(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211176456.4 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650000 云南省昆明市呈贡区景明南 路727号 (72)发明人 邹梁楠　雷基林　陈继锟　赵仕尧　 (74)专利代理 机构 昆明今威专利商标代理有限 公司 53115 专利代理师 苏杭 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/60(2006.01) (54)发明名称 一种受热部件热疲劳试验台裂纹自识别系 统和方法 (57)摘要 本发明公开了一种受热部件热冲击疲劳试 验台裂纹自识别系统和方法， 包括试验台、 工件、 夹具、 补光装置、 透明隔热罩、 红外成像仪、 超声 波成像仪、 信号传输线缆、 裂纹处理系统， 裂纹处 理系统内设置有控制单元、 白光干涉成像单元、 图像处理单元等。 在受热部件冷热冲击时， 先由 红外成像仪进行实时检测及预分析， 判别受热部 件温度梯度是否异常， 如果异常， 红外成像仪和 超声波成像仪会同时对受热部件进行扫描， 扫描 生成的图像传递给裂纹处理系统。 裂纹处理系统 会通过白光干涉成像单元和图像处理单元对图 像进行处理， 处理后由裂纹识别反馈单元判断是 否产生裂纹， 若有裂纹产生停止试验并记录下受 热部件冷热循环次数和温度梯度。 该系统大大提 高了裂纹识别的精度， 同时试验 数据对后续裂纹 失效机理的研究具有一定的指导 意义。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 115541357 A 2022.12.30 CN 115541357 A 1.一种受热部件热疲劳试验台裂纹自识别系统， 包括试验箱体(5)， 安装在试验箱体 (5)内部的加热工位(1)、 冷却工位(2)、 工件夹具(3)、 驱动设备(4)， 驱动设备(4)能带动工 件夹具在加热工位、 冷却工位之间往复测试； 其特 征在于还 包括： 补光装置， 安装在试验箱体(5)的顶部正对加热工位的上 方， 对工件加热时进行补光； 红外成像仪， 设置在实验箱体内正对加热工位， 能对工件在加热的过程中采集工件的 加热数据， 并能通过信号传输线缆发送至裂纹 处理单元； 超声波成像仪， 设置在实验箱体内正对加热工位， 能对工件在加热的过程中进行扫描， 获得扫描数据， 并能通过信号传输线缆发送至裂纹 处理单元； 裂纹处理模块， 包括裂纹处理单元、 控制单元， 控制单元用于接收红外成像仪的实时数 据并进行监控判别， 若 出现异常， 则控制红外成像仪和超声波成像仪同时对工件同步扫描， 获取扫描 数据发送至裂纹处理单元； 裂纹处理单元对接收到的扫描数据和图像数据进 行处 理并判断是否产生裂痕、 裂纹。 2.根据权利要求1所述的受热部件热疲劳试验台裂纹自识别系统， 其特征在于， 所述红 外成像仪能对工件表面进 行图像获取并测量工件表面的温度梯度， 超声波成像仪能对内部 进行扫描， 红外成像仪和超声 波成像仪分别到 工件之间的距离间构成小于20 °的夹角。 3.根据权利要求2所述的受热部件热疲劳试验台裂纹自识别系统， 其特征在于， 所述裂 纹处理模块还 包括有白光干涉成像单 元、 裂纹识别反馈单 元； 其中： 白光干涉成像单元对红外成像仪和超声波成像仪的扫描数据进行预处理， 通过测量三 维微观形貌， 并避免其 他光对图像的干扰， 使图像更清晰； 所述裂纹识别反馈单元能在裂纹产生时停止试验并记录下受热部件冷热循环次数和 温度梯度。 4.根据权利要求1所述的受热部件热疲劳试验台裂纹自识别系统， 其特征在于， 所述补 光装置包括 LED光源和设置在LED光源外 部的透明隔热灯罩。 5.根据权利要求3所述的受热部件热疲劳试验台裂纹自识别系统， 其特征在于， 所述裂 纹处理单元对接收到的扫描 数据和图像数据进 行处理包括： 对清晰化图像进 行ROI提取、 灰 度转换、 二 值化和降噪过 滤。 6.根据权利要求1所述的受热部件热疲劳试验台裂纹自识别系统， 其特征在于， 所述判 断是否产生裂痕、 裂纹， 具体包括： 裂纹识别 反馈单元能精准识别测试工件是否产生裂纹， 并在裂纹产生时停止试验并记录下测试工件冷热循环次数和温度梯度数据。 7.一种受热部件热疲劳试验台裂纹自识别方法， 其特 征在于包括以下步骤： 步骤S1、 输入要测试的工件 对应的在正常情况 下的标准温度梯度数据； 步骤S2、 启动受热部件热疲劳试验台对工件进行热疲劳实验， 同时通过红外成像仪对 测试工件实时监测并传输实时监测数据； 步骤S3、 对红外成像仪的实时监测数据进行实时分析， 获取实际温度梯度 数据， 并与 标 准温度梯度数据进 行比较， 判断是否存在异常， 若无异常， 继续保持试验过程， 重复步骤S2、 S3； 步骤S4、 若步骤S3存在异常， 则控制超声波成像仪对测试工件进行扫描， 并将扫描后的 超声波成像仪图像进行处 理， 步骤S5、 获取到超声波成像仪图像后进行清晰化处理、 ROI提取、 灰度 转换、 二值化和降权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541357 A 2噪过滤， 判断并识别测试工件是否产生裂纹， 若产生裂纹， 则停止试验并记录下测试工件冷 热循环次数和温度梯度， 若无裂纹， 则重复该步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541357 A 3