应用背景
在核燃料棒的制造过程中,金属粉末经过压铸成型为燃料棒。这一工艺环节对成品质量把控标准极为严苛。燃料棒内部或表面产生的裂纹、破损属于关键质量缺陷,对这类缺陷的精准识别与高效捕捉,是保障燃料棒成品质量的核心前提。
为实现该类缺陷的有效检测,本项目采用将压铸后燃料棒浸入透明液体的方式,依据气泡生成状态判定工件表面及内部是否存在裂纹。然而,气泡本身体积微小,且在液体中处于持续运动状态,如何将这些转瞬即逝的气泡清晰地记录下来,成为摆在检测人员面前的一道实际难题。
工艺流程:金属粉末 → 压铸成型 → 浸入透明液体 → 观察气泡 → 判断裂纹
核心挑战:气泡微小 · 持续运动 · 转瞬即逝
成像难点
这个问题的核心在于三个相互制约的因素:
曝光时间
气泡在液体中不断浮升和移动,要消除运动模糊,就必须缩短相机的曝光时间。
景深
为了捕获分布在不同深度的气泡,镜头需要使用较小的光圈以获得足够的景深。
光照强度
曝光时间缩短意味着进光量减少,小光圈进一步压缩了进光量。
⚠️ 三者之间的矛盾使得普通工业相机很难同时满足所有条件,需要专业的成像方案来突破这一瓶颈。
Basler视觉方案 — 相机与光学配置
针对本项目的 Basler 视觉解决方案,由团队完成Basler相机、光源及光源控制器的整体配套选型,并独立设计整套光学打光方案。在这套方案中,三台相机分别对准透明水槽的不同角度,视野覆盖燃料棒的全部外立面,确保不留检测盲区。
Basler视觉方案 — 打光与成像优化
针对曝光时间短、景深要求大带来的光照不足问题,本方案采用特殊打光方式并配合控制光源频闪,增强气泡可见度。同时结合机械结构设计精确调整相机安装位置与拍摄角度,实现更佳成像效果;
客户价值
这套视觉系统帮助客户实现了对燃料棒外表面全视角的气泡检测。测试结果表明:
●气泡边缘清晰可辨,细节完整保留
●运动过程中无明显拖影
●不同深度的气泡均能被有效捕获
Basler团队在接到这一需求后,迅速梳理了气泡成像的技术难点,明确了短曝光、大景深和补光三者的优先级关系,并在短时间内完成了方案验证和样机测试,帮助客户缩短了项目周期。
方案核心价值
这种从实际需求出发、通过系统化的方法提供可验证的解决方案的能力,是Basler视觉方案的核心价值所在。
无论是核燃料棒这类对安全性有着严苛要求的领域,还是其他需要进行高精度表面检测的应用场景,Basler都能根据具体的被测物特征和工艺条件,提供经过验证的硬件配置和应用建议,帮助客户在检测环节建立可靠、稳定的视觉能力。
Basler方法论:
需求分析 → 深入理解被测物特征,明确工艺约束,梳理技术难点优先级
方案验证 → 选型相机与光学配置,设计打光方案,样机快速测试
交付落地 → 建立可靠检测能力,缩短项目周期,持续技术支持
*本文由 Basler 技术与销售团队提供支持
对于有个性化需求或未来计划扩展应用的客户,Basler将以客户需求为导向,根据具体场景提供进一步定制服务,确保视觉方案始终与生产需求同步演进。