CN106225741B - 一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，属于照相检测技术领域，解决了解决X射线照相时测量边蚀宽度的准确性低的问题。该方法包括加工与制作标准试样，分别制作带卡槽的基板、厚板垫块、薄板试块，通过卡槽缺口制作大厚度比工件，形成厚板部分、搭接部分和薄板部分。通过一定的射线检测工艺进行拍片，采用底片数字化扫描仪将工业射线底片扫描为数字图像等步骤。可以对大厚度比工件的射线底片测量边蚀宽度的大小，方便地区分边蚀区域和非边蚀区域，从而判断边蚀严重程度，方法简单。

Description

一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法
技术领域
本发明属于射线照相检测领域，涉及一种大厚度比工件胶片照相检测的边蚀宽度测量方法。
背景技术
在射线照相检测领域，大厚度比工件一般是指工件的最大厚度与最小厚度之比大于1.4的工件。工件厚度变化导致射线散射比增大，产生边蚀效应。边蚀效应是指工件周围的射线向工件背后的胶片散射，或工件中的较薄部位的射线向较厚部位散射，这种散射会使得较厚部位在底片上对应的低黑度区的边界被侵蚀，低黑度区域面积缩小。大厚度比工件边蚀宽度指大厚度比工件产生的边蚀效应使工件厚区在底片上对应的低黑度区被侵蚀的宽度，即底片上薄区与厚区交界点与由此交界点向厚区延伸到黑度D＝4.0点之间的距离。
大厚度比工件边蚀效应会使边界较厚处产生阴影，影像边界变得模糊，可能导致边界处的较小缺陷难以发现。边蚀宽度对分析边蚀散射的影响因素具有重要作用，射线底片直接测量方法存在测量误差大的不足，难以准确计算边蚀宽度。
发明内容
为了解决X射线照相时测量边蚀宽度的准确性低的问题，本发明提供了一种边蚀宽度的测量方法。
本发明所采用的技术方案是：一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
1)制作与实际大厚度比工件相同材料的标准试样，标准试样包括带宽度L卡槽的基板、厚板垫块、薄板试块，在厚板垫块上部放上基板，在基板卡槽缺口处搭接薄板试块，形成与实际大厚度比工件类似的厚板部分、搭接部分和薄板部分，厚板部分、搭接部分和薄板部分的分别为搭接后厚度不相同的部分；
2)采用与实际大厚度比工件射线照相检测相同工艺，采用胶片对标准试样进行射线照相形成标准试样的射线照相底片，在底片上分别测量厚板部分、搭接部分以及薄板部分的黑度值；
3)将射线照相底片扫描为数字图像，再次测量转化后的数字图像中厚板部分、搭接部分和薄板部分的灰度值；
4)建立底片黑度与图像灰度的映射关系，同时建立实际长度与像素尺寸的对应关系；
5)在数字图像上平行于卡槽口方向划直线或矩形框，直线或矩形框位于搭接部位且直线或矩形框横跨厚板部分、搭接部分和薄板部分，得到线灰度分布曲线；
6)根据底片黑度与图像灰度的映射关系，计算底片上厚板部分和薄板部分之间黑度值D＝4.0的边界点对应的图像灰度值，在线灰度分布图上查找对应的图像像素点B，并查找到厚板部分和搭接部分之间的分界点像素点A；根据卡槽宽度L即搭接长度，与像素尺寸的对应关系计算AB之间的长度值LAB，边蚀宽度为L-LAB对应的长度值。
优选地，该方法包括下述步骤：厚板垫块和基板的总厚度与大厚度比工件的厚板的厚度相同，薄板试块的厚度与大厚度比工件的薄板的厚度相同。
优选地，该方法包括下述步骤：步骤3)中，采用底片数字化扫描仪将射线照相底片扫描为数字图像，
优选地，该方法包括下述步骤：步骤3)中，数字图像取负片结果。
优选地，该方法包括下述步骤：步骤5)中，采用数字图像处理软件数字图像上平行于卡槽口方向划线或矩形槽，线条或矩形槽位于搭接部位的图像上，计算平均灰度，形成线灰度分布曲线。
优选地，该方法包括下述步骤：步骤5)中，线灰度分布曲线经过降噪处理使线灰度分布曲线光滑过度。
优选地，该方法包括下述步骤：步骤6)中，选择底片上厚板部分、搭接部分和薄板部分对应的黑度值，再选择数字图像上厚板部分、搭接部分和薄板部分对应的平均灰度值，组成三组黑度值与灰度值对应数据，进行数据拟合。
优选地，该方法包括下述步骤：标准试样基板不带卡槽处的尺寸宽度为40mm。
优选地，该方法包括下述步骤：标准试样基板卡槽宽度L为10mm。
本发明的有益效果是，可以对大厚度比工件的射线底片测量边蚀宽度的大小，方便地区分边蚀区域和非边蚀区域，判断边蚀严重程度，方法简单。
附图说明
图1是本发明的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法的测量模型示意图。
图2是大厚度比工件标准试样胶片照相示意图。
图3是射线底片数字化结果图。
图4是横跨厚板部分、搭接部分和薄板部分(对应底片数字化图)的线灰度分布示意图。
图5为基板尺寸示意图(单位mm)。
图6为边蚀宽度计算示意图。。
图7为底片黑度与图像灰度对应关系示意图。
其中，1-(带宽度L卡槽的)基板，2-搭接部位，3-薄板试块，4-厚板垫块，5-射线源，6-胶片，7-标准试样(大厚度比试样)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
1)如图1所示，制作与实际大厚度比工件相同材料的标准试样，标准试样包括带宽度L卡槽的基板、厚板垫块、薄板试块，在厚板垫块上部放上基板，在基板卡槽缺口处搭接薄板试块，形成与实际大厚度比工件类似的厚板部分、搭接部分和薄板部分。厚板部分、搭接部分和薄板部分的分别为搭接后厚度不相同的部分。厚板垫块和基板的总厚度与大厚度比工件的厚板的厚度相同，薄板试块的厚度与与大厚度比工件的薄板的厚度相同。
2)如图2所示，采用与实际大厚度比工件射线照相检测相同工艺，采用胶片对标准试样进行射线照相形成标准试样的射线照相底片，在底片上分别测量厚板部分、搭接部分以及薄板部分的黑度值。
3)采用底片数字化扫描仪将射线照相底片扫描为数字图像，如图3所示，再次测量转化后的数字图像中厚板部分、搭接部分和薄板部分的灰度值。
4)根据线性光学密度映射关系，建立底片黑度与图像灰度的映射关系，同时建立实际长度与像素尺寸的对应关系。
5)采用数字图像处理软件在数字图像上平行于卡槽口方向划直线或矩形框，直线或矩形框位于搭接部位且直线或矩形框横跨厚板部分、搭接部分和薄板部分，得到线灰度分布曲线。
6)如图6所示，根据底片黑度与图像灰度的映射关系，计算底片上厚板部分和薄板部分之间黑度值D＝4.0的边界点对应的图像灰度值，在线灰度分布图上查找对应的图像像素点B，并查找到厚板部分和搭接部分之间的分界点(搭接线a)像素点A。根据卡槽宽度L即搭接长度，与像素尺寸的对应关系计算AB之间的长度值LAB，边蚀宽度为L-LAB对应的长度值。
本发明的上述步骤进一步限定如下：
步骤1)中，厚板基板和厚板垫块组合成厚板部分，并将厚板基板置于顶端，同时对齐；将薄板试块通过卡槽与厚板部分相连接，组合成大厚度比工件标准试样，大厚度比工件标准试样中的厚板部分、搭接部分和薄板部分的分别为搭接后厚度不相同的部分，如图1。
步骤2)中，透照布置为如图2所示的X射线源、标准试样和胶片位置的相对位置，透照参数选择应满足实际工件照相检测时搭接部分的像质计灵敏度要求，透照过程根据实际工件检测工艺采用防散射处理。
步骤3)中，采用底片数字化扫描仪对工业射线底片进行数字化得到数字图像，数字图像取负片结果，如图3所示。
步骤5)中，在图3数字图像上旋转90度后，得到图4a数字图像，在其上的平行于卡槽口方向划线或矩形槽；线条或矩形槽位于搭接部位的图像上，计算平均灰度，形成线灰度分布曲线，图4b所示，横轴Dis表示基板从右侧到左侧边界的距离，可进行必要的降噪处理使线灰度分布曲线光滑过度，如图6。
步骤4)中，如图5所示，标准试样基板尺寸40mm，与该试样图4所示数字图像像素尺寸0.16mm(0.19cm-0.03cm)进行对应标定，获得不同像素点间的图像距离对应的实际长度。
步骤6)中，选择底片上厚板部分、搭接部分和薄板部分对应的黑度值，再选择数字图像上厚板部分、搭接部分和薄板部分对应的平均灰度值，组成三组黑度值与灰度值对应数据，进行数据拟合，形成单调变化的拟合线，如图7。
步骤6)中，在线灰度分布曲线上查找像素点A的位置，根据图7所示数据拟合结果反算D＝4.0对应的图像灰度值GD＝4.0，在图6线灰度分布曲线上从A点开始往薄板侧查找，查找像素灰度为GD＝4.0的点B。根据图2标定结果计算AB对应的实际长度，边蚀宽度＝10mm-LAB对应的实际长度。在图7中，纵轴G为灰度，横轴D为黑度。在图6中，右侧竖线为搭接线a，左侧竖线为卡槽的内边界线b，搭接线a与卡槽的内边界线b之间距离为卡槽宽度L。

Claims (9)

1.一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
1)制作与实际大厚度比工件相同材料的标准试样，标准试样包括带宽度L卡槽的基板、厚板垫块、薄板试块，在厚板垫块上部放上基板，在基板卡槽缺口处搭接薄板试块，形成厚板部分、搭接部分和薄板部分以模拟实际大厚度比工件的厚板部分、搭接部分和薄板部分分别为搭接后厚度不相同的部分；
2)采用与实际大厚度比工件射线照相检测相同工艺，采用胶片对标准试样进行射线照相形成标准试样的射线照相底片，在底片上分别测量厚板部分、搭接部分以及薄板部分的黑度值；
3)将射线照相底片扫描为数字图像，再次测量转化后的数字图像中厚板部分、搭接部分和薄板部分的灰度值；
4)建立底片黑度与图像灰度的映射关系，同时建立实际长度与像素尺寸的对应关系；
5)在数字图像上平行于卡槽口方向划直线或矩形框，直线或矩形框位于搭接部位且直线或矩形框横跨厚板部分、搭接部分和薄板部分，得到线灰度分布曲线；
6)根据底片黑度与图像灰度的映射关系，计算底片上厚板部分和薄板部分之间黑度值D＝4.0的边界点对应的图像灰度值，在线灰度分布图上查找对应的图像像素点B，并查找到厚板部分和搭接部分之间的分界点像素点A；根据卡槽宽度L即搭接长度，与像素尺寸的对应关系计算AB之间的长度值LAB，边蚀宽度为L-LAB对应的长度值。
2.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤1)中，厚板垫块和基板的总厚度与大厚度比工件的厚板的厚度相同，薄板试块的厚度与大厚度比工件的薄板的厚度相同。
3.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤3)中，采用底片数字化扫描仪将射线照相底片扫描为数字图像。
4.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤3)中，数字图像取负片结果。
5.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤5)中，采用数字图像处理软件在数字图像上平行于卡槽口方向划线或矩形槽，线条或矩形槽位于搭接部位的图像上，计算平均灰度，形成线灰度分布曲线。
6.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤5)中，线灰度分布曲线经过降噪处理使线灰度分布曲线光滑过度。
7.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤6)中，选择底片上厚板部分、搭接部分和薄板部分对应的黑度值，再选择数字图像上厚板部分、搭接部分和薄板部分对应的平均灰度值，组成三组黑度值与灰度值对应数据，进行数据拟合。
8.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：标准试样基板不带卡槽处的尺寸宽度为40mm。
9.根据权利要求1所述的一种测量大厚度比工件边蚀宽度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：标准试样基板卡槽宽度L为10mm。
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