基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統的製作方法
2023-05-28 09:40:26
基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種複合氣瓶檢測系統，包括：壓力緩衝罐，用於容置壓縮氣體，且所述壓力緩衝罐具有用於連接到待檢測氣瓶的瓶口的連接管；至少一個熱像儀，用於採集所述待檢測氣瓶的熱像數據；處理器，與所述熱像儀連接，用於接收並分析所述熱像儀採集到的熱像數據，並根據所述熱像數據確定所述待檢測氣瓶的缺陷。本實用新型提供的複合氣瓶檢測系統可以實現複合氣瓶準確、高效、方便的無損檢測。
【專利說明】基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及特種設備檢測技術，尤其涉及一種基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統。
【背景技術】
[0002]複合氣瓶是用於盛裝壓力氣體或液體的壓力容器。圖1為複合氣瓶的結構示意圖；如圖1所示，複合氣瓶主要包括圍成內部容置空腔的殼體，殼體則包括內層的基體層
11、以及包覆在基體層11外側的包覆層12，其中基體層11可以為金屬材料或非金屬材料，包覆層12可以為與基體層11不同的金屬或非金屬材料。
[0003]由於複合氣瓶需要容納壓縮氣體，其內部壓力較高，因此，必須對複合氣瓶質量進行檢測，以避免可能一些存在於基體層11或包覆層12的缺陷引發使用安全事故。
[0004]現有技術中，雖然超聲檢測和X射線檢測已經廣泛用於材料的無損檢測，但是，由於包裹在複合氣瓶外層的包覆層12表面十分粗糙，因此，若採用超聲檢測則很有可能遺漏包覆層12上的缺陷，導致檢測結果不準確；而X射線檢測又很容易損傷複合材料複合氣瓶本身，且檢測效率較低，無法滿足檢測的需求。
實用新型內容
[0005]針對現有技術中的上述缺陷，本實用新型提供一種基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，實現複合氣瓶快速、準確地無損檢測，提高了檢測效率。
[0006]本實用新型提供一種基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，包括:
[0007]壓力緩衝罐，用於容置壓縮氣體，且所述壓力緩衝罐具有用於連接到待檢測氣瓶的瓶口的連接管；
[0008]至少一個熱像儀，用於採集所述待檢測氣瓶的熱像數據；
[0009]處理器，與所述熱像儀連接，用於接收並分析所述熱像儀採集到的熱像數據，並根據所述熱像數據確定所述待檢測氣瓶的缺陷。
[0010]如上所述的複合氣瓶檢測系統，優選地，還包括:
[0011]動力提供裝置，與所述壓力緩衝罐連接，用於為所述壓力緩衝罐提供壓縮氣體；
[0012]支架，固定設置在所述壓力緩衝罐旁，用於放置並固定所述待檢測氣瓶。
[0013]如上所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，優選地，所述連接管上設置有用於控制通過所述連接管內的氣體流量的控制閥。
[0014]如上所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，優選地，所述支架呈圓臺狀，所述支架的底面用於放置在工作檯或地面上，所述支架的頂面形成有用於容置、並卡合所述待檢測複合氣瓶的底端的凹槽。
[0015]如上所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，優選地，所述凹槽的內表面為與所述待檢測複合氣瓶的底端形狀相匹配的曲面。
[0016]如上所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，優選地，所述動力提供裝置為空氣壓縮機，所述動力提供裝置的輸出端與所述壓力緩衝罐相連通。
[0017]本實用新型提供的基於紅外熱成像的氣瓶檢測系統，通過向氣瓶充入氣體使其內部壓力變化、並通過在壓力變化過程中採集到的熱像數據，可有效判斷複合氣瓶的基體層或包覆層上是否存在缺陷，實現了無損、準確、可靠地檢測複合氣瓶，且操作方便，檢測效率更高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為複合氣瓶的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統實施例的結構示意圖；
[0020]圖3為圖2所示實施例中複合氣瓶上參考點和測量點的示意圖；
[0021 ]圖4為圖3中的參考點和測量點的溫度隨時間變化關係；
[0022]圖5A為根據圖4作出的溫差變化曲線；
[0023]圖5B為溫差變化曲線的另一種形式示意圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例一
[0025]圖2為本實用新型基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統實施例的結構示意圖；請參照圖2，本實施例提供一種基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，包括:
[0026]壓力緩衝罐21，用於容置壓縮氣體，且壓力緩衝罐21具有用於連接到待檢測複合氣瓶1的瓶口的連接管210。
[0027]至少一個熱像儀24，用於採集待檢測複合氣瓶1的熱像數據；其中當熱像儀24為多個時可以固定在待檢測複合氣瓶的周圍。
[0028]處理器(圖未示)，與熱像儀24連接，用於接收並分析熱像儀24採集到的熱像數據，並根據該熱像數據確定待檢測複合氣瓶1的缺陷。
[0029]其中，熱像儀24也可以通過支撐杆(圖未示)固定在地面上，或者也可以通過吊杆吊設固定在檢測室的屋頂，並且，熱像儀24的數量應根據具體待檢測複合氣瓶1的形狀和位置來確定，以保證能採集到待檢測複合氣瓶1的各個位置的熱像數據。
[0030]壓力緩衝罐21內可以充滿壓縮氣體(如氮氣、空氣等)，壓力緩衝罐21內的壓力可以為0.1MPa?2Pq，其中，Pq表示待檢測複合氣瓶的設計壓力。壓力緩衝罐21通過連接管與待檢測複合氣瓶連通，由於壓力緩衝罐21內氣體壓力較高，使得壓縮氣體逐漸進入到壓力待檢測複合氣瓶內，使待檢測複合氣瓶內的壓力發生變化。
[0031]優選地，熱像儀24可以為紅外線熱像儀。
[0032]本實施例提供的基於紅外熱成像的氣瓶檢測系統，通過向氣瓶充入氣體使其內部壓力變化、並通過在壓力變化過程中採集到的熱像數據，可有效判斷複合氣瓶的基體層或包覆層上是否存在缺陷，實現了無損、準確、可靠地檢測複合氣瓶，且操作方便，檢測效率更聞。
[0033]實施例二
[0034]本實施例與實施例一不同之處在於，在實施例一的基礎上還增加支架和動力提供裝置。S卩，本實施例提供的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統還包括:動力提供裝置22，與壓力緩衝罐21連接，用於為壓力緩衝罐21提供壓縮氣體；支架23，固定設置在壓力緩衝罐21旁，用於放置並固定待檢測複合氣瓶。
[0035]具體地，支架23可以固定設置在地面或工作檯上，其具體結構形式不作限定，只要能固定住待檢測複合氣瓶I即可。
[0036]並且，熱像儀的數量可以為三個，三個熱像儀24對應支架23的周圍設置，且相鄰熱像儀24之間的間隔可相等，各熱像儀24到用於防止待檢測複合氣瓶I的支架23的距離也可相等。
[0037]動力提供裝置22可以採用空氣壓縮機，空氣壓縮機的輸出端則可以與壓力緩衝罐21相連通，從而通過空氣壓力機將空氣不斷地輸入給壓力緩衝罐21，使得壓力緩衝罐21內充滿高壓空氣。利用本實施例提供的複合氣瓶檢測裝置對待檢測複合氣瓶進行檢測的具體過程可以為:
[0038]先將複合氣瓶I固定到支架23上。
[0039]然後，將壓力緩衝罐21通過連接管210與複合氣瓶I連接，以使壓力緩衝罐21中的壓縮氣體進入到複合氣瓶I中，從而使複合氣瓶I中的壓力逐漸增加到預設值後，保持在該預設值；同時，在上述過程中，通過熱像儀24以一定頻率採集複合氣瓶I在多個時刻的熱像數據。
[0040]最後，處理器將熱像儀24採集到的、不同時刻的熱像數據進行分析、處理，以確定複合氣瓶I的是否存在缺陷，以及進一步可確定該缺陷的位置。
[0041]優選地，連接管210上可以設置用於控制通過連接管210內的氣體流量的控制閥211 ;在待檢測複合氣瓶I與連接管210連接處還可以連接一壓力表(圖未示)，以通過壓力表實時顯不複合氣瓶I內的壓力值。
[0042]這樣，通過控制閥211可以控制複合氣瓶I內的氣體壓力按預設規律變化，例如，可以控制複合氣瓶I內的壓力在第一時間內、以一定速率上升至預設壓力值，並保持在該預設壓力值第二時間；最後，便可通過斷開連接管210使複合氣瓶I內的壓力逐漸減小，SP，使複合氣瓶I內氣體壓力呈先增壓、保壓再降壓的規律變化。通過控制複合氣瓶I內壓力按照這種預設規律變化，可以使熱像數據更準確地反映缺陷，避免漏檢的情況，進一步提高檢測準確性。
[0043]本實施例將以控制複合氣瓶內氣體壓力先增加、然後保壓、再洩壓的激勵過程為例，詳細說明處理器如何根據熱像儀提供的熱像數據確定複合氣瓶的缺陷。
[0044]針對熱像儀採集到的、分別對應Tl?Tn時刻的熱像圖而言，請參照圖3，可先選擇熱像圖中的某一特定區域作為參考點K1，根據Tl?Tn時刻的熱像圖中、參考點Kl的溫度值與時刻的對應關係擬合出該參考點的溫度隨時間變化的參考曲線LI (如圖4所示)，在圖4中，橫軸表示時間(t=0?70s),縱軸表示該參考點的溫度值T。
[0045]然後，選擇熱像圖中位置不同於上述參考點Kl的另一點為測量點K2，根據Tl?Tn時刻的熱像圖中，測量點K2的溫度值與時刻的對應關係擬合出該測量點的溫度隨時間變化的測量曲線L2 (如圖4所示)。
[0046]之後，將測量曲線L2減去上述參考曲線LI獲得溫差變化曲線。
[0047]若獲得的溫差變化曲線明顯呈變化趨勢，如圖5A所示中L3所示，則確定該測量點K2所在的區域存在缺陷；若獲得的溫差變化曲線不存在明顯變化(即趨近0)，如圖5B中L3/所示，則可確定該測量點K2所在區域不存在缺陷。
[0048]進一步地，在上述獲取溫差變化曲線之後，還可以根據上述測量曲線L2和溫差變化曲線進行歸一化處理，以進一步判斷缺陷所在區域的損傷程度。具體過程可以為:
[0049]根據測量曲線L2確定第一最大溫差Λ Τ1 ;例如，可將測量曲線L2的最大值與最小值的差作為第一最大溫差Λ Τ1。
[0050]根據溫差變化曲線L3確定第二最大溫差Λ Τ2 ;例如，可將溫差變化曲線L3的最大值與最小值的差作為第二最大溫差Λ Τ2。
[0051]然後，根據下式確定上述第一最大溫差Λ Τ1與第二最大溫差Λ Τ2的比值ΤΚ:
【權利要求】
1.一種基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，其特徵在於，包括:壓力緩衝罐，用於容置壓縮氣體，且所述壓力緩衝罐具有用於連接到待檢測氣瓶的瓶口的連接管；至少一個熱像儀，用於採集所述待檢測氣瓶的熱像數據；處理器，與所述熱像儀連接，用於接收並分析所述熱像儀採集到的熱像數據，並根據所述熱像數據確定所述待檢測氣瓶的缺陷。
2.根據權利要求1所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，其特徵在於，還包括:動力提供裝置，與所述壓力緩衝罐連接，用於為所述壓力緩衝罐提供壓縮氣體；支架，固定設置在所述壓力緩衝罐旁，用於放置並固定所述待檢測氣瓶。
3.根據權利要求2所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，其特徵在於，所述連接管上設置有用於控制通過所述連接管內的氣體流量的控制閥。
4.根據權利要求2所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，其特徵在於，所述支架呈圓臺狀，所述支架的底面用於放置在工作檯或地面上，所述支架的頂面形成有用於容置、並卡合所述待檢測複合氣瓶的底端的凹槽。
5.根據權利要求4所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統，其特徵在於，所述凹槽的內表面為與所述待檢測複合氣瓶的底端形狀相匹配的曲面。
6.根據權利要求1-5任一所述的基於紅外熱成像的複合氣瓶檢測系統,其特徵在於，所述動力提供裝置為空氣壓縮機，所述動力提供裝置的輸出端與所述壓力緩衝罐相連通。
【文檔編號】G01N21/88GK203479715SQ201320493524
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月13日 優先權日:2013年8月13日
【發明者】俞躍, 沈功田 申請人:中國特種設備檢測研究院