CN105021704A - 一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法，步骤为：进行超声波无损探伤C扫描图像识别；将整个C扫描图像进行灰度处理；确定超声波钎着率的阈值；计算整个焊接层区域的钎着率。本发明考虑到阈值的存在，将灰度大于阈值的象素点对测量钎着率的贡献考虑在内，大大提高了钎着率的测量准确度，杜绝了将合格零件误判为超差品或者将超差品误判为合格品的误判问题，避免了浪费，消除了安全隐患。

Description

一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法

技术领域

本发明属于钎焊效果检测技术领域，具体涉及一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法。

背景技术

超声波检测是电触头焊接层焊接质量常用的检测手段，钎着率是衡量钎焊质量好坏的一个重要参数。传统的超声波探伤钎着率测量方法，是先对焊接区域进行超声波探伤C扫描，得到焊接区域的C扫描图像，钎着率是实际焊接面积与理论焊接面积之比，理论焊接面积是整个焊缝的面积，而实际焊接面积将超声C扫描图像转换成一种256级灰度值的伪彩色图像，根据缺陷的灰度阈值对C扫描图像进行计算得到的。在计算钎着率时，根据缺陷阈值Fc对图像f(x,y)进行逐点象素扫描统计，当f(x,y)大于等于Fc时，则判为缺陷，反之为焊合。在实际的检测中，根据给定的缺陷阈值，将扫描图像中焊合的象素点数乘以图像中每象素所占的空间扫描面积，然后将此乘积除以理论焊接面积。其缺点是：由于阈值的存在，当扫描图像中未焊合的点的象素在阈值以上相差不大和相差很大时，得到的钎着率是相同的，这显然是不合理的。对钎着率位于设定的验收标准附近的情况，很可能造成误判，将合格零件误判为废品而导致浪费；或者将废品误判为合格品导致在电触点使用时存在安全隐患。

专利号CN103018327提供了一种航空发动机整流器超声波探伤钎着率测量方法，其特征在于，测量的步骤是：进行超声波探伤C扫描；图像识别；计算第一号存在未钎着区域的叶片K₁的钎着率Z_j；计算其余存在未钎着区域的叶片的钎着率。该发明的缺点是在确定未钎着区域时存在一定困难和不准确性，对钎着率的测量存在一定的误差。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法，以杜绝误判，避免浪费，消除安全隐患。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法，包括如下步骤：

步骤1：进行超声波无损探伤C扫描：首先超声检测设备沿着蛇形轨迹对电触点焊接层逐点进行超声波无损探伤C扫描，获得C扫描图像并储存在计算机中；

步骤2：图像识别：对C扫描图像进行图像识别，图像识别的区域是整个焊接层区域；

步骤3：对整个焊接层区域图像进行处理：将整个C扫描图像进行灰度处理，量化为L级灰度，并得到每一个扫描点的灰度值f_(x,y)；

步骤4：确定C扫描图像的缺陷阈值f_th，阈值f_th是一灰度值；

步骤5：计数所有小于缺陷阈值f_th的象素点，将所有小于缺陷阈值f_th的象素点乘以阈值f_th，再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到所有焊合点的面积A；

步骤6：计数所有灰度值大于缺陷阈值f_th的象素点并乘以该象素点的灰度值f_(x,y)，所得值再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到未焊合的面积B，再加上步骤5所计算的焊合点的面积A，得到总的面积C；

步骤7：根据上述步骤的结果，确定该工件钎焊界面的钎着率为：

$R=\frac{A}{C}=\frac{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;s\&times;f_{th}}{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;s\&times;f_{th}+\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}\&GreaterEqual;f_{th})\&times;s\&times;f_{(x,y)}}.$

步骤1中，所述C扫描图像，格式为BMP格式或JPG格式。

步骤3中，灰度等级L为256个等级，每一个扫描点的灰度值范围是0～255。

步骤4中，阈值f_th可以根据实际情况确定，比如可以取f_th＝120～230，当然也可以是其他数值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明对焊接层区域图像进行处理，并根据实际应用提出阈值的存在，从而在图像处理的同时将灰度大于阈值的象素点对测量钎着率的贡献考虑在内，大大提高了钎着率的准确度，杜绝了将合格零件误判为超差品或者将超差品误判为合格品的误判问题，避免了浪费，消除了安全隐患。

附图说明

图1为某电触点1的C扫描图像；

图2为某电触点2的C扫描图像。

具体实施方式

以下对本发明的技术方案作进一步的说明，以下的说明仅为理解本发明技术方案之用，不用于限定本发明的范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

实施例1，某低压电器电触点，测量其钎着率。

测量的步骤如下：

步骤1：进行超声波无损探伤C扫描：首先超声检测设备沿着蛇形轨迹对电触点焊接层逐点进行超声波无损探伤C扫描，获得BMP格式或JPG格式的C扫描图像并储存在计算机中；

步骤2：图像识别：对C扫描图像进行图像识别，图像识别的区域是整个焊接层区域。

步骤3：对整个焊接层区域图像进行处理：将整个C扫描图像进行灰度处理，量化为L级灰度，这里确定为L＝256，并得到每一个扫描点的灰度值f_(x,y)。

步骤4：确定C扫描图像的缺陷阈值f_th，阈值f_th是一定的灰度值，本实施例中使用的阈值为f_th＝128。当然在其他实施例中也可以其他数值，该阈值f_th可以根据长期的试验或经验而得到，或者根据工件具体的使用场合来确定。

步骤5：计数所有小于缺陷阈值f_th的象素点，将所有小于缺陷阈值f_th的象素点乘以阈值f_th，再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到所有焊合点的面积A。

步骤6：计数所有灰度值大于缺陷阈值f_th的象素点乘以该象素点的灰度值f_(x,y)，再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到未焊合的面积B，再加上步骤5所计算的焊合点的面积A，得到焊接层总的面积C。

步骤7：根据上述各步骤的结果，确定该工件钎焊界面的钎着率为：

$\begin{array}{c}R=\frac{A}{C}=\frac{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;f_{th}\&times;s}{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;f_{th}\&times;s+\mathrm{\&Sigma;}(f_{(x,y)}\&GreaterEqual;f_{th})\&times;f_{(x,y)}\&times;s}\\ =\frac{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<128)\&times;128}{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<128)\&times;128+\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}\&GreaterEqual;128)\&times;f_{(x,y)}}\end{array}$

电触点1和电触点2进行超声波无损检测的C扫描图像如图1和图2所示。按照上述测量步骤，得到的钎着率分别是52.71％和65.79％。对同样的扫描图像，然若按照传统的测量方法，得到的二者的钎着率分别是64.85％和65.01％，经过金相分析，工件1的焊接效果不如工件2的焊接效果，且二者相差较大，本发明的测量准确率较高，本发明方法比较符合实际情况。

实施例2，某低压电器电触点，测量其钎着率。

测量的步骤如下：

步骤1：进行超声波无损探伤C扫描：首先超声检测设备沿着蛇形轨迹对电触点焊接层逐点进行超声波无损探伤C扫描，获得BMP格式或JPG格式的C扫描图像并储存在计算机中；

步骤2：对C扫描图像进行图像识别，图像识别的区域是整个焊接层区域。

步骤3：对整个焊接层区域图像进行处理：将整个C扫描图像进行灰度处理，量化为L级灰度，这里确定为L＝256，并得到每一个扫描点的灰度值f_(x,y)。

步骤4：确定C扫描图像的缺陷阈值f_th，阈值f_th是一定的灰度值,这里确定阈值f_th＝170.7，图像中的白色区域为为未钎着区域，钎着率为：钎着区域面积与焊接理想面积的比值。

步骤5：计数所有小于缺陷阈值f_th的象素点，将所有小于缺陷阈值f_th的象素点乘以阈值f_th，再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到所有焊合点的面积A。

步骤6：计数所有灰度值大于缺陷阈值f_th的象素点乘以该象素点的灰度值f_(x,y)，再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到未焊合的面积B，再加上步骤5所计算的焊合点的面积A，得到总的面积C。

步骤7：根据上述各步骤的结果，确定该工件钎焊界面的钎着率为：

$\begin{array}{c}R=\frac{A}{C}=\frac{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;f_{th}\&times;s}{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;f_{th}\&times;s+\mathrm{\&Sigma;}(f_{(x,y)}\&GreaterEqual;f_{th})\&times;f_{(x,y)}\&times;s}\\ =\frac{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<128)\&times;128}{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<128)\&times;128+\mathrm{\&Sigma;}(f_{(x,y)}\&GreaterEqual;128)\&times;f_{(x,y)}}\end{array}$

电触点1和电触点2进行超声波无损检测的C扫描图像如图1和图2所示。按照上述测量步骤，得到的钎着率分别是70.51％和78.89。对同样的扫描图像，然而若按照传统的测量方法，得到的二者的钎着率分别是70.69％和71.35％，经过金相分析，工件1的焊接效果不如工件2的焊接效果，且二者相差较大。因此本发明的测量方法更准确，利用本发明方法比传统的方法更符合实际情况。

本发明将灰度大于阈值的象素点对测量钎着率的贡献考虑在内，大大提高了钎着率的测量准确度，杜绝了将合格零件误判为超差品或者将超差品误判为合格品的误判问题，避免了浪费，消除了安全隐患。

以上所述仅为本发明的部分实施例而已，并非对本发明的技术范围做任何限制，凡在本发明的精神和原则之内做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：进行超声波无损探伤C扫描：首先超声检测设备沿着蛇形轨迹对电触点焊接层逐点进行超声波无损探伤C扫描，获得C扫描图像并储存在计算机中；

步骤2：图像识别：对C扫描图像进行图像识别，图像识别的区域是整个焊接层区域；

步骤3：对整个焊接层区域图像进行处理：将整个C扫描图像进行灰度处理，量化为L级灰度，并得到每一个扫描点的灰度值f_(x,y)；

步骤4：确定C扫描图像的缺陷阈值f_th，阈值f_th是一灰度值；

步骤5：计数所有小于缺陷阈值f_th的象素点，将所有小于缺陷阈值f_th的象素点乘以阈值f_th，再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到所有焊合点的面积A；

步骤6：计数所有灰度值大于缺陷阈值f_th的象素点并乘以该象素点的灰度值f_(x,y)，所得值再乘以每象素所占的空间扫描面积s，得到未焊合的面积B，再加上步骤5所计算的焊合点的面积A，得到总的面积C；

步骤7：根据上述步骤的结果，确定该工件钎焊界面的钎着率为：

$R=\frac{A}{C}=\frac{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;s\&times;f_{th}}{\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}<f_{th})\&times;s\&times;f_{th}+\mathrm{\&Sigma;}count(f_{(x,y)}\&GreaterEqual;f_{th})\&times;s\&times;f_{(x,y)}}.$

2.根据权利要求1所述的一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法，其特征在于：步骤1中，所述C扫描图像，格式为BMP格式或JPG格式。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高超声波无损探伤钎着率准确度的测量方法，其特征在于：步骤3中，灰度等级L为256个等级，每一个扫描点的灰度值范围是0～255。