检测技术

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1、最新检测技术,1、 检测技术的概念,检测（Detection）定义：利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程称为检测技术。,检测工作的任务：,检测技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量和几何量的测量原理和测量信号的分析处理方法。,解决如何获取有关研究对象的状态，运动和特性等方面的信息的问题。,您在发烧，请,检测技术的研究内容：,检测技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。“科学只有人懂得测量时才开始-门捷列夫”,简单的检测系统可以只有一个模块，如玻璃管温度计。它直

2、接将被温度变化转化液面示值。没有电量转换和分析电路，很简单，但精度底，无法实现测量自动化。,为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输出。如图所示的声级计。,检测系统是指由相关的器件、仪器和测试装置有机组合而成的具有获取某种信息之功能的整体。如下图所示。,为了准确的获得被测对象的信息，要求测试系统中的每一个环节的输出量与输入量之间必须具有一一对应关系。而且，其输出的变化能够准确地反映出其输入的变化，即实现不失真的检测。,被测对象,传感器,信号 调理,信号处理,数据显示与记录,反馈、控制,传感器,传感器是感受被测量并将其转

3、换成可用信号输出，这种输出量通常是电信号。,绪论,调理环节,信号的调理环节是把来自传感器的信号转换成更适合于进一步传输和处理的形式。这种信号的转换，多数是电信号之间的转换。如幅值放大，将阻抗的变化转换成电压的变化或频率的变化等等。,基本放大器,信号的调制与解调,绪论,信号处理环节,信号处理环节对来自信号调理环节的信号进行各种运算、滤波和分析,四种滤波器的幅频特性,绪论,显示记录环节,信号显示、记录环节是将来自信号处理环节的信号以观察者易于观察的形式来显示或存贮测试的结果。,光线示波器,绪论,绪论,反馈控制环节主要应用于闭环控制系统中的检测系统。,反馈、控制环节,机床轴承故障监测系统,报警信息,

4、控制信息,执行装置,绪论,检测技术的工程应用,1、工业自动化中的应用,a)机械手、机器人中的传感器,绪论,在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。,密歇根大学的机械手装配模型,广州中鸣数码的机器狗,转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。,b) AGV自动送货车,超声波测距传感器：判断建筑物内人和物所在位置；红外线色彩传感器：运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器：货品识别。,绪论,香港理工AGV模型,Automated Guided Vehicles,c) 生产加工过程监测,绪论,切削力传感器

5、，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等。,密歇根大学数字化工厂,绪论,2、流程工业设备运行状态监控,在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在线监测系统。,绪论,3、产品质量测量,在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。,图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的检测，工程师可以了解产品质量。,汽车扭距测量,机床加工精度测量,风机性能自动测试系统,绪论,绪论,4、家庭与办公自动化,在家电产品和办公自动化产品设计中，人

6、们大量的应用了传感器和检测技术来提高产品性能和质量。,指纹传感器,1、全自动洗衣机中应检测哪些物理量？,2、举出一些生活中常见的家电及办公自动化产品应用传感器的例子,想一想,绪论,5、其他应用,航天,农业,交通,医学,绪论,鼠标:光电位移传感器,摄象头:CCD传感器,声位笔:超声波传感器,麦克风:电容传声器,声卡:A/D卡 + D/A卡,软驱:速度,位置伺服,6、PC机中的测试技术应用,检测技术的发展趋势,绪论,1、传感器方面,a)利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学效应开发出的新型传感器,光纤流速传感器,生物酶血样分析传感器,荧光材料制作的电子鼻传感器,绪论,2、测量信号处理方面,计算

7、机虚拟仪器技术,用PC机仪器板卡 代替传统仪器 用计算机软件 代替硬件分析电路,我们的工作,检测技术在工业生产领域的应用：倍增器,2 检测技术的作用,在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位 离线检测：零件参数、 尺寸与形位公差、 品质参数 作 用：现代工程装备中， 检测环节的成本约占5070%,2 检测技术的作用,检测技术在军事上的应用：战斗力,美军研制的未来单兵作战武器-OICW,夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术 激光测距仪：可精确的定位目标。,检测技术的作用,美国国家导弹防御计划-NMD,检测技术在国防领域的应用：先行官,监测系统: 探测和发现敌人导弹的发射并追踪导弹的飞行轨道；,拦截

8、器：能识别真假弹头，敌友方,检测技术的作用,检测技术在航天领域应用：举足轻重,火箭测控 - 检测火箭状况、姿态、轨迹 飞行器测控 - 检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵,检测技术的作用,“阿波罗10”：,火箭部分-2077个传感器,飞船部分-1218个传感器,检测参数-加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学,神州飞船：,185台（套）仪器装置,检测技术的作用,检测技术的作用,检测技术在日常生活中的应用：与日俱增,检测技术的作用,海啸预报,检测技术的作用,智能电子警察监测系统,号,检测技术的作用,检测技术的作用,自动收费系统,社会：“物化法官”,机械制造业 化工行业 烟草行业 环境保

9、护 现代物流行业 产品开发 文物保护领域 ,检测技术的作用,检查产品质量,监测环境污染,识别指纹假钞,查服违禁药物,侦破刑事案件,其它应用：,3 自动检测系统的组成,自动检测系统原理框图,指一个能将被测的非电量变换成电量的器件。,将温度转换为电压的传感器热电偶,传感器：,把传感器输出的电量变成具有一定驱动和传输能力的信号，以推动后级的显示电路、数据处理装置及执行机构。,信号处理电路：,模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等。,模拟显示：直观,显示器：,图像显示：能显示复杂的图形和曲线，但价格昂贵。,记录仪：主要用来记录被检测对象的动态变化过程,主要是指计算机，将复杂的系统用到频谱分析仪。,数据

10、处理装置：,通常是指各种继电器，电磁铁、电磁阀门、电磁调节阀、伺服电动机等，它们在电路中是起通断、控制、调节、保护等作用的电器设备。,继电器,执行机构：,电磁阀门,固态继电器,执行机构：,电磁铁,电磁调节阀,执行机构：,伺服型雷达天线,报警器,执行机构：,智能化 虚拟化 网络化 微型化 集成化,4 自动检测技术的发展趋势,不断提高检测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性。,提高测量精度,将量程切换到2V时，最小显示值为1V,提高可靠性,承受剧烈振动,发展微型化、集成化、智能化、虚拟化的传感器,智能化,面部识别技术,单片机芯片,可拍照的手机,集成化,应用新技术和新的物理效应，扩大检

11、测领域,火星车,月球车,应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域,安全检查,应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域,网络化传感器及检测技术逐步发展,一、无损检测技术概述 1、无损检测技术的概念：是在不破坏或基本不破坏零件、构件和材料，即不破坏零件、构件的形状、尺寸精度，表面质量和不改变材料的成分、性能及零件使用性能的前提下，采用物理、化学等方法探测零件材料内部和表面的缺陷及其某些物理性能的检测方法。 确保零件可靠性和安全性的检测技术：无损检测技术,一、无损检测技术概述,2、无损检测技术主要目的和应用： 无损检测的目的： 1 保证产品质量 2 保障使用安全 3 降低生产成本 4改进制造工艺 应用：

12、 监督和控制生产过程中的质量问题 产品出厂前的成品检验和用户验收检验 产品的使用过程中的维护检验,一、无损检测技术概述,3、无损检测的应用特点： 不损坏试件材质、结构 ； 为查找缺陷提供了一种有效方法； 对产品质量实施监控； 能够防止因产品失效引起的灾难性后果； 应用范围广阔。,二、无损检测技术的发展过程,1、无损检测技术发展的三个阶段 无损探伤（NDI） （Nondestructive Inspection) 无损检测（NDT） （ Nondestructive Testing ） 无损评价（NDE） （ Nondestructive Evaluation）,二、无损检测技术的发展过程,2、

13、无损检测技术的发展趋势 快速化、标准化、数字化、程序化和规范化方向发展。 3、我国的无损检测技术 一支训练有素的无损检测队伍； 形成一个高职博士生培养的教育体系； 一批生产无损检测仪器设备的专业厂家。,三、无损检测技术的分类,1、常规无损检测技术（第一篇） 射线照相检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT) 、涡流检测(ET) 五种。 2、其它无损检测技术（第二篇） 声发射检测（AT）、热像/红外（TIR）、泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL)、远场测试检测方法（RFT）、激光全息检测技术和微波检测技术等。,无损检测方法 渗透探伤 磁粉

14、探伤 涡流探伤 超声波探伤 射线探伤 声发射探伤 综合探伤法,1.渗透探伤 原理:利用液体的流动性和渗透性，借助毛细管作用显示零料表面上开口性缺陷。 原理简单，操作方便、灵活，适应性强，可检查各种材料和各种形状、尺寸的零件，对表面裂纹有很高的检测灵敏度。 但不能检测表面非开口性缺陷和皮下缺陷。 按照渗透剂的不同有四种方法： 煤油白粉法 着色探伤 荧光探伤 渗透检漏探伤,1）煤油白粉法 渗透剂：煤油为渗透剂 显像剂：石灰粉或白垩粉 检验步骤如下: 检验时，先将清洗干净的零件浸入煤油中或把煤油涂抹在零件待检表面上，依零件尺寸大小而定; 1530min后，煤油已充分掺入零件缺陷中，取出零件并擦干 在

15、零件待检表面上涂上一层白粉，干燥后适当敲击零件，使渗入缺陷中的煤油携缺陷中的锈、污等复渗于白粉上，现出黑色痕迹，将零件表面上缺陷的大小、部位或覆盖层脱壳情况显示出来。简便、实用、经济，但不精确，粗检。,2)着色探伤 渗透液：红色颜料、溶剂和渗透剂等成分。 显像剂：氧化锌、氧化镁或二氧化铁等白色粉末和有机溶剂组成。 过程:检验时，先用清洗剂清洁零件待检表面，然后喷涂一层红色渗透剂并保持一定渗透时间，清洗表面(去除渗透剂),再喷涂一层白色显像剂，凉干后在白色衬底上显示出红色缺陷痕迹。 渗透剂渗透时间对检验效果影响很大。 时间短，小缺陷难以发现，大缺陷显示不完全; 时间长，难以清洗，且检验效率低。,

16、3)荧光探伤 荧光探伤：是借助残留在零件缺陷内的荧光渗透液在紫外线照射下发出的荧光显示缺陷。荧光渗透液：荧光物质、溶剂和渗透剂组成。 荧光物质是在紫外线照射下能够通过分子跃迁产生荧光的物质。通常采用在紫外线照射下发出黄绿色荧光的渗透液，这种颜色在暗处衬度高，人的视觉对其最敏锐。 显像剂：白色氧化镁粉.,4)渗透检漏探伤液体渗透检漏探伤用来探测容器或焊缝有无穿透性缺陷。通用于金属或非金属材料的容器。 常用煤油渗透检漏。 用煤油作为渗透剂进行检漏时： 在容器或焊缝的容易观察的一面涂以白垩粉液，干燥后在另一面涂煤油，观察白垩粉上有无煤油渗透的痕迹。采用着色或荧光渗透检漏显示效果更好,检测灵敏度更高，但需较长的渗透时间。,2.磁粉探伤,仅适用于铁磁性材料,1)磁粉探伤原理磁粉探伤：是基于铁磁性材料导磁率高的特性来检验缺陷，当表面或近表面存在缺陷的零件在磁场中被磁化后产生漏磁磁场，漏磁磁场吸附磁粉显示出零件表面或近表面缺陷的大小、形状和部位。,