壓力容器焊縫質(zhì)量關(guān)系著核反應(yīng)堆回路系統(tǒng)的安全運(yùn)行,為保證其可靠性,必須對該類焊縫進(jìn)行無損檢測。本文針對現(xiàn)有核反應(yīng)堆壓力容器超聲檢測技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn),通過結(jié)構(gòu)光的3D成像技術(shù),提出了一套應(yīng)用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)壓力容器焊縫超聲檢測的技術(shù)方案,并對超聲檢測系統(tǒng)各功能模塊展開探討,為后續(xù)自動檢測技術(shù)的發(fā)展提供思路。 

【文章來源】：電子設(shè)計工程. 2019,27(19)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

結(jié)構(gòu)光基本原理

?3D視覺壓力容器檢測系統(tǒng)中工控計算機(jī)、運(yùn)動控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)光視覺傳感器、圖像采集系統(tǒng)組成。通過多激光線結(jié)構(gòu)光傳感器投影重建壓力容器和機(jī)械手在水下的三維輪廓信息，通過圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行多視點(diǎn)圖像特征點(diǎn)提取，減少掃查中的深度圖像采集偏差，應(yīng)用DIBR技術(shù)進(jìn)行重建拼接、三維點(diǎn)云計算，快速獲取壓力容器和運(yùn)動中的機(jī)械手的空間坐標(biāo)。2.2軟件架構(gòu)設(shè)計針對超聲檢測3D超聲檢測的硬件物理結(jié)構(gòu)，可分析得到其大致軟件架構(gòu)設(shè)計方案，由上至下分別為：應(yīng)用層、應(yīng)用服務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、基礎(chǔ)設(shè)施層。如圖4所示。圖4壓力容器自動檢測軟件架構(gòu)圖以結(jié)構(gòu)光超聲檢測軟件的用戶終端作為應(yīng)用層，負(fù)責(zé)對應(yīng)用服務(wù)層各模塊的通信控制，完成超聲任務(wù)執(zhí)行和功能實(shí)現(xiàn)，并與數(shù)據(jù)服務(wù)層實(shí)現(xiàn)圖像信息處理、運(yùn)動狀態(tài)記錄、檢測結(jié)果分析等日志數(shù)據(jù)記錄，而結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生應(yīng)用、被檢裝置的三維圖像采集、處理和機(jī)械手運(yùn)動控制等都基于底層——基礎(chǔ)設(shè)施層的多軸機(jī)械手、激光發(fā)生器、超聲掃查器、探測器等相關(guān)硬件設(shè)備[5-6]。針對結(jié)構(gòu)光超聲檢測系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計，配合超聲波探傷儀，采用一定的超聲檢測方法，完成對缺陷的識別、定位等操作。3D視覺系統(tǒng)程序基于MFC庫完成開發(fā)，通過對被檢對象、機(jī)械手運(yùn)動姿態(tài)和掃查器位置進(jìn)行實(shí)時圖像采集分析，完成自動檢測任務(wù)，系統(tǒng)程序流程圖如圖5所示。鄒斌，等基于結(jié)構(gòu)光的壓力容器焊縫超聲檢測技術(shù)探討--119

《電子設(shè)計工程》2019年第19期圖5檢測系統(tǒng)程序流程圖圖像采集設(shè)備為檢測人員提供被檢對象的三維圖像和機(jī)械手、掃查器的動作捕捉，通過TCP/IP協(xié)議建立網(wǎng)絡(luò)通信，調(diào)用結(jié)構(gòu)光圖像采集模塊函數(shù)鏈接庫完成圖像采集和保存[7]，采集系統(tǒng)流程圖如圖6所示。采集到的原始圖像存在較多的圖像噪聲、較窄灰度等問題，通過降低噪聲、增加對比度對，在完成被檢對象、機(jī)械手、掃查器的三維立體成像后，根據(jù)檢測要求設(shè)置好檢測起始點(diǎn)和掃查路徑，按照協(xié)議和命令標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)手動、自動掃查任務(wù)。圖6檢測系統(tǒng)圖像采集流程結(jié)構(gòu)2.3三維測量方法檢測系統(tǒng)三維圖像顯示和人機(jī)交互，需要多路視點(diǎn)的視頻來記錄完整數(shù)據(jù)信息，做出準(zhǔn)確視差、深度的判斷。基于結(jié)構(gòu)光的壓力容器超聲檢測系統(tǒng)主要是從不同角度多視點(diǎn)獲取壓力容器和機(jī)械手的實(shí)時彩色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)，通過安全殼內(nèi)部采集服務(wù)器與操作室中的接收服務(wù)器進(jìn)行編碼傳輸，圖像處理分析后，利用DIBR技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維圖像的人機(jī)界面成像[8-9]，如圖7所示。每個視覺點(diǎn)采集到的圖像深度值表征場景和相機(jī)成像平面之間的距離，一般以灰度圖像表示，通過將深度信息與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)操作人員遠(yuǎn)程交互，提高系統(tǒng)可操作性和交互性[10]。圖7基于深度圖的多視點(diǎn)視頻系統(tǒng)3檢測系統(tǒng)設(shè)計分析3.1可視化系統(tǒng)功能分析通過結(jié)構(gòu)光進(jìn)行超聲檢測的目的是將檢測對象、檢測設(shè)備以及檢測過程采用適當(dāng)?shù)膱D形顯示在人工交互界面上，以此分析檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)場中各類數(shù)據(jù)量的變化情況，使操作人員實(shí)現(xiàn)畫面縮放，三維空間任意改變方向和索引區(qū)域的顏色，并實(shí)時呈現(xiàn)變化的畫面。根據(jù)類似可視化系統(tǒng)的設(shè)計參考，超聲檢測可視化系統(tǒng)基本由以下框架構(gòu)成：參量模塊

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3223033