[发明专利]一种软质材料表面裂纹自动检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种软质材料表面裂纹检测装置，包括电子显微镜和上位机，所述上位机包括图像处理程序和显示器，其特征在于，所述上位机接收电子显微镜的信号后经过计算分析将被测材料表面的裂纹程度通过显示屏输出。通过该检测装置，采用了软质材料表面裂纹自动检测方法，包括如下步骤：获取被测材料表面裂纹图像；对图像中的裂纹进行提取；统计裂纹数量并测量各裂纹宽度；确定裂纹等级并输出结果。本发明可以供没有实验室经验的人员快速的检测裂纹情况，具有很好的精度、检测结果重复性较高，适用于不同场合环境对软质材料表面裂纹进行自动检测使用。

技术领域

本发明涉及一种自动检测装置及方法，特别是关于一种软质材料表面裂纹自动检测装置及方法。

背景技术

根据GB/T11206-2009，对于材料表面老化龟裂的检查及评价方法，需要正规的实验室人员，使用的工具是放大镜、毛刷等，并进行人工计数的方法，自动化程度低、对操作人员要求高，且试验结果精度不高、误差大、重复性差。为了大众推广且便于使用操作，因此，需要提供一种对于软质材料表面裂纹能够快速检测及分析的自动检测装置及方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能满足快速自动检测的软质材料表面裂纹检测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种软质材料表面裂纹检测装置，包括电子显微镜和上位机，所述上位机包括图像处理程序和显示器，其特征在于，所述上位机接收电子显微镜的信号后经过计算分析将被测材料表面的裂纹程度通过显示器输出。

进一步的，所述的电子显微镜为DinoLite手持式USB电子显微镜。

通过该检测装置，采用了软质材料表面裂纹自动检测方法，包括如下步骤：获取被测材料表面裂纹图像；对图像中的裂纹进行提取；统计裂纹数量并测量各裂纹宽度；确定裂纹等级并输出结果。

进一步的，所述的获取被测材料表面裂纹图像，包括拍摄裂纹图像和图像预处理，其中，拍摄裂纹图像：通过上位机调整电子显微镜的放大倍数X至裂纹清晰可测，截取电子显微镜的单帧静态彩色图像，并根据放大倍数及图像分辨率得到长度标尺的换算系数Y；图像预处理：在静态彩色图像的基础上，将彩色RGB图像转换成灰度图。

进一步的，所述的对图像中的裂纹进行提取，包括裂纹分离和滤波修复，其中，裂纹分离：选择合适的灰度阈值T对灰度图像进行二值化处理。在灰度图基础上，对裂纹图像进行逐行扫描，得到各像素点的梯度幅值和梯度方向，比较某像素点与其相邻像素点在梯度方向上的梯度幅值，确定裂纹边界，并将裂纹边界点像素描红；滤波修复：对分离后的裂纹图像进行逐行扫描，进行平滑滤波降噪处理，去除不合理的面域裂纹和非线状裂纹，使裂纹特征清晰直观。

进一步的，所述的统计裂纹数量并测量各裂纹宽度，包括框选裂纹计数和测量各裂纹最大宽度，其中，框选裂纹计数：逐行扫描提取的裂纹骨架，存储已扫描区域上下左右四个极限位置，在扫描过程中，如果与扫描点的八邻域仍然处于裂纹骨架，比较修改已扫描区域极限位置的坐标信息，否则，该扫描过程结束，分别绘制两条水平线和两条垂直线，得到裂纹区域的矩形选框，并逐一编号；循环上述过程至穷尽全部裂纹骨架区域，完成全部裂纹框选及计数。测量各裂纹最大宽度：依次对于每条框选裂纹，逐行扫描每个裂纹像素点并画圆，当该圆周上任一点均处于裂纹区域，则记录该圆的圆心及直径值，循环上述过程直至找到最大的直径值及相应的圆心位置，则该圆的直径值乘以换算系数Y即为该条框选裂纹的最大宽度值。

进一步的，所述的确定裂纹等级并输出结果，包括确定裂纹等级和输出结果，其中，确定裂纹等级：统计总的裂纹数量及裂纹宽度的数值，并分别与GB/T 11206标准规定的进行比较，确定材料表面龟裂密度等级及龟裂宽度等级，综合得到材料表面裂纹等级；输出结果：由上位机通过显示器显示出材料表面裂纹等级结果，并自动输出检测报告。