(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 202210767387.8 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 浙江工业大 学 地址 310014 浙江省杭州市下城区潮王路 18号 (72)发明人 周晗昀　彭桂芳　王宪保　项圣　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 贾玉霞 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测 装置 (57)摘要 本发明公开一种基于光纤传感器的磁芯圆 周侧面缺陷检测装置， 包括光纤传感系统、 自动 旋转圆台和定位装置； 光纤传感系统包括激光光 源、 Y形分支结构的光纤束、 光电转换模块、 数据 处理与显示模块； Y形分支结构的光纤束包括至 少一发射光纤和一接收光纤， Y形分支结构 的一 端作为光纤探头， 用于将受待测磁 芯调制的反射 激光反馈给光电转换模块； 光电转换模块将接收 到的光信号转换为电信号， 并放大电信号； 数据 处理与显示模块对放大后的电信号进行处理和 显示， 当信号发生超出阈值的突变时， 即可判定 磁芯侧面存在缺陷； 自动旋转圆台用于放置待测 磁芯； 定位装置用于对Y形分支结构 的光纤束进 行定位。 本发明能实现连续、 高效、 稳定的圆周侧 面缺陷检测。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115015274 A 2022.09.06 CN 115015274 A 1.一种基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 包括光纤传感系 统、 自动旋转圆台和定位装置； 所述光纤传感系统包括激光光源、 Y形分支结构的光纤束、 光电转换模块、 数据处理与 显示模块； 所述激光 光源用于发射激光； 所述Y形分支结构的光纤束包括至少一个发射光纤和一个接收光纤， 所述Y形分支结构 的组合端作为光纤探头， 其中一个 分支端为 发射光纤， 用于接收激光光源发射的激光； 另一 个分支端为接收光纤， 用于将受待测磁芯调制的反射激光反馈给光电转换模块； 所述光电转换模块将接收到的光信号 转换为电信号， 并将电信号进行放大； 所述数据处理与显示模块对放大后的电信号进行处理和显示， 当信号发生超出阈值的 突变时， 即可判定磁芯侧面存在缺陷； 所述自动旋转圆台用于放置待测磁芯； 所述定位装置用于对Y形分支结构的光纤束 进行定位。 2.根据权利要求1所述的基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 所述Y形分支结构的光纤束包括一个发射光纤和多个接 收光纤， 所述接 收光纤围绕所述发 生光纤一圈布置， 形成同心圆型光纤束。 3.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 所述Y形分支结构为19+1光纤的同心圆型光纤束， 其中， 19+1芯光纤作为光纤探头， 1芯光纤 接光源作为发射 光纤， 19芯光纤作为接收光纤， 与光电转换模块相接， 实现光电转换。 4.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 所述光电转换模块包括硅光电池和 放大电路， 所述放大电路采用超低噪声的运放， 运放输 出电压随着光照的改变而变化。 5.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 所述数据处 理与显示模块包括A/D转换、 单片机和图形LCD显示模块。 6.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 所述自动旋转圆台用来搭载待检测磁芯， 磁芯固定在旋转圆台的圆心， 调节自动旋转圆台 的转速， 实现磁芯的匀速 旋转。 7.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 所述定位装置采用V形块来对中定位， 通过调节螺母 改变光纤传感探头与待测磁芯侧 面的 距离， 当检测表面粗糙度时， 将光纤探头固定在光纤传感器输出值最大的位置， 当检测位移 缺陷时， 将光纤探 头固定在光纤传感器位移响应曲线的线性区。 8.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 其特征在于， 还包括光源控制器， 所述 光源控制器用于调整激光 光源的发射频率和PWM占空比。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115015274 A 2基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装 置 技术领域 [0001]本发明属于缺陷检测领域， 具体涉及一种基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检 测装置。 背景技术 [0002]磁芯作为工业元件， 其质量的好坏直接影响产品的质量安全。 磁芯的缺陷主要由 生产过程中磁芯与其他物体之间的碰撞、 摩 擦等因素造成， 从而使得磁 芯表面存在磕碰、 划 伤、 裂纹等 缺陷。 [0003]目前磁芯缺陷检测主要采用人工视觉检测、 基于机器视觉的检测方式和激光检测 等。 其中， 人工视觉检测方法受工作人员的视觉疲劳和主观性的影响， 检测速度慢、 精度不 高。 基于机器视觉的检测方法成本较高， 需要质量优良的工业相机获取高像素的图片， 此外 其性能受光照影响大， 而圆柱形磁芯侧 面易反光影响检测效果， 且需要连续拍摄后拼接图 片才能得到完整的磁芯侧 面图， 因此机器视觉的检测方法难以满足工业检测高效、 鲁棒性 强的要求。 激光检测方法成本较低， 利用光纤传感器能够有效检测出元件的粗糙度和位移 缺陷， 但目前尚没有成熟的检测系统可以实现磁芯圆周侧面的缺陷检测。 发明内容 [0004]为克服上述现有技术的不足， 本发明提供一种基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺 陷检测装置， 有效实现了磁芯表面 粗糙度和位移缺陷的检测。 [0005]基于光纤传感器的磁芯圆周侧面缺陷检测装置， 包括光纤传感系统、 自动旋转圆 台和定位装置； [0006]所述光纤传感系统包括激光光源、 Y形分支结构的光纤束、 光电转换模块、 放大电 路、 数据处 理与显示模块； [0007]所述激光 光源用于发射激光； [0008]所述Y形分支结构的光纤束包括至少一个发射光纤和一个接收光纤， 所述Y形分支 结构的组合端作为光纤探头， 其中一个分支端为 发射光纤， 用于接收激光光源发射的激光； 另一个分支端为接收光纤， 用于将受待测磁芯调制的反射激光反馈给光电转换模块； [0009]所述光电转换模块将接收到的光信号 转换为电信号， 并将电信号进行放大； [0010]所述数据处理与显示模块对放大后的电信号进行处理和显示， 当信号发生超出阈 值的突变时， 即可判定磁芯侧面存在缺陷； [0011]所述自动旋转圆台用于放置待测磁芯； [0012]所述定位装置用于对Y形分支结构的光纤束 进行定位。 [0013]进一步地， 所述Y形分支结构的光纤束包括一个发射光纤和多个接收光纤， 所述接 收光纤围绕所述发生 光纤一圈布置， 形成同心圆型光纤束。 [0014]进一步地， 所述Y形分支结构为19+1光纤的同心 圆型光纤束， 其中， 19+1芯光纤作 为光纤探头， 1芯光纤接光源作为发射光纤， 19芯光纤作为接收光纤， 与光电转换模块相接，说　明　书 1/3 页 3 CN 115015274 A 3