日本 Sagawasangyo RECT-SP1：讓微米裂紋“電光”顯影，三秒完成無損篩查

發布時間： 2025-12-29　　點擊次數： 45次

在軸承、齒輪、渦輪葉片、鋰電池殼體等高強度零部件的制造與運維現場，100 µm 以下的早期裂紋往往就是災難性失效的起點。傳統磁粉/滲透檢測需要打磨、清洗、顯像，十幾道工序、十幾分鐘等待；超聲/渦流雖可自動化，卻對近表面微裂紋敏感性不足。日本 Sagawasangyo 公司推出的 RECT-SP1 電光成像儀，將“高脈沖電流+高速紅外成像”耦合在一體，實現微米級裂紋 3 秒無損檢出，為工業現場帶來“即掃即走”的全新體驗。

一、技術原理：焦耳熱-紅外“電光”雙態成像

RECT-SP1 的核心思路是“電-熱-光”三態耦合：

高脈沖電流注入
0.1–3 ms、峰值 0.5–5 kA 的方波電流均勻通過工件；完整區域因電阻均勻，溫升僅 1–3 °C。

裂紋處焦耳熱集中
微裂紋（≥1 µm 開口）使有效導電截面積驟減，局部電阻 R↑→ΔT↑，裂紋瞬間溫升 5–30 °C，形成“熱點”。

高速紅外快照
1280×1024 @ 1 kHz 的 InSb 焦平面陣列在脈沖后 0.1–3 ms 內連續捕獲 30 幀熱圖；專有算法提取瞬態溫差 ΔT，空間分辨率達到 5 µm（@50 mm 工作距）。

AI 裂紋識別
深度卷積網絡在 200 ms 內完成亞像素邊緣檢測，自動輸出裂紋長度、開口寬度、走向及風險等級。

二、系統架構：手持+在線雙形態

模塊	關鍵參數
脈沖電源	0–5 kA，0.1–3 ms，可編程序列
紅外相機	1280×1024，1 kHz，噪聲等溫差 12 mK
電流電極	彈性碳刷/銅合金鉗口，自適應曲面
計算核心	NVIDIA Jetson Xavier，30 TOPS AI 算力
整機重量	2.8 kg（手持版），可掛載機器人
數據接口	GigE、Profinet、EtherCAT、OPC-UA

手持模式：單次檢測面積 60 mm×48 mm，3 秒完成；
在線模式：配合機器人掃查，節拍≤5 秒/軸承外圈。

三、性能指標

項目	實測值
可檢裂紋寬度	≥1 µm（開口）
可檢裂紋深度	≥10 µm（鋼件）
穿透厚度	10 mm（碳鋼）
誤檢率	<1 %（N=5000 條疲勞裂紋）
漏檢率	<0.5 %（置信度 95 %）
檢測節拍	3 s（60 mm×48 mm 視場）
工作溫度	0–45 °C，無冷卻液、無耦合劑

四、典型應用案例

1. 汽車變速箱齒輪

對象：20CrMo 滲碳淬火齒輪，模數 2 mm

缺陷：磨削裂紋 5–30 µm 寬、50–200 µm 長

結果：RECT-SP1 在 3 秒內定位 12 條微裂紋，與金相吻合率 100 %，替代原有 12 分鐘磁粉線。

2. 鋰電池鋁殼

對象：0.4 mm 深沖鋁殼，表面有 2–5 µm 拉伸裂紋

要求：在線 100 % 檢測

結果：集成到產線后，節拍 2.5 s/件，檢出率 99.7 %，避免電解液泄漏風險。

3. 航空軸承再制造

對象：M50 鋼主軸軸承外圈，硬度 62 HRC

缺陷：疲勞微裂紋 10–50 µm

結果：機器人搭載 RECT-SP1，360° 螺旋掃查 20 s，自動生成裂紋分布云圖，實現軸承剩余壽命評估。

五、與傳統方法對比

方法	最小裂紋	表面準備	檢測時間	后續清洗	環保性
磁粉	10 µm	打磨/除油	5–10 min	必須	廢水+耗材
滲透	5 µm	清洗/顯像	10–20 min	必須	有機溶劑
渦流	50 µm	無	2–3 s	無	好，但需耦合
RECT-SP1	1 µm	無	3 s	無

六、技術展望

Sagawasangyo 正在開發“RECT-SP2”，目標把紅外相機升級到 2 kHz+2 µm 空間分辨率，實現亞微米裂紋檢測；同時引入多頻脈沖，可評估裂紋深度與殘余應力。未來，該技術有望拓展到碳纖維復合材料、增材制造件及固態電池界面缺陷檢測，為超精密制造和低碳工業提供更強“電光之眼”。

結語

從“打磨-噴粉-顯像”到“一掃即成像”，RECT-SP1 用 3 秒的電光一閃，把微米裂紋的無損檢測拉入“零準備、”的實時時代。它不僅節省了 90 % 的檢測時間，更將早期裂紋的漏檢風險降到千分之五以下，為裝備的安全性和可靠性增添了一道“快、準、綠”的科技防線。

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