CN108414529A - 一种橡胶制品内部气泡的检测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶制品内部气泡的检测系统，包括：加热装置(100)，用于放置需要检测的橡胶制品，并将所述橡胶制品加热至预设目标温度；图像采集装置(200)，用于预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面图像，以及实时采集所述橡胶制品在被所述加热装置加热至预设目标温度下的表面图像，然后发送给图像分析装置(3200)；图像分析装置(300)，与图像采集装置(200)相连接。本发明公开的一种橡胶制品内部气泡的检测方法及其系统，其可以准确、可靠地对橡胶制品内部存在的气泡缺陷进行无损检测，从而筛选获得高质量的橡胶制品，有利于广泛地推广应用。

Description

一种橡胶制品内部气泡的检测方法及其系统

技术领域

本发明涉及橡胶制品检测技术领域，特别是涉及一种橡胶制品内部气泡的检测方法及其系统。

背景技术

目前，橡胶制品已广泛应用于工程机械、电气、航天航空、石油化工等领域，也遍及人们的日常生活，所以对橡胶制品的质量要求越来越高。

为了保证橡胶制品的质量，不仅需要对橡胶制品的外观质量进行检测，还需要对其内部是否存在缺陷进行检测，而橡胶制品内部容易产生气泡。但是，目前现有的检测方法，无法准确、可靠地对橡胶制品内部存在的气泡缺陷进行无损检测，影响了人们对橡胶制品的使用感受。

因此，目前迫切需要开发出一种方法，其可以准确、可靠地对橡胶制品内部存在的气泡缺陷进行无损检测，从而筛选获得高质量的橡胶制品。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种橡胶制品内部气泡的检测方法及其系统，其可以准确、可靠地对橡胶制品内部存在的气泡缺陷进行无损检测，从而筛选获得高质量的橡胶制品，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种橡胶制品内部气泡的检测方法，包括以下步骤：

第一步：预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面数字图像

第二步：将所述橡胶制品加热至预设目标温度；

第三步：实时采集所述橡胶制品在预设目标温度下的表面数字图像；

第四步：对所述橡胶制品在未被加热时的表面数字图像和在预设目标温度下的表面数字图像执行预设图像分析操作，获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图并实时显示；

第五步：检测所述第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域，如果存在，则判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷，完成对橡胶制品的检测。

其中，在第一步中，在预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面数字图像之前，在所述橡胶制品表面喷涂上均匀的油漆散斑，并且静置至油漆完全干燥；

所述第二步具体为：将所述橡胶制品加热至预设目标温度并保持预设时间长度。

其中，所述第二步具体为：将所述橡胶制品放置在一个冷热台具有的工作台上，通过工作台将所述橡胶制品加热至预设目标温度。

其中，在第三步中，所述橡胶制品放置于一个环形的LED光源的中心位置，所述环形的LED光源放置于所述冷热台顶部；

在第五步中，所述检测第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域的步骤，具体为：

检测所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量，获得所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量的平均值；

当预设尺寸大小的区域内所包括的全部像素点的第一主应变应变张量，均大于所述平均值时，判断所述预设尺寸大小(例如64×48)的区域为第一主应变较大的区域。

此外，本发明还提供了一种橡胶制品内部气泡的检测系统，包括：

加热装置100，用于放置需要检测的橡胶制品，并将所述橡胶制品加热至预设目标温度；

图像采集装置200，用于预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面图像，以及实时采集所述橡胶制品在被所述加热装置加热至预设目标温度下的表面图像，然后发送给图像分析装置300；

图像分析装置300，与图像采集装置200相连接，用于对所述橡胶制品在未被加热时的表面图像和在预设目标温度下的表面图像执行预设图像分析操作，获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图并实时显示，以及检测所述第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域，如果存在，则判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷(即存在气泡区域)，完成对橡胶制品的检测。

其中，所述图像采集装置200在预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面图像之前，所述橡胶制品表面喷涂有均匀的油漆散斑，并且静置至油漆完全干燥。

其中，所述图像采集装置200为电荷耦合器件CCD相机，所述CCD相机上安装的镜头位于所述橡胶制品的正上方；

所述加热装置100包括一个冷热台，所述橡胶制品放置在该冷热台具有的工作台上，通过工作台将所述橡胶制品加热至预设目标温度。

其中，所述加热装置100还包括温度控制器和温度控制计算机，其中：

温度控制计算机，用于预先设定需要检测的橡胶制品所要达到的预设目标温度，然后发送相应的温度设置控制信号给温度控制器；

温度控制器，分别与冷热台、温度控制计算机相连接，用于接收所述温度控制计算机发来的温度设置控制信号，然后转发给冷热台，控制所述冷热台进行相应的加热操作。

其中，所述温度控制计算机，还用于设置将所述橡胶制品加热至预设目标温度时对应的温度梯度，以及还用于将所述橡胶制品加热至预设目标温度后保持预设时间长度。

其中，所述橡胶制品放置于一个环形的LED光源的中心位置，所述环形的LED光源放置于所述冷热台顶部；

所述图像分析装置，具体用于检测所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量，获得所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量的平均值，当预设尺寸大小的区域内所包括的全部像素点的第一主应变应变张量均大于所述平均值时，判断所述预设尺寸大小的区域为第一主应变较大的区域。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种橡胶制品内部气泡的检测方法及其系统，其可以准确、可靠地对橡胶制品内部存在的气泡缺陷进行无损检测，从而筛选获得高质量的橡胶制品，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种橡胶制品内部气泡的检测方法的流程图；

图2为本发明提供的一种橡胶制品内部气泡的检测系统的结构框图；

图3为本发明提供的一种橡胶制品内部气泡的检测系统的一种实施例获得的第一主应变场云图；

图4为数字图像相关方法的原理示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，本发明提供一种橡胶制品内部气泡的检测方法，其可以准确、可靠地对橡胶制品内部存在的气泡缺陷进行无损检测，从而筛选获得高质量的橡胶制品，该方法包括以下步骤：

第一步：预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面数字图像(此时橡胶制品未膨胀变形)；

第二步：将所述橡胶制品加热至预设目标温度；

第三步：实时采集所述橡胶制品在预设目标温度下的表面数字图像(此时橡胶制品因为被加热而出现膨胀变形)；

第四步：对所述橡胶制品在未被加热时的表面数字图像和在预设目标温度下的表面数字图像执行预设图像分析操作，获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图并实时显示；

第五步：检测所述第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域，如果存在，则判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷(即存在气泡区域)，完成对橡胶制品的检测。

在本发明中，具体实现上，在第五步中，所述检测第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域的步骤，具体为：

检测所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量，获得所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量的平均值；

当预设尺寸大小(例如64×48)的区域内所包括的全部像素点的第一主应变应变张量，均大于所述平均值时，判断所述预设尺寸大小(例如64×48)的区域为第一主应变较大的区域。

在本发明中，具体实现上，在第五步中，需要说明的是，由于所述第一主应变场云图可以直接显示出图中每个区域像素点的第一主应变的应变张量(Lagrange)大小，因此，人们直接通过人眼，可以观察到(即检测到)第一主应变较大的区域(即比其他区域的第一主应变的应变张量更大的区域)。其中，需要说明的是，因为橡胶和空气的热膨胀系数不同(空气约为3.676×10^-3/℃，橡胶约为5.9×10^-4/℃)，加热后气泡处的橡胶制品表面的第一主应变变大。因此，通过第一主应变场云图，人们直接可以观察到第一主应变较大区域(即比其他区域的第一主应变更大的区域)，该区域即为内部有气泡区域；第一主应变较大的区域形状即为内部气泡形状。

在本发明中，在第一步中，在预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面数字图像之前，在所述橡胶制品表面喷涂上均匀的油漆散斑，并且静置至油漆完全干燥。

在本发明中，在第一步和第三步中，具体实现上，具体可以通过电荷耦合器件CCD相机来采集橡胶制品在未被加热时的表面数字图像以及在预设目标温度下的表面数字图像。

在本发明中，在第二步中，具体实现上，可以通过任意一种具有加热的装置来对橡胶制品进行加热，例如烤箱。

在本发明中，所述第二步具体为：将所述橡胶制品放置在一个冷热台具有的工作台上(工作台位于其内部)，通过工作台将所述橡胶制品加热至预设目标温度。

具体实现上，所述冷热台可以为任意一种能够对内部的工作台进行加热的冷热台，例如可以为英国林克曼(Linkam)科学仪器公司生产的型号为TST350的冷热台。

在本发明中，为了保证对橡胶制品采集的数字图像质量，在第三步中，所述橡胶制品放置于一个环形的LED光源的中心位置，所述环形的LED光源放置于所述冷热台顶部。

在本发明中，在第二步中，所述预设目标温度可以根据用户的需要进行预先任意设定，例如可以为30℃或者40℃。

在本发明中，在第二步中，将所述橡胶制品加热至预设目标温度时对应的温度梯度(即每分钟冷热台内部的工作台可升高的温度)优选为20℃。

在本发明中，所述第二步具体为：将所述橡胶制品加热至预设目标温度并保持预设时间长度。所述预设时间长度可以根据用户的需要进行设置，例如可以为2分钟。

在本发明中，在第四步中，利用数字图像相关(Digital image correlation，DIC)方法来处理所述橡胶制品在未被加热时的表面图像和在预设目标温度下的表面数字图像，能够获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图。

需要说明的是，数字图像相关方法(Digital Image Correlation Method，简称DICM)，又称为数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method，简称DSCM)，是应用于计算机视觉技术的一种图像测量方法。

对于本发明，需要说明的是，所述预设图像分析操作指对两幅数字图像(具体为数字散斑图像)进行数字图像相关运算。由于散斑分布的随机性，数字散斑图像上的每一像素点周围区域(称为子区)中的散斑分布与其他像素点周围区域的散斑分布互不相同，因此，数字散斑图像上以某像素点为中心的子区可作为该像素点位移和变形信息的载体，通过分析和搜索该子区的移动和变化，可获得该像素点的位移和变形。这样可以得到变形后数字图像中所有像素点的位移和变形、第一主应变等信息，也就可以得到变形后的数字图像(例如：橡胶制品在预设目标温度下的表面数字图像)相对于变形前的数字图像(参考图像，例如：橡胶制品在未被加热时的表面数字图像)的第一主应变场云图。

需要说明的是，在实际操作中，通过对所述橡胶制品在未被加热时的表面数字图像和在预设目标温度下的表面数字图像这两幅图像，进行数字图像相关(Digital ImageCorrelation)运算后，可以直接获得预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图。数字图像相关(Digital Image Correlation)运算方法，在此与现有技术类似，在此不展开描述。

为了判断所述橡胶制品的内部是否存在气泡缺陷，需要说明的是，在实际操作中，对于本发明，不仅可以通过第五步，来自动判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷，同时，因为橡胶和空气的热膨胀系数不同(空气约为3.676×10^-3/℃，橡胶约为5.9×10^-4/℃)，加热后气泡处的橡胶制品表面的第一主应变变大。通过第一主应变场云图中，人们直接可以观察到第一主应变较大区域(即比其他区域的第一主应变更大的区域)，该区域即为内部有气泡区域；第一主应变较大的区域形状即为内部气泡形状。

对于本发明，需要说明的是，数字图像相关方法是一种现有的成熟的技术，可以根据物体变形前后散斑场的互相关性，来获取物体的位移和变形。因此，对于本发明，可实现对橡胶制品在加热变形后的数字图像相对于参考图像(即加热变形前的橡胶制品的数字数量)的位移和变形，进而计算各像素点的第一主应变。

数字图像相关方法通过精确跟踪参考图像(即加热变形前的橡胶制品的数字数量)中计算区域内各感兴趣点，在橡胶制品在加热变形后的数字图像中的坐标变化来计算各点的位移分量。参见图4所示，为精确可靠地跟踪某像素点的位移，需以该点为中心选择一个预设大小为M×N(其中M和N为预设的大于零的自然数，例如M×N可以为64×48)像素大小的参考图像子区(当图像子区足够大时，该图像子区能够被唯一准确的识别)，图4中，横坐标为x，代表水平像素大小；纵坐标为y，代表垂直像素大小，该参考图像子区灰度函数为f(x，y)。通过在变形后图像中寻找与该图像子区相似程度最大的目标图像子区g(x*，y*)，从而可以确定该点的位移分量。

与现有技术相比，本发明利用气泡和橡胶基体的热膨胀系数不同引起加热后橡胶制品表面应变场不连续和应变集中的原理，利用橡胶制品在加热前后的数字图像，通过图像相关方法(Digital image correlation，DIC)测得加热后橡胶制品表面的第一主应变场云图，通过第一主应变场云图中各像素点具有的第一主应变的不均匀分布，进而检测出橡胶制品内部是否存在气泡及判断气泡的位置和形状。这样可在不破坏橡胶的前提下，得到橡胶内部出现气泡的准确位置，可快速实现橡胶制品内部气泡的非接触、无损、全场测量。

基于上述本发明提供的一种橡胶制品内部气泡的检测方法，参见图2，本发明还提供了一种橡胶制品内部气泡的检测系统，包括：

加热装置100，用于放置需要检测的橡胶制品，并将所述橡胶制品加热至预设目标温度；

图像采集装置200，用于预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面图像(此时橡胶制品未膨胀变形)，以及实时采集所述橡胶制品在被所述加热装置加热至预设目标温度下的表面图像(此时橡胶制品因为被加热而出现膨胀变形)，然后发送给图像分析装置300；

图像分析装置300，与图像采集装置200相连接，用于对所述橡胶制品在未被加热时的表面图像和在预设目标温度下的表面图像执行预设图像分析操作，获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图并实时显示，以及检测所述第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域，如果存在，则判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷(即存在气泡区域)，完成对橡胶制品的检测。

在本发明中，所述图像采集装置200在预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面图像之前，所述橡胶制品表面喷涂有均匀的油漆散斑，并且静置至油漆完全干燥。

在本发明中，所述图像采集装置200具体可以为电荷耦合器件CCD相机，通过CCD相机来采集橡胶制品在未被加热时的表面图像以及在预设目标温度下的表面图像。

具体实现上，当所述图像采集装置200为CCD相机时，所述CCD相机上安装的镜头位于所述橡胶制品的正上方，即镜头朝向所述橡胶制品的顶部。

在本发明中，对于所述加热装置100，具体实现上，可以通过任意一种具有加热的装置来对橡胶制品进行加热，例如烤箱。

在本发明中，所述加热装置100优选为一个冷热台，所述橡胶制品放置在该冷热台具有的工作台(工作台位于内部)，通过工作台将所述橡胶制品加热至预设目标温度。

具体实现上，所述冷热台可以为任意一种能够对内部的工作台进行加热的冷热台，例如可以为英国林克曼(Linkam)科学仪器公司生产的型号为TST350的冷热台。

在本发明中，为了保证对橡胶制品采集的图像质量，所述橡胶制品放置于一个环形的LED光源的中心位置，所述环形的LED光源放置于所述冷热台顶部。

在本发明中，对于所述加热装置100，其不限于包括冷热台，还可以包括温度控制器和温度控制计算机，其中：

温度控制计算机，用于预先设定需要检测的橡胶制品所要达到的预设目标温度，然后发送相应的温度设置控制信号给温度控制器；

温度控制器，分别与冷热台、温度控制计算机相连接，用于接收所述温度控制计算机发来的温度设置控制信号，然后转发给冷热台，控制所述冷热台进行相应的加热操作(例如加热至预设目标温度)。

具体实现上，所述预设目标温度可以根据用户的需要进行预先任意设定，例如可以为30℃或者40℃。

在本发明中，具体实现上，所述温度控制计算机，还用于设置将所述橡胶制品加热至预设目标温度时对应的温度梯度(即每分钟冷热台内部的工作台可升高的温度)，具体优选为20℃。

在本发明中，具体实现上，所述温度控制计算机，还用于将所述橡胶制品加热至预设目标温度后保持预设时间长度。所述预设时间长度可以根据用户的需要进行设置，例如可以为2分钟。

在本发明中，所述图像分析装置300具体可以为一台计算机，例如图像采集分析计算机。对于所述图像分析装置300，其可以利用图像相关方法(Digital imagecorrelation，DIC)来处理所述橡胶制品在未被加热时的表面图像和在预设目标温度下的表面图像，能够获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的主应变场云图。

在本发明中，具体实现上，对于所述图像分析装置300，为了检测所述第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域，具体执行以下操作：

检测所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量，获得所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量的平均值；

当预设尺寸大小(例如64×48)的区域内所包括的全部像素点的第一主应变应变张量，均大于所述平均值时，判断所述预设尺寸大小(例如64×48)的区域为第一主应变较大的区域。

在本发明中，具体实现上，对于所述图像分析装置300，需要说明的是，由于所述第一主应变场云图可以直接显示出图中每个区域像素点的第一主应变的应变张量(Lagrange)大小，因此，人们直接通过人眼，来可以观察到(即检测到)第一主应变较大的区域(即比其他区域的第一主应变的应变张量更大的区域)。其中，需要说明的是，因为橡胶和空气的热膨胀系数不同(空气约为3.676×10^-3/℃，橡胶约为5.9×10^-4/℃)，加热后气泡处的橡胶制品表面的第一主应变变大。因此，通过第一主应变场云图，人们直接可以观察到第一主应变较大区域(即比其他区域的第一主应变更大的区域)，该区域即为内部有气泡区域；第一主应变较大的区域形状即为内部气泡形状。

对于本发明，需要说明的是，所述预设图像分析操作指对两幅数字图像(具体为数字散斑图像)进行数字图像相关运算。由于散斑分布的随机性，数字散斑图像上的每一像素点周围区域(称为子区)中的散斑分布与其他像素点周围区域的散斑分布互不相同，因此，数字散斑图像上以某像素点为中心的子区可作为该像素点位移和变形信息的载体，通过分析和搜索该子区的移动和变化，可获得该像素点的位移和变形。这样可以得到变形后数字图像中所有像素点的位移和变形、第一主应变等信息，也就可以得到变形后的数字图像(例如：橡胶制品在预设目标温度下的表面数字图像)相对于变形前的数字图像(参考图像，例如：橡胶制品在未被加热时的表面数字图像)的第一主应变场云图。

需要说明的是，在实际操作中，通过对所述橡胶制品在未被加热时的表面数字图像和在预设目标温度下的表面数字图像这两幅图像，进行数字图像相关(Digital ImageCorrelation)运算后，可以直接获得预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图。数字图像相关(Digital Image Correlation)运算方法，在此与现有技术类似，在此不展开描述。为了判断所述橡胶制品的内部是否存在气泡缺陷，需要说明的是，在实际操作中，对于本发明，不仅可以通过所述图像分析装置300，来自动判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷，同时，因为橡胶和空气的热膨胀系数不同(空气约为3.676×10^-3/℃，橡胶约为5.9×10^-4/℃)，加热后气泡处的橡胶制品表面的第一主应变变大。通过显示的第一主应变场云图中，人们直接可以观察到第一主应变较大区域(即比其他区域的第一主应变更大的区域)，该区域即为内部有气泡区域；第一主应变较大的区域形状即为内部气泡形状。

对于本发明，需要说明的是，数字图像相关方法是一种现有的成熟的技术，可以根据物体变形前后散斑场的互相关性，来获取物体的位移和变形。因此，对于本发明，可实现对橡胶制品在加热变形后的数字图像相对与参考图像(即加热变形前的橡胶制品的数字数量)的位移和变形，进而计算各像素点的第一主应变。

数字图像相关方法通过精确跟踪参考图像(即加热变形前的橡胶制品的数字数量)中计算区域内各感兴趣点，在橡胶制品在加热变形后的数字图像中的坐标变化来计算各点的位移分量。参见图4所示，为精确可靠地跟踪某像素点的位移，需以该点为中心选择一个预设大小为M×N(其中M和N为预设的大于零的自然数，例如M×N可以为64×48)像素大小的参考图像子区(当图像子区足够大时，该图像子区能够被唯一准确的识别)，图4中，横坐标为x，代表水平像素大小；纵坐标为y，代表垂直像素大小，该参考图像子区灰度函数为f(x，y)。通过在变形后图像中寻找与该图像子区相似程度最大的目标图像子区g(x*，y*)，从而可以确定该点的位移分量。

为了更加清楚理解本发明，下面结合一个具体实施例来说明本发明的技术方案。

实施例。

以硫化橡胶制品为试样，测试试样内部的气泡情况。

首先，取长和宽均为10mm的硫化橡胶制品作为实验样品，采用耐高温油漆在待检的实验样品表面喷涂无规则的均匀散斑，然后在常温中静置，待漆完全干燥；

其次，搭建实验平台，将实验样品放于冷热台内部的工作台上，将环形的LED光源放置于冷热台上方；将冷热台通过温度控制器2连接至温度控制计算机；将已安装镜头的CCD相机与图像采集分析计算机(即图像分析装置200)连接，组成图像采集分析系统；

利用温度控制计算机设定加热时的温度梯度△T为20℃和保温时间t为2min(保温时间为倒计时)，目标温度为30℃；在加热前和达到目标温度后保温时间为30s时，利用图像采集分析计算机(即图像分析装置200)记录实验样品在加热前、加热后的数字图像；

最后，在图像采集分析计算机(即图像分析装置200)中，利用数字图像相关(Digital image correlation，DIC)技术对数字图像进行分析，可以计算得到图像中试样表面任意一点的第一主应变的大小以及方向，即第一主应变场云图，如图3所示的斑块状A区域，该区域为所述第一主应变场云图中存在的第一主应变较大的区域，也就是说，第一主应变集中的较大区域就是检测出的气泡区域。

与现有技术相比，本发明利用气泡和橡胶基体的热膨胀系数不同引起加热后橡胶制品表面应变场不连续和应变集中的原理，利用橡胶制品在加热前后的数字图像，通过图像相关方法(Digital image correlation，DIC)测得加热后橡胶制品表面的第一主应变场云图，通过第一主应变场云图中各像素点具有的第一主应变的不均匀分布，进而检测出橡胶制品内部是否存在气泡及气泡的位置和形状，可检测判断橡胶制品内部是否存在气泡缺陷，这样可在不破坏橡胶的前提下，得到橡胶内部出现气泡的准确位置，可快速实现橡胶制品内部气泡的非接触、无损、全场测量。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种橡胶制品内部气泡的检测方法及其系统，其可以准确、可靠地对橡胶制品内部存在的气泡缺陷进行无损检测，从而筛选获得高质量的橡胶制品，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种橡胶制品内部气泡的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面数字图像

第二步：将所述橡胶制品加热至预设目标温度；

第三步：实时采集所述橡胶制品在预设目标温度下的表面数字图像；

第四步：对所述橡胶制品在未被加热时的表面数字图像和在预设目标温度下的表面数字图像执行预设图像分析操作，获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图并实时显示；

第五步：检测所述第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域，如果存在，则判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷，完成对橡胶制品的检测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一步中，在预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面数字图像之前，在所述橡胶制品表面喷涂上均匀的油漆散斑，并且静置至油漆完全干燥；

所述第二步具体为：将所述橡胶制品加热至预设目标温度并保持预设时间长度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二步具体为：将所述橡胶制品放置在一个冷热台具有的工作台上，通过工作台将所述橡胶制品加热至预设目标温度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在第三步中，所述橡胶制品放置于一个环形的LED光源的中心位置，所述环形的LED光源放置于所述冷热台顶部；

在第五步中，所述检测第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域的步骤，具体为：

检测所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量，获得所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量的平均值；

当预设尺寸大小的区域内所包括的全部像素点的第一主应变应变张量，均大于所述平均值时，判断所述预设尺寸大小的区域为第一主应变较大的区域。

5.一种橡胶制品内部气泡的检测系统，其特征在于，包括：

加热装置(100)，用于放置需要检测的橡胶制品，并将所述橡胶制品加热至预设目标温度；

图像采集装置(200)，用于预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面图像，以及实时采集所述橡胶制品在被所述加热装置加热至预设目标温度下的表面图像，然后发送给图像分析装置(300)；

图像分析装置(300)，与图像采集装置(200)相连接，用于对所述橡胶制品在未被加热时的表面图像和在预设目标温度下的表面图像执行预设图像分析操作，获得在预设目标温度下的所述橡胶制品表面的第一主应变场云图并实时显示，以及检测所述第一主应变场云图是否存在第一主应变较大的区域，如果存在，则判断所述橡胶制品的内部存在气泡缺陷，完成对橡胶制品的检测。

6.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述图像采集装置(200)在预先采集需要检测的橡胶制品在未被加热时的表面图像之前，所述橡胶制品表面喷涂有均匀的油漆散斑，并且静置至油漆完全干燥。

7.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述图像采集装置(200)为电荷耦合器件CCD相机，所述CCD相机上安装的镜头位于所述橡胶制品的正上方；

所述加热装置100包括一个冷热台，所述橡胶制品放置在该冷热台具有的工作台上，通过工作台将所述橡胶制品加热至预设目标温度。

8.如权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述加热装置(1200)还包括温度控制器和温度控制计算机，其中：

温度控制计算机，用于预先设定需要检测的橡胶制品所要达到的预设目标温度，然后发送相应的温度设置控制信号给温度控制器；

温度控制器，分别与冷热台、温度控制计算机相连接，用于接收所述温度控制计算机发来的温度设置控制信号，然后转发给冷热台，控制所述冷热台进行相应的加热操作。

9.如权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述温度控制计算机，还用于设置将所述橡胶制品加热至预设目标温度时对应的温度梯度，以及还用于将所述橡胶制品加热至预设目标温度后保持预设时间长度。

10.如权利要求7至9中任一项所述的检测系统，其特征在于，所述橡胶制品放置于一个环形的LED光源的中心位置，所述环形的LED光源放置于所述冷热台顶部；

所述图像分析装置，具体用于检测所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量，获得所述第一主应变场云图中全部像素点的第一主应变应变张量的平均值，当预设尺寸大小的区域内所包括的全部像素点的第一主应变应变张量均大于所述平均值时，判断所述预设尺寸大小的区域为第一主应变较大的区域。