用于自動磁粉探傷的熒光強度測量裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于自動磁粉探傷的熒光強度測量裝置和方法。本發(fā)明的裝置包括紫外光源、攝像設(shè)備、計算機、熒光亮度計、靈敏度試片。紫外光源對被測工件進(jìn)行照射，攝像設(shè)備拍攝被測工件的熒光圖像，并將熒光圖像傳輸至計算機。靈敏度試片放置于被測工件上，且包括一個十字痕跡，熒光亮度計檢測被靈敏度試片的十字痕跡的熒光強度。本發(fā)明的方法包括步驟1，采集被測工件的熒光圖像；步驟2，根據(jù)熒光圖像，計算并標(biāo)定攝像設(shè)備的采樣值與熒光強度值的線性函數(shù)斜率；步驟3，利用線性函數(shù)斜率計算熒光強度。本發(fā)明能夠自動對工件的缺陷熒光圖像進(jìn)行計算，從而獲得準(zhǔn)確的熒光強度，避免了人為誤差。
【專利說明】
用于自動磁粉探傷的黃光強度測量裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及巧光強度測量方法與裝置，更具體地說，設(shè)及用于自動磁粉探傷的巧 光強度測量裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁粉探傷利用工件缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，它利用了鋼鐵制品表面和 近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，磁化后運些材料不連續(xù) 處的磁場將發(fā)生崎變，形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場，從而吸引磁粉形成缺 陷處的磁粉堆積-磁痕，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，對運些磁粉的堆積 加 W觀察和解釋，就實現(xiàn)了磁粉探傷。
[0003] 磁粉探傷的優(yōu)點是：對鋼鐵材料或工件表面裂紋等缺陷的檢驗非常有效；設(shè)備和 操作均較簡單；檢驗速度快，便于在現(xiàn)場對大型設(shè)備和工件進(jìn)行探傷；檢驗費用也較低。缺 點是：僅適用于鐵磁性材料；僅能顯出缺陷的長度和形狀，而難W確定其深度；對剩磁有影 響的一些工件，經(jīng)磁粉探傷后還需要退磁和清洗。
[0004] 在濕法巧光磁粉探傷中，按照操作規(guī)范，通常要求使用一定亮度的紫外燈照射磁 懸液涂敷的工件，然后檢測巧光來確定工件缺陷。在此過程中，紫外線的強度，或者說其所 激發(fā)出來的巧光強度直接影響缺陷檢測的效果。但是在實際操作中，往往缺少在線的檢測 手段，主要依靠人工經(jīng)驗來判斷。由于追求無人化，運個問題在自動磁粉探傷系統(tǒng)中尤其突 出。 陽0化]針對運一問題，本發(fā)明利用自動磁粉探傷系統(tǒng)中的工業(yè)CCD相機，在開始探傷缺 陷識別的過程中，通過工業(yè)CCD相機數(shù)字化采集和軟件計算的方法，在線測量實際工件巧 光強度，可W為自動磁粉探傷提供補償參考和報警提示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺少在線檢測巧光強度的手段，主要依靠人工經(jīng)驗判斷的 問題，本發(fā)明的目的是提供用于自動磁粉探傷的巧光強度測量裝置與方法。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] 一種用于自動磁粉探傷的巧光強度測量裝置，包括紫外光源、攝像設(shè)備、計算機、 巧光亮度計、靈敏度試片。紫外光源對被測工件進(jìn)行照射，攝像設(shè)備拍攝被測工件的巧光圖 像，并將巧光圖像傳輸至計算機。靈敏度試片放置于被測工件上，且包括一個十字痕跡，巧 光亮度計檢測被靈敏度試片的十字痕跡的巧光強度。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，攝像設(shè)備為工業(yè)CCD相機。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：
[0011] 一種用于自動磁粉探傷的巧光強度測量方法，包括W下步驟：步驟1，采集被測工 件的巧光圖像；步驟2,根據(jù)巧光圖像，計算并標(biāo)定攝像設(shè)備的采樣值與巧光強度值的線性 函數(shù)斜率；步驟3,利用線性函數(shù)斜率計算巧光強度。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟2包括W下步驟：步驟2. 1，計算工況下限濃度磁懸 液時十字痕跡的亮度和巧光強度；步驟2. 2,計算正常工況濃度磁懸液時十字痕跡的亮度 和巧光強度；步驟2. 3,計算線性函數(shù)斜率。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟2. 1包括W下步驟：步驟A1，配置工況下限濃度磁懸 液；步驟B1，取A型靈敏度試片置于工件之上；步驟C1，磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上； 步驟D1，磁化工件，紫外光源照射工件；步驟E1，計算機通過攝像設(shè)備采集到的十字痕跡亮 度記錄為V、。;步驟F1，巧光亮度計測得的十字痕跡的巧光強度記錄為V y。。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟2. 2包括W下步驟：步驟G1，配置正常工況濃度磁懸 液；步驟H1，取A型靈敏度試片置于工件之上；步驟II，磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上； 步驟J1，磁化工件，紫外光源照射工件；步驟K1，計算機通過攝像設(shè)備采集到的十字痕跡亮 度記錄為Vyi;步驟L1，巧光亮度計測得的十字痕跡的巧光強度記錄為V yi。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟2. 3包括W下步驟：線性函數(shù)斜率
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟3包括W下步驟：步驟3. 1，亮度和均勻度篩選，保留 巧光飽滿、均勻的圖像；步驟3. 2,根據(jù)保留下的圖像與線性函數(shù)斜率計算巧光強度值。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟3. 1包括W下步驟：步驟A2,裁剪圖像，只留下磁粉 探傷檢測窗口內(nèi)XXY像素；步驟B2, W 3X3鄰域?qū)D像中值濾波，去除干擾；步驟C2,使 用梯度邊緣檢測提取工件缺陷圖像；步驟D2,計算缺陷圖像像素亮度均值Vwg，作為當(dāng)前圖 像巧光亮度值Vyi;步驟E2,亮度篩選，舍棄平均亮度低于闊值Vg的圖像，留下巧光飽滿的圖 像；步驟F2,均勻性篩選，舍棄不均勻度高于闊值成的圖像，留下巧光均勻的圖像；缺陷圖 像不均勻度計算方法為
其中，N為圖像不均勻度，Vwg為圖像平 均亮度，C為圖像像素數(shù)量，Vi為圖像中像素亮度。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟3.2包括W下步驟：步驟G2,原巧光亮度值V,2與當(dāng) 前圖像巧光亮度值￥、加權(quán)濾波得到現(xiàn)巧光亮度值￥、;￥、=〇￥、1+(1-〇八、2，其中〇為濾波 系數(shù)，取值為0~1 ;步驟肥，根據(jù)攝像設(shè)備的采樣值與巧光強度值的線性函數(shù)關(guān)系，使用現(xiàn) 巧光亮度值V、可W計算得到巧光強度值V y;V y= V ,。+ β (Vy-Vw)。
[0019] 在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的用于自動磁粉探傷的巧光強度測量裝置與方法能夠 自動對工件的缺陷巧光圖像進(jìn)行計算，從而獲得準(zhǔn)確的巧光強度，避免了人為誤差。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明用于自動磁粉探傷的巧光強度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明用于自動磁粉探傷的巧光強度測量方法的流程圖；
[0022] 圖3是圖2中計算巧光強度的各個子步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0024] 參照圖1，本發(fā)明首先公開一種用于自動磁粉探傷的巧光強度測量裝置，其主要包 括紫外光源1、攝像設(shè)備3、計算機4、巧光亮度計5、靈敏度試片（未在圖中示出）。本發(fā)明 的攝像設(shè)備3 W攝像設(shè)備為工業(yè)CCD相機，但并不W此為限。
[00對如圖1所示，紫外光源1對被測工件2進(jìn)行照射時，攝像設(shè)備3拍攝被測工件2的 巧光圖像，并將巧光圖像傳輸至計算機4。靈敏度試片放置于被測工件2上，且包括一個十 字痕跡，巧光亮度計5檢測被靈敏度試片的十字痕跡的巧光強度。
[00%] 利用上述設(shè)備，本發(fā)明的另一個重點是公開一種用于自動磁粉探傷的巧光強度測 量方法，參照圖2,其主要有3個步驟組成，并且重點在于步驟S2和步驟S3的標(biāo)定和測量運 兩個步驟。
[0027] 步驟S1，采集被測工件的巧光圖像。
[0028] 步驟S2,根據(jù)巧光圖像，計算并標(biāo)定攝像設(shè)備的采樣值與巧光強度值的線性函數(shù) 斜率。
[0029] 步驟S3,利用線性函數(shù)斜率計算巧光強度。
[0030] 如圖2所示，步驟S2包括W下步驟：
[0031] 步驟S2. 1，計算工況下限濃度磁懸液時十字痕跡的亮度和巧光強度，其由W下的 一系列子步驟來實現(xiàn)：
[0032] 步驟A1，配置工況下限濃度磁懸液。
[0033] 步驟B1，取A型靈敏度試片置于工件之上。
[0034] 步驟C1，磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上。
[0035] 步驟D1，磁化工件，紫外光源照射工件。
[0036] 步驟E1，計算機通過攝像設(shè)備采集到的十字痕跡亮度記錄為Vw。
[0037] 步驟F1，巧光亮度計測得的十字痕跡的巧光強度記錄為Vy。。
[0038] 步驟S2. 2,計算正常工況濃度磁懸液時十字痕跡的亮度和巧光強度，其由W下的 一系列子步驟來實現(xiàn)：
[0039] 步驟G1，配置正常工況濃度磁懸液。
[0040] 步驟H1，取A型靈敏度試片置于工件之上。
[0041] 步驟II，磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上。
[0042] 步驟J1，磁化工件，紫外光源照射工件。
[0043] 步驟K1，計算機通過攝像設(shè)備采集到的十字痕跡亮度記錄為Vyi。
[0044] 步驟L1，巧光亮度計測得的十字痕跡的巧光強度記錄為Vyi。
[0045] 步驟S2. 3,計算線性函數(shù)斜聾
[0046] 步驟S2的最終作用是計算得到線性函數(shù)斜率，從而供步驟S3使用。
[0047] 進(jìn)一步的，參照圖3,步驟S3包括W下步驟：
[0048] 步驟S3. 1，亮度和均勻度篩選，保留巧光飽滿、均勻的圖像，其由W下的一系列子 步驟來實現(xiàn)： W例步驟A2,裁剪圖像，只留下磁粉探傷檢測窗口內(nèi)XXY像素。
[0050] 步驟B2, W 3 X 3鄰域?qū)D像中值濾波，去除干擾。
[0051] 步驟C2,使用梯度邊緣檢測提取工件缺陷圖像。
[0052] 步驟D2,計算缺陷圖像像素亮度均值Vwg，作為當(dāng)前圖像巧光亮度值Vyi。
[0053] 步驟E2,亮度篩選，舍棄平均亮度低于闊值ν,α的取值可W與Vx。）相同的圖像， 留下巧光飽滿的圖像。
[0054] 步驟F2,均勻性篩選，舍棄不均勻度高于闊值成的圖像，留下巧光均勻的圖像。Ns 的取值參考探傷缺陷的實際情況，可W取0. 1左右。 陽化5] 缺陷圖像不均勻度計算方法為：
[0056] 其中，N為圖像不均勻度，Vwg為圖像平均亮度，C為圖像像素數(shù)量，V 1為圖像中像 素亮度。
[0057] 步驟S3. 2,根據(jù)保留下的圖像與線性函數(shù)斜率計算巧光強度值，其由W下的一系 列子步驟來實現(xiàn)：
[0058] 步驟G2,原巧光亮度值V.2與當(dāng)前圖像巧光亮度值V y加權(quán)濾波得到現(xiàn)巧光亮度值 即：
[0059] Vx= α Vxi+α-α )Vx2,其中α為濾波系數(shù)，取值為0~1，在工況穩(wěn)定的情況下可 取值0. 1。
[0060] 步驟肥，根據(jù)攝像設(shè)備的采樣值與巧光強度值的線性函數(shù)關(guān)系，使用現(xiàn)巧光亮度 值Vy可W計算得到巧光強度值V y，即： W61] Vy=Vy〇+MVVx〇)。
[0062] 下面通過一個具體的例子來說明上述技術(shù)方案的效果。
[0063] 在一個具體工況下，標(biāo)定包含如下步驟： W64] A1 :配置工況下限0. 5g/L的磁懸液。
[00化]B1 :取A型靈敏度試片置于工件之上。
[0066] C1 :磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上。
[0067] D1 :磁化工件，紫外光源照射工件。
[0068] E1 :計算機通過工業(yè)CCD相機采集到的十字痕跡亮度記錄為83。
[0069] F1 :巧光亮度計測得的十字痕跡的巧光強度記錄為Vye= 105cd/m 2。
[0070] G1 :配置正常工況Ig/L磁懸液。
[0071] H1 :取A型靈敏度試片置于工件之上。
[0072] II :磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上。
[0073] J1 :磁化工件，紫外光源照射工件。
[0074] K1 :計算機通過工業(yè)CCD相機采集到的十字痕跡亮度記錄為Vxi= 127。 陽07引 L1 :巧光亮度計測得的十字痕跡的巧光強度記錄為Vyi= 164cd/m 2。
[0076] Ml :計算CCD相機采樣值與巧光強度值的線性函數(shù)斜率0。
[0077]
[007引計算巧光強度的過程，包含如下步驟：
[0079] A2 :裁剪圖像，只留下磁粉探傷檢測窗口內(nèi)MXN像素。
[0080] B2 3X3鄰域?qū)D像中值濾波，去處干擾。
[0081] C2 :使用梯度邊緣檢測提取工件缺陷圖像。
[0082] D2:假設(shè)缺陷圖像像素亮度均值Vwg= 100.0,作為當(dāng)前圖像巧光亮度值V,i = 100.0。
[0083] E2 :亮度篩選，由于Vyi大于閥值V g= 83,該缺陷圖像確認(rèn)有效。
[0084] F2 :均勻性篩選，假設(shè)缺陷圖像不均勻度N = 0. 03低于闊值N,= 0. 1，，該缺陷圖 像確認(rèn)有效。 陽0財 G2 :原巧光亮度值V,2= 106. 0與當(dāng)前圖像巧光亮度值V,= 100. 0加權(quán)濾波得到 巧光亮度值V、。
[0086] V,= α V ,1+(1- α ) V,2= 0. 1 X 100+0. 9 X 106 = 105. 4
[0087] 其中α為濾波系數(shù)，取值為0. 1。
[0088] Η2 :根據(jù)CCD相機采樣值與巧光強度值的線性函數(shù)關(guān)系，使用現(xiàn)巧光亮度值Vy可 W計算得到巧光強度值Vy。
[0089] Vy= Vyo+e (Vx-Vxo) = 105+1. 34(105. 4-8：3) = 135. 0(cd/m2)
[0090] 本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，W上的實施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對W上所述實施例的變 化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于自動磁粉探傷的熒光強度測量裝置，其特征在于，包括： 紫外光源、攝像設(shè)備、計算機、熒光亮度計、靈敏度試片； 所述紫外光源對被測工件進(jìn)行照射，所述攝像設(shè)備拍攝所述被測工件的熒光圖像，并 將所述熒光圖像傳輸至所述計算機； 所述靈敏度試片放置于所述被測工件上，且包括一個十字痕跡； 所述熒光亮度計檢測所述被靈敏度試片的十字痕跡的熒光強度。2. 如權(quán)利要求1所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量裝置，其特征在于，所述攝 像設(shè)備為工業(yè)C⑶相機。3. -種用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，采集被測工件的熒光圖像； 步驟2,根據(jù)所述熒光圖像，計算并標(biāo)定攝像設(shè)備的采樣值與熒光強度值的線性函數(shù)斜 率； 步驟3,利用所述線性函數(shù)斜率計算熒光強度。4. 如權(quán)利要求3所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，所述步 驟2包括以下步驟： 步驟2. 1，計算工況下限濃度磁懸液時十字痕跡的亮度和熒光強度； 步驟2. 2,計算正常工況濃度磁懸液時十字痕跡的亮度和熒光強度； 步驟2. 3,計算線性函數(shù)斜率。5. 如權(quán)利要求4所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，所述步 驟2.1包括以下步驟： 步驟A1，配置工況下限濃度磁懸液； 步驟B1，取A型靈敏度試片置于工件之上； 步驟C1，磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上； 步驟D1，磁化工件，紫外光源照射工件； 步驟E1，計算機通過攝像設(shè)備采集到的十字痕跡亮度記錄為Vx。； 步驟F1，熒光亮度計測得的十字痕跡的熒光強度記錄為Vy。。6. 如權(quán)利要求5所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，所述步 驟2. 2包括以下步驟： 步驟G1，配置正常工況濃度磁懸液； 步驟H1，取A型靈敏度試片置于工件之上； 步驟11，磁懸液涂敷于A型靈敏度試片之上； 步驟J1，磁化工件，紫外光源照射工件； 步驟K1，計算機通過攝像設(shè)備采集到的十字痕跡亮度記錄為Vxl; 步驟L1，熒光亮度計測得的十字痕跡的熒光強度記錄為Vyl。7. 如權(quán)利要求6所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，所述步 驟2. 3包括以下步驟：8. 如權(quán)利要求7所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，所述步 驟3包括以下步驟： 步驟3. 1，亮度和均勻度篩選，保留熒光飽滿、均勻的圖像； 步驟3. 2,根據(jù)保留下的圖像與線性函數(shù)斜率計算熒光強度值。9. 如權(quán)利要求8所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，所述步 驟3.1包括以下步驟： 步驟A2,裁剪圖像，只留下磁粉探傷檢測窗口內(nèi)XX Y像素； 步驟B2,以3X3鄰域?qū)D像中值濾波，去除干擾； 步驟C2,使用梯度邊緣檢測提取工件缺陷圖像； 步驟D2,計算缺陷圖像像素亮度均值Vavg，作為當(dāng)前圖像熒光亮度值Vxl; 步驟E2,亮度篩選，舍棄平均亮度低于閾值Vs的圖像，留下熒光飽滿的圖像； 步驟F2,均勻性篩選，舍棄不均勻度高于閾值Ns的圖像，留下熒光均勻的圖像； 缺陷圖像不均勻度計算方法為：其中，N為圖像不均勻度，Vavg為圖像平均亮度，C為圖像像素數(shù)量，V 圖像中像素亮 度。10. 如權(quán)利要求9所述的用于自動磁粉探傷的熒光強度測量方法，其特征在于，所述步 驟3. 2包括以下步驟： 步驟G2,原熒光亮度值Vx2與當(dāng)前圖像熒光亮度值V x加權(quán)濾波得到現(xiàn)熒光亮度值V x; 人=(：1^1+(卜(：1)1，其中（：1為濾波系數(shù)，取值為〇~1; 步驟H2,根據(jù)攝像設(shè)備的采樣值與熒光強度值的線性函數(shù)關(guān)系，使用現(xiàn)熒光亮度值Vx 可以計算得到熒光強度值Vy; Vy= ν,〇+β (vx-vx0)〇
【文檔編號】G01N21/64GK105823763SQ201510006878
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月7日
【發(fā)明人】胡繼康, 申屠理鋒, 鄒堃, 陳林, 李勁, 劉祖表, 奚嘉奇
【申請人】寶山鋼鐵股份有限公司