具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

为了全面检测待测件表面和内部的缺陷，同时满足高精度检测的要求，本那说明书实施例提供一种基于红外热成像的缺陷检测方法，具体地，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

S102：向待测件发射第一方向激光束；

本说明书实施例通过热成像技术来实现高精度无损检测，首先需要对待测件表面实现热激励，即通过激光待测件的待测区域，需要说明的是，为了提高热成像接收效率，本实施例中，第一方向激光束照射方向与待测件呈一定夹角，应避免垂直射入，作为可选地，可能设置周期性出光进行照射，可能获得多组的热成像。

需要说明的是，在一些实施例中，所述第一方向激光束可以是整形激光，即对激光进行准直、扩束、匀化和光斑形状改变灯，这样就能根据待测件形状和检测要求改变整形参数，设计各种激光形状，如矩形光斑、圆光斑、线光斑等，通过对激光进行整形处理可以实现对待测件表面的均匀照射，提高热成像的准确性和效果。

S104：获取所述待测件表面的热成像信息，生成第一数据；

随着第一方向激光束照射到待测件的检测区域，该区域会出现升温和降温的过程，此过程中待测件的裂纹处和其他无缺陷处的温度场分布产生差异，因此通过红外热成像仪实时对待测件成像，从而根据不同的热强度差异得到该过程中待测件表面的裂纹信息。

在本说明书一些实施例中，步骤S104还可以包括以下步骤：

S401：采集所述待测件表面的热辐射强度；

在激光束照射带刺的建表面过程中，随着升温和降温过程，待测件裂纹处升温和降温的速率与其他无缺陷区域是不同的，即两者的热强度也会有差异，通过红外热像仪实时获取待测件表面的热辐射强度，可以获得不同位置的避免热辐射强度信息。

S403：根据所述热辐射强度，获取所述待测件表面的热图像；

将收集到的热辐射强度可以通过热图像的方式展现，这样就能客观的将待测件避免的裂纹表现出来。

S405：根据所述待测件表面的热图像，生成第一数据，所述第一数据包括所述待测件表面的第一缺陷信息。

其中所述第一缺陷信息，可以是通过热图像获得裂纹位置尺寸等信息，当然也可以只是裂纹的图像信息，需要说明的是，所述第一数据是通过第一方向激光束照射待测件上形成的热图像的数据。

S106：向所述待测件发射第二方向激光束，所述第二方向和所述第一方向相交；

随着第一方向激光束的完成，可以从第二方向向待测件发射激光束，其中第一方向和第二方向不重合且呈一定的角度，在一些其他实施例中，所述第二方向激光束也可以是周期性激光束。

需要说明的是，所述第一方向激光束和所述第二方向激光束均为周期性光束，且所述第一方向激光束的出光时间和所述第二方向激光束的出光时间不交叠。另外第一方向激光束强度和第二方向激光束强度可以相同，当然根据不同的检测要求，第一方向激光束强度和第二方向激光束强度也可以不相同。

再次需要说明的是，在一些实施例中，所述第一方向激光束可以是整形激光，即对激光进行准直、扩束、匀化和光斑形状改变等，这样就能根据待测件形状和检测要求改变整形参数，设计各种激光形状，如矩形光斑、圆光斑、线光斑等，通过对激光进行整形处理可以实现对待测件表面的均匀照射，提高热成像的准确性和效果。

S108：获取得到待测件表面的热成像信息，生成第二数据；

所述第二数据生成到的过程和第一数据生成过程相同，就不一一赘述了。

如图3所示，所述S108还可以包括一下步骤：

S801：采集所述待测件表面的热辐射强度；

S803：根据所述热辐射强度，获取所述待测件表面的热图像；

S805：根据所述待测件表面的热图像，生成第二数据，所述第二数据包括所述待测件表面的第二缺陷信息。

S110：根据所述第一数据和所述第二数据，获取所述待测件表面的缺陷信息。

通过两个方向得到的热图像信息，并将两组数据整合分析，可以得到更全面的待测件表面的信息。

本说明书的一些其他实施例中，为了提高元器件检测的检测精度，还可以设置两个以上方向的激光束进行照射，从而获得多组的热成像信息，其中每个方向的激光束均为周期性激光束，且出光时间均不交叠。

在上述提供的缺陷检测方法的基础上，本说明书实施例还提供一种基于红外热成像的缺陷检测装置，如图4所示，所述装置可以包括：

第一发射模块，用于向待测件发射第一方向激光束；

第一数据获取模块，用于获取所述待测件表面的热成像信息，生成第一数据；

第二发射模块，用于向所述待测件发射第二方向激光束，其中所述第二方向与所述第一方向相交；

第二数据获取模块，用于获取得到待测件表面的热成像信息，生成第二数据；和，

缺陷信息获取模块，用于根据所述第一数据和所述第二数据，获取所述待测件表面的缺陷信息。

其中，在本说明书实施例中，所述第一发射模块和所述第二发射模块可以是激光器，具体地，可以是两个激光器在不同的位置朝向待测件同一待测区域照射，并且该两个激光器的出光时间交错，以使待测区域在同一时间只能保证只有一个激光器照射。

在一些其他实施例中，所述第一发射模块和所述第二发射模块可以是同一激光器通过折射装置，形成在不同时间段发射不同方向激光束的效果。

在一些其他实施例中，还可以设置至少三个激光器，从不同的方向按照周期性信号向待测件的同一待测区域照射，从来获得至少三个热图像信息，通过多个热图像信息的整合能够进一步提高对裂纹检测的精确度，满足各种元器件的检测需求；作为可选地，还可以是同一个激光器通过设置不同的折射装置以实现不同方向照射待测件的效果。

在本说明书实施例中，所述装置还可以包括第一整形模块，用于对所述第一方向激光束整形处理，以生成第一方向整形激光束；第二整形模块，用于对所述第二方向激光束整形处理，以生成第二方向整形激光束。作为可选地，所述第一整形模块和所述第二整形模块都可以是光束整形器，具体地，在激光器的出光口设置光束整形器，根据不同的待测件形状和检测需求设置不同类型的光束整形器，比如对激光进行准直、扩束、匀化和光斑形状改变等。

在本说明书实施例中，所述第一数据获取模块和所述第二数据获取模块可以是红外热像仪，在激光束进行工作时，红外热像仪同步工作，实时获取待测件表面的热成像信息，进行热成像图像的采集和处理。而缺陷信息获取模块可以是图像处理装置，通过配置图像处理逻辑和程序，在接收到红外热像仪采集到的热图像信息时，及时处理，整合多个图片，获取精度更高的缺陷信息，具体地，可以通过显示屏等形式显示缺陷的数量、位置和形状等，作为可选地，也可以设置缺陷的精度范围，在一些细小缺陷不影响零件使用的情况下，可以通过设置图像处理装置中的缺陷精度，就可以排除一些细小缺陷，提高缺陷的确定效率。

在本说明书一些实施例中，如图5和图6所示，所述第一数据获取模块可以包括：

第一采集单元，用于采集所述待测件表面的热辐射强度；

第一热图像获取单元，用于根据所述热辐射强度，获取所述待测件表面的热图像；

第一数据获取单元，用于根据所述待测件表面的热图像，生成第一数据，所述第一数据包括所述待测件表面的第一缺陷信息。

所述第一采集单元、所述第一热图像获取单元和所述第一数据获取单元可以是第一数据获取模块中的独立设置的逻辑模块，也可以是所述第一数据获取模块集成式的功能，在不能的工作阶段运行不同的工作程序。

所述第二数据获取模块包括，

第二采集单元，用于采集所述待测件表面的热辐射强度；

第二热图像获取单元，用于根据所述热辐射强度，获取所述待测件表面的热图像；

第二数据获取单元，用于根据所述待测件表面的热图像，生成第二数据，所述第二数据包括所述待测件表面的第二缺陷信息。

所述第二采集单元、所述第二热图像获取单元和所述第二数据获取单元可以是第二数据获取模块中的独立设置的逻辑模块，也可以是所述第二数据获取模块集成式的功能，在不能的工作阶段运行不同的工作程序。

在上述提供的缺陷检测装置的基础上，本说明书实施例还提供一种基于红外热成像的缺陷检测系统，所述系统能快速有效的控制该缺陷检测装置，实现缺陷检测的大规模推广。

具体地如图7所示，所述系统可以包括上述提到的缺陷检测装置、控制装置和电源装置，其中电源装置起到供电作用，所述电源装置可以蓄电池，也可以是通过电源线连接外部电源形式，这里不做限定。

控制装置能够控制缺陷检测装置工作，具体地，通过给第一发射模块和第二发射模块发送控制信号，使得能够向待测件发射周期性光束，同时会控制第一数据获取模块和第二数据获取模块获得相应的热图像信息，并发送给缺陷信息获取模块，缺陷信息获取模块根据控制装置的控制指令对接收到的热图像信息进行整合处理，从而得到全面的高精确度的缺陷信息。

示例性地，如图8，为本实施例提供的一种缺陷检测系统的结构示意图，包括：两个激光器11、21，每个激光器的出光口均设置光束整形模块12、22，待测件6固定在检测盘上，每个激光器的出光口照射待测件6上的同一位置，在待测件6的上方固定有红外热像仪3，外部设置有电源和控制装置4和图像处理装置5。

本说明书实施例中缺陷检测系统的工作原理为：两台激光器11和21发出的激光束分别经过光束整形模块12和22整形后，从两个不同的方向照射在一个或多个待测件6上的相同区域，所述两激光器的出光模式为周期性出光，且两激光器出光时间互不交叠，即每次只有一台激光器出光，两激光器的出光时间通过电源和控制装置4来控制，示例性地，一种典型的激光出光控制时序如图9所示，其中，图9(a)为激光器11的出光时序图，图9(b)为激光器21的出光时序图，在t₀～t₁时间段激光器11出光，激光器21不出光，在此期间，待测件温度快速升高，并在t₁时刻达到温度达到极大值T_m，从t₁时刻激光器11停止出光，在t₁～t₂时间段内，没有激光照射待测件，待测件的温度开始下降，在此降温过程中，待测件的裂纹处与其它无缺陷处的温度场分布产生差异。在整个升温和降温过程中，红外热像仪3实时对待测件成像，并将图像采集和传输至图像处理装置5，图像处理装置5对接收到的图像进行实时分析处理，提取出该激光照射条件下待测件的缺陷特征。

在t₂～t₃时间段激光器21出光，且激光束的照射方向与前述t₁～t₂时间段有一定夹角，设待测件所在平面为xy平面，其法线方向为z方向，其中一种光路为，激光器11发出的激光束通过yz平面，并与xy平面有一定夹角照射在待测件上；激光器21发出的激光束通过xz平面，并与xy平面有一定夹角照射在待测件上。当然，也可以采用其它照射方向，与上一过程类似，在t₂～t₃时间段内，待测件温度快速升高，在t₃时刻，激光器21停止出光，此时待测件的温度再次达到极大值，该极大值温度可能在T_m附近，也可能有一定差异。之后待测件的温度开始下降，直至t₄时刻，该升温和降温过程中，红外热像仪同样对样品实时成像并进行图像采集处理和识别，并获得该激光照射条件下的缺陷特征。图像处理装置5将上述两个阶段所得到的缺陷特征进行综合分析和处理，得到该检测周期的缺陷信息。通常情况下，经过上述一个检测周期，即可完成所述待测件的缺陷检测，必要时，也可重复上述过程，增加一个周期或者多个周期的检测，如图9中的t₄～t₇过程，并对多个周期的检测结果综合分析和处理，得到最终的检测结果。

实施例2

本说明书实施例提供一种基于红外热成像的缺陷检测系统，该系统能够实现上述所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法，具体地，如图10所示，该系统包括激光器11和光束整形模块12，所述光束整形模块12设置在激光器11的出光口，在光束整形模块12前方设置分束镜13，通过一分束13镜将激光分成两束，使两束光分别沿着两个不同方向照射在待测件6的左右两部分或两组待测件6上，将待测件6设置在平移机构8上，并通过平移机构8使待测件6向前移动，实现每组待测件6经过两个不同方向的激光照射，并通过红外热像仪3成像来检测。

其工作原理具体如下：在t₀时刻，两组待测件701和702处在红外热像仪3的视场范围内。激光器11发出的激光束经过光束整形模块12整形，然后经分束镜13分为两束，经过必要的反射镜反射后分别沿着111和112方向照射在两组待测件701和702上，当然，701和702也可以代表同一待测件的左右两部分。由于光束111和112来自同一台激光器11所发出的同一束激光110，因此，在忽略传播路径的差异引起的微小时间差情况下，两束光可以认为是同步到达待测件表面的，且随着电源与控制装置4对激光器出光的周期性调节，两束光的变化也是同步的。但对于待测区域701和702而言，每次都只有来自一个方向的激光照射。假设激光器11从t₀时刻开始出光，持续时间为τ，间隔时间Δt，在激光停止照射的同时，平移机构8带动所有待测件6向前移动一定距离后停下，此时，待测件702和703处在红外热像仪3的视场范围内，之后激光器11再次出光，持续时间仍为τ，然后停止出光。这样，每个待测区域在向前移动过程中，都经历了两束不同方向激光的照射。在上述激光照射过程中，红外热像仪3持续对待测区域进行成像，进行图像采集并传输至图像处理装置5，图像处理装置5分别对每个待测区域在两种激光照射条件时的图像进行分析处理、特征识别等操作，得到两种激光照射条件下待测件的缺陷特征，并将该两组缺陷特征信息进行综合处理，得到最终的待测件缺陷信息。

该系统中，分束镜13的作用是将激光分成两束，使其分别沿着两个不同方向传输，分束比通常为1:1左右，也可根据实际情况采用其它分束比。

平移机构8的作用是带动其上的待测件按照一定的规律向前移动，其移动时间间隔由系统的相应控制装置控制，并与激光器11的出光时间间隔相配合，比如当激光器出光时，平移机构8保持静止，当停止出光时，平移机构8在规定时间内移动到指定位置，所述平移机构8可以是一种传送带装置，也可以是一种电动平移台机构，这里不做限定。

实施例3

在实施例2的基础上，本说明书实施例提供一种基于红外热成像的缺陷检测系统，该系统能够实现上述所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法，具体地，如图11所示，本实施例与实施例2的区别在于：

激光经过分束后，各自通过一个光束延迟器141和142后照射在同一待测件6上，在待测件下方不需要设置专门的平移机构。通过设置光束延迟器141和142各自的延迟时间间隔，使两路光的照射时间具有一定时间差Δt，避免两个方向激光激励的相互干扰。比如，通过所述光束延迟器141控制光束111在t₀～t₁时间段出光，然后间隔Δt时间，通过所述光束延迟器142控制光束112在t₂～t₃时间段出光，红外热像仪3实时进行成像、采集和处理，并将所述t₀～t₁时间段和t₂～t₃时间段得到的缺陷信息进行综合分析，得到最终的缺陷检测结果。也可以根据实际需要重复上述过程，增加一组或多组检测数据，以获得最佳检测结果。

实施例4

在实施例3的基础上，本说明书实施例提供一种基于红外热成像的缺陷检测系统，该系统能够实现上述所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法，具体地，如图12所示，本实施例与实施例3的区别在于：

将实施例3中的分束镜换成移动反射镜130，并取消光路中的光束延迟器。移动反射镜通过相应的旋转或平移机构，控制反射镜的姿态方位，当其处于图中131位置时，激光束被移动反射镜130反射并沿着112光路传输；当其处于图中132位置时，激光束沿着111光路传输。通过相应的控制单元控制所述移动反射镜分别处在131位置和132位置的时间以及间隔时长，即可控制激光分别沿着111方向和112方向照射待测件6的时间。与此同时，红外热像仪3实时进行成像、采集和处理，并将激光分别沿着111和112方向照射时得到的缺陷信息进行综合分析，得到最终的缺陷检测结果。也可以根据实际需要重复上述过程，增加一组或多组检测数据，以获得最佳检测结果。

实施例5

本说明书实施例提供一种基于红外热成像的缺陷检测系统，该系统能够实现上述所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法，如图13所示，本实施例通过设置旋转机构9，可以实现待测件的周期性转动，具体地：

在本说明书实施例中，激光器11发出的激光经过光束整形模块整形后直接照射在待测件6上，作为可选地，也可以根据实际情况增加一个或多个反射镜101使光束反射后照射在待测件上，从而使光路更加紧凑。在t₀～t₁时间段，激光对待测件6进行激励，同时红外热像仪3对待测件6进行实时成像、图像采集和处理，获得此时待测件6的缺陷特征，然后激光器11停止出光并间隔Δt时间，在此期间，旋转机构9带动待测件6旋转一定角度θ，比如使θ为90°左右，然后在t₂～t₃时间段，激光器11再次出光对待测件6进行激励，用同样的方式获得此时待测件6的缺陷特征。最后图像处理装置5对上述两组测量结果进行综合处理，得到最终的缺陷检测结果。也可以根据实际需要重复上述过程，增加一组或多组检测数据，以获得最佳检测结果。此外，还可以通过旋转更多角度的方法进行检测，比如分别在0°，45°，90°三个角度进行检测，得到三组缺陷特征数据，并将三组数据进行综合处理，得到最终的缺陷检测结果。类似地，还可以选取其它合适的角度或者设置更多角度进行检测，以得到最佳检测结果。

通过本发明所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法、装置及系统可以取得如下有益效果：

1)本发明所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法、装置及系统，激光先后从两个或者多个不同角度对待测件进行激励，克服了从单一角度照射时某些方向的裂纹缺陷对比度低的缺点，提高了信噪比，使漏检率显著降低。

2)本发明所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法、装置及系统，通过二维或多维检测，能够克服待测件裂纹方向的随机性导致的图像对比度随机波动的问题，从而提高检测的精准度和效率。

3)本发明所述的一种基于红外热成像的缺陷检测方法、装置及系统，满足工业生产线上大批量零件的检测需求，实现微米级高精度和高效率检测，配合相应的自动化分拣装置，可方便地实现生产线上的自动化检测和筛选。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。