便携钢板裂纹检测仪

不锈钢等离子清洗效果评估|钢板表面油脂污染情况检测方案测试说明客户：德国Relyon Plasma公司样品：不锈钢板测量设备：析塔清洁度仪FluoScan 3D污染物：福斯溶剂型防锈油Fuchs Anticorit MKR 4目标采用荧光法测量不锈钢表面污染情况，检查等离子清洗的效果及其影响参数。操作过程首先，将不锈钢板放在60°C的超声波清洗槽中，使用碱性清洗剂清洗15分钟，然后用去离子水彻底冲洗并干燥不锈钢板。随后，在不锈钢板上滴一滴Anticorit MKR 4防腐蚀油，并用实验室用布擦拭。然后，使用析塔FluoScan 3D清洁度检测仪，采用荧光法，高分辨率扫描钢板，检测钢板上的防腐蚀油分布。荧光法是一种对油膜厚度敏感的测量，测试结果以RFU（相对荧光单位）显示，RFU值越低，表面越干净。等离子清洗对于等离子体清洗，手持等离子体设置piezobrush PZ3被连接到析塔SITA FluoScan 3D（自动检测清洁度的测试台）的移动轴上，使得可以通过自动化进行等离子清洗处理。piezobrush PZ3在测试板上以编程的移动路径移动，同时等离子体以恒定的移动速度开启，并与钢板表面保持恒定的距离。为了说明速度（清洗时间）的影响，首先以2.5mm/s的速度进行处理，然后在清洗时间一半的位置上，以5mm/s的速度进行处理。测量结果图1：未清洗的不锈钢板上的荧光测量结果图2：等离子清洗后的不锈钢板上的荧光测量结果结论荧光测量的结果表明，使用等离子清洗的两个区域比钢板的其他部分干净很多。清洗时间越长，清洗效果越好。荧光法适用于在等离子清洗后轻松和快速地监测清洗结果，通过测量可以确定影响等离子清洗的参数，达到最佳的清洗效果，同时降低成本。使用析塔FluoScan 3D清洁度仪自动检测测量零件清洁度，高分辨率扫描零件，最终以图像化呈现零件污染程度不同的区域。析塔FluoScan 3D自动表面清洁度检测仪广泛运用在不同的清洗工艺（水基、溶剂、激光、等离子.....），可以灵活应用在实验室或生产车间。翁开尔是德国析塔中国独家代理商，欢迎致电咨询析塔自动清洁度检测系统。

随着工业化进程的加速，钢铁业发展势头猛烈，尤其是彩涂钢板领域的快速崛起。彩涂钢板，简单来说，就是在高质量钢板表面涂覆一层或多层有机涂层，经过固化后形成一种色彩丰富、耐腐蚀、具有装饰性和保护性的钢板产品。在这样的背景下，提高彩涂钢板的生产效率和产品质量显得尤为重要。尤其是彩涂钢板的色彩，不仅直接影响产品的美观度，而且直接关系到产品的应用领域和销售情况。而传统的色彩检测方法由于手工操作，不仅效率低，而且准确度不高。尤其是彩涂钢板的色彩控制，而ERX145色度测试仪正好满足了这个需求。ERX145色度测试仪是一款高精度色差仪，可以在实验室或生产线进行45:0测量。其特点在于能够在色彩频繁变化的环境中进行非接触式测量，及早识别色差问题，避免卷材损坏，消除代价高昂的生产线色彩错误。ERX145色度测试仪采用了45°:0°光学测量结构，能够安装在生产线上方的横梁上。配合60mm的测量距离和30mm的测量光斑，它可以准确、迅速地测量复杂的颜色。这一特性让彩涂钢板生产线的颜色检测更加准确，效率也更高。与ESWinQC色彩管理软件配套使用，ERX145色度测试仪可以成为在线质量控制系统，向操作人员预警色差问题并实现色彩调整。这套系统可以提供操作指导，让操作人员立即纠正问题，而无需停止生产。除此之外，ERX145色度测试仪可安装在水淬装置后面，该位置的产品温度仍然很高。此时，设备内置的高温计可以测量热卷带的实际温度，结合ESWinQC色彩管理软件，重新计算色彩与室温的关系，确保在线测量与实验室系统的高相关性。必要时，ERX145色度测试仪旁边可以安装GlossFlash6060，来评估卷材整个长度和宽度方向的色彩和光泽度。若卷带两面的色彩都非常重要，还可在卷材下方额外安装一台ERX145色度测试仪。彩涂钢板的质量和颜色是决定其市场价值的重要因素，而在线ERX145色差仪的使用，则是钢厂提高产品质量，增强市场竞争力的重要手段。在未来的发展中，我们有理由相信，随着科技的进步和产业的发展，色差仪将在彩涂钢板生产中发挥更大的作用，为工业化进程添砖加瓦。“爱色丽彩通”是丹纳赫公司旗下的品牌，总部位于美国密歇根州，成立于1958年。作为全球领先的色彩趋势、科学和技术公司，爱色丽彩通提供服务和解决方案，帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。

为推动我国无损检测技术发展和行业交流，促进新理论、新方法、新技术的推广与应用，仪器信息网定于2023年9月26-27日组织召开第二届无损检测技术进展与应用网络会议，邀请领域内科研、应用等专家老师围绕无损检测理论研究、技术开发、仪器研制、相关应用等展开研讨。会议期间，南京航空航天大学王平教授将分享报告《钢板微观组织及性能在线预测》。探究铁磁材料的微观结构及磁畴动力学、材料机械性能、无损检测电磁参数三者之间的联系。研究发现，铁磁材料缺陷的形成包含孵化期、初始裂纹产生和扩展期等部分，不同时期材料的微观结构不同。铁磁材料的机械性能也与微观结构相关，研究磁化过程中畴壁动力学行为有助于探究电磁信号产生的驱动力，更深层次了解铁磁性材料的微观结构特性，并与检测获得的电磁物理量相关联。通过多种电磁无损检测方法可以获得多维检测参数，利用这些检测参数，也可以建模获得材料的机械性能。王平教授团队以此机理开发铁磁材料机械性能电磁无损检测设备，设计了国内首个薄带钢多参数机械性能在线检测系统，可实时检测出所生产薄带钢的机械性能，提高带钢检测精度和效率，减少检测成本，同时实时监测带钢的生产质量并给出判定提示。附：参会指南1、进入第二届无损检测技术进展与应用网络会议官网（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ndt2023/）进行报名。扫描下方二维码，进入会议官网报名2、报名开放时间为即日起至2023年9月25日。3、会议召开前一周进行报名审核，审核通过后将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。4、本次会议不收取任何注册或报名费用。5、会议联系人：高老师（电话：010-51654077-8285 邮箱：gaolj@instrument.com.cn）6、赞助联系人：周老师（电话：010-51654077-8120 邮箱：zhouhh@instrument.com.cn）

12月3日，管道局检测公司研制的国内首套电磁超声裂纹检测器完成整机牵拉试验。　　据悉，电磁超声裂纹检测器目前国际上只有三套样机，而管道局检测公司研制的48英寸口径的电磁超声裂纹设备在国际上尚属首套。　　天然气管道在运行中，由于应力作用，管体会产生裂纹。随着裂纹的加大，将直接导致管线沿纵向撕裂状爆炸，撕裂长度可达数十公里，危害巨大。管道局检测公司作为国内唯一从事管道漏磁检测的甲类综合检验机构，经过4年潜心研究，历经成千上万次的实验室测试和试验，终于攻克被誉为管道检测史上&ldquo 哥德巴赫猜想&rdquo 的电磁超声裂纹检测技术。

AE（声发射）技术是一种新型的无损检验技术，此种方法是采集和分析一般金属物体产生裂纹时发出的声波信号来判断裂痕的存在及趋势。金属裂纹检测系统能够在校直过程中实时检测工件内部裂纹产生情况，对产生裂纹的工件通过校直系统进行筛选。产品特点：相对于常规的无损检测方法，声发射法具有以下的优点：&bull 动态检测，可更客观地评价运行中设备的安全性和可靠性&bull 声发射灵敏度高，检查覆盖面积大，可以远距离监测&bull 检测可在设备运行状态中进行 为提高设备的可靠性、安全性和生产效率，本装置采用声发射技术，通过检测伴随材料变形、断裂应力改变而放出的AE波，对其相关参数进行分析评价，进而判断工件是否合格。与自动校直机产品完美结合，实现一机多用，完美替代传统探伤手段

据德国弗劳恩霍夫研究所网站报道，该所科学家研发的一个特殊传感器系统可以检测到玻璃幕墙上微小的裂纹，并对即将发生的玻璃破碎的危险发出警告。相关技术将在5月18日至20日举行的纽伦堡国际传感器、测试测量技术展上进行展示。　　玻璃幕墙体现了现代建筑学与美学结构设计的最佳结合。不过，玻璃幕墙上的玻璃破碎坠落危及行人的情况也时有发生，而迄今为止，相关安全检查一般仅依靠敲打玻璃的声音来判断。这样的检测只能确认已经形成整条裂痕的玻璃，而不能警告即将发生的危险。　　现在，位于维尔茨堡的德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所(ISC)与行业合作伙伴共同开发了一个传感器，它可识别5毫米长的微裂纹，并在玻璃实际破裂之前就及时发出维修提示。负责该研究的伯恩哈德布伦纳博士介绍说，他们在一块玻璃上按照一米的间距安装多个压电传感器执行器模块(piezoelektrische Sensor-Aktor-Module)，一个传感器执行器模块产生超声波，其他传感器接收这种注册过的超声波。如果超声波信号保持不变，说明玻璃是完好的 如果信号发生变化，就表明玻璃产生了裂痕。通常，这些裂纹从玻璃的边缘产生，最初是不可见。随着时间的推移，例如在环境温度变化的影响下，它才会逐渐扩大。　　该传感器通过电缆连接到建筑物的控制系统，所有传入的数据都会被自动分析，当玻璃出现微小裂缝时就会触发警报。研究者还成功将传感器安装到层压玻璃面板间。由于这些传感器在层压玻璃的生产过程中就已经被整合到两块玻璃板之间，因此，它们能在玻璃安装前就检测到玻璃在运输过程中出现的缺陷。　　这一新的安全系统不仅可以提前预测玻璃碎裂，还能提供舒适的功能：该传感器执行器模块同温度和光传感器相连，可以根据光照情况选择开关百叶窗，从而控制室内环境。

一种能够适应大尺寸试样、甚至是原型试样的高温弯曲应力腐蚀试验机成功交付用户，这台弯曲应力腐蚀试验机可以进行大尺寸试样甚至原型试样的弯曲试验，同时，设备配套悬臂梁弯曲夏比试样的弯曲应力试验，悬臂梁弯曲夏比试样的弯曲加载采用砝码加载形式。大尺寸弯曲应力腐蚀试验机采用电子加载形式。配置合适的溶液池即可进行弯曲应力腐蚀试验。受客户要求，百若仪器开发出大尺寸弯曲应力腐蚀试验机，不仅可以进行轴向慢应变应力腐蚀试验，也可进行弯曲腐蚀试验，同时，可以进行悬臂梁夏比试样悬挂弯曲试验。弯曲应力腐蚀试验机也可根据客户的要求进行弯曲应力腐蚀疲劳的试验。YYF-100弯曲加载预裂纹应力腐蚀试验机主要研究在海洋腐蚀环境下的应力敏感性材料特性。专用慢应变速率应力腐蚀试验机，适用环境为微高温常压盐溶液。该设备特点在于除轴向拉伸功能外，增设一套机构用于实现对悬臂试样的弯曲加载，以及一套专用单元用于对夏比试样进行悬挂弯曲试验。该产品完全满足客户要求，得到客户的好评。背景资料：金属材料在拉应力及特定的腐蚀介质的作用下，经过一定的时期，将会产生裂纹及断裂的现象称为应力腐蚀开裂，并且，这种开裂经常以不可预测的低应力脆断出现在材料服役现场，造成事故的发生及材料的损耗，因此，一些科研机构及材料专家一直在致力于研究应力腐蚀开裂的课题，目前，主要以GB/T 15970.7-1995 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验，GB/T 17898-1999不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法，YB/T 5362-2006 不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法等试验方法进行试验，这些试验方法中的试样以小试样作为研究对象，而大尺寸的往往以有限元分析进行模拟。在实际工作中，材料往往以大尺寸的面貌出现在服役现场，这样，试验所得的数据可能会出现一定的偏差，这些偏差可能会受到腐蚀温度、介质浓度等因素的影响，也可能受到晶粒组织的影响，这样，采用大尺寸试样弯曲应力腐蚀试验的必要性就显得尤为重要。

一个生产部件和组件的制造商向一个供应商订购了一批SS304不锈钢管材。制造商要对1800件管材进行切割和机械加工，然后再通过焊接方式将这些管材制造成更大的子装配件。不久，管理人员在无损检测（NDT）过程中发现了焊缝中有裂纹。接下来，立即叫停所有的生产过程，以对生产质量进行控制，直到查出问题的原因。调查的内容包括根据他们的标准操作程序（SOP）核查焊接保护气体、焊丝和焊接机的设置情况。但是，接着对焊缝的检测仍然表明存在着裂纹。质量控制经理建议对原始管材的材料证书进行核查。不出所有人所料，证书上清楚地表明这些管材就是他们所订购的SS304不锈钢管材。他们还在系统内部进行了其它方面的核查，但是一直没有找到问题的原因。 质量控制经理一筹莫展。还有什么情况他们没有核查？结果发现，他们实际上一直没有核实所接收的管材是否是SS304不锈钢管材。如果在接收这批管材时使用手持式X射线荧光（XRF）技术对货物进行核查，他们就会发现所收到的货物实际上是SS303不锈钢，这个牌号的不锈钢与SS304不锈钢的不同之处是多了硫元素，因而更容易进行机械加工处理，但是在焊接过程中却非常容易出现高温裂纹。如果在收到管材时对管材进行核查，以确保管材与材料证书所述的情况相符，则可以避免出现这种问题。而现在，制造商不仅被迫花费了很多宝贵的时间寻找问题的原因，而且还留下了一些已经开始制造，但是却无法使用的产品。不过，最终制造商还是很幸运，因为他们在出货之前发现了这个问题。如果他们所制造的部件在使用中出现了故障，则问题可能会变得更为严重。 如果这个制造商采用了整体验证计划对来料进行核查，则几乎可以消除加工错误材料的风险。那么，我们为什么会在制造过程中发现使用了错误的材料呢？这是因为每次材料运输时，无论是在工厂、库存商的仓库或服务中心，还是在制造商的仓库，或者在任何制造过程中，都会出现混料的风险。不正确的材料证书、不正确的标记，以及较差的追溯性都会导致材料出现混淆。 要想改变这种不良状况，在每个阶段对材料进行验证至关重要。手持式XRF分析仪就是一种广受欢迎的验证工具。我们的Vanta分析仪有助于制造商在制造过程的每个阶段，验证将要使用的材料是否是希望使用的材料。Vanta分析仪具有检测迅速、坚固耐用的特性，不仅可以在几秒钟之内提供准确的合金识别信息，而且可以在工业环境中持续正常地工作。借助选配的无线连通功能，用户还可以将分析仪连接到奥林巴斯科学云系统，从而可以轻松地将分析仪集成到任何智能制造设施中。奥林巴斯手持式X射线荧光分析仪可对包括镁和铀在内的很多元素进行快速无损分析，可检测出的含量从百万分率到100%。分析仪在检测速度、检出限及可检元素的范围方面具有优质性能。这款分析仪的外壳符合工业设计标准，极为坚固耐用，可以在恶劣的环境中正常工作。新型Vanta系列仪器性能改进：坚固耐用，高效多产仪器配备SD存储卡可使用WI-FI，蓝牙(Bluetooth)适配器进行数据传输可使用USB闪存盘进行方便快速的数据传输Axon技术提高分析结果的精准性IP 55/54—防尘防水坠落测试(MIL-STD-810G)探测器快门闸保护及聚酰亚胺网眼保护

可以利用维氏硬度压痕裂纹计算材料的断裂韧度，尤其适合表征硬脆材料的断裂性能。学者提出了很多半经验半定量的关系式。裂纹主要有巴氏（Palmqvist或径向）和中位（Median）裂纹两种形式，有些公式适用于特定的裂纹形式，有些公式对两种（Both）裂纹形式都适用。微米硬度实验设备简单，测试方便，分析直接，不仅在工程实践中有广泛应用，也是评估材料断裂韧度的有效工具。断裂韧度作为衡量材料抵抗裂纹扩展能力的力学性能指标通常用临界应力强度因子KⅠC表示，单位为MPam0.5。字母K为应力场强度因子，反映的是裂纹尖端区域应力场强弱；字母C指的是裂纹扩展的临界情况；下标罗马数字Ⅰ是指裂纹扩展形式为张开型，脆性材料的裂纹扩展类型为Ⅰ型。测量材料KⅠC的方法主要有：山形切口梁法(C. N. B)、单边预裂梁法(S. E. P. B)、表面弯曲裂纹法(S. C. F)、单边切口梁法(S. E. N. B)、单边V形切口梁法(S. E. V. N. B)、短V形切口杆法(S. R)、双扭法(D. T)、双悬臂梁法(D. C. B)、微米划痕法、纳米压痕法和维氏压痕法等。S. R、D. C. B和S. E. P. B法的测试试样难生产、成本高，难以广泛使用；S. E. N. B、S. E. V. N. B和C. N. B法加工试样缺口较困难；D. T法试件的几何尺寸会对测量值产生影响；S. C. F法必须要去除足够深度的表面层来消除残余应力场，才能保证KⅠC不被高估；微米划痕法需要考虑压头的磨损以确保测试结果的准确性；而压痕法具有制备试样简单、测试效率高、以及综合成本低等优点，已被广泛应用于表征陶瓷材料、硬质合金和玻璃材料的断裂韧度。虽然基于Griffith-Irwin平衡断裂力学的压痕法可以反映材料断裂的特征，有效表征材料的断裂韧度，但是使用压痕法确定KⅠC仍然存在不足，依然有争论，比如：诸多半经验半定量的公式在实际应用中受到裂纹模式(径向，中位，横向等)多样复杂的影响，计算的KⅠC结果不可靠；不适用于低泊松比的材料。如何根据不同的材料、不同的压头选择适合的公式和载荷，是当前利用压痕裂纹法表征材料断裂韧度亟需解决的问题。各种依据维氏硬度压痕裂纹长度计算断裂韧度的表达式列于表1，对于不同的裂纹模式有不同的表达式。裂纹主要有两种类型，见图1：一种是基于半椭圆型的中位裂纹(Median crack)；另一种是基于半月状的巴氏裂纹(Palmqvist crack)或径向裂纹(Radial crack)。可以基于曲线拟合的方法得到同时适用于两种(Both)裂纹模式的表达式。典型硬脆材料的压痕裂纹见图2，需要测量压痕的接触半径a和裂纹长度c，可以计算得到l=c-a。维氏硬度HV可以由载荷F除以残余压痕面积AV得到：式中，AV考虑了压痕的倾斜表面(sin68°可以由压头形状获得)，而不是压痕的投影面积；d (= 2a) 是压痕两个对角线长度的平均值；当F和d的单位分别是mN和μm时，维氏硬度的单位是GPa。值得注意的是工程上使用的维氏硬度没有单位，而且相关标准里面也没有单位，这不利于各种测试方法的比较，无法有效服务于科学研究。可见，即使维氏硬度如此基础、简单、成熟，仍然有待进一步发展。由于仪器化压入的兴起，压入硬度HIT是根据投影面积定义，并且努氏硬度HK也是根据投影面积计算，传统的维氏硬度HV可以通过投影面积转换成梅氏硬度(Meyer hardness)HMV(=2F/d2), 便于各种硬度之间的比较。表1中的维氏硬度HV也可以转换成HMV。表 1 利用维氏硬度HV计算材料的断裂韧度Kc[1]注: ϕ = 3, β2 = 0.059[15], Φ = -1.59-0.34ξ-2.02ξ2+11.23ξ3-24.97ξ4+16.32ξ5, ξ = lg(c/a). E是材料的弹性模量. Hv可以在每个载荷下多次测量取平均值，作为某一载荷下的Hv.图 1 维氏硬度压痕裂纹模式示意图图 2 典型硬脆材料的维氏硬度压痕裂纹[1, 15, 16]作者简介刘明，福州大学机械工程及自动化学院教授，全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分技术委员会金属材料微试样力学性能试验方法工作组（SAC/TC183/SC4/WG1）委员，ISO 14577系列国际标准制修订国内工作组成员。1985年出生于哈尔滨市，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院本科、硕士，2012年12月获肯塔基大学（美国）材料科学与工程专业博士学位，法国巴黎高科矿业工程师学校材料研究所博士后，华盛顿州立大学（美国）博士后。2015年4月入职福州大学机械工程及自动化学院机械设计系力学教研室，获评福建省闽江学者特聘教授、福州大学旗山学者海外人才、福建省高层次境外引进C类人才，主要研究领域为微观力学及仪器化压入划入测试方法。作者邮箱：mingliu@fzu.edu.cn QQ：290716672 微信：hasanzhong参考文献[1] M. Liu, D. Hou, Y. Wang, G. Lakshminarayana, Micromechanical properties of Dy3+ ion-doped (Lu Y1-x)3Al5O12 (x = 0, 1/3, 1/2) single crystals by indentation and scratch tests, Ceramics International, 49 (2023) 4482-4504.[2] K. Niihara, A fracture mechanics analysis of indentation-induced Palmqvist crack in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 2 (1983) 221-223.[3] Z. Laiqi, H. Yongan, H. Lei, L. Jun-pin, Determination of empirical equation of fracture toughness for Mo5SiB2 alloy by indentation method, Trans. Mater. Heat Treat., 38 (2017) 178-183.[4] M. Laugier, New formula for indentation toughness in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 6 (1987) 355-356.[5] D. Shetty, I. Wright, P. Mincer, A. Clauer, Indentation fracture of WC-Co cermets, J. Mater. Sci., 20 (1985) 1873-1882.[6] B.R. Lawn, M. Swain, Microfracture beneath point indentations in brittle solids, J. Mater. Sci., 10 (1975) 113-122.[7] K. Tanaka, Elastic/plastic indentation hardness and indentation fracture toughness: the inclusion core model, J. Mater. Sci., 22 (1987) 1501-1508.[8] B.R. Lawn, E.R. Fuller, Equilibrium penny-like cracks in indentation fracture, J. Mater. Sci., 10 (1975) 2016-2024.[9] A.G. EVans, E.A. Charles, Fracture toughness determinations by indentation, J. Am. Ceram. Soc., 59 (1976) 371-372.[10] K. Niihara, R. Morena, D. Hasselman, Evaluation of KIc of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 13-16.[11] G. Anstis, P. Chantikul, B.R. Lawn, D. Marshall, A critical evaluation of indentation techniques for measuring fracture toughness: I, direct crack measurements, J. Am. Ceram. Soc., 64 (1981) 533-538.[12] C. Terzioglu, Investigation of some physical properties of Gd added Bi-2223 superconductors, J. Alloys Compd., 509 (2011) 87-93.[13] J. Lankford, Indentation microfracture in the Palmqvist crack regime: implications for fracture toughness evaluation by the indentation method, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 493-495.[14] J.E. Blendell, The origins of internal stresses in polycrystalline Al2O3 and their effects on mechanical properties, Massachusetts Institute of Technology, 1979, pp. 1-47.[15] M. Liu, Z. Xu, R. Fu, Micromechanical and microstructure characterization of BaO-Sm2O3–5TiO2 ceramic with addition of Al2O3, Ceramics International, 48 (2022) 992-1005.[16] 刘明, 侯冬杨, 高诚辉, 利用维氏和玻氏压头表征半导体材料断裂韧性, 力学学报, 53 (2021) 413-423.

贝斯特成功召开了2016 年先进的碳复合材料测试——使用在线损伤监测解释裂纹动力学技术交流会。本次交流会在北京唯实酒店举行，旨在为复合材料科研工作者搭建的专业性技术交流平台。本次交流会将由贝斯特（中国）技术公司组办，为用户解读了国际碳复合材料微裂纹动力学检测技术最新技术。本次交流会关注现在最新的力学试验技术的发展，此技术解决了目前力学试验机无法在线测试微裂纹动力学的困境；会议由复合材料科学家R. Sunder博士主讲， 和各位同行交流了复合材料力学测试面临的挑战和解决方法。 R. Sunder博士履历1. 1978-1993，在国家航空航天实验室研究航空疲劳和机体残余强度（1978-1993）；2. 1986-1988，镍基高温合金的性能，空军材料实验室，莱特帕特森空军基地，俄亥俄；3. 1992年创立了班加罗尔集成系统解决方案公司（BISS），领先的技术研发和制造商，为全球客户最先进的测试系统。2012年美国ITW集团收购了BISS公司，ITW为纽约证券交易所上市公司，全球财富200强企业。4. 1996至今，研究疲劳的阈值和变幅疲劳。5. ASTM（1985）和ASTM委员会E-8（疲劳与断裂）和D30（复合材料）的成员。超过50多篇同行评审的ASTM特殊技术出版物、国际疲劳杂志、工程材料和结构的疲劳与断裂的单一作者的论文。 参加技术交流的科研人员来自于：空中客车(天津)总装有限公司，北京科技大学，北京航天材料研究院，中国民航科学技术研究院， 中科院化学所、中科院理化技术研究所，北京航空航天大学，以及其它合作公司等。

锂电池钴酸锂正极材料中的孪晶界引发的裂纹失效圆派科学内容简介钴酸锂是目前应用最为广泛锂离子电池正极材料之一，尤其是在便携设备和移动电子设备中的锂离子电池中，这得益于其优越的体积能量密度和稳定的循环性能。然而，其实际所用的能量密度仅占其理论能量密度的一半，仍然有很大的发展提升空间。提高能量密度最常用的办法是提升充电电压，利用更多的锂源，但这样做会迅速加快钴酸锂正极材料的失效，造成电池性能快速衰退，以及安全性问题。这其中的衰退机制繁多而且复杂，裂纹就是其中之一。本报告中，将介绍我们利用电子显微镜相关的分析技术，研究裂纹在钴酸锂正极材料中晶界处的形核和扩展机制，并探讨循环条件不同时，裂纹产生机制的相同和不同之处。为深入理解裂纹，这一普遍存在于层状正极材料中的失效机制，提供从原子尺度的理解认知，这一工作将有助于寻找合适的途径来抑制裂纹的产生。 2010年博士毕业于中科院金属研究所，2010-2013在日本NIMS从事博士后研究，2013-2017在美国太平洋西北国家实验室（PNNL）从事锂电池相关的透射电子显微学研究。于2017年10月加入北京工业大学固体微结构与性能研究所。研究领域是利用透射电子显微学研究锂（钠）离子电池材料的失效机理，基本结构和离子的传输机理。在相关领域发表SCI论文70余篇，包括9篇ESI高被引论文，论文总引用4000余次。以第一/通讯作者发表Nat. Mater., Nat. Energy, Nat. Nanotechnol., Nat. Commun.等在内学术论文20余篇。 直播内容概要 钴酸锂是成熟的第一代锂离子电池正极材料，是Goodenough于八十年代在剑桥大学发现，也正因此他获得了2019年诺贝尔化学奖。由于钴酸锂很好的电化学储能性能表现，主要是其体积能量密度，目前在小型储能移动设备被广泛应用，尤其是IT设备上，几乎是统治性的。研究钴酸锂，主要是提高其利用率，目前利用率还不到60%，研究目的是提高其理论容量到80-90%。钴酸锂的性能衰退机制有多种，主要是由于价态变化，成分改变和晶格畸变而引起的。本课题组主要从电子显微学来研究其失效机制。主要分两大类：体材料失效机制和界面失效机制。重点要提一下徕卡的三离子束切割设备，用这个设备，我们做到了很多用别的设备完成不了的工作，主要是EBSD看孪晶。我们发现用徕卡的氩离子束，加工面积特别大；通过与其它设备做对比，与FIB对比，通过EBSD观察，我们发现氩离子束对样品的损伤层确实比较好。如何实现对LiCoO2颗粒大面积、大数量的统计性观察？以确定孪晶界是否为普遍存在的缺陷结构我们想到了EBSD的方法，但EBSD需要样品非常平整，我们遇到了一个制样的难题，就是如何获得一个大量颗粒的平整样品？我们首先想到了FIB。但是FIB制样，最大的束流也只能切一个几十微米的区域。用FIB大束流高电压，有经验的人都知道FIB会产生很大的电荷累积效应。不能满足我们的要求，其一是它不能满足我们对数量的要求，其二它表面平整度不够，或表面损伤度太大，我们用EBSD分析，看不出来晶格取向。我们也用机械抛光的办法，做了半年时间，都没有成功。然后我们想到了氩离子束切割技术，偶然引进了徕卡，确实切出了不错的样品，切了五六个样品，目标达成。通过统计发现，在钴酸锂里面孪晶占比至少达到40%，孪晶含量或出现频率是非常高的。对高电压循环性能，孪晶会产生很大影响，这给钴酸锂材料学界产生了一个新的信息，因为之前大家认为钴酸锂是单晶，或没有意识到它是孪晶。如果不做成单晶，由于孪晶界的存在，它很容易造成高电压性能的衰退，这是我们对钴酸锂认识的提升。

近日，国网天津市电力公司电力科学研究院(以下简称电科院)研发的全国首台钢纤维混凝土无损检测仪器在天津宝坻地区电网混凝土制品检测中率先试应用，以不破坏制品结构的方式成功检测出钢纤维混凝土内部制造质量，实现检测时间的大幅缩短和检测可靠性的有效提升。　　在首次现场应用中，电力工作人员手持检测仪器，在不破坏制品内部结构的情况下，顺利对宝坻电网某区域水泥电杆等电网混凝土制品的内部钢筋直径、抗压强度进行了测量。“该仪器具有无损、全检、便携、直观等优势，它的研发应用成功解决了国内钢纤维混凝土制品检测难、监管难、评价难的问题。”电科院技术人员陈韶瑜介绍说。　　近年来，随着我国电网能源网架加快建设，钢纤维混凝土制品使用量逐年递增，但质量管控和制品安全性检测手段较为落后，构建新型质检模式迫在眉睫。电科院针对以上问题，结合电力系统内外钢纤维混凝土产品在运期间质量情况，进行电力混凝土无损全检的可行性论证，对钢筋直径、分布、腐蚀情况、保护层厚度、混凝土强度、内部裂纹等开展测量试验，进行破坏比对和结果修正，并完善试验数据库，以开发钢纤维混凝土无损检测仪。　　电科院技术团队在仪器研发中攻克了钢纤维混凝土内部钢筋直径测量技术，实现在不破坏钢纤维混凝土制品的情况下，精准测量出制品内部钢筋数量及直径，达到国际领先水平 首创了钢纤维混凝土抗压强度测量技术，适用于钢筋、纤维、钢丝网等不同类型的钢纤维混凝土，填补了国际空白。同时在业内率先打造钢纤维混凝土制品全寿命周期检测方式，实现了钢纤维混凝土制品数字化质量管控，具有检测效率高、缺陷检出率高、检测投入成本低等优点。　　未来，钢纤维混凝土无损检测仪将广泛推广应用在我国能源、水利、交通、通讯、建筑等领域的工程建设中，通过快速检测钢纤维混凝土制品存在的隐患及质量问题，提高钢纤维混凝土领域整体产品质量，减少隐患工程发生，降低事故率，保障能源电力和通讯设施、公共和民用建筑、桥梁安全，为质量强国贡献国网智慧和天津力量。　　下一步，电科院将充分积累钢纤维混凝土无损检测仪试用经验，提高检测效率和稳定性，将仪器积极推广至电网企业的各级物资检测中心及发电企业、通信、水利、交通、建筑等行业中，并为用户提供“个性化装置、软件和运维指导方案”。

【科学背景】应变传感器是一种关键技术，用于在多种应用中实现高灵敏度的机械感知，如人形机器人的指尖控制和皮肤贴合健康监测设备。然而，现有的应变传感器普遍依赖于裂纹生成机制，这限制了它们在灵敏度、应变范围、稳定性和时间空间分辨率上的综合性能。传统裂纹导电材料在小传感面积与高性能之间存在固有的权衡，其裂纹易于扩展并难以控制，导致传感器在应对大应变和长期稳定性方面的表现有限。为解决这些挑战，天津科技大学生物基纤维材料国家重点实验室刘阳教授、国家重点实验室主任程博闻教授、南开大学Jiajie Liang课题组联合提出了一种分子级裂纹调制策略，采用逐层组装技术在MXene和银纳米线复合薄膜中引入了强、动态和可逆的硫-银（S-Ag）配位键。这种创新策略不仅在传感器中实现了极小的感测面积（仅0.25 mm² ），同时提供了超宽的工作应变范围（0.001-37%）、极高的灵敏度（在0.001%时的增益因子超过500，在35%时超过150,000）、快速的响应时间、低滞后和优异的长期稳定性。此外，基于这种高性能传感元件，研究团队成功实现了每平方厘米100个传感器的可拉伸传感器阵列，展示了高时间空间分辨率的实际应用，如多通道脉冲信号监测系统。【科学亮点】（1）本研究首次采用分子级裂纹调制策略，在MXene和银纳米线复合导电薄膜中引入强、动态和可逆的硫-银（S-Ag）配位键。这一策略通过逐层组装技术，实现了裂纹生成和传播的精确控制。（2）实验结果表明，所制备的基于裂纹的可拉伸应变传感器（S-M/A）具有多重优异的性能特征：传感面积极小（仅0.25 mm² ），但具备超宽的工作应变范围（0.001-37%），高灵敏度（在0.001%应变下的增益因子超过500，35%应变时超过150,000），快速的响应时间（约5毫秒），低滞后和长期稳定性。此外，通过S-Ag配位键的动态调控，传感薄膜能有效地能量耗散，防止裂纹间隙的扩展，从而保持了纳米级别的裂纹结构和传感性能的稳定性。（3）这一研究突破了传统裂纹调制策略的限制，克服了传感面积和性能之间的固有权衡，为高密度、高分辨率的可拉伸应变传感器阵列的实现提供了新的思路和方法。通过高效的组装工艺，作者实现了每平方厘米100个传感器的集成，展示了该传感器阵列在多通道脉冲感测系统中的实际应用，具备优异的时间空间分辨率和监测精度。【科学图文】图1：引入S-Ag配位键到S-M/A感测薄膜中。图2：S-MXene和S-M/A薄膜的表征。 图3：S-M/A传感器的应变感测性能。图4：应变感测性能比较。图5：S-M/A感测薄膜的裂纹调制行为。图6：S-M/A传感器阵列在脉冲信号测量中的应用。【科学结论】本文开发了一种基于分子级裂纹调制策略的新型应变传感器，通过引入强、动态和可逆的S-Ag配位键，有效地解决了传统裂纹型传感器中传感面积与性能之间的权衡问题。此技术不仅在传感面积极小的情况下实现了超高灵敏度和广泛的应变范围，还通过动态调控裂纹形态和能量耗散机制，提高了传感器的稳定性和可靠性。通过分子级的设计和制备过程，将有机和无机材料有效地结合在一起，为高性能应变传感器的设计提供了新的思路和方法。此外，本文展示了简便且可扩展的制造工艺，为实现高密度、高分辨率的传感器阵列奠定了基础。这种基于分子级裂纹调制的策略不仅有助于推动应变传感器技术的进步，还为未来在可穿戴设备、健康监测和智能机器人等领域中需求高精度、高稳定性传感器的开发提供了新的理论和实践基础。原文详情：Liu, Y., Xu, Z., Ji, X. et al. Ag–thiolate interactions to enable an ultrasensitive and stretchable MXene strain sensor with high temporospatial resolution. Nat Commun 15, 5354 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49787-9

近日，由重钢负责制订的《厚钢板超声波自动探伤方法》国家标准讨论会在重庆召开。会议由全国钢标准化技术委员会主持，来自冶金行业和无损检测行业的20位专家及代表参加会议。　　会上，与会专家对重钢的标准起草工作给予了肯定，对标准提出了修改意见。目前，国内无自动探伤检测方法标准，重钢中板线自动探伤线投产后，检测缺乏相应标准和依据。鉴于此，重钢申请制订《厚钢板超声波自动探伤方法》国家标准。该标准的制订将填补目前国内无自动探伤检测方法标准的空白。

2013年12月27日，在北京召开的全国钢标准化技术委员会钢板钢带分技术委员会标准审定会上，由太钢主持修订的3项不锈钢板材国家标准GB/T3280《不锈钢冷轧钢板和钢带》、GB/T4237《不锈钢热轧钢板和钢带》和GB/T4238《耐热钢钢板和钢带》顺利通过审定，与会专家认定三大标准已达到国际先进水平。　　2007年以来，国内主要不锈钢企业的装备和工艺水平大幅度提升，出现了大量新的不锈钢板材牌号和规格，原有的不锈钢标准已经不能适应当前不锈钢的发展需要。2012年5月，太钢向全国钢标准化技术委员会提出修订3项不锈钢板材国家标准的立项申请，并于2013年1月获准立项。为圆满完成此次标准修订任务，太钢成立了标准修订小组，在广泛征求业内企业、专家和用户意见的基础上，进行了大量试验论证，形成标准修订草案。　　据悉，新标准纳入目前广泛使用和发展前景较好的不锈钢牌号，扩充了规格范围和表面种类，修订了成分、性能和尺寸公差，保持了我国不锈钢标准的现有格局，助推与国外先进不锈钢标准进一步接轨。文章转载自：中国质量报

关于超声无损检测技术1929年，前苏联科学家索科夫率先提出利用超声波穿透物体去探测内部缺陷和结构，建立了早期的超声波成像系统。20世纪60年代，超声检测技术已经成为有效而可靠的无损检测手段，并在工业探伤领域得到广泛应用。进入20世纪90年代，超声无损检测仪器的数字化和电子计算机技术的快速发展催生了超声检测新技术的开发，超声衍射声时技术（TOFD）和相控阵技术（PA）等科技创新方法不断涌现，使得超声检测结果可以进行数据追溯。从技术原理来看，人们能够听到声音是因为声波传到了我们的耳内，声波的频率在20HZ～20,000HZ，频率低于或超过上述范围时人们无法听到声音，频率低于20HZ的声波称为次声波，频率超过20,000HZ的声波称为超声波。声波、次声波、超声波都是机械波，有声速、频率、波长、声压、声强等参数，在界面也会发生反射、折射。机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺陷或被测物件的底面等）就会产生反射、折射和波形转换。这种现象可被用来进行超声波探伤。 传统超声检测采用脉冲法进行检测，高压发生器发出的电压施加在探头上，由于压电效应的存在探头发射出超声波脉冲，通过声耦合介质（如机油或水等）进入材料并在其中传播；遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回超声探头，超声探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在显示端的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度（与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较），即可测定缺陷的位置和大致尺寸。脉冲回波探伤法通常用于锻件、焊缝等的检测。可发现工件内部较小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺欠。被检测物要求形状较简单，并有一定的表面光洁度。为了成批地快速检查管材、棒材、钢板等型材，可采用配备有机械传送、自动报警、标记和分选装置的超声探伤系统。近年来，超声无损检测仪器的数字化和电子计算机技术的快速发展催生了超声检测新技术的开发，超声相控阵技术（PAUT）逐渐成为无损检测行业主要技术发展趋势，应用范围得到了不断推广，传统的常规脉冲回波超声技术正逐渐被超声相控阵技术和全聚焦技术等替代。超声相控阵技术是借鉴相控阵雷达技术的原理发展起来，起先应用于医学领域，最初系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性及成本费用高等原因使其在工业无损检测中的应用受限，随着电子技术和计算机技术的发展，超声相控阵技术逐渐用于工业无损检测，尤其是在核工业与航空航天领域取得了很多技术上的突破，并越来越广泛地应用于锅炉、压力容器、轨道交通、航空航天的无损检测。常规的超声检测通常采用一个压电晶片来产生超声波，一个压电晶片只产生一个固定的声束，其声束传播是预先设定的，在固定材料中不能变更；超声相控阵技术则采用了多个压电晶片，这种晶片排列称为阵列，阵列中的每一个晶片称为阵元，阵列晶片组辐射的总能量形成超声束。通过控制阵列中各阵元的激励（或接受）脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射（或接受）声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方面的变化，达到检测的目的。关于超声无损检测市场根据市场咨询机构Markets and Markets研究报告显示，2018年全球无损检测市场（NDT）容量约为83亿美元，预计到2024年全球市场规模将达到126亿美元，其中超声检测将占据最大比例的市场份额。2016年超声检测（UT）市场容量为24.4亿美元，预计2022年超声检测市场规模增长至39.3亿美元，2016年至2022年的年复合增长率为8.3%。（数据来源：Markets and Markets）当前美国是超声无损检测市场消费额最高的国家，2015年约占全球无损检测仪器市场的35.6%；其次是欧洲，占据了整个市场容量的26.5%左右。近年来，由于亚太地区基础设施的快速发展和制造业自动化水平的持续提升，中国、印度、日本和韩国等国家已经成为全球无损检测市场的主要增长区域，约占整个市场容量的24.2%。（数据来源：Markets and Markets）随着我国传统产业的转型升级，新兴行业保持高速发展，新材料、新结构和新工业不断涌现，对无损检测行业提供持续发展机遇。与此同时，虽然国内企业总体水平和综合实力有了很大程度的提高，在无损检测基础理论、技术开发、仪器设计和研制及产品应用等方面都已在世界占有重要一席。但在一些高端无损检测仪器制造方面，与欧美等发达国家仍存在一定差距，如在全聚焦相控阵超声检测的应用领域方面，仍然大量采用进口的国际品牌。根据中国海关统计相关数据，2017 年至 2020 年我国进口的无损检测设备（不包含探头和配件）情况如下：从上表可以看出，受超声波探伤检测仪进口额逐年快速上升的影响，我国无损检测设备近年来进口额呈持续上升趋势，其中超声波探伤检测仪进口额占无损检测设备的比例总体逐年上升，2017年至2020年的占比分别为43.68%、45.28%、50.66%和 46.98%。具体从超声无损检测仪来看，根据中国海关统计相关数据，2017年至2020年，我国超声波探伤检测仪（海关编码：90318031, 不包含探头和配件）进口金额分别达48,928.02万元、68,534.43万元、83,382.45万元和 69,819.16万元，进口额总体逐年快速上升，国产进口替代市场空间广阔。关于超声无损检测仪器企业总体而言，目前专门从事超声无损检测仪器研发、生产和销售的公司相对较少，国外主要以奥林巴斯、美国贝克休斯、英国声纳、美国捷特、法国M2M等为主，国内则包括汕超研究所、超声电子、中科创新、多浦乐等。奥林巴斯（Olympus Corporation）成立于1919年，是一家全球性的世界精密光学技术企业，业务领域包括映像领域、医疗领域和生命科学领域等。目前已在日本东京证券交易所、德国慕尼黑证券交易所、柏林证券交易所和美国OTC市场等多地上市，股票代码均为OOPT。奥林巴斯旗下的无损检测子公司（Olympus NDT）可为用户提供品类齐全的超声/涡流探伤设备系列产品，具体包括探伤仪、手持测厚仪、探头、棒材和管材检测系统、NDT系统的仪器设备和工业扫查器。据奥林巴斯2019年4月至2020年3月财年报告，其无损检测设备全球市场占有率为30-40%，竞争对手为贝克休斯。贝克休斯（Baker Hughes）成立于1982年，为全球石油开发和加工工业提供产品和服务的大型企业。贝克休斯系纽约证券交易所上市公司，股票代码为BKR。2016年，通用电气（GE）将其下属油气业务部分（含检测技术公司GE Inspection Technologies）与贝克休斯合并，成为全球第二大油服企业。贝克休斯为无损检测全球领导者，提供优质的无损检测解决方案和服务，其产品包括超声检测设备、涡流检测设备、射线照相系统和高清远程视觉检测等。 英国声纳（Sonatest）成立于1958年，在超声产品无损检测设备及附件的制造和生产都处于全球领先地位，具体产品包含超声波探伤仪、测厚仪、相控阵探伤仪和探头等，主要适用于高衰减材料检测、焊缝、腐蚀检测、大锻件、大铸件、高衰减和非金属材料探伤。英国声纳的下游客户包括波音公司、空中客车、壳牌石油、E.ON电网和网络铁路等国际知名企业。美国捷特（Zetec）始于1968年，是美国罗珀科技公司旗下的子公司，是全球无损检测解决方案的领军企业之一，在加拿大魁北克市设有全球工程和制造中心，并在美国西雅图设有公司总部。美国捷特无损检测产品可以分为超声检测和涡流检测两大系列，具体包括超声检测仪器/软件/检测探头和楔块和涡流检测设备/软件/探头等产品种类，下游客户覆盖电力行业、石油和天然气行业、航空航天、汽车制造、军工、铁路以及重工业和制造业。法国M2M为国际知名数字超声相控阵与涡流设备设计与制造商，由法国原子能委员会（CEA）于2003年设立，总部位于法国巴黎，2008年被Eddyfi Technologies收购。Eddyfi Technologies为世界知名NDT检测科技公司，致力于为航空航天、能源、采矿、发电和运输行业等提供检测设备、软件、传感器等多 元化服务。汕超研究所成立于1982年，位于广东省汕头市。汕超研究所主营业务为医用超声显像诊断系统、医用X射线影像系统、无损检测设备等的研发、生产和销售，是国内医用超声诊断设备领域的知名企业。超声电子成立于1997年，是以电子元器件及超声电子仪器为主要产品的高新技术企业，主要从事印制线路板、液晶显示器及触摸屏、超薄及特种覆铜板、超声电子仪器的研制、生产和销售。超声电子为A股上市公司，股票代码000823，2020年营业收入51.69亿元，其中超声电子仪器的销售额为6,413.85万元。超声电子创建的“汕头”牌系列产品，能够提供丰富多样的医用超声诊断系统和无损检测设备。中科创新成立于2003年，位于湖北武汉市，公司产品主要包括便携式超声波探伤仪和多通道自动化检测设备，并可以为特殊市场用户提供量身定制的个性化服务，一直致力于为钢铁、机械装备制造、特种设备、石油化工、轨道交通、航空航天、船舶制造、电力能源等行业提供超声波无损检测应用解决方案和技术服务。多浦乐成立于2008年，聚焦无损检测设备的研发、生产和销售，致力于为客户提供超声无损检测专业解决方案及检测仪器产品，属国家认定的高新技术企业之一。多浦乐是国内首家推出高性能超声相控阵检测设备的企业，Phascan超声相控阵检测仪于2014年被评为国家重点新产品，并于2017年成为首台中国特检院举办相控阵超声培训所使用的国产检测设备，亦为首台经过中国特检院测试认证的超声相控阵检测设备。多浦乐2020营业收入1.28亿元。

防疫抗疫，病毒检测是关键环节。目前主要手段有两种，一是常规核酸检测，二是抗原快速测试。前者准确率高，但检测时间相对长且需要在实验室完成检测；后者检测速度很快，但准确率相对较低。那是否有一种方法，既可以保证新冠病毒检测的准确率，又能保证检测的效率，而且成本非常可控？答案是，这种发明已经出现了！4月12日，香港理工大学公布一项研究成果——便携式新冠病毒核酸检测仪。香港理工大学介绍称，2020年，在香港特区政府食物及卫生局的支持下，理大的跨学科研究团队获医疗卫生研究基金（Health and Medical Research Fund）拨款逾270万港元开展该检测仪的研究。在过去一年半，团队利用反转录恒温环状扩增法（RT-LAMP）及金纳米粒子（作为核酸扩增显示剂），成功进行精准的新冠病毒检测。临床样本测试结果与反转录聚合酶连锁反应（RT-PCR）标准完全吻合。据了解，该检测仪可同时放置六个样本，撇除两个阳性及阴性对照样本之外，可同时检测最多四个样本。采集样本后，即可使用检测仪在现场进行检测，无需将样本送回实验室。该仪器会创造摄氏65度的恒温状态，其内置的光学装置，能侦测到金纳米粒子的沉淀情况（阳性样本会沉淀，而阴性样本会保持分散）。相关数据会通过蓝牙即时传送到手机，并以软件进行分析并显示结果。由香港理工大学研发的“便携式新冠病毒检测仪”体积轻巧，仅重约2.4公斤，体积为21厘米×21厘米×10.5厘米，且配备内置电源，充电后便可使用，方便于实验室以外的环境操作。香港理工大学供图。在10至20分钟之间，荧幕上显示的光学数据若呈现上升趋势，即代表该样本为阳性，数据上升速度愈快代表样本的病毒含量愈高，这意味着在25分钟内，可以确认阳性样本，而整个检测约40分钟内完成，检测结果凭肉眼就可以辨识！带领该项研究的香港理工大学医疗科技及资讯学系教授及系主任叶社平教授指出︰“研究的关键在于金纳米粒子显示剂，透过我们研发的检测仪进行的检测，其灵敏度及特异度均能达致100%，与现时新冠病毒核酸检测的‘黄金标准’看齐。”阳性样本（右）的金纳米粒子会沉淀，而阴性样本（左）会保持分散，检测结果可凭肉眼辨识 香港理工大学供图检测仪另一特点，是可于实验室以外的环境操作，且配备内置电源，充电后便可使用，并能在采样后即场完成整个检测程序。团队成员理大生物医学工程学系副教授及副系主任李铭鸿博士解释︰“团队所作的环境样本测试，已成功利用恒温环状扩增法，不用另外萃取核酸，倍大核酸用作检测，大大缩短检测时间，不必使用实验室内的大型核酸检测仪器，在体积细小的检测仪内已能做到准确的核酸检测。即使病毒量低，精准度也不受影响。团队快将展开以人类的原样本（未有萃取核酸）进行的测试。”成本更低适合方舱、口岸、学校、商场等多个场景病毒检测技术比较 参考资料：香港理工大学李铭鸿博士表示，检测仪除了可用于检测人类及环境样本，还能检测不同的病毒和细菌（配合相应引子）。团队表示，希望将研究成果转移，与业界合作将技术在社区普及应用，特别是一些需要在短时间内得到准确检测结果的地方，例如机场、方舱、安老院舍、诊所、口岸、餐厅、商场、学校、体育及康乐设施等，加强个人及环境卫生管理之余，亦有助相关机构制定适切的防控策略，减低社区感染风险。研究团队透露称，该检测仪还未进入量产阶段，难以计算实际成本，但估计新技术的成本更便宜，目前正与一间国际检测机构接洽，希望在上述应用场景普及应用。香港理工大学副校长（研究及创新）赵汝恒教授 (中) 对由医疗科技及资讯学系教授及系主任叶社平教授（左一）及生物医学工程学系副教授及副系主任李铭鸿博士（右一）带领的研究项目─“便携式新冠病毒检测仪”感到鼓舞。香港理工大学供图至于在户外检测会否增加样本受污染风险，研究团队表示，任何检测方法都有受污染风险，因此需专业化验人员进行。李铭鸿补充，样本放进仪器后毋须再打开盖，在密封情况下，污染风险非常低。他认为，若疫情回落至个位数，反而需要灵敏度较高的检测技术，防止病毒量低的患者流入社区，导致疫情再度爆发。至于便携式检测仪将来会否全面取代目前常用的核酸检测，港媒香港01报道称，叶社平教授认为虽然理论上可取代常规核酸检测方法，但两者的关系更应是“取长补短”。香港理工大学副校长（研究及创新）赵汝恒教授对此次研究的成果感到鼓舞，他表示︰“感谢食物及卫生局对理大的信任，透过医疗卫生研究基金拨款，让理大得以发挥跨学科的力量，全力支援和配合政府的抗疫工作，并将研究成果转化应用，惠及社群。”

增材制造金属作为新一代“高设计自由度”材料，虽具有传统铸轧工艺无法比拟的优势，但其长期服役疲劳性能仍有不足。航空发动机、燃气轮机和高铁等关键零件，在服役过程中承受107~1010及以上的循环载荷，材料微结构敏感性显著增强，实验寿命分散性大，传统基于疲劳极限（107）的疲劳强度与寿命设计理论不再适用。因此研究增材制造金属材料的超高周疲劳（VHCF）失效机理，建立量化内部缺陷和微结构的超高周疲劳裂纹萌生/扩展理论框架具有重要的科学意义和工程应用价值。增材制造金属超高周疲劳裂纹通常萌生于内部缺陷，裂纹萌生阶段通常占总寿命的95%以上。对于内部裂纹尚无合适的原位观测手段捕捉纳米级的裂纹长度变化，同时由于缺陷尺寸与晶粒在同一数量级，材料的各向同性假设不再适用。在理论层面，现有循环内聚区模型难以处理低于应力强度因子阈值的损伤演化，同时塑性变形和损伤是历史相关的内变量，现有数值模拟方法无法处理超高周次的循环载荷数。本研究旨在发展考虑材料微结构的超高周裂纹萌生/扩展机理的力学模型及超高周次循环载荷下的数值加速等效方法。本研究建立了耦合的晶体塑性/循环内聚区模型，引入单元通信机制，建立裂纹萌生演化准则，提出适用于超高周疲劳载荷的加速算法，对增材制造铝合金疲劳裂纹萌生和扩展过程进行预测，并通过实验验证了该方法的有效性。主要成果如下：（1）捕捉到了超高周疲劳早期的裂纹萌生/扩展过程。揭示了增材制造铝合金的VHCF裂纹萌生/扩展机理，建立了1:1还原实验的缺陷、晶粒织构和载荷条件的有限元模型。图1 (a)早期裂纹捕捉，(b)由内部缺陷诱发的次生裂纹，(c)早期裂纹形貌，对应载荷循环数3.63×108，(d)有限元模型及边界条件，(e)内聚区单元网络，(f)缺陷附近的内聚区单元（2）构建了超高周疲劳裂纹萌生及扩展的理论框架。首次将裂纹萌生过程中实体单元计算得到的晶体滑移内变量作为损伤参量引入内聚区模型，建立裂纹萌生和扩展准则，提出了基于向前欧拉法和频率等效的加速算法，实现超高周疲劳裂纹萌生和扩展的全过程模拟，很好地模拟了裂纹萌生早期缺陷附近最大激活滑移系的演化。图2 裂纹萌生早期缺陷附近最大激活滑移系的演化(a) N=1×104, (b) N=5×105, (c) N=2.5×106, (d) N=4.5×106, (e) N=6.5×106, (f) N=8.5×106（3）验证了模型在超高周疲劳载荷下的有效性。计算结果表明由于裂纹表面的相互挤压，裂纹面附近产生大量高局部累积塑性区，有力地支撑了大数往复挤压模型（NCP）所预测的FGA细晶区形成机理。同时模型可以有效地计算裂纹闭合效应，预测的裂纹扩展速率与实验结果吻合很好。图3 模型验证：(a)KAM图, (b)计算结果, (c)裂纹扩展速率该研究成果近期以“A framework to simulate the crack initiation and propagation in very-high-cycle fatigue of an additively manufactured AlSi10Mg alloy”为题，发表在固体力学旗舰期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2023,175, 105293上(https://doi.org/10.1016/j.jmps.2023.105293)，论文作者为中国科学院力学研究所孙经雨、钱桂安、洪友士等人。该项研究工作得到了国家自然科学基金（12002185，12272377，12072345，11932020）的资助。

复合材料的微裂纹和断裂力学一直是困扰科研人员的难题， 对于类似金属材料的断裂力学研究已经有了丰硕的成果；但是复合材料的断裂力学机理和过程， 一直没有较好的测试技术和设备商品化， 贝斯特公司的研发人员通过多年的科研经验和创新的工作， 开发了碳纤维复合材料微裂纹动力学测试技术， 通过该技术可以在线原位扫描样品在外力作用下，内部裂纹的扩展机理和动力学；为科研人员提供一臂之力。 此系统主要由Nano系列动态试验机和原位扫面测试系统、多通道控制系统和专业软件组成。 涡流检测原理：通过感应磁场和微裂纹相关性测试碳纤维复合材料的裂纹动力学。 由于导电材料不均匀会导致磁导率、电导率不同，使涡流流通路径发生改变，导致涡流的大小、相位发生改变。如果被检测件存在缺陷(如表面裂纹)，则会阻碍涡流流过，因涡流只能存在于导体材料中，故导致涡流流通路径的畸变，最终影响涡流磁场，使得涡流强度降低。 构造配置： 技术参数：* 400x400毫米扫描区域* 探针直径1 & 3 mm* 速度Up to 100 mm/s, 同步数据采集up to 5 kHz* 样品厚度 t 8 mm* 3-轴位置控制 X, Y旋转编码器； Z 激光位置反馈* 作为独立的完全集成 “工作站”测试系统控制器。独立的扫描应用* 单通道输出信号，整流直流(0-10V)* X, Y &与负载、行程、应变等信号的记录* 轴向和横向的合规性应用：

2015年2月，国内著名橡胶研究机构——北京化工大学材料学院弹性体先进材料研究中心，成功引进和使用法国Metravib公司的橡胶裂纹扩展专业测试设备DMA+1000。 基于DMA+NG系列宽力值、宽频率动态热机械分析仪(DMA)的测试平台,由国际轮胎生产巨头米其林公司和国际最大DMA专业制造商 - 法国Metravib公司共同研发的专门用于橡胶裂纹扩展测试的全新功能。配置了裂纹扩展单元的DMA不仅可以实现对材料粘弹性能、疲劳性能的评估，还可以评估橡胶材料在不同温度、不同加载模式、不同气氛等条件下的裂纹扩展行为。 本次合作为北京化工大学和仪尊科技的再次合作，化工大学的第一台Metravib公司的DMA已使用将近十年，深得专家和学者们的重视和好评。本次装机仪尊公司安排了法国Metravib公司的专家进行现场培训和指导，详细讲解设备使用方法和研究领域。 今后，仪尊公司将继续携最先进最优秀的技术和测试设备，给予用户们最好的体验，期待与您的合作！

截止2013年12月17日，长春机械院慢拉伸应力腐蚀试验机组在中船重工725所得到了成功应用，725所成功获得第一批舰船材料应力腐蚀试验对比数据，该数据复合科研预期。慢拉伸预裂纹（恒载荷）应力腐蚀试验机主要用在检测、研究金属材料在极慢的拉应力和腐蚀介质环境双重作用下的力学性能。还可以用于模拟受恒拉伸力零件在腐蚀环境中的抗腐蚀情况，进行恒载荷预裂纹应力腐蚀试验，检测、研究金属材料在恒拉伸应力和腐蚀介质环境双重作用下的破坏性能。该试验机主机加载机架采用TPHS式双立柱框架组合结构，传动平稳、反应灵敏，速度范围极宽，既能实现以极慢的拉伸速度对试样加载，又具有较快的速度，便于调整试验空间装夹试样。整机采用高精度电子测量，机电伺服加载、数字控制器及计算机控制，具有技术先进、精度高、性能可靠，长时稳定等特点。该试验机配用我院独有的筒形腐蚀容器设计，容器可加热水浴，容器内腐蚀介质温度可控，试验时试样贯穿筒形腐蚀容器，试验操作方便、数据精确。中船重工725所是我国专业从事舰船材料研制和工程应用研究的军工研究所，拥有船体结构材料、有色金属材料、非金属材料、腐蚀与防护技术、特种材料、焊接工艺、自然环境试验等多个重点研究领域，是我国舰船装备发展的中坚力量。目前长春机械院与中船重工725所开展的战略合作，已经结出硕果，这必将推动我国船舶事业的发展；希望长春机械院还要加强院所合作，为维护我国海洋权益，把我国建设成一个新型的海洋大国而贡献自己的力量。关注:【长春机械院】微信号:cimachtest

2021年2月，日本汽车零部件巨头曝大规模造假，约有11.4万件产品存在伪造刹车装置及其零部件的检查数据，引发网友热议和消费者信任危机。为帮助汽车零部件生产、质控与研究人员及时发现零部件缺陷，避免不合格产品流向市场，本文在上篇介绍汽车零部件缺陷类型及危害的基础上，详细阐述汽车零部件的常用缺陷鉴别技术。一、金相检测技术金相分析技术是失效分析中最重要的方法，主要分为以下几个方面：低倍组织缺陷评定锻造流线检测分析样件显微组织是否符合标准/预期要求评定非金属夹杂物级别测定晶粒度脱碳层检测渗碳层检测判断裂纹类型（淬火裂纹？锻造裂纹？）确定裂纹扩展方式（穿晶？沿晶？）.......案例1：金相检测实例——低温冲击功不合格原因分析以下钢板的3个试样中，一个试样低温冲击功不合格，而其他两个试样合格。检测人员通过观察其冲击试样金相组织，发现钢板在板厚发现存在严重的珠光体条带现象，这是造成低温冲击性能不达标和冲击性能值波动较大的主要原因。二、无损检测——（重点介绍X射线无损检测技术）无损检测采用传统的射线照相检测（RT)、射线数字成像检测（DR)及机算机断层扫描技术（CT)技术，在对被检测物体无损伤的条件下，以平面叠加投影或二维断层图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况。射线检测技术在缺陷表征中的应用主要有以下5个方面：（1）缺陷的识别（2）缺陷尺寸测量（3）三维重建及缺陷提取（可以对材料内部缺陷三维重构，表征缺陷形状和分布）（4）不拆解情况下内部结构分析（5）不拆解情况下装配分析三、化学成分分析材料化学成分分析主要用于排查设计选材是否不当，存在以次充优或以假乱真。四、力学性能为什么要做力学性能测试？（1）根据失效分析的目的、要求及可能性，对硬度、室温拉伸、冲击、弯曲、压扁、疲劳及高温下的力学性能等进行测定（不破坏主要失效特征）；（2）评定失效件的工艺与材质是否符合要求；（3）获得材料抵抗变形或断裂的临界值。力学性能不合格的常见原因：（1）热处理工艺不当；（2）取样位置或取样方式不当；（3）材料偏析严重。五、断口分析技术（断口分析三板斧）通过断口的形态分析，可以研究断裂的一些基本问题：如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。因此，断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。断口记录了从裂纹萌生、扩展直到断裂的全过程，是全信息的。断口可以说是断裂故障的“第一裂纹”，而其他裂纹可能是第二甚至第三生成的。第一与第二裂纹的模式、原因和机理有时是相同的，有时是不同的，也就是说裂纹有可能只记录了断裂后期的信息，因此断口分析在断裂事故分析中具有核心的地位和作用。断口有时是断裂失效（事故）唯一的“物证”，人证有时是不可靠的，只能作为辅助信息或证据。利用现代分析技术和方法，断口包含的信息是可以“破译＂的，析断口可以获取失效的信息。如何进行断口分析？第一板斧：按图索骥提供典型断口宏观照片，学习断口形貌特征，可以独立判断断口类型。第二板斧：顺藤摸瓜寻找到断裂的源头是整个分析的重中之重，否则后期的分析将成为无本之本。第三板斧：一叶知秋从一片树叶的掉落，可以预知秋天的到来。断口的微观和宏观信息也同样存在一定联系，通过断口微观特征观察也可以进一步验证宏观检查的判断结果。综上，断口分析技术可以归纳为以下三点：按图索骥，预判断口类型；顺藤摸瓜，寻找断裂源头；一叶知秋，微观佐证宏观。作者简介：潘安霞：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司失效分析高级工程师，现任全国机械工程学会失效分析分会委员、中国中车技术专家，中车计量理化培训讲师，主要从事轨道交通行业齿轮、紧固件、弹簧等关键零部件失效分析研究工作，著有《紧固件失效分析与案例》。拓展阅读：中车戚墅堰所试验检测中心：汽车零部件缺陷类型及危害

p　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong金属材料化学成分分析/strong/span/pp　　GB/T 222—2006钢的成品化学成分允许偏差/pp　　GB/T 223.X系列钢铁及合金X含量的测定/pp　　GB/T 4336—2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)/pp　　GB/T 4698.X系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X量的测定/pp　　GB/T 5121.X系列铜及铜合金化学分析方法第X部分：X含量的测定/pp　　GB/T 5678—1985铸造合金光谱分析取样方法/pp　　GBT 6987.X系列铝及铝合金化学分析方法& #823& #823/pp　　GB/T 7999—2007铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法/pp　　GB/T 11170—2008不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)/pp　　GB/T 11261—2006钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线测定方法/pp　　GB/T 13748.X系列镁及镁合金化学分析方法第X部分X含量测定& #823& #823/pp　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong金属材料物理冶金试验方法/strong/span/pp　　GB/T 224—2008钢的脱碳层深度测定法/pp　　GB/T 225—2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验)/pp　　GB/T 226—2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法/pp　　GB/T 227—1991工具钢淬透性试验方法/pp　　GB/T 1954—2008铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法/pp　　GB/T 1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图/pp　　GB/T 1814—1979钢材断口检验法/pp　　GB/T 2971—1982碳素钢和低合金钢断口检验方法/pp　　GB/T 3246.1—2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第1部分显微组织检验方法/pp　　GB/T 3246.2—2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分低倍组织检验方法/pp　　GB/T 3488—1983硬质合金显微组织的金相测定/pp　　GB/T 3489—1983硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定/pp　　GB/T 4236—1984钢的硫印检验方法/pp　　GB/T 4296—2004变形镁合金显微组织检验方法/pp　　GB/T 4297—2004变形镁合金低倍组织检验方法/pp　　GB/T 4334—2008金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法/pp　　GBT 4335—2013低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法/pp　　GB/T 4334.6—2015不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法/pp　　GB/T 4462—1984高速工具钢大块碳化物评级图/pp　　GB/T 5058—1985钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法)/pp　　GB/T 5168—2008α-β钛合金高低倍组织检验方法/pp　　GB/T 5617—2005钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定/pp　　GB/T 8359—1987高速钢中碳化物相的定量分析X射线衍射仪法/pp　　GB/T 8362—1987钢中残余奥氏体定量测定X射线衍射仪法/pp　　GB/T 9450—2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核/pp　　GB/T 9451—2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定/pp　　GB/T 10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法/pp　　GB/T 10851—1989铸造铝合金针孔/pp　　GB/T 10852—1989铸造铝铜合金晶粒度/pp　　GB/T 11354—2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验/pp　　GB/T 13298—2015金属显微组织检验方法/pp　　GB/T 13299—1991钢的显微组织检验方法/pp　　GB/T 13302—1991钢中石墨碳显微评定方法/pp　　GB/T 13305—2008不锈钢中α-相面积含量金相测定法/pp　　GB/T 13320—2007钢质模锻件金相组织评级图及评定方法/pp　　GB/T 13825—2008金属覆盖层黑色金属材料热镀锌单位面积称量法/pp　　GB/T 13912—2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀层技术要求及试验方法/pp　　GB/T 14979—1994钢的共晶碳化物不均匀度评定法/pp　　GB/T 15711—1995钢材塔形发纹酸浸检验方法/pp　　GB/T 30823—2014测定工业淬火油冷却性能的镍合金探头试验方法/pp　　GB/T 14999.1—2012高温合金试验方法第1部分：纵向低倍组织及缺陷酸浸检验/pp　　GB/T 14999.2—2012高温合金试验方法第2部分：横向低倍组织及缺陷酸浸检验/pp　　GB/T 14999.3—2012高温合金试验方法第3部分：棒材纵向断口检验/pp　　GB/T 14999.4—2012高温合金试验方法第4部分：轧制高温合金条带晶粒组织和一次碳化物分布测定/pp　　YB/T 4002—2013连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "金属材料力学性能试验方法/span/strong/pp　　GB/T 228.1—2010金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法/pp　　GB/T 228.2—2015金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法/pp　　GB/T 229—2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法/pp　　GB/T 230.1—2009金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)/pp　　GB/T 231.1—2009金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法/pp　　GB/T 232—1999金属材料弯曲试验方法/pp　　GB/T 233—2000金属材料顶锻试验方法/pp　　GB/T 235—2013金属材料薄板和薄带反复弯曲试验方法/pp　　GB/T 238—2013金属材料线材反复弯曲试验方法/pp　　GB/T 239.1—2012金属材料线材第1部分：单向扭转试验方法/pp　　GB/T 239.2—2012金属材料线材第2部分：双向扭转试验方法/pp　　GB/T 241—2007金属管液压试验方法/pp　　GB/T 242—2007金属管扩口试验方法/pp　　GB/T 244—2008金属管弯曲试验方法/pp　　GB/T 245—2008金属管卷边试验方法/pp　　GB/T 246—2007金属管压扁试验方法/pp　　GB/T 1172—1999黑色金属硬度及强度换算值/pp　　GB/T 2038—1991金属材料延性断裂韧度JIC试验方法/pp　　GB/T 2039—2012金属材料单轴拉伸蠕变试验方法/pp　　GB/T 2107—1980金属高温旋转弯曲疲劳试验方法/pp　　GB/T 2358—1994金属材料裂纹尖端张开位移试验方法/pp　　GB/T 2975—1998钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备/pp　　GB/T 3075—2008金属材料疲劳试验轴向力控制方法/pp　　GB/T 3250—2007铝及铝合金铆钉线与铆钉剪切试验方法及铆钉线铆接试验方法/pp　　GB/T 3251—2006铝及铝合金管材压缩试验方法/pp　　GB/T 3252—1982铝及铝合金铆钉线与铆钉剪切试验方法/pp　　GB/T 3771—1983铜合金硬度和强度换算值/pp　　GB/T 4156—2007金属材料薄板和薄带埃里克森杯突试验/pp　　GB/T 4158—1984金属艾氏冲击试验方法/pp　　GB/T 4160—2004钢的应变时效敏感性试验方法(夏比冲击法)/pp　　GB/T 4161—2007金属材料平面应变断裂韧度KIC试验方法/pp　　GB/T 4337—2008金属材料疲劳试验旋转弯曲方法/pp　　GB/T 4338—2006金属材料高温拉伸试验方法/pp　　GB/T 4340.1—2009金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法/pp　　GB/T 4340.2—2012金属材料维氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准/pp　　GB/T 4340.3—2012金属材料维氏硬度试验第3部分：标准硬度块的标定/pp　　GB/T 4341.1—2014金属材料肖氏硬度试验第1部分：试验方法/pp　　GB/T 5027—2007金属材料薄板和薄带塑性应变比(r值)的测定/pp　　GB/T 5028—2008金属材料薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)的测定/pp　　GB/T 5482—2007金属材料动态撕裂试验方法/pp　　GB/T 6398—2000金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法/pp　　GB/T 6400—2007金属材料线材和铆钉剪切试验方法/pp　　GB/T 7314—2005金属材料室温压缩试验方法/pp　　GB/T 7732—2008金属材料表面裂纹拉伸试样断裂韧度试验方法/pp　　GB/T 7733—1987金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法/pp　　GB/T 10120—2013金属材料拉伸应力松弛试验方法/pp　　GB/T 10128—2007金属材料室温扭转试验方法/pp　　GB/T 10622—1989金属材料滚动接触疲劳试验方法/pp　　GB/T 10623—2008金属材料力学性能试验术语/pp　　GB/T 12347—2008钢丝绳弯曲疲劳试验方法/pp　　GB/T 12443—2007金属材料扭应力疲劳试验方法/pp　　GB/T 12444—2006金属材料磨损试验方法试环-试块滑动磨损试验/pp　　GB/T 12778—2008金属夏比冲击断口测定方法/pp　　GB/T 13239—2006金属材料低温拉伸试验方法/pp　　GB/T 13329—2006金属材料低温拉伸试验方法/pp　　GB/T 14452—1993金属弯曲力学性能试验方法/pp　　GB/T 15248—2008金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法/pp　　GB/T 15824—2008热作模具钢热疲劳试验方法/pp　　GB/T 16865—2013 变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法/pp　　GB/T 17104—1997金属管管环拉伸试验方法/pp　　GB/T 17394.1—2014金属材料里氏硬度试验第1部分试验方法/pp　　GB/T 17394.2—2012金属材料里氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准/pp　　GB/T 17394.3—2012金属材料里氏硬度试验第3部分：标准硬度块的标定/pp　　GB/T 17394.4—2014金属材料里氏硬度试验第4部分硬度值换算表/pp　　GB/T 17600.1—1998钢的伸长率换算第1部分：碳素钢和低合金钢/pp　　GB/T 17600.2—1998钢的伸长率换算第2部分奥氏体钢/pp　　GB/T 26077—2010金属材料疲劳试验轴向应变控制方法/pp　　GB/T 22315—2008金属材料弹性模量和泊松比试验方法/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "金属材料无损检测方法/span/strong/pp　　GB/T 1786—2008锻制圆饼超声波检验方法/pp　　GB/T 2970—2004厚钢板超声波检验方法/pp　　GB/T 3310—1999铜合金棒材超声波探伤方法/pp　　GB/T 4162—2008锻轧钢棒超声检测方法/pp　　GB/T 5097—2005无损检测渗透检测和磁粉检测观察条件/pp　　GB/T 5126—2001铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法/pp　　GB/T 5193—2007钛及钛合金加工产品超声波探伤方法/pp　　GB/T 5248—2008铜及铜合金无缝管涡流探伤方法/pp　　GB/T 5616—2014无损检测应用导则/pp　　GB/T 5777—2008无缝钢管超声波探伤检验方法/pp　　GB/T 6402—2008钢锻件超声检测方法/pp　　GB/T 6519—2013变形铝、镁合金产品超声波检验方法/pp　　GB/T 7233.1—2009超声波检验第1部分：一般用途铸钢件/pp　　GB/T 7233.2—2010铸钢件超声检测第2部分：高承压铸钢件/pp　　GB/T 7734—2004复合钢板超声波检验/pp　　GB/T 7735—2004钢管涡流探伤检验方法/pp　　GB/T 7736—2008钢的低倍缺陷超声波检验法/pp　　GB/T 8361—2001冷拉圆钢表面超声波探伤方法/pp　　GB/T 8651—2002金属板材超声波探伤方法/pp　　GB/T 8652—1988变形高强度钢超声波检验方法/pp　　GB/T 9443—2007铸钢件渗透检测/pp　　GB/T 9445—2015无损检测人员资格鉴定与认证/pp　　GB/T 10121—2008钢材塔形发纹磁粉检验方法/pp　　GB/T 11259—2015无损检测超声检测用钢参考试块的制作和控制方法/pp　　GB/T 11260—2008圆钢涡流探伤方法/pp　　GB/T 11343—2008无损检测接触式超声斜射检测方法/pp　　GB/T 11345—2013焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定/pp　　GB/T 11346—1989铝合金铸件X射线照相检验针孔(圆形)分级/pp　　GB/T 12604.1—2005无损检测术语超声检测/pp　　GB/T 12604.2—2005无损检测术语射线照相检测/pp　　GB/T 12604.3—2005无损检测术语渗透检测/pp　　GB/T 12604.5—2008无损检测术语磁粉检测/pp　　GB/T 12604.6—2008无损检测术语涡流检测/pp　　GB/T 12604.7—2014无损检测术语泄漏检测/pp　　GB/T 12604.8—1995无损检测术语中子检测/pp　　GB/T 12604.9—2008无损检测术语红外检测/pp　　GB/T 12604.10—2011无损检测术语磁记忆检测/pp　　GB/T 12604.11—2015无损检测术语X射线数字成像检测/pp　　GB/T 12605—2007无损检测金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测/pp　　GB/T 12966—2008铝合金电导率涡流测试方法/pp　　GB/T 12969.1—2007钛及钛合金管材超声波探伤方法/pp　　GB/T 12969.2—2007钛及钛合金管材涡流探伤方法/pp　　GB/T14480.1—2015无损检测仪器涡流检测设备第1部分:仪器性能和检验/pp　　GB/T 14480.2—2015无损检测仪器涡流检测设备第2部分:探头性能和检验/pp　　GB/T 14480.3—2008无损检测涡流检测设备第3部分系统性能和检验/pp　　GB/T 15822.1—2005无损检测磁粉检测第1部分：总则/pp　　GB/T 15822.2—2005无损检测磁粉检测第2部分检测介质/pp　　GB/T 15822.3—2005无损检测磁粉检测第3部分设备/pp　　GB/T 18694—2002无损检测超声检验探头及其声场的表征/pp　　GB/T 18851.1—2005无损检测渗透检测第1部分总则/pp　　GB/T 18851.2—2008无损检测渗透检测第2部分：渗透材料的检验/pp　　GB/T 18851.3—2008无损检测渗透检测第3部分：参考试块/pp　　GB/T 18851.4—2005无损检测渗透检测第4部分设备/pp　　GB/T 18851.5—2005无损检测渗透检测第5部分验证方法/pp　　GB/T 19799.1—2005无损检测超声检测1号校准试块/pp　　GB/T 19799.2—2005无损检测超声检测2号校准试块/pp　　GB/T 23911—2009无损检测渗透检测用试块/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "金属材料腐蚀试验方法/span/strong/pp　　GB/T 1838—2008电镀锡钢板镀锡量试验方法/pp　　GB/T 1839—2008钢产品镀锌层质量试验方法/pp　　GB/T 10123—2001金属和合金的腐蚀基本术语和定义/pp　　GB/T 13303—1991钢的抗氧化性能测定方法/pp　　GBT 15970.X系列金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第X部分/ppbr//p

3月15日，往来大阪和杭州的航班都在萧山机场正常起降，但记者发现，无论是入境的还是出境的旅客人数，都比前一次有所减少。据了解，3月15日从日本大阪来杭州的人数为86人，而从杭州去大阪的人数只有56人。　　对于入境检查，浙江出入境检验检疫局说，3月13日开始，他们开始使用便携式放射性检测仪，对来自日本的航班、船舶等内外进行监测。据了解，目前，日本发生核泄漏事故以来，日本飞来杭州萧山国际机场的3架航班均未发现核辐射超标情况。　　3月15日，记者联系了上海机场，他们说，日本地震后，除日本福岛机场、仙台机场受灾害影响无法正常运行外，浦东、虹桥两机场与日本东京成田、羽田机场、大阪关西机场等机场间的航班已逐步恢复正常往返。　　此外，据记者了解，东京飞回国内的机票日前非常紧俏。“未来这几天的票都没了。”在东京留学的王同学通过网络告诉本报记者，机场聚集了不少人，许多人都没有机票，也不知道飞机能不能正常起飞，本来打算回程的时间，也变成了未知的“待定”。在上海的一名机票代购人员告诉记者，目前从日本东京飞往上海的机票，已经达到1.1万元~1.3万元(人民币)/张，而且还很不好弄，需要通过“关系”，有的地方机票甚至卖到了2万元一张，而按照正常的价格，在上海办理(上海―东京)的往返票也只要4000多元。

便携式四合一气体检测仪是一种高效、便捷的安全检测工具，被广泛应用于需要实时监测多种有害或可燃气体浓度的环境中，如化工、石油、燃气、矿山、消防、环保及科研等领域。这款设备之所以被称为“随走随测的安全卫士”，主要基于以下几个方面的特点：　　1.多功能性：四合一气体检测仪通常能够同时检测四种不同类型的气体，包括但不限于可燃气体（如甲烷、氢气）、有毒气体（如一氧化碳、硫化氢）、氧气浓度以及可能存在的其他有毒有害气体（如二氧化碳、氯气等），确保全面覆盖可能遇到的各种风险。　　2.便携性：设备设计紧凑、轻便，便于携带和操作，用户可以随时随地进行检测，不受地点限制。这种灵活性使得在紧急情况下或复杂多变的工作环境中，能够快速响应并采取安全措施。　　3.实时性：检测仪采用先进的传感器技术，能够实时、准确地显示被测气体的浓度，帮助用户及时了解现场环境状况，做出正确判断。部分高端型号还具备声光报警功能，当检测到气体浓度超标时，会立即发出警报，提醒人员撤离或采取其他应急措施。　　4.耐用性与稳定性：便携式四合一气体检测仪通常采用高品质的材料和制造工艺，具有良好的防水、防尘、抗震性能，能够在恶劣的工作环境中稳定运行。同时，其传感器也具有较高的稳定性和较长的使用寿命，降低了维护成本。　　5.智能化：现代的四合一气体检测仪往往还具备数据存储、数据上传、蓝牙连接等智能化功能。用户可以通过手机APP或电脑软件查看历史检测数据，进行数据分析和管理；同时，也可以将检测结果实时上传至云端或监控中心，实现远程监控和预警。　　综上所述，便携式四合一气体检测仪以其多功能性、便携性、实时性、耐用性与稳定性以及智能化等特点，成为了保障人员安全、预防事故发生的得力助手，被誉为“随走随测的安全卫士”。

安科肺功能检测仪FGC-A＋产品简介： FGC-A＋肺功能测试仪采用先进的微电脑处理系统，通过呼吸流量传感器，测量出人体的呼气功能和吸气功能，再经过分析、处理，由液晶显示器(LCD)显示和图形打印机打印出结果。可以同时检测出人体的用力肺活量,肺活量,Z大通气量,气道阻力,小气道状况等方面的数据及其曲线，并对受测者的肺功能障碍进行全自动分析。 安科肺功能检测仪FGC-A＋性能指标:容量检测范围： 0 —8 L容量检测精度： ±3% FS流量检测范围： 0 — ±14L/S容量检测精度： ±5% FS显 示： 液晶LCD显示（320×240）点阵，显示面积105×80MM打 印 机： 40列高速热敏打印机，纸宽57.5MM，厚0.07MM 纸卷外径不大于40MM电 源： A C 220V/50HZ ±10%功 率： ≤35W尺 寸： （L×W×H） 380×260×138MM质 量： ≤4.5KG湿 度： ≤80安科肺功能检测仪FGC-A＋产品特点: 1.完整的肺功能检测包括：用力肺活量(FVC)，流速体积曲线(FVL)，肺活量(VC)，Z大通气量(MVV)，用药前后及气道反应性实验。 2.传感器双向测试，可测吸入和呼出气量和流速，较精确度高，稳定性和重复性好，防震动，易于清洗消毒。 3.液晶(LCD)显示面积大(105mm×80mm),高亮度，高清晰度(320×240)．可显示全部检测数据及曲线．中文多重菜单提示便于操作人员操作。 4.内藏高速热敏打印机,稳定可靠,故障少,速度快,低噪音,全部报告打印仅需30-40秒。 5. 特配大容量存储芯片，安全可靠。可重复使用、可记忆、提取多达250名受检者的各种检测数据及曲线.便于大规模体检。 6. 具有数据传输功能,通过RS-232输出至IBM兼容的计算机.选配专用管理系统为档案管理提供方便.多重菜单提示给操作者提供Z大方便。 7.塑料机壳设计重量只有4.5Kg，适用于流动检测.PVC面板美观大方,采用有手感的轻触键,操作方便。 8.对于呼吸病严重,不能做MVV正常测试者，该仪器提供FEV.1换算的Z大通气量MVV1，供医生临床参考。安科肺功能检测仪FGC-A＋使用范围： 1.各级医院呼吸内科，胸外科，肺科，气管炎专科临床医师的必备仪器。 2.广泛适用于职防所，疾控中心的职业病普查，劳动能力鉴定。 3.运动呼吸生理，病理的科研教学。产品供货详情请电话咨询，24小时服务创新点：国产肺功能检测仪，安科便携式肺功能检测仪FGC-A＋（便携式）

据香港理工大学4月12日官网消息，该校跨学科研究团队研发的便携式新冠病毒检测仪，已成功进行精准的新冠病毒检测。检测仪在25分钟内可以确认新冠病毒阳性样本，整个检测约40分钟内完成，结果亦可凭肉眼辨识。研究人员介绍，检测仪可同时放置六个样本，撇除两个阳性及阴性对照样本之外，可同时检测最多四个样本。采集样本后，即可使用检测仪在现场进行检测，无需将样本送回实验室。该仪器会营造摄氏65度的恒温状态，其内置的光学装置，能侦测到金纳米粒子的沉淀情况（阳性样本会沉淀，而阴性样本会保持分散）。相关数据会透过蓝牙即时传送到手机，并以软件进行分析并显示结果。医疗科技及资讯学系教授叶社平教授说∶“研究的关键在于金纳米粒子显示剂，透过我们研发的检测仪进行的检测，其灵敏度及特异度均能达致100%，向现时新冠病毒核酸检测的黄金标准看齐。”参考资料：https://www.polyu.edu.hk/sc/media/media-releases/2022/0412_polyu-develops-portable-nucleic-acid-testing-device-for-covid-19/

4月17日-19日，第十七届中国科学仪器发展年会(ACCSI 2024)在苏州狮山会议中心隆重召开。ACCSI2024以“融合创新、质领未来”为主题，设置1个大会主会场、1个高峰论坛、13个平行分论坛，以及多个特色展区，吸引超1500位科学仪器行业人士参会。4月19日，由仪器信息网、苏州无损检测协会共同主办的“无损检测技术创新发展论坛”同期进行，近百位无损检测技术专家、企业代表、相关科研工作者、应用领域工程人员等同聚一堂，共同探讨无损检测行业现状与未来发展趋势，分享无损检测最新技术与应用案例，深化产、需合作，推动相关产业高质量发展。论坛现场仪器信息网编辑部主任傅晔，苏州市工业经济联合会秘书长、高级工程师李猛，中国特种设备检测研究院研究员沈功田出席论坛并依次致辞。仪器信息网编辑部主任 傅晔（左），苏州市工业经济联合会秘书长、高级工程师 李猛（右）之后，沈功田研究员，中国广核集团首席专家、研究员级高级工程师李明，中国特种设备检测研究院测试评价室主任、高级工程师潘强华，青岛青源峰达太赫兹科技有限公司总经理助理、研发总监孟坤，无锡璟能智能仪器有限公司总经理吴骏，微旷科技(苏州)有限公司副总经理、南京工业大学副教授李仁庚，南京航空航天大学教授王平，钢研纳克检测技术股份有限公司无损事业部副总刘光磊等分别作主题报告。苏州无损检测协会常务副会长沈明奎主持会议。苏州无损检测协会常务副会长 沈明奎中国特种设备检测研究院研究员 沈功田沈功田研究员分享报告《先进无损检测技术发展现状与展望》，介绍了无损检测的应用对象和作用、无损检测方法的分类，无损检测标准与仪器发展现状，特种设备先进无损检测技术研究进展（包括活性缺陷的声发射检测与评价技术、大型承压设备不停机电磁外检测技术、油气储运设施不停输磁声复合内检测技术等），并对我国未来中长期无损检测技术需求和发展进行了展望。他讲到，在无损检测领域，新技术、新原理仪器不断涌现，为满足工业4.0和智能制造的需求，无损检测仪器正朝着数字化、自动化、网络化、智能化方向发展；另外，设备设施的大型化要求无损检测仪器向非接触、快速检测和评价方向发展，在用设备设施的长周期运行要求无损检测仪器向云检测、在线监测、预警与故障诊断方向发展；同时，用于仪器研发的各类设计和仿真软件的成熟，又推动着无损检测仪器向云计算方向发展。中国广核集团首席专家、研究员级高级工程师 李明李明研究员分享报告《水下超声电磁综合检测系统开发、评测及应用》。水下超声电磁综合检测系统，是针对核电、海洋资源开采、船舶等水环境下关键部件的检测需求，突破水下零重力综合无损检测及缺陷定量评估等关键技术，所开发的具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的无损检测仪器，成功实现了水环境下关键部件损伤的超声、电磁综合检测。中国特种设备检测研究院测试评价室主任、高级工程师 潘强华潘强华高级工程师分享报告《超声类仪器性能测试评价及质量分级》。超声类仪器设备质量分级是传递产品质量信号、实现无损检测数据可靠的重要途径。当前我国无损检测仪器设备行业发展的困境是产品质量效率偏低、品种多而不优；产品国际竞争力偏弱，产业大而不强。结合国内超声技术现状，开展对超声类仪器设备各项性能参数的测试评价及研究工作，实现对关键性能参数测试方法研究及质量分级，构建无损检测仪器设备质量分级及评价机制，对我国质量基础建设具有重要理论与现实意义。青岛青源峰达太赫兹科技有限公司总经理助理、研发总监 孟坤孟坤总监分享报告《太赫兹-TDS技术及在无损检测领域的应用》。太赫兹波是0.1THz~10THz的电磁波，具有穿透性、安全性和指纹谱等特性。作为一种新型的无损检测技术，太赫兹与x光、噪声等无损检测手段能够很好的互补，在军事、科研和工业生产在线检测领域的应用潜力巨大。目前，青源峰达已推出QT-TS1000型高精度太赫兹时域光谱系统、QT-TS2000型快速太赫兹时域光谱系统、QT-TO1000型太赫兹三维层析成像系统、QT-TRS1000型太赫兹时域光谱教研系统、QT-NDT1000型自动随形太赫兹无损检测系统等产品。无锡璟能智能仪器有限公司总经理 吴骏吴骏总经理分享报告《X射线智能检测技术发展现状及相关行业政策解读》。他讲到，随着X射线检测技术应用的不断拓展，X射线智能检测技术不断向精密性、安全性要求更高的无损检测领域、微焦点工业精密X射线检测（主要面向集成电路、电子制造、新能源电池等行业）应用发展。除了民用领域之外，X射线检测也逐步在航天军工、核工业等领域得到应用。近年来我国集成电路及电子制造和新能源电池制造等行业高速发展，持续推动工业X射线检测行业快速发展。随着各项行业政策利好，高端X射线智能检测设备作为影响下游行业检测水平的关键设备，正在为高新技术产业发展提供重要质量保障和护航。微旷科技(苏州)有限公司副总经理、南京工业大学副教授 李仁庚李仁庚副教授分享报告《高性能原位CT开发与应用》。微旷科技基于X射线强穿透能力和计算机断层扫描（CT）技术，结合亚微米级精密控制转台和机械控制，实现了毫米/厘米级试样的三维无损成像；通过配置超高温模块、低温模块、高载荷模块（拉伸/压缩/弯曲/疲劳），构建热-力耦合系统，实现了超高温变形、超低温变形以及热冲击、疲劳、蠕变等复杂工况下轻合金材料与部件的原位CT成像。高性能原位X射线CT设备的成功研发，将极大提升关键结构材料在服役工况下的可靠性和安全性。南京航空航天大学教授 王平王平教授分享报告《高精度无损检测和智慧感知技术在冶金行业的应用》。南京航空航天大学高速载运设施的无损检测监控技术工信部重点实验室，作为目前工信部唯一的无损检测专业实验室，成功研发了应用于铁路领域的GTC-80大型钢轨探伤车电磁核心技术，和应用于冶金领域的全板面全相控阵国产化大型钢板超声波检测设备、钢厂铁路运输检测及智能运维系统、板材在线力学性能无损检测系统、管线钢硬点检测系统等。依托该实验室，金宇智能于2022年成立，聚焦从航空航天到钢铁、铁路、能源等领域，已形成相控阵超声波探伤、钢铁力学性能无损检测等系列自动化检测产品。钢研纳克检测技术股份有限公司无损事业部副总 刘光磊刘光磊副总分享报告《钢板硬斑微磁检测应用研究》。热轧管线钢受温度、冷却速度等影响在局部易产生硬斑，在受力时出现应力集中，容易引起裂纹，严重影响服役安全。高端管线钢要求100%硬斑检测。而常规硬度检测主要采用“抽样/有损”方法，对产品整体性能的评价不充分，不能满足检测需求。在此背景下，钢研纳克成功研制多功能微磁无损检测仪器和板材硬斑检测系统，并已投入使用。近年来，随着我国制造业转型升级，产业结构调整不断深入，核电、航空航天、汽车、高铁、轨道交通等重点行业迅速发展，促进无损检测设备需求增长的同时，也对无损检测设备在技术水平、性能、质量等方面的要求越来越高。本次论坛成功举办，与会嘉宾深入交流，有效促进了无损检测新理论、新方法、新技术的推广与应用，也为无损检测行业的高质量创新发展提供了有力支持。　　关于ACCSI：　　“中国科学仪器发展年会(Annual Conference of China Scientific Instruments，ACCSI)”始于2006年，已成功举办十七届。每年一届的“中国科学仪器发展年会”旨在促进中国科学仪器行业“政、产、学、研、用、资”等各方的有效交流，力求对中国科学仪器的最新进展进行较为全面的总结，力争把最新的有关政策、最前沿的行业市场信息、最新的技术发展趋势在最短的时间内呈现给各位参会代表。　　更多第十七届中国科学仪器发展年会精彩内容，请点击链接：ACCSI2024现场直击

齿轮视觉检测仪器与技术研究进展石照耀 1*，方一鸣 1，王笑一 2 1 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心，北京 100124； 2 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室，河南 洛阳 471003摘要：相对于接触式测量，机器视觉检测这种非接触式测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点，在齿轮检测领域得到越来越广泛的应用。近十年来出现了影像仪、闪测仪、CVGM仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器，它们既可以实现齿轮综合式测量，又可以实现齿轮分析式测量。回顾了齿轮视觉检测仪器的发展历程和特点，分析了齿轮视觉检测中边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等算法的研究和应用进展，总结了机器视觉在齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面的技术发展，并指明了齿轮视觉检测仪器与技术的发展前景。关键词：机器视觉；齿轮测量；齿轮视觉检测仪器；齿轮精度测量；齿轮缺陷检测1 引言齿轮是应用广泛的基础件，其质量直接影响齿轮传动系统的承载能力和寿命等。齿轮检测是分析齿轮加工误差来源、提高齿轮加工精度、保证齿轮产品质量的必备手段。齿轮测量可分为接触式测量和非接触式测量。由于齿轮形状复杂，精度要求高，传统的非接触式测量方法难以满足齿轮测量精度要求，因此传统的齿轮检测设备通常采用接触式测量方式。应用广泛的齿轮测量中心和齿轮双啮检查仪分别是齿轮分析式测量设备和综合式测量设备，均为接触式测量方式。随着计算机技术和视觉测量技术的进步，机器视觉测量精度逐渐提高，在一些场合已经可以满足齿轮检测的需求。相对于接触式测量，机器视觉测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点，在齿轮测量领域应用越来越广泛。近年来出现了影像仪、闪测仪、computer vision gear measurement（CVGM）仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器，它们既可以实现齿轮综合式检测，又可以实现齿轮分析式测量，更能进行齿轮缺陷检测。接触式测量属于串联测量模式，通过测量齿面上一系列点来完成某种测量目标，测量效率较低，大批量齿轮的在线全检是个挑战。此外，接触式测量方法只能测量齿轮的尺寸和精度，难以进行齿轮缺陷检测。目前齿轮产品的外观缺陷主要依靠肉眼筛查，一些细微缺陷还要借助放大镜、工具显微镜等辅助设备进行识别，这些设备检测效率低、误检率高，且无法对缺陷进行准确分类和溯源。齿轮视觉检测属于并联测量模式，一次测量可获取整个区域内的几何要素和外观缺陷数据，检测速度得到极大提升，可以用于大批量齿轮的全检；更重要的是能同时进行齿轮精度测量和齿轮缺陷在线检测。基于视觉的齿轮精度测量是齿轮精度理论与机器视觉技术的有机结合，作者将我国首创的齿轮整体误差理论融入齿轮视觉检测技术中，大大拓展了对齿轮误差的分析能力。齿轮缺陷在线视觉检测技术可实现对大批量齿轮的100% 全检，柔性和自动化程度高，既能实时反映生产状态，及时预警，也方便管理者掌控一定周期内产品质量变化，还可以根据大数据做进一步的质量评估、产能分析和工艺优化。2 齿轮视觉检测仪器如图1 所示，齿轮视觉检测仪器由工业相机、镜头、光源、计算机等几个主要部分组成。常用两种照明方式：图1（a）采用背光光源从待测齿轮下方照明，采集到的是齿轮投影图像，齿轮边缘锐度高、噪声小，此方式适用于齿轮精度测量；图1（b）采用正光光源从待测齿轮上方照明，采集到的是齿轮端面图像，能够凸显齿轮表面缺陷特征，此方式适用于齿轮表面缺陷检测。图1 齿轮视觉检测仪器构成（a）齿轮精度测量系统；（b）齿轮缺陷检测系统几十年来，齿轮视觉检测仪器经历了从只能“离线抽检”齿轮的“个别尺寸”，到结合齿轮精度理论做出齿轮“精度评定”，再到可以在生产现场“在线检测”的越，从通用仪器演变为专用仪器。常见的通用仪器有影像仪、闪测仪等，专用仪器有CVGM 仪器、齿轮在线检测设备等。2.1 影像仪影像仪（VMM）是小零件行业应用广泛的通用视觉检测仪器，可用于测量齿轮外径、孔径等几何尺寸。影像仪有手动式和自动式之分。手动式影像仪的成本较低，但调光、对焦、选点、修正等都依赖人工操作；测量齿轮时，需要人工取点来拟合齿顶圆、齿根圆等几何要素。世界上第一台由电机驱动的自动影像测量系统是1977 年由美国View Engineering 公司研发的“RB-1”系统。目前，国内外有众多企业生产自动式影像仪，典型有瑞典海克斯康、德国蔡司、日本三丰、深圳中图仪器、贵阳新天光电、苏州天准科技等。自动式影像仪在工作台的X、Y 和Z 轴方向可以精确移动，能够实现自动对焦，测量精度更高。通过示教或编程可以实现齿轮测量中的自动取点，但操作过程较为复杂，对操作人员要求高。自动式影像仪一般没有齿轮测量专用软件，能够测量的齿轮指标不全，不能进行精度评价和分析。传统影像仪视场一般较小，为了获取整个齿轮端面轮廓，需要进行图像拼接。手动式影像仪进行图像拼接时效率低、难度大，精度也较差。自动式影像仪可以实现图像的自动拼接，效率较高，但拼接成的图像存在亮度、对比度不均匀的现象，尺寸测量精度同样受到影响。2.2 闪测仪近年来，市面上出现一种新型的一键式影像测量仪（闪测仪），视场范围大，可以一次测量多个零件。日本基恩士的IM-8000 闪测仪可在数秒内同时完成最多100 个目标物、300 个部位的测量，可以任意摆放工件，一键自动识别，自动匹配测量。独特的亚像素处理技术可使图像分辨率达0. 01 pixel，测量精度达±2 μm。深圳中图仪器的VX8000 系列闪测仪也可实现同等级的测量精度。此外，闪测仪还可导入CAD 图，通过“比较测量”识别缺陷，如将实际齿廓图像与标准CAD 图的齿廓对比，可以得到缺齿、断齿等缺陷信息。闪测仪的测量效率相比传统影像仪显著提升，但价格昂贵，同样缺少齿轮精度评价专门功能。2.3 CVGM 仪器1980年代，日本和我国开始了齿轮激光全息测量技术研究。基本原理如图9所示，以单频的氦氖激光器为光源，首先在干涉测量系统获得参考标准齿面的全息图像，然后将标准齿面替换为被测齿面放置于干涉测量系统中，同时将已经拍摄到的全息图像置于系统中。测量时，激光经分光棱镜分光扩束后分为了测量光路和参考光路，其中测量光照射到被测齿面上。两束光线同时照射在全息图上，形成了被测齿面和参考齿面间的干涉条纹，并投影在接收屏幕上。在对条纹图像进行数据处理后，可以得到被测齿面相对于标准齿面的形状误差。在测量光与全息图像之间放入平行平晶，用来调整测量光的相位。对于模数0. 2 mm 以下的小模数齿轮，难以使用接触式方法测量齿廓、齿距、公法线长度等关键参数；现有影像式测量设备不能给出齿轮精度评价报告。如图2所示，CVGM 仪器专用于解决小模数齿轮测量难题，可在1 s内自动计算出齿廓、齿距、径向跳动、公法线长度、齿厚变动量、内孔尺寸、实际压力角等关键精度信息，自动根据齿轮精度标准ISO-1328对齿轮误差进行评级，输出完整的齿轮精度检测报告，并做出OK/NG 判断。CVGM 仪器的齿廓偏差测量精度为±3 μm，齿距偏差测量精度为±2 μm，具有强大的分析功能，可测量双向截面整体误差曲线（SJZ 曲线）。图2 CVGM 小模数齿轮测量系统（a）CVGM 软件；（b）CVGM 系统如图3 所示，CVGM 仪器使用齿轮整体误差曲线作为齿轮单项误差计算的中间体，即先由齿轮轮廓生成齿轮整体误差曲线，再由齿轮整体误差曲线计算出各单项误差；并以SJZ 曲线方式表达测量结果，大大提升了齿轮误差分析能力。图3 基于视觉的齿轮整体误差分析2.4 齿轮在线检测设备齿轮视觉在线检测设备一般都具有分选功能，根据检测结果把被测产品分成合格品、不合格品，或按齿轮精度等级分类，或按缺陷类型分类。该类设备结构形式有三种：直接集成在齿轮产品传送带上方，结构较简单；使用专用上下料机械手和其他辅助机构，结构最复杂；采用玻璃转盘式结构，应用最广泛。图4位于传送带上方的齿轮视觉在线检测设备，优点是占用空间小，但传送带运动不平稳和易磨损，产品摆放角度不固定，导致检测精度难以提高。由于传送带不透光，该设备无法获取齿轮与传送带接触面的图像，不能实现双面测量。图4 传送带式齿轮视觉检测系统图5 所示设备采用了机械手、导轨、转盘等部件，结合专门设计的自动检测装置完成齿轮上下料、检测、分选和摆盘等一系列操作。这类检测设备功能较强，但结构复杂，成本较高。图5 使用机械手和自动装置的齿轮视觉检测设备本团队研制了玻璃转盘式的注塑齿轮在线检测分选系统，如图6 所示，该系统已应用于注塑齿轮生产线，工作稳定，取得了突出的使用效果。玻璃转盘由伺服电机和精密减速器驱动，带动待检齿轮通过视觉检测工位，可保证图像采集过程中齿轮匀速平稳运动。转盘采用高透明玻璃材质，不需翻转就可得到产品底部的检测图像。由光电传感器定位齿轮在转盘上的位置，使用气动执行器将OK/NG 的齿轮吹入相应的存储盒实现自动分拣。该系统能够实现注塑齿轮黑点、毛刺、缺齿、断齿、翘曲变形等外观缺陷检测，也能完成常规几何尺寸和形位误差的测量，并能根据缺陷阈值、尺寸公差实时分选出合格品和不合格品，且具备报警功能。该系统对齿轮端面的检测时间小于0. 3 s，满足生产节拍的需求，特别是具有齿轮轴向测量功能。图6 玻璃转盘式齿轮视觉检测分选系统图7 为注塑齿轮在线检测分选系统软件界面。该软件具有自主知识产权，在软件数据库中贮存了常见齿轮型号及对应的尺寸公差和配置参数，包括CPK 分析和XR 图分析，提高了参数输入效率。注塑齿轮在线检测分选系统兼具精密测量与缺陷检测功能，包括齿轮轴向高度、齿距、公法线、同心度等与齿轮精度相关的检测，齿轮外观缺陷识别准确率能满足注塑齿轮大批量在机检测需求。图7 注塑齿轮在线检测分选系统软件界面3 齿轮视觉检测技术齿轮视觉检测技术是齿轮视觉检测仪器的核心，涉及光学、电子学、计算机图形学、齿轮几何学等多个学科，内容覆盖光学成像、图像处理、软件工程、工业控制、传感器、齿轮精度理论等。近几年，与齿轮视觉检测技术相关的新技术、新理论、新方法大量出现，在多个核心问题上取得了重要的研究进展。齿轮视觉检测技术既有一般视觉检测的共性问题，又有齿轮视觉检测中的特殊问题。齿轮视觉检测的工作流程包括图像采集、图像预处理、边缘检测、齿轮精度评定或齿轮缺陷分析等，其中图像采集、图像预处理、特征提取、图像分割、边缘检测、亚像素算法等属于通用的视觉检测技术，而齿轮精度评定和齿轮缺陷识别属于齿轮视觉检测技术的个性问题。这里先从图像采集系统（硬件）和图像处理算法（软件）两个方面综述与齿轮视觉检测技术相关的共性问题的研究进展，然后从齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面介绍齿轮视觉检测技术中个性问题的研究进展。3.1 图像采集系统图像采集系统一般由计算机（主机）、图像采集卡、工业相机、镜头、光源等组成。工业相机按照传感器芯片种类可分为CCD 相机和CMOS 相机两种，传统上CCD 相机效果更好，但随着技术的发展，目前在一般应用场合CMOS 相机基本已经取代了CCD 相机。相机数据接口常见的有GigE 接口、USB 接口（USB2. 0和USB3. 0）、Cameralink 接口等。其中采用GigE 或USB 接口的工业相机可以直接通过线缆与主机通讯，不需要数据采集卡；而其他接口如Camerlink 接口的相机则需要配备图像采集卡才能与主机通讯。常用的工业镜头按等效焦距分类主要有广角、长焦、中焦、远心、微距镜头等。一般远心镜头的畸变更小，景深更大，可以消除“近大远小”的测量误差，更适合进行高精度的尺寸测量，因此在齿轮视觉检测领域使用最多的镜头为远心镜头。但远心镜头通常价格较高，对精度测量要求不高时，可用普通镜头替代。视觉检测领域常用的光源有点光源、面光源、条形光源、环形光源、穹顶光源、同轴光源等类型，其作用主要有强化特征和弱化背景、突出测量特征、提高图像信息、简化算法、降低系统设计的复杂度、提高系统的检查精度和效率。在齿轮精度测量领域常用的光源主要是面光源，面光源的光线具有更好的方向性，均匀性更好，齿廓更清晰；在齿轮缺陷检测领域主要使用穹顶光源、环形光源和同轴光源等，这些光源可使整个齿轮端面图像的照度十分均匀，突出缺陷特征。齿轮视觉检测的核心问题是测量精度和检测效率，这两个问题都与图像采集系统密切相关。为了提高测量精度，应当选用分辨率更高的相机；为了提高检测效率，需要选择分辨率低的相机，以减少需要处理的数据量，提高软件计算速度。精度和效率是一对矛盾，通过选用运算能力更强的计算机和改进图像处理算法的效率，可以部分地解决精度和效率的矛盾问题。无论是为了提高检测精度还是为了提高检测效率，选用精度更好的镜头和更加稳定的光源都可以改善整体的性能指标。3.2 图像处理算法齿轮视觉检测技术中用到的图像处理算法有图像预处理、边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等。其中图像预处理方法与机器视觉其他应用场合的预处理方法基本相同。3.2.1 边缘检测算法齿轮视觉检测中常采用的边缘检测方法有经典微分算子、小波变换和数学形态学。边缘检测算法能够把齿轮二维端面图像中的关键轮廓提取出来，得到轮廓像素点的坐标集合。根据轮廓点的坐标信息和相机标定参数就可以精确计算出齿轮的特征尺寸，包括齿顶圆直径、齿根圆直径、内孔直径、齿高、齿厚和齿距等。1）经典微分算子图像边缘一般是图像灰度变化率最大的位置，因此可用一阶/二阶导数来检测边缘，由此诞生了一系列经典微分算子。根据微分的阶数可以将经典微分算子分为两类：一类是通过寻找图像灰度值的一阶导数极值点来确定边界的一阶微分算子，有Roberts 算子、Prewitt 算子、Sobel 算子、Canny 算子；另一类是根据图像二阶导数的零点来寻找边界的二阶微分算子，有Laplacian 算子、LoG（Laplacian-of-Gaussian）算子、DoG（Difference-of-Gaussian）算子。对这些经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能进行了比较，如表1 所示。表1 经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能比较Canny 算子采用双阈值和非极大值抑制策略提升对噪声的抗干扰性，具有滤波、增强、检测多个阶段的优化，是性能最优良的微分算子。对于齿轮图像，采用Canny 算子提取的齿廓信息最完整，最接近实际齿廓，如图8 所示。图8 基于Canny 算子的齿廓提取2）小波变换小波变换具有良好的时频局部化特性和多尺度特性。良好的时频局部化特性使其特别适用于检测突变信号，而图像中的突变信号对应边缘，因此小波变换也适用于图像边缘检测。利用Harr 小波函数对齿轮图像进行重构，再结合Canny 算子提取重构图像的齿廓，比单独采用Canny 算子有更优的效果。多尺度特性使其能很好地抑制噪声。图像中的噪声和边缘都属于高频分量，经典微分算子引入各种形式的微分运算后必然对噪声较为敏感，而随着尺度的增加，噪声引起的小波变换的模的极大值迅速减小，而边缘的模值不变，这一特性可以很好地抑制图像噪声。提出一种基于Curvelet 变换的尺度与方向相关性联合降噪方法，该方法对齿轮图像进行降噪处理，在继承小波变换多尺度降噪的基础上，同时进行尺度内方向相关性降噪，可以为齿轮边缘检测提供高质量的输入图像。因此，小波变换是一种齿轮图像边缘提取的有效方法。3）数学形态学数学形态学是基于积分几何和几何概率理论建立的关于图像形状和尺寸的研究方法，其实质是一种非线性滤波方法，通过物体形状集合与结构元素之间的相互作用对图像进行非线性滤波。由于数学形态学提取边缘时容易造成间距小的低灰度轮廓的错位和合并，因此常将其与微分算子提取出的轮廓加权融合。相关文献就提出了一种融合Canny 算子和数学形态学的含噪声齿轮图像边缘检测算法，分别采用改进的Canny 算子和多尺度多结构元素灰度形态学边缘检测算子提取边缘；然后对两幅边缘图像进行了小波分解，得到各层子图像；最后对子图像进行自适应加权融合，并使用小波逆变换重构图像得到最终的边缘检测图像。相关文献采用数学形态学中的四邻域腐蚀法提取出边缘宽度，并将其作为单个像素的轮廓，测量分度圆直径为5 mm 以下的齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径，与千分尺测量结果差值的绝对值在2 μm 以内。3.2.2 亚像素定位算法数字图像是以离散化的像素形式存在的，传统边缘检测算法的测量分辨率只能达到一个像素级，提取出的边缘由像素块构成，边缘定位精度不高，如图9（c）所示。亚像素定位算法是在像素级边缘检测的基础上逐渐发展而来的，首先需要经过像素级边缘检测粗定位，然后利用粗定位边缘点周围邻域内的像素数据进行边缘点的亚像素级精确定位，如图9（d）所示。图9 亚像素边缘处理亚像素定位算法主要有三类：矩方法、插值法和拟合法。1）矩方法矩方法计算简便，应用于齿轮边缘检测可以减小测量误差。相关文献提出一种利用前三阶灰度矩进行亚像素边缘定位的算法，这是文献中最早提出的矩方法。随后基于空间矩、Zernike 正交矩的方法也相继被提出。相关文献利用基于Zernike 矩的齿廓边缘检测算法，对齿顶圆直径为49. 751 mm、齿数为23 的齿轮测得的齿顶圆直径、齿根圆直径的相对误差在0. 02% 以内，齿距累积总偏差的相对误差约5. 15%。相关文献提出一种基于灰度矩的亚像素边缘检测算法，该算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度，灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向，在初始边缘的基础上按求取的灰度变化方向划分为八个区域，构建一维灰度矩模型解算亚像素边缘位置，对于噪声系数为0. 005 的模拟图像，该算法的绝对定位误差为0. 013 pixel。相关文献提出了一种复合亚像素边缘检测方法，该方法基于orthogonal Fourier-Mellin moment（OFMM），可为后续齿廓缺陷检测提供精确的齿廓形状。2）插值法插值法运算速度快，应用于齿轮在线检测设备能够满足生产节拍的要求。插值法的核心是对像素点的灰度值或灰度值的导数进行插值，以增加信息。德国MVtec 公司开发的著名机器视觉算法包Halcon 在工业领域应用广泛，其中的亚像素边缘检测算子采用的就是插值法。相关文献基于Halcon 算法包中的亚像素边缘检测算子，开发了一套齿轮测量应用程序，可以得到齿廓亚像素点集合，并设定条件剔除假边缘，最终得到齿顶圆直径等参数。3）拟合法拟合法对噪声不敏感，适用于噪声较多的齿轮图像，但求解速度较慢。拟合法是通过对像素坐标和灰度值进行理想边缘模型拟合来获得亚像素边缘的。相关文献提出一种基于高斯积分曲面拟合的亚像素边缘定位算法，可最大限度地消除噪声的影响，与原有高斯拟合算法相比，该算法通过坐标变换简化了曲面拟合问题，计算速度提高1 倍，可以满足五级精度的渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓偏差测量要求。3.2.3 特征提取和模式识别算法缺陷检测算法一般由图像预处理、图像分割、特征提取和模式识别等步骤组成，其中特征提取和模式识别是缺陷检测的关键环节。特征提取的有效性对后续目标缺陷识别精度、计算复杂度、检测鲁棒性等均有重大影响。常用的特征提取算法可以分为三种，分别是基于纹理、颜色和形状的特征提取算法。提取完特征后，还需采用模式识别算法对缺陷进行区分。模式识别算法主要有匹配识别和分类识别两类。齿轮缺陷检测常用的匹配识别算法有FAST 和SIFT 算法等，常用的分类识别算法有基于人工神经网络或支持向量机的算法。相关文献提出了一种基于FAST-Unoriented-SIFT 提取算法和BoW（Bag-of-Words）模型的行星齿轮故障识别方法，该方法将原始振动信号转换为灰度图像后，通过FAST-Unoriented-SIFT 算法直接提取灰度图像中的特征。FAST-Unoriented-SIFT 算法结合了FAST 和SIFT 算法的优点，忽略了特征的方向。最后在提取的特征的基础上建立BoW 模型，该方法对齿轮故障的整体识别率达98. 67%。相关文献提出了一种改进的GA-PSO 算法，称为SHGAPSO算法，先经过图像分割算法提取齿轮的几何形状、纹理和颜色特征，再重建BP 神经网络，并使用SHGA-PSO 算法优化结构和权重。SHGA-PSO 算法对坏齿、划痕、磨损和裂纹4 种不同的齿轮缺陷样本的识别正确率在94% 以上。相关文献基于YOLO-v3 网络实现了对金属齿轮端面凸起、凹陷和划痕三种缺陷的快速检测和定位，对每幅图像的平均检测时间为77 ms，对三种缺陷的平均精确度（AP）和平均召回率（mean recall）分别为93% 和91%，检测效果如图10 所示。图10 齿轮缺陷特征提取与模式识别3.3 齿轮精度测量齿轮形状复杂，精度要求高。为保证齿轮产品质量，需要控制的齿轮精度指标有齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差、齿厚、齿圈跳动等，其中除螺旋线偏差外，其他精度指标都可以用齿轮端截面轮廓数据进行计算。齿轮精度测量主要有两个问题需要解决，一是通过图像处理获得被测齿轮的精确的端面轮廓信息，二是根据齿轮精度理论和相关齿轮精度标准计算齿轮各项偏差值并给出齿轮精度评定结果。通过齿轮精度等级，可以确定对视觉检测系统的测量精度要求。以齿数20、模数1 mm、5 级精度的直齿圆柱齿轮为例，其齿距累积总偏差为11 μm，齿廓总偏差为4. 6 μm。按测量仪器精度为被测指标允差的1/3~1/5 估算，测量5 级精度齿轮的测量仪的精度应优于1. 6 μm。这对视觉测量而言，是非常困难的。齿轮视觉测量精度依赖于测量系统的硬件和数据处理算法。由于所用相机、镜头等图像采集系统硬件和图像处理算法等软件的不同，以及被测对象齿轮的尺寸参数和精度要求不同，齿轮视觉检测系统的测量精度的差异很大，但在齿轮被测项目评定方面，都是根据齿轮精度相关标准进行的。相关文献依据齿轮精度标准ISO1328-1，给出了视觉测量齿距偏差和齿廓偏差的评定方法，对模数为0. 5 mm 的8 级精度直齿轮测得的齿距偏差、齿廓偏差与齿轮测量中心的测量结果差值最大为4 μm。相关文献采用视觉测量方法测量模数为2 mm、齿数为90的齿轮，齿廓总偏差5 次测量的标准差为0. 028 μm，取得了很好的测量重复性。相关文献提出了视觉测量齿轮的公法线长度的方法，其测量精度能够满足工程应用要求。齿轮精度视觉测量方面，国外研究进展与国内基本相当，研究内容类似。值得指出，Werth 公司推出的基于光纤测头的微小模数齿轮测量设备采用了接触式测量和视觉检测技术相结合的方法，该方法既具有视觉测量的特点，可借助视觉引导实现对微小齿槽的测量；又具有接触式测量的特点，需要用光纤测球扫描齿轮轮廓，测量精度较高但效率较低。由于仪器价格高，这种基于光纤测头的齿轮测量仪器实际应用较少。除了齿廓偏差、齿距偏差、齿厚等轮齿精度指标外，齿轮视觉测量技术还可以获得齿轮的形位误差。GB/T 1182—2018 规定齿轮图纸中通常要标注内孔圆度、端面跳动或垂直度、分度圆跳动等的形位公差，这些都可以通过视觉测量完成。此外，近年来出现了基于视觉方法的齿轮表面粗糙度测量研究。有文献提出一种基于卷积神经网络（CNN）建立粗糙度参数Ra 与处理后的齿轮感兴趣区域（ROI）图像之间关系的方法，该方法可以在无需人工参与的情况下自动检测齿轮表面粗糙度，平均测量时间约为0. 5 s，比使用接触探针测量齿面粗糙度的方法快40 倍。我国科技工作者在1970 年前后首创的齿轮整体误差测量技术可快速获取包含被测齿轮全部齿廓误差信息的双向截面整体误差曲线（SJZ），进而方便地分析出齿廓偏差、齿距偏差、齿厚变动量等齿轮误差项目，可以直观地对齿轮加工质量和使用性能进行分析和评价，具有测量效率高、信息全的优点。但由于作为测量元件的跳牙蜗杆制造困难、通用性不好，传统上齿轮整体误差测量技术通常只适用于大批量生产的齿轮产品。与齿轮整体误差测量技术类似，齿轮视觉测量技术也可以快速获得被测齿轮的全部齿廓信息，因此也可以使用齿轮整体误差曲线进行测量结果的表达、分析与处理。CVGM 视觉齿轮测量软件中就采用双向截面整体误差曲线作为全部齿廓测量结果的表达方式。图11 为CVGM 获取的SJZ 曲线，其中最外圈为左齿面整体误差曲线，其次为右齿面整体误差曲线，最内圈为齿轮内孔圆度误差曲线。图中可见被测齿轮具有中凸齿廓，整体几何精度较好，但在个别轮齿交替时（左齿面2-3 齿交替、3-4 齿交替）会产生较为明显的啮合冲击。其中，该被测齿轮作为被动齿轮在左齿面2 齿、3 齿啮入时会产生刚性冲击，作为主动齿轮在左齿面2 齿、3 齿啮出时会产生柔性冲击。从双向截面齿轮整体误差曲线还可以看出各轮齿齿距、齿厚的变化规律［9］。通过与齿轮视觉检测技术相结合，齿轮整体误差测量技术和齿轮整体误差理论又获得了新的发展机会。图11 CVGM 获取的双向截面整体误差曲线为提高测量精度，CVGM 创新性地提出了基于“ 虚拟样板”的齿轮测量软件精度标定方法。在CVGM 系统中，测量精度是分为两个环节进行保证‍‍‍的：首先通过测量标定片对图像采集系统的精度进行标定；其次使用虚拟齿轮样板对测量软件算法的精度进行标定。图12（a）为对标定片进行测量的结果，标定片上各个圆点的直径理论值为0. 5 mm，标定片的图形制造误差小于等于1 μm，CVGM 计算出的各个圆点的直径误差均在1 μm 以下。图12（b）为采用CAD 软件绘制的无误差的标准齿轮图像，图片像素大小与实际图像采集系统CVGM-12H 的像素大小相同，均为3. 668 μm。CVGM 对无误差齿轮图像进行测量时，由图像处理算法和齿轮精度评定算法引入的齿廓偏差小于等于2 μm，齿距偏差小于等于1 μm。试验中CVGM 系统测量重复性误差为±1μm，可以满足齿数为20、模数为1 mm、5 级精度的直齿圆柱齿轮的精度测量要求。此外，CVGM 软件还可以自动计算内孔圆度、齿圈跳动、公法线长度等误差项目。图12 CVGM 图像采集系统标定和“虚拟齿轮样板”图（a）标定片；（b）虚拟齿轮样板3.4 齿轮精度测量制造过程中由于材料、设备和工艺等问题，会产生齿轮缺陷。齿轮缺陷视觉检测技术的关键指标是缺陷识别的准确率和效率。图13 为齿轮的常见缺陷，包括毛刺（披锋）、缺料、裂纹、收缩、变形、穿孔、流纹、烧胶、凹痕、色差、坏齿、凸起、气泡和溢边等。齿轮视觉检测系统采集并处理齿轮表面图像，利用图像分割、特征提取和模式识别等算法获取缺陷的特征信息，实现对缺陷的定位、识别、分类和统计。图13 齿轮缺陷种类1）齿廓缺陷检测齿廓缺陷检测是齿轮缺陷检测研究中的重点，齿廓好坏与齿轮传动性能密切相关。齿廓具有固定的形状特征，一旦出现缺陷就意味着形状改变。因此，齿廓缺陷检测通常需要先用边缘检测算法提取齿廓边缘，再利用基于局部灰度特征统计或形状特征提取的方法对齿廓边缘的每个亚像素点进行几何特征分析来识别齿廓缺陷。相关文献通过连通域标记算法对每个连通域进行细分区域灰度值分析，对灰度值分析结果进行阈值判别从而提取齿轮缺角、缺齿缺陷。相关文献针对彩色塑料齿轮图像，采用基于决策树的局部阈值方法对图像进行分割来检测齿轮的缺齿情况。有文献提出“虚拟圆扫描法”，通过对一系列相关交点之间的距离比值与设定的比值系数进行比较，确定齿廓是否合格。当齿廓缺陷随机性较强时，可采用机器学习算法来提高识别的正确率。相关文献采用支持向量机来构造齿轮缺陷识别模型，模型识别齿廓缺陷的正确率达97. 8%。2）毛刺检测毛刺是齿轮在生产过程中出现的一些飞边、棱边、尖角等，是齿轮最为常见的缺陷。齿轮毛刺是齿轮制造工艺不当引起的，尺寸细小，肉眼难以发现，出现位置随机，较为频发，是齿轮缺陷检测中的必检项。由于毛刺常出现于齿轮轮廓边缘，因此通常需要进行边缘检测，再根据齿轮的几何特征来判别和定位毛刺。本团队针对注塑齿轮的中孔披锋（毛刺）缺陷，先采用亚像素定位算法精确定位中孔轮廓，再计算轮廓上各点到齿轮中心的径向距离，根据径向距离的异常值判定是否存在中孔披锋。3）表面异物检测齿轮的表面异物缺陷包括油污、黑点、材料中的杂质等。这类缺陷通常会构成图像上的连通域，通过图像分割、Blob 分析等方法可以得到连通域的质心坐标、面积、圆形度、凹凸度和惯量比等几何形状特征，从而获取表面异物的个数、位置和大小等信息。4）裂纹与流纹检测裂纹是金属齿轮的一种外观缺陷，与裂纹类似，流纹是注塑齿轮特有的一种外观缺陷。针对这两种缺陷的检测方法一般分为两个步骤：一是检测齿轮表面是否存在裂纹/流纹；二是提取裂纹/流纹。合格的齿轮产品表面较为光滑，灰度变化均匀；裂纹/流纹则与周围灰度值有明显差异，具有明显的纹理特征，因此常采用基于统计的灰度特征或阈值分割法进行提取。5）翘曲变形检测翘曲变形是注塑齿轮的常见缺陷类型，体现为塑料齿轮的几何形状与模具型腔的形状发生了偏离，超出了公差范围。通常可以通过测量塑料齿轮的特征尺寸（如齿距、齿厚）来识别。本团队选取斜齿轮齿厚标准差或直齿轮齿厚最小值作为特征值，利用支持向量机分类器进行翘曲变形缺陷判别，成功检测出200 个样品中的19 个存在翘曲变形缺陷的齿轮。6）多缺陷融合检测当齿轮表面缺陷特征较多时，通常要通过基于机器学习的目标分类算法来进行判别。如有文献提出一种改进的YOLO-v3 网络，用DenseNet 代替YOLOv3网络中的DarkNet-53 网络，对塑料齿轮的污痕和缺齿缺陷进行检测，误检率为1. 3%。相关文献采用基于CNN 的两种分类方法Naïve 法和fine-grained 法对齿轮的划痕、凸起、孔蚀、块状不对称缺陷进行识别，Naïve 法处理时间更少，平均时间为0. 09 s，准确率为92%，而fine-grained 方法在准确性方面更好，准确率为96. 5%，平均时间为0. 67 s。本团队研制的注塑齿轮在线检测分选系统能够实现对注塑齿轮材料杂质、黑点、油污、烧胶、毛刺、气泡、水口穿孔、缺齿、断齿、收缩、翘曲变形等多缺陷的融合检测，还可以测量齿轮几何尺寸和形位误差，特别是具有齿轮轴向测量功能，可实时分选出合格品和不合格品，具备报警功能，检测效率高、功能全，是目前注塑齿轮视觉在线检测专用设备。4 结束语特大齿轮(直径大于3000mm)测量和微小齿轮（直径小于2mm或模数小于0.1mm）测量属于“绝端测量”范畴。过去20年，对齿轮极端测量技术的研究取得了系列成果，有些已应用于实际齿轮测量中。随着齿轮视觉检测技术的发展，齿轮视觉检测仪器已经可以实现齿轮精度评价和齿轮缺陷检测，已在众多小模数齿轮生产企业得到应用，可以有效地管控产品质量、改进加工工艺、提高产能，取得了较好的使用效果。在齿轮视觉检测技术发展过程中，软件算法是技术壁垒和核心竞争力的集中体现。相对于齿轮精度测量，面向齿轮缺陷检测的技术较为成熟。目前，齿轮机器视觉测量仪器和技术的研究和应用主要集中在小模数齿轮领域的原因如下：在机器视觉测量中，测量精度和测量范围（视场范围）是一对矛盾，现有的机器视觉测量仪器难以同时满足中、大模数齿轮对视场范围和测量精度的要求；小模数齿轮的齿槽宽度小、轮齿刚性差，常规的接触式测量仪在测量小模数齿轮时效率低、测量困难，不能满足小模数齿轮的测量需求。但齿轮机器视觉测量技术也有不足。除了固有的测量精度相对较低的缺点外，由于轮齿遮挡问题，齿轮机器视觉测量技术目前不能实现对圆柱齿轮的螺旋线测量和对锥齿轮、斜齿内齿轮等特殊齿轮的测量，限制了齿轮机器视觉测量技术的推广和应用。在齿轮精度测量研究方面，提高视觉测量精度仍将是难点和着力重点；在齿轮缺陷检测研究方面，目前对齿轮缺陷检测的研究不够深入，可检的缺陷种类不全，提高缺陷识别准确率和效率是着力重点。随着人工成本的增加和产业升级需求的提升，在大规模齿轮生产过程中齿轮视觉在线检测设备的应用越来越多。齿轮视觉在线检测设备的特点有：耦合于生产线上，可高效测量批量齿轮的尺寸精度，实时监测齿轮质量，自动剔除不合格品，形成“生产-检测-分选”自动化流水线；对齿轮外观缺陷进行识别和分类，实现大批量齿轮的“应检尽检”，用“大数据”手段分析齿轮工艺问题，与生产管控系统互联，及时调整工艺参数，减少损失；实现齿轮质量长期监测，及时发现齿轮质量的异常变化；可实现网络化监管和远程监控，即使在千里之外也可以监控整个生产过程，把握生产动态。在未来，齿轮视觉检测技术必将纳入更多先进的科学技术，齿轮视觉检测仪器也将集成更多新技术，并充分发挥各项技术的优点，提升检测效率和精度。三维视觉检测技术、视觉检测设备的复合化、微型化和智能化将是齿轮视觉检测技术的发展趋势。未来每条齿轮产线的生产动态都可以集成到一个软件中进行分析，检测数据实时存储到云端，长期积累的庞大数据将为齿轮生产工艺带来巨大的变革。毫不夸张地说，视觉检测技术将会带来齿轮检测领域的革命，现在还仅仅处于入门口。（省略参考文献51篇）

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