CN107300562B - 一种测量继电器成品触点间距的x射线无损检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，充分利用射线的穿透能力，针对外壳已封装的继电器，利用穿过继电器的射线由于强度不同在传感器上的感光程度也不同，由此产生内部不连续的图像的原理。方法首先建立的未封装前各类继电器型号对应的匹配图数据库，然后将待检测的已封装的继电器成品通过X射线检测系统进行数字化图像采集并确定相似性测度和确定窗口大小以及窗口移动策略，进而计算继电器触点部分图像与数据库理想触点图像的互信息，最终准确测量出继电器触点间距。该检测方法具有实时性高，无需X光片等耗材，操作简便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及电气检测领域，特别是一种测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法。
背景技术
无损检测是在不破坏被检测物的情况下，应用一定的检测技术和分析方法对食品的内在品质加以测定，并按一定的标准作出评价的过程。无损检测技术可以避免破坏性测量造成的样品损失，具有对待测物进行跟踪、重复检测的优点。同时，其检测速度快，适于大规模产业化生产的在线检测和分级，易于实现自动化。在食品加工行业中最常用的无损检测的方法主要有磁学金属检测方法、可见光检测、近红外检测技术、磁共振成像技术、超声成像技术和X射线检测技术等。X射线具有穿透能力，而物质的密度大小又影响X射线的穿透量的多少，通过对穿透量的分析，就可以探明物质内部的情况。随着大规模、超大规模集成电路和图像处理技术的发展，随着计算机技术的日益发展和普及，并且高分辨率的X射线平板探测器和线阵探测器应用于实时成像系统，生成了可以和胶片相媲美的数字图像，为实现工农业设备上关键部件以及产品检测图像的智能识别提供了条件。
电磁继电器在我国的应用越来越广泛，它作为与电机结合的电子元器件,质量至关重要，不仅直接关系到生产设备的质量,更关系到操作人员的安全。电磁继电器应用场合大多为工业现场，一旦发生故障，后果将非常严重。因此,需要利用仪器对电磁继电器实施全面、自动化、准确的测量，以提高产品质量。X射线数字检测法具有检测速度快,工作周期短,成分耗费低等特点，通过X射线数字实时检测技术能将透过检测继电器的射线信号,实时地转换为可视化的数字图像的X射线检测技术,所得的数字图像能够为后期结果的评定、图像处理、特征提取，以及网络传输和保存等操作提供方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，包括如下步骤：一种测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，包括以下步骤：
1)将各类继电器型号数据录入系统，并获得各类继电器触点间距的经验数据，据此建立各类待检测的继电器触点形状、触点间距理想值的相应数据库；
2)构造X射线检测系统，将待检测的已封装的继电器成品通过X射线检测系统进行数字化图像采集，得到去除噪声的边缘细节采集图像；
3)根据步骤1)中数据库中先验触点的间距信息，设置滑动窗口大小为kdidea；其中didea为先验触点的间距，k为正整数；
4)定义归一化互信息为
其中F为待配准的边缘细节采集图像，R为对应的参考图像，H(F,R)为联合熵；H(F)和H(R)分别为待配准的边缘细节采集图像、参考图像的边缘熵；当联合熵达到最优值时，完成图像配准，获得在测继电器的触点间距信息。
本发明中，k＝10。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明充分利用射线的穿透能力，针对外壳已封装的继电器，利用穿过继电器的射线由于强度不同在传感器上的感光程度也不同，由此产生内部不连续的图像，进而通过视觉测量系统，准确测量出继电器触点间距。公布了一种测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，该检测方法具有较高的实时性，无需X光片、操作简便等耗材的特点。
附图说明
图1是本发明所采用X射线检测系统框图；
图2是本发明所获得的X射线成像图；
图3是本发明滑动窗口移动示意图。
具体实施方式
测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，包括如下几个步骤：
(1)建立未封装前各类继电器型号对应的匹配图数据库
首先将各类继电器型号数据录入系统，并通过多次计算机和人工手段测量获得各类继电器触点间距的经验数据，据此建立各类待检测的继电器触点形状、触点间距理想值的相应数据库。
(2)构造X射线检测系统
构造如图1所示的检测系统框图如图1所示，X射线源采用工业X高频射线、X线传感网采用面阵电荷藕合器件图像(CCD)传感器。CCD成像系统参数如下：分辨率2000*1500感光单元、感光尺寸4.0*4.0um2，单元、有效感光区域10*10mm2(mm为毫米，um为微米)。
(3)将待检测的已封装的继电器成品通过X射线检测系统进行数字化图像采集
该系统X射线机、加速器等射线源发射X射线束，射线穿过被继电器后衰减，透射线被射线接收和转换器件转变为模拟信号、数字信号，再借助半导体材料的传输技术和数字图像的处理和信息技术，将检测结果图像可视化地呈现在显示屏上。
考虑到在检测中，会因为光电元件和数字化，将随机噪声和量化噪声引入系统，最终导致像质下降。另外，X射线在成像时存在散射现象，严重时会在图像上产生一些虚假信息，甚至会淹没有用信息。首先通过图像处理领域成熟的几何变换、灰度变换、空域的直方图均衡处理、拉普拉斯锐化增强处理等处理手段，对所获得的图像进行预处理，得到有效地去除噪声并保持图像的边缘细节采集图像。(图2所示)。
(4)确定相似性测度和确定窗口大小以及窗口移动策略
基于互信息的图像配准方法是一种基于像索灰度的配准方法，该方法可使得两幅具有结构的图像达到最佳配准时，使得待配准的两幅图像互信息达到极大值。考虑到基于互信息的配准方法不需要对两幅图像的灰度关系作任何假设，具有较高的配准精度和鲁棒性，故采用该配准方法。但是，考虑到采集图像的尺寸往往大于数据库中的继电器理想触点图像的尺寸，所以需要确定窗口大小和窗口移动策略，便于计算待配准的两幅图像的互信息大。本发明根据数据库中先验触点间距信息(假设为该间距为didea)，设置滑动窗口大小为kdidea，k的大小直接决定着窗口的大小，并决定着测量的准确度与精度，一般可取k＝10，并以k/2的大小来移动该滑动窗口，计算归一化信息，如图3所示。
(5)计算继电器触点部分图像与数据库理想触点图像的互信息
由于互信息测度对于待配准的两幅图像间的覆盖程度较敏感，使用归一化互信息可较好的解决这个问题，归一化互信息定义为：
其中F为待配准图像，R为对应的参考图像，H(F,R)为联合熵。H(F)和H(R)为两幅待配准图像的边缘熵，可以通过图像灰度值的边缘概率分布pF(i)和pR(j)来表示：
log为以2为底的对数，i和j分别表示待配准图像和对应的参考图像的灰度值。联合熵H(F,R)可以通过联合概率分布pFR(i,j)表达：
图像的联合概率分布和边缘概率分布可以通过归一化联合直方图HIS来得到：
再经过一次平滑滤波后，图像的各尺度下的低频子带集中了图像重要的全局信息，去除了干扰噪声，具有抗噪的能力，适用于基于像素相似性的配准方法。相似性测度可以采用归一化互信息，这类方法不需要特征提取的预处理，而直接使用图像的所有灰度信息，没有信息损失，一般可以实现全自动配准。即使在低分辨率的情况下低频子带也可以表示图像的全局信息，使互信息可以更好地反映待配准图像之间的相关性。
最后，图像配准之后，即可容易获得在测继电器的触点间距信息。
Claims (5)
1.一种测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将各类继电器型号数据录入系统，并获得各类继电器触点间距的经验数据，据此建立各类待检测的继电器触点形状、触点间距理想值的相应数据库；
2)构造X射线检测系统，将待检测的已封装的继电器成品通过X射线检测系统进行数字化图像采集，得到去除噪声的边缘细节采集图像；
3)根据步骤1)中数据库中先验触点的间距信息，设置滑动窗口大小为kdidea；其中didea为先验触点的间距，k为正整数；
4)以k/2的大小移动所述滑动窗口；定义归一化互信息为
其中F为待配准的边缘细节采集图像，R为对应的参考图像，H(F,R)为联合熵；H(F)和H(R)分别为待配准的边缘细节采集图像、参考图像的边缘熵；当联合熵达到最优值时，完成图像配准，获得在测继电器的触点间距信息。
2.根据权利要求1所述的测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，其特征在于，k＝10。
3.根据权利要求1所述的测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，其特征在于，
log为以2为底的对数；pF(i)和pR(j)分别为待配准的边缘细节采集图像灰度值的边缘概率分布、参考图像灰度值的边缘概率分布；i和j分别表示待配准的边缘细节采集图像和对应的参考图像的灰度值。
4.根据权利要求2所述的测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，其特征在于，
PFR(i,j)为待配准的边缘细节采集图像灰度值和对应的参考图像灰度值的联合概率分布；
HIS表示联合直方图。
5.根据权利要求3所述的测量继电器成品触点间距的X射线无损检测方法，其特征在于，
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