[发明专利]非接触式裂纹测量方法及其装置

说明书

本发明公开一种非接触式裂纹测量方法及其装置，其中所述方法包括：采集被测量物的图像信息；确定采集的所述被测量物的图像信息的像素长度与该被测量物的物理长度的比例系数；根据预先建立的裂纹特征模板，在采集的所述被测量物的图像信息中识别并提取裂纹信息；根据所述比例系数计算所述裂纹信息的裂纹长度和裂纹扩展速度。本发明能够实时准确测量裂纹扩展长度及扩展速度，并能够提升测量效率。

技术领域

本发明涉及裂纹测量技术领域，尤其涉及一种非接触式裂纹测量方法及其装置。

背景技术

裂纹是材料在应力或环境作用下产生的裂隙。裂纹是汽车零件，机械零件、金属材料中常见的缺陷之一。裂纹的检测方法有很多种，比如磁粉检测、渗透检测等方式。

现有的裂纹实时测量方法主要是通过断裂片进行测量，即在预期裂纹区域粘贴断裂片，当裂纹扩展至此位置后，断裂片断裂，通过电路采集到断裂片的断开响应从而表征裂纹的扩展。断裂片式裂纹测量方法，由于断裂片并不是裂纹尖端位置的实时响应，具有一定的滞后性，同时由于材料特性等的影响，每个断裂片的断裂时刻与裂纹尖端的扩展也并不一致，无法达到准确测量裂纹扩展长度及扩展速度的要求。

综上，现有技术主要是通过磁通等物理和化学方法测量材料的裂纹是否存在，通过物理化学量的大小反映裂纹的大小，并不直观且测量效率低下；手动式测量方法虽然可以根据裂纹的实际长度进行测量，但操作繁琐，无法满足裂纹扩展长度实时准确测量的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种非接触式裂纹测量方法及其装置，以解决现有技术存在的无法实时准确测量裂纹的问题。

为了解决上述问题，根据本发明实施例提出一种非接触式裂纹测量方法，其包括：

采集被测量物的图像信息；

确定采集的所述被测量物的图像信息的像素长度与该被测量物的物理长度的比例系数；

根据预先建立的裂纹特征模板，在采集的所述被测量物的图像信息中识别并提取裂纹信息；

根据所述比例系数计算所述裂纹信息的裂纹长度和裂纹扩展速度。

其中，所述确定采集的所述被测量物的图像信息的像素长度与该被测量物的物理长度的比例系数，包括：设置已知物理尺寸的标定物，将所述标定物设置在图像采集区域内，根据标定物的像素尺寸与其物理尺寸的对比关系，确定所述被测量物的图像信息的像素长度与该被测量物的物理长度的比例系数。

其中，还包括：建立裂纹特征模板，其包括：收集多个含有裂纹的图片，对含有裂纹的图片中的裂纹区域进行标注，使用卷积神经网络对已标注的图片进行训练，得到所述裂纹特征模板。

其中，所述根据预先建立的裂纹特征模板，在采集的所述被测量物的图像信息中识别并提取裂纹信息，包括：使用所述裂纹特征模板对所述图像信息进行检测，对含有裂纹的区域进行定位，标记出裂纹区域；将被标记的区域之外的图像像素灰度值置0，被标注的区域的图像像素保持不变；对处理后的图像信息进行梯度边缘提取，得到所述图像信息中裂纹的边缘图像。

其中，所述计算所述裂纹信息的裂纹长度，包括：根据裂纹信息的像素长度和所述比例系数计算所述裂纹信息的裂纹长度。

其中，所述计算所述裂纹信息的裂纹扩展速度，包括：根据当前帧图像的裂纹信息的裂纹长度、上一帧图像的裂纹信息的裂纹长度、以及两帧图像的时间间隔，计算所述裂纹信息的裂纹扩展速度。

根据本申请实施例还提供一种非接触式裂纹测量装置，其包括：

采集模块，用于采集被测量物的图像信息；

设备标定模块，用于确定采集的所述被测量物的图像信息的像素长度与该被测量物的物理长度的比例系数；