一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法与流程

1.本发明涉及零件无损检测技术领域，具体来说，涉及一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法。


背景技术：

2.超声波探伤(也称超声检测或超声波检测)是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。超声波探伤的原理是超声波在固体中的传输损失很小，探测深度大，由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其是不能通过气体固体界面，如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂，超声波(也称超声波信号或超声信号)传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射，反射回来的超声波信号(也称超声回波信号，简称回波信号)被探头接收，根据所接收超声回波信号的波形变化特征便能判断缺陷在工件中的深度、位置和形状。
3.在超声无损检测中，超声波探伤装置中的超声波传感器发送脉冲通过被测对象不连续界面，则接受的反射回波(即超声回波信号)中包含与缺陷特征有关的位置信息和缺陷尺寸信息，因此准确的检测缺陷的位置和大小以对缺陷进行精确估计是超声无损评价的重要内容。并且，超声回波信号表示为沿时间轴在不同深度位置不同界面反射的缺陷波(也称为缺陷信号)的叠加组合。因而实际应用中，经常出现一个超声回波信号中包含多个缺陷的情形，多个缺陷中既可能包括被测对象上多个不同位置处且相互独立的缺陷，也可能包括多个所处位置存在重叠的缺陷。其中，多个不同位置处且相互独立的缺陷之间的关系为组合关系，此时需要将对应多个不同位置处且相互独立的缺陷的缺陷信号分割出来。多个所处位置存在重叠的缺陷之间的关系为叠加关系，此时该超声回波信号中对应多个缺陷的缺陷信号之间同样存在重叠，此时需要将该超声回波信号中对应多个缺陷的缺陷信号均分离出来。否则，便无法进行缺陷信号提取，并无从进行缺陷分类识别。待该超声回波信号中的多个缺陷信号均分离出来后，再对每个分离出的缺陷信号分别进行信号提取、特征提取与缺陷分类识别。
4.超声红外热像作为一项新型的无损检测方法，其检测速度快、对裂纹缺陷检测灵敏高且适用于金属和非金属材料结构件，具有其他无损检测方法无可比拟优势。然而超声红外热像法在工程应用中，超声波激励参数的选取仍然基本依靠操作人员的经验。超声波的激励是裂纹生热的热激励源，是裂纹缺陷被检测的关键，超声波的激励参数是影响超声波能量的关键参数，控制超声波能量的大小同时也影响裂纹的可检测率。仅仅依赖经验进行判断，很大程度上会提高裂纹的漏检率，掌握超声波激励参数对裂纹生热的影响规律，针对不同材质、不同类型裂纹结构件，总结出最佳激励参数组合，根据其进行裂纹检测判断可降低误判、提高裂纹检测率。因此，本发明提出了一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法。


技术实现要素：

5.针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
6.为此，本发明采用的具体技术方案如下：
7.一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法，该检测方法包括以下步骤：
8.s1、采用超声波声束及红外线连续波长光束同时对待检测的锂电池进行扫描；
9.s2、利用智能算法依据超声波扫描及红外线扫描的结果进行工件损伤的识别，得到最终的检测结果；
10.其中，所述s1中还包括依据采用的扫描类型确定聚焦法则，明确所涉及到的探头参数和聚焦法则参数，包括以下步骤：
11.依据聚焦法则参数，利用检测设备中的模拟软件进行演示，调整探头前端距待检测锂电池的距离，使选用的检测声束覆盖全部检测区域，同时确定参考线的位置；
12.选择与待检测锂电池近似规格的人工模拟缺陷试样，调整确定扫描灵敏度和验证检测工艺；
13.所述扫描类型包括a型扫描、b型扫描、s型扫描、c型扫描、d型扫描、p型扫描和3d扫描。
14.进一步的，所述s1中采用超声波声束对待检测的锂电池进行扫描包括以下步骤：
15.采用超声波声束照射待检测的锂电池，获取超声回波信号并同步上传；
16.确定超声回波信号的波峰及波谷，并剔除超声回波信号中的极值点；
17.进行信号分割，判断超声回波信号是否分离，并进行信号分离处理。
18.进一步的，所述信号分割包括以下步骤：
19.确定相邻极值点时间间隔，判断分割点并确定分割点的采样时刻；
20.进行超声回波信号分割判断，并进行分割点排序和信号分割。
21.进一步的，所述s1中采用红外线连续波长光束对待检测的锂电池进行扫描包括以下步骤：
22.采用红外线连续波长光束照射待检测的锂电池，并进行预设基团振动频率/转动频率的检测；
23.利用预设的红外热像仪对待检测锂电池的表面温度变化进行检测，得到待检测锂电池的表面温度变化信号。
24.进一步的，所述超声波声束及红外线连续波长光束分别由对应的智能化终端设备得到，且该智能化终端设备均与计算机接收端连接，所述智能化终端设备包括数字式探伤仪和红外热像仪，且所述数字式探伤仪的激发品片数量大于等于16品片，激发电压等级小于等于10，扫描角度为35
°‑
75
°
。
25.进一步的，所述s1中采用超声波声束及红外线连续波长光束同时对待检测的锂电池进行扫描还包括以下步骤：
26.根据聚焦法则中设置的探头距待检测锂电池的距离，采用直尺进行测量，并将磁条固定于测量位置，控制探头沿磁条边缘行走，进行工件检测；
27.保存检测数据，对检测数据进行分析和处理，得出检测结果，并标注出不合格锂电池的缺陷位置和缺陷类型。
28.进一步的，所述探头参数包括品片参数和楔块参数，所述聚焦法则参数包括晶片数量、位置、角度、距离、声速、工件尺寸、探头位置以及聚集声程或深度。
29.进一步的，所述s1中待检测锂电池的缺陷检测包括对被检锂电池的四周分别进行检测，且检测过程中需要根据被检工件规格大小来确定锂电池的扫描方式，且扫描过程中可根据被检工件工况条件选择编码器线性扫描或不加编码器探头锯齿形扫描；所述扫描方式包括：
30.当锂电池直径大于等于5mm小于10mm时，采用二次波和三次波分开设置进行检测，即采用三次波检测锂电池中下部，采用二次波检测锂电池中上部；
31.当锂电池直径大于等于10mm小于等于20mm时，采用一次波和二次波同时设置进行检测，即采用一次波检测锂电池中下部，采用二次波检测锂电池中上部。
32.进一步的，所述锂电池检测前，其检测工艺还包括在对比试块上对扫描线和灵敏度进行校验，对编码器进行校准；所述锂电池检测时，其检测区域为电池本身径向宽度加上两侧各预设距离的一段区域。
33.进一步的，所述锂电池检测时，当锂电池的直径大于等于20mm小于等于50mm时，选择dl/t820规定的小径管接头超声波检验专用型对比试块，该对比试块用于测定探头参数、系统组合性能、校准时基线性和制作dac曲线。
34.本发明的有益效果为：提供了一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法，采用超声和红外检测两种方法耦合检测，该方法基于机器视觉进行信息采集与识别，利用红外信号和超声信号的同时传输处理，并通过智能算法识别工件损伤，最终将处理结果传输给智能终端，具有运算识别快，更加智能化的特点；本方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好；本发明中超声波和红外组合式检测方法，性能良好，可以同时红外和超声波检测，打破了以往单种检测技术的缺陷，改善了现有局限于单种检测技术的现状，使检测变得更加精准，速度更快，效率更高。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是根据本发明实施例的一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法的流程示意图；
37.图2是根据本发明实施例的一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法的原理示意图。
具体实施方式
38.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
39.根据本发明的实施例，提供了一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法。
40.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-2所示，根据本发明实施例的一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法，该检测方法包括以下步骤：
41.s1、采用超声波声束及红外线连续波长光束同时对待检测的锂电池进行扫描；
42.其中，所述s1中还包括依据采用的扫描类型确定聚焦法则，明确所涉及到的探头参数和聚焦法则参数，包括以下步骤：
43.依据聚焦法则参数，利用检测设备中的模拟软件进行演示，调整探头前端距待检测锂电池的距离，使选用的检测声束覆盖全部检测区域，同时确定参考线的位置；选择与待检测锂电池近似规格的人工模拟缺陷试样，调整确定扫描灵敏度和验证检测工艺；
44.所述扫描类型包括a型扫描、b型扫描、s型扫描、c型扫描、d型扫描、p型扫描和3d扫描。
45.如图2所示，所述s1中采用超声波声束对待检测的锂电池进行扫描包括以下步骤：
46.采用超声波声束照射待检测的锂电池，获取超声回波信号并同步上传；确定超声回波信号的波峰及波谷，并剔除超声回波信号中的极值点；进行信号分割(过程如下：确定相邻极值点时间间隔，判断分割点并确定分割点的采样时刻，进行超声回波信号分割判断，并进行分割点排序和信号分割)，判断超声回波信号是否分离，并进行信号分离处理。
47.如图2所示，所述s1中采用红外线连续波长光束对待检测的锂电池进行扫描包括以下步骤：
48.采用红外线连续波长光束照射待检测的锂电池(工件吸收光束及能量)，并进行预设基团振动频率/转动频率的检测；利用预设的红外热像仪对待检测锂电池的表面温度变化进行检测(工件吸收光束及能量后，首先振动和转动级能量发生变化，随后工件表面温度发生变化)，得到待检测锂电池的表面温度变化信号。
49.其中，所述超声波声束及红外线连续波长光束分别由对应的智能化终端设备得到，且该智能化终端设备需要根据被检测工件的规格相应的选择，该智能化终端设备均与计算机接收端连接，所述智能化终端设备包括数字式探伤仪和红外热像仪，且所述数字式探伤仪的激发品片数量大于等于16品片，激发电压等级小于等于10，扫描角度为35
°‑
75
°
。
50.所述采用超声波声束及红外线连续波长光束同时对待检测的锂电池进行扫描还包括以下步骤：
51.根据聚焦法则中设置的探头距待检测锂电池的距离，采用直尺进行测量，并将磁条固定于测量位置，控制探头沿磁条边缘行走，进行工件检测；保存检测数据，对检测数据进行分析和处理，得出检测结果，并标注出不合格锂电池的缺陷位置和缺陷类型。
52.所述探头参数包括品片参数和楔块参数，所述聚焦法则参数包括晶片数量、位置、角度、距离、声速、工件尺寸、探头位置以及聚集声程或深度。
53.所述待检测锂电池的缺陷检测包括对被检锂电池的四周分别进行检测，且检测过程中需要根据被检工件规格大小来确定锂电池的扫描方式，扫描过程中可根据被检工件工况条件选择编码器线性扫描或不加编码器探头锯齿形扫描；所述扫描方式包括：
54.当锂电池直径大于等于5mm小于10mm时，采用二次波和三次波分开设置进行检测，即采用三次波检测锂电池中下部，采用二次波检测锂电池中上部；当锂电池直径大于等于10mm小于等于20mm时，采用一次波和二次波同时设置进行检测，即采用一次波检测锂电池
中下部，采用二次波检测锂电池中上部。
55.所述锂电池检测前，其检测工艺还包括在对比试块上对扫描线和灵敏度进行校验，对编码器进行校准；所述锂电池检测时，其检测区域为电池本身径向宽度加上两侧各预设距离的一段区域。
56.所述锂电池检测时，当锂电池的直径大于等于20mm小于等于50mm时，选择dl/t820规定的小径管接头超声波检验专用型对比试块，该对比试块用于测定探头参数、系统组合性能、校准时基线性和制作dac曲线。
57.s2、利用智能算法依据超声波扫描及红外线扫描的结果进行工件损伤的识别，得到最终的检测结果；
58.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，提供了一种基于超声和红外探伤对锂电池的检测方法，采用超声和红外检测两种方法耦合检测，该方法基于机器视觉进行信息采集与识别，利用红外信号和超声信号的同时传输处理，并通过智能算法识别工件损伤，最终将处理结果传输给智能终端，具有运算识别快，更加智能化的特点；本方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好；本发明中超声波和红外组合式检测方法，性能良好，可以同时红外和超声波检测，打破了以往单种检测技术的缺陷，改善了现有局限于单种检测技术的现状，使检测变得更加精准，速度更快，效率更高。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。