蚀性、卓越的加工性能以及可循环利用特性，使其成为零件轻量化和资源可持续发展的关键载体。当前铝合金的应用已深入到国民经济和国防建设的各个领域，并持续向更深层次、更高附加值的方向发展。
2、随着铝合金应用领域的不断拓展和深入，对铝合金工件的质量要求也日益提高。在航空航天、交通运输等安全敏感领域应用中，零件中的加工缺陷会影响材料性能，最终导致灾难性后果。因此，缺陷检测是提高产品质量、保障工件可靠性的关键环节。传统的人工目视法精度有限，难以发现微小裂纹和隐藏在结构内部的缺陷。在此基础上开发的图像识别和机器学习技术也难以改变这一不足。新兴的超声检测技术对于小体积零件和异型工件的测量困难，同时晶粒噪声和材料的各项异性干扰严重影响测量精度。因此，开发更高精度的、针对铝合金工件微裂纹和内部缺陷的新型检测手段，已成为铝合金检测技术领域的关键技术难题。
技术实现思路
1、本发明为解决现有技术的不足，目的在于提供一种铝合金加工缺陷识别装置及其测试方法，采用氢同位素标记——质谱识别方法，实现对铝合金加工工件中缺陷和微裂纹的标识与检测，并通过环境控制，以确保实验条件的稳定。
2、本发明通过下述技术方案实现：
3、一种铝合金加工缺陷识别装置，包括：
4、氢同位素气源以及依次连接的充气舱段、过渡舱段和检测舱段，所述充气舱段通过充气舱入口和过渡舱段一端连接，所述过渡舱段另一端通过检测舱入口和检测舱段连接，所述充气舱段、过渡舱段和检测舱段内均带有可密封腔室，且所述充气舱入口和检测舱入口均能通过打开与闭合，以实现相邻可密封腔室之间的连通与断开；
5、所述充气舱段、过渡舱段和检测舱段上均带有和可密封腔室连通的抽真空组件，且检测舱段的抽真空组件在自身管路上设置有ms质谱仪，所述ms质谱仪用于检测经过管路的气体；
6、所述充气舱段和检测舱段上还均带有温控单元，所述温控单元用于调节充气舱段和检测舱段可密封腔室的内部温度，且所述充气舱段上的温控单元用于预热；
7、所述氢同位素气源和充气舱段的可密封腔室连接。
8、相对于现有技术中，对于小体积零件和异型工件的测量困难，难以发现微小裂纹和隐藏在结构内部缺陷的问题，本发明提供了一种铝合金加工缺陷识别装置，采用氢同位素标记——质谱识别方法，实现对铝合金加工工件中缺陷和微裂纹的标识与检测，并通过环境控制，以确保实验条件的稳定。具体方案中，主要包括自动控制系统和环境检测系统，以及依次连接的充气舱段、过渡舱段和检测舱段，其中，自动控制系统包括有温度传感器、气压传感器、真空规管、plc控制程序以及交互面板，温度传感器用于检测并接收三个舱室内可密封腔室的温度信号，气压传感器用于测量气压，真空规管用于测量真空度，而plc控制程序则用于分别控制各个阀门、舱门、抽真空组件、温控单元等设备的启闭与调节，交互面板则用于显示并调节各自的参数，自动化控制系统保证了测试按设定程序自动运行，无需手动操作；环境监测系统则包括有温度检测单元、环境氢气检测单元、设备功率检测单元以及报警单元，环境监测系统对设备使用状态，环境气体成分和程序运行进行监控，确保实验安全。其中，作为一种最优的选择，氢同位素选用氘。充气舱段、过渡舱段和检测舱段依次连接，抽真空组件能保证各个舱内可密封腔室的超高真空度，以确保实验条件稳定。
9、上述方案具体运作时，首先需使充气舱段和检测舱段进行超高真空状态，进入待机状态；随后通过过渡舱门将待测样品放入过渡舱段内，通过过渡舱段，能防止其他舱段接触大气，并维持装置内气氛稳定。放入后关闭过渡舱门，并通过抽真空组件使过渡舱门处于同样的真空度；随后控制打开充气舱入口，并将待测样品移动到充气舱段内，并关闭充气舱入口；此时控制温控单元进行加热，以对待测样品进行除气处理，并进行预热，随后充入氘气，以通过采用氢同位素标识样品中的缺陷；待气压达到预定压力时，停止充气；随后将待测样品依次转移至检测舱段内，之后控制温控单元加热检测舱段内部腔室，并打开ms质谱仪，此时吸附于待测样品上的氢同位素即可被抽真空组件吸出，并被ms质谱仪检测，即通过使用高温质谱法检测标记元素的含量，即可精确判断待测样品是否带有裂纹。
10、更进一步的优化，所述充气舱段的抽真空组件包括有第一机械泵和第一分子泵，所述第一机械泵的前级通过管道和充气舱段的可密封腔室连接，所述第一分子泵的进口和充气舱段的可密封腔室连接，且所述第一分子泵的出口和第一机械泵的前级连接。
11、更进一步的优化，所述第一分子泵的出口和第一机械泵的前级之间设有第一阀门，所述第一机械泵的前级和充气舱段之间设有第二阀门，所述第一分子泵的前级和充气舱段之间设有第三阀门。
12、更进一步的优化，所述氢同位素气源选用氘气。
13、更进一步的优化，所述过渡舱段的抽真空组件包括有第二机械泵和第二分子泵，所述第二机械泵的前级通过管道和过渡舱段的可密封腔室连接，所述第二分子泵的进口和过渡舱段的可密封腔室连接，且所述第二分子泵的出口和第二机械泵的前级连接。
14、更进一步的优化，所述第二分子泵的前级和过渡舱段之间设有第五阀门，所述第二分子泵的出口和第二机械泵前级之间设有第六阀门，所述第二机械泵的前级和过渡舱段之间设有第七阀门。
15、更进一步的优化，所述检测舱段的抽真空组件包括有第三机械泵和第三分子泵，所述第三机械泵的前级和检测舱段之间设有第八阀门，所述第三分子泵的前级和检测舱段之间设有第九阀门，所述第三分子泵的出口和第三机械泵前级之间设有第十阀门。
16、更进一步的优化，所述过渡舱段上带有用于放入样品的过渡舱门。
17、更进一步的优化，所述充气舱段和检测舱段处均设有机械手，所述充气舱段上的机械手用于在充气舱段的可密封腔室和过渡舱段的可密封腔室之间转运样品，所述检测舱段上的机械手用于在检测舱段的可密封腔室和过渡舱段的可密封腔室之间转运样品。
18、更进一步的方案：
19、本发明还提供了一种铝合金加工缺陷识别装置的测试方法，包括以下步骤：
20、s1：通过抽真空组件使检测舱段和充气舱段处于真空状态，从而进行待机；
21、s2：在过渡舱段中放入样品，并通过抽真空组件使过渡舱段处于真空状态；
22、s3：通过充气舱入口，将样品转移到充气舱段，并保持真空状态；
23、s4：控制温控单元加热充气舱段，以对样品进行预热；
24、s5：当达到预定时刻时，通过氢同位素气源向充气舱段内充入氢同位素气体，待充气舱段内达到预定压力时，停止充气；
25、s6：随后依次通过充气舱入口和检测舱入口，将样品转移动检测舱段，并保持真空状态；
26、s7：控制温控单元加热检测舱段，开启ms质谱仪进行检测，并记录数据。
27、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
28、本发明提供了一种铝合金加工缺陷识别装置及其测试方法，采用氢同位素标记——质谱识别方法，实现对铝合金加工工件中缺陷和微裂纹的标识与检测。装置通过集成真空系统和自动化控制系统，确保实验条件的稳定，保证测试流程全程受控，使其兼具可靠性与广泛适用性，能够满足精确、高效、可靠的实验需求。