轮箍表面自动荧光磁粉探伤系统及其图像处理技术

　　1系统工作原理和结构组成

　　1.1系统工作原理

　　轮箍被磁化后，在轮箍工件上会建立一个磁场，当工件表面或近表面有缺陷时，缺陷部位的磁力线会部分逸出，从而在缺陷部位形成漏磁场，当在工件表面喷洒荧光磁悬液时，磁粉将被吸附在漏磁场处[21，形成磁痕。在紫外光照射的条件下，荧光磁粉中的荧光物质将受激发射出荧光，由高像素CCI)摄像机对其进行摄像，并将采集到的磁痕图像传人计算机进行处理，处理后得到的可疑缺陷将增强显示并声响预警。

　　1.2系统构成

　　如图1所示，该检测系统分现场摄像和后处理及显示两部分。现场摄像部分置于暗室内，包括紫外光源、CCD摄像探头和机械旋转等设备;后处理及显示部分置于控制室，包括计算机图像采集及处理、显示输出和记录等。

　　为避免暗室内各类光源的相互干扰，以达到获取最佳原始图像的目的，对系统内的紫外光谱、荧光磁粉激发光谱及CCD摄像机工作波段阁等进行如下分析。

　　(1)荧光光谱特性系统采用的是ZnS，Zn，　　Pb荧光磁粉，该磁粉的光谱特性见图2和3。由图2可知，激发光为350nm时，该荧光磁粉的激发效果最好，考虑到可选光源的实际情况，采用365nm的紫外光作为激发光。由图3可知在365nm激发光下，该荧光磁粉的发射光谱峰值约为510nm

　　(2)紫外光源光谱特性系统要求采用纯紫外光，尽量杜绝可见光照射到轮箍上(因为光源中的可见光会经轮箍表面反射，与荧光磁粉激发的可见光重叠，形成亮场背景干扰，容易造成误判)。为此在采用的紫外光源前加一块滤光玻璃，其过滤效果见图4。该滤光玻璃对波长<300nm的有害紫外线及波长>420nm的无用可见光都起到良好的过滤作用，透过率峰值落在35onm左右，对谱功率较为集中的365nm紫外光线也具有较高的透过率，过滤后的紫外光最大谱功率约在365nln，满足系统需要。

　(3)摄像为了获取清晰图像，系统采用检测级高像素、高灵敏度面阵CCD摄像机，另外，由于CCD摄像机对长波紫外线也有较高的响应灵敏度，为避免由此产生的明场干扰，系统在CCD光学镜头前加装了波长为450nm的短波截止片。

  　(4)机械旋转系统从图1可见，选择适当的位置把CCDI和CCDZ固定在轮箍的同侧，让CCDI检测轮箍的左半辐，CCDZ检测轮箍的右半辐，当轮箍绕中心转轴转动时，轮箍一侧的全部轮辐都可以被检测到。同样安置轮箍另一侧的CCD摄像头。

　　(5)图像采集及处理系统系统由图像采集、图像处理软件和计算机报警系统组成。将CCI〕摄像机通过视频线连接到计算机上，就可以由图像采集卡在计算机上采集到轮箍的磁痕图像，对磁痕图像进行处理后会使图像的背景和缺陷的对比更加明显，当计算机识别到可疑缺陷时，就会产生声响报警并打印出可疑缺陷图像。