火花塞作为汽车安全行驶的重要部件之一,在点火线圈产生的上万伏电压作用下,可通过其电极间的击穿放电对发动机气缸内的混合气体进行燃烧。目前市场上对火花塞的检测还停留在人眼观察火花塞的外表面,而内部绝缘端面往往被忽视,此种方法不仅缺乏准确的检测标准,而且容易出现漏判、误判。本文对现有的检测机制进行综合研究,分析了火花塞放电的工作原理,为突破传统火花塞检测效率低下、误检率高、检测精度有限等局限,提出了结合放电检测和机器视觉技术的火花塞检测新方法。将放电检测中的脉冲电流法与点火线圈的工作方式相结合,设计出了放电控制模块。同时结合机器视觉技术,缓解依靠人眼检测的压力,设计出火花塞缺陷检测算法,为今后的火花塞以及相关工业产品的检测提供新的思路与方法。具体研究工作如下:(1)对火花塞的工作原理进行了探究与分析,建立了火花塞内部绝缘介质放电的理论模型,确定了其内部不同介质绝缘系数的不同导致了火花塞放电位置的差异。提出了利用判断火花塞放电火花位置来代替直接对缺陷提取的检测新方法,克服了对火花塞内部检测的困难,为之后实现火花塞缺陷的自动判断奠定了基础。(2)针对常用放电方式电压难以调控、不同火花塞临界电压不同等问题,在放电检测的理论研究基础上,将点火线圈的工作方式与局部脉冲电流法相结合,设计了以脉宽调制信号为原理的放电控制模块。通过NI DAQ进行信号输出与采集,利用IGBT驱动板、IGBT模块以及点火线圈实现脉冲电压的输出,电压可达50kV。(3)根据火花塞检测部位的特点,结合图像处理相关算法对火花塞图像完成了增强、分割、形态分析等操作。通过实验仿真,提出了以Hough变换为基础并加以改进的圆心定位方法,利用摩尔邻域跟踪法对缺陷进行标记,成功设计了一套针对火花塞缺陷检测的算法,实现了对火花塞放电火花位置的标记与判断。(4)对设计的火花塞缺陷检测方案进行综合实验分析,利用电磁学理论、控制理论等完成了电压控制模块电路的搭建。通过试验证明PWM信号占空比的大小决定了所输出脉冲电压的幅值。同时搭建了软件实验平台,对火花塞样品进行测试实验。实验结果表明,本文设计的高压系统安全可测,综合检测准确率更是高达95%,满足了火花塞缺陷检测的自动化、工业化、标准化的应用需求。