[發明專利]非接觸式裂紋測量方法及其裝置

在審

• 申請號: 201811310560.1
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109444150A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 李玉龍;袁瑩濤;郭翔;索濤
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 北京金岳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11585
• 代理人: 王中;張碩

本發明公開一種非接觸式裂紋測量方法及其裝置，其中所述方法包括：采集被測量物的圖像信息；確定采集的所述被測量物的圖像信息的像素長度與該被測量物的物理長度的比例系數；根據預先建立的裂紋特征模板，在采集的所述被測量物的圖像信息中識別并提取裂紋信息；根據所述比例系數計算所述裂紋信息的裂紋長度和裂紋擴展速度。本發明能夠實時準確測量裂紋擴展長度及擴展速度，并能夠提升測量效率。

技術領域

本發明涉及裂紋測量技術領域，尤其涉及一種非接觸式裂紋測量方法及其裝置。

背景技術

裂紋是材料在應力或環境作用下產生的裂隙。裂紋是汽車零件，機械零件、金屬材料中常見的缺陷之一。裂紋的檢測方法有很多種，比如磁粉檢測、滲透檢測等方式。

現有的裂紋實時測量方法主要是通過斷裂片進行測量，即在預期裂紋區域粘貼斷裂片，當裂紋擴展至此位置后，斷裂片斷裂，通過電路采集到斷裂片的斷開響應從而表征裂紋的擴展。斷裂片式裂紋測量方法，由于斷裂片并不是裂紋尖端位置的實時響應，具有一定的滯后性，同時由于材料特性等的影響，每個斷裂片的斷裂時刻與裂紋尖端的擴展也并不一致，無法達到準確測量裂紋擴展長度及擴展速度的要求。

綜上，現有技術主要是通過磁通等物理和化學方法測量材料的裂紋是否存在，通過物理化學量的大小反映裂紋的大小，并不直觀且測量效率低下；手動式測量方法雖然可以根據裂紋的實際長度進行測量，但操作繁瑣，無法滿足裂紋擴展長度實時準確測量的要求。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種非接觸式裂紋測量方法及其裝置，以解決現有技術存在的無法實時準確測量裂紋的問題。

為了解決上述問題，根據本發明實施例提出一種非接觸式裂紋測量方法，其包括：

采集被測量物的圖像信息；

確定采集的所述被測量物的圖像信息的像素長度與該被測量物的物理長度的比例系數；

根據預先建立的裂紋特征模板，在采集的所述被測量物的圖像信息中識別并提取裂紋信息；

根據所述比例系數計算所述裂紋信息的裂紋長度和裂紋擴展速度。

其中，所述確定采集的所述被測量物的圖像信息的像素長度與該被測量物的物理長度的比例系數，包括：設置已知物理尺寸的標定物，將所述標定物設置在圖像采集區域內，根據標定物的像素尺寸與其物理尺寸的對比關系，確定所述被測量物的圖像信息的像素長度與該被測量物的物理長度的比例系數。

其中，還包括：建立裂紋特征模板，其包括：收集多個含有裂紋的圖片，對含有裂紋的圖片中的裂紋區域進行標注，使用卷積神經網絡對已標注的圖片進行訓練，得到所述裂紋特征模板。

其中，所述根據預先建立的裂紋特征模板，在采集的所述被測量物的圖像信息中識別并提取裂紋信息，包括：使用所述裂紋特征模板對所述圖像信息進行檢測，對含有裂紋的區域進行定位，標記出裂紋區域；將被標記的區域之外的圖像像素灰度值置0，被標注的區域的圖像像素保持不變；對處理后的圖像信息進行梯度邊緣提取，得到所述圖像信息中裂紋的邊緣圖像。

其中，所述計算所述裂紋信息的裂紋長度，包括：根據裂紋信息的像素長度和所述比例系數計算所述裂紋信息的裂紋長度。

其中，所述計算所述裂紋信息的裂紋擴展速度，包括：根據當前幀圖像的裂紋信息的裂紋長度、上一幀圖像的裂紋信息的裂紋長度、以及兩幀圖像的時間間隔，計算所述裂紋信息的裂紋擴展速度。

根據本申請實施例還提供一種非接觸式裂紋測量裝置，其包括：

采集模塊，用于采集被測量物的圖像信息；

設備標定模塊，用于確定采集的所述被測量物的圖像信息的像素長度與該被測量物的物理長度的比例系數；