CN110954468A - 一种用于长期挂片实验的编码标记方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于长期挂片实验的编码标记方法，属于材料分析方法技术领域，用于对挂片试样进行编码标记。其技术方案是：在挂片试样上利用钻孔设备加工三个等直径的通孔，两个为定位孔，一个为方位孔，不同的挂片试样的方位孔与两个定位孔连线的夹角不同。解码时，利用图像识别设备对三个通孔进行位置信息采集，通过读取方位孔与定位孔的距离和角度关系获得基于编码规则的数字编号信息，进而读取试样具体信息。本发明在利用称重法、观察法评价工程材料的耐腐蚀性能时，既不影响试验结果，又方便编码、解码和标记，同时又不会造成长期实验过程中标记的遗失，是一种作为腐蚀评价的非常有效标记方法，在行业内有极好的推广使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于长期挂片实验的编码标记方法，属于材料分析方法技术领域。
背景技术
工程材料的耐腐蚀性能评价对于特定环境下材料的选用非常必要，其中，称重法和观察法是最常用的两种评价方法。由于特殊的实验环境，对于这两种评价方法，试样的准确的标记尤为重要。由于实验的过程中，试样表面有不同程度的腐蚀，且考虑表面标记对腐蚀评价准确性的影响，一般不采用试样表面标记，而采用远离试样的标牌标记方法。但工程材料的耐蚀评价的一般具有实验因素多、水平多、时间长的特点，特别是对于一些户外曝晒实验，实验时间甚至长达几年、几十年。很容易因为人为或自然因素造成标牌的混乱或遗失，对材料的评价工作造成巨大损失。
中国专利授权专利号为CN105318849B的“一种设备打孔编码的方法”提出了利用打孔编码的方式解决设备标记的思路，在弱腐蚀的评价过程中会避免标记的缺失，但该方法标记过于复杂，不利于实施，且对试样数据可靠性的影响很大。
中国专利授权专利号为CN105764243B的“一种PCB板编码标识方法”提出了利用通孔解决产品编码标记的思路，可在更强的腐蚀氛围里保证标记清晰，但同样存在标记过于复杂，对试样数据可靠性干扰较大的问题。
中国专利申请号为CN201811462469的“一种户外大气环境用长寿命二维码标签的制备方法”公开了一种为防大气腐蚀的二维码标签标记方法，也没有很好的解决长时间使用标签容易缺失的问题。
因此，在工程材料的耐腐蚀性能评价实验中，需要一种以不影响试样数据结果为前提，既简单又不容易遗失的试样标记方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于长期挂片实验的编码标记方法，这种方法在利用称重法、观察法评价工程材料的耐腐蚀性能时，既不影响试验结果，又方便编码、解码和标记，同时又不会造成长期实验过程中标记的遗失，可作为腐蚀评价的有效标记方式。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种用于长期挂片实验的编码标记方法，它包括以下步骤：
a. 在挂片试样上加工两个定位孔，定位孔为通孔，并确定两个定位孔在标记坐标系中的坐标；
b. 以一个定位孔的中心为原点，以两个定位孔中心之间的间距为半径，沿着另一个定位孔的中心向两个定位孔中心连线的一侧画弧；
c. 取弧中的一点为方位孔的中心，在挂片试样上加工方位孔，方位孔为通孔，并确定方位孔在标记坐标系中的坐标；
d. 将方位孔的中心与为原点的定位孔中心以直线相连接，连接方位孔中心与原点的直线与两定位孔中心连线之间的夹角记为方位角θ，不同的挂片试样对应不同的方位角θ；
e. 解码时，利用图像识别设备对两个定位孔和一个方位孔进行位置信息采集，通过读取定位孔中心与方位孔中心之间的距离和角度关系获得基于步骤a、b、c、d的编码规则的数字编号信息，进而进入试样数据库读取试样具体信息。
上述用于长期挂片实验的编码标记方法，所述定位孔与方位孔的通孔均为相同直径的圆孔，定位孔和方位孔的直径上限应小于挂片试样最窄距离的1/10，下限为打孔设备可精确打孔的最小孔径，定位孔和方位孔距离挂片试样边缘的距离应大于或等于定位孔和方位孔直径的3倍，两个定位孔之间的距离应大于定位孔直径的5倍，且小于挂片试样最窄距离的1/2，方位孔的方位角θ应大于0小于π/2。
上述用于长期挂片实验的编码标记方法，所述步骤e中，将挂片试样置于同挂片试样有明显灰度差异的颜色背景中，利用CCD相机或者CMOS相机对挂片试样进行拍照，利用图像处理软件对挂片试样照片进行解析。
上述用于长期挂片实验的编码标记方法，所述步骤e中，利用定位孔和方位孔通孔的几何中心和灰度中心共同确定定位孔和方位孔通孔中心，读取两个定位孔和一个方位孔的中心坐标信息，利用方位孔辅助进行采集图像的畸变矫正标定，重新求得定位孔和方位孔中心坐标，从而确定方位角θ，进而读取数据库中方位角对应试样编号的具体信息。
本发明的有益效果是：
本发明的标记方法，在挂片试样一小区域打三个相同的通孔进行试样标记，对试样腐蚀的影响等同，不会影响试验结果，打孔标记和解码识别简单，且大多数腐蚀条件下均不影响试样的准确标记，挂片试样厚度方向上严重腐蚀的实验除外，对于长期挂片实验室一种理想的标记方法。
本方法是用于长期挂片实验的编码标记方法的首创，解决了现有技术中标记过于复杂、不利于实施、对试样数据可靠性的影响大的问题。本发明在利用称重法、观察法评价工程材料的耐腐蚀性能时，既不影响试验结果，又方便编码、解码和标记，同时又不会造成长期实验过程中标记的遗失，是一种作为腐蚀评价的非常有效标记方法，在行业内有极好的推广使用价值。
附图说明
图1是本发明的编码标记示意图；
图2是本发明的编码标记实物。
图中标记如下：挂片试样1、第一定位孔2、第二定位孔3、方位孔4。
具体实施方式
本发明的长期挂片实验的编码标记方法，它包括以下步骤：
第一步，在挂片试样1上加工两个定位孔，第一定位孔2和第二定位孔3，两个定位孔均为通孔，确定第一定位孔2和第二定位孔3在标记坐标系中的坐标；
第二步，以第一定位孔2的中心为原点，以两个定位孔中心之间的间距为半径，沿着第二定位孔3的中心向两个定位孔中心连线的一侧画弧；
第三步，取弧中的一点为方位孔4的中心，在挂片试样2上加工方位孔4，方位孔4为通孔，并确定方位孔4在标记坐标系中的坐标；
第四步，将方位孔4的中心与为原点的第一定位孔2中心以直线相连接，连接方位孔4中心与原点的直线与两定位孔中心连线之间的夹角记为方位角θ，不同的挂片试样1对应不同的方位角θ；
第五步，解码时，利用图像识别设备对第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4进行位置信息采集，通过读取第一定位孔中心、第二定位孔中心与方位孔中心之间的距离和角度关系获得基于上述步骤中的编码规则的数字编号信息，进而进入试样数据库读取试样具体信息。
在以上步骤中，第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4的通孔均为相同直径的圆孔，第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4的直径上限应小于平板挂片试样1最窄距离的1/10，下限为打孔设备可精确打孔的最小孔径，第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4距离挂片试样1边缘的距离应大于或等于第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4直径的3倍，两个定位孔之间的距离应大于定位孔直径的5倍，且小于挂片试样1最窄距离的1/2，方位孔4的方位角θ应大于0小于π/2。
在以上步骤的第五步中，将挂片试样1置于同试样有明显灰度差异的颜色背景中，利用CCD相机或者CMOS相机对挂片试样1进行拍照，利用图像处理软件对挂片试样1的照片进行解析。
在以上步骤的第五步中，利用第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4通孔的几何中心和灰度中心共同确定第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4通孔中心，读取第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4的中心坐标信息，利用方位孔4辅助进行采集图像的畸变矫正标定，重新求得第一定位孔2、第二定位孔3和方位孔4中心坐标，从而确定方位角θ，进而读取数据库中方位角对应试样编号的具体信息。
以下是本发明的两个实施例。
实施例1
某新开发的建筑用钢盐雾腐蚀试验，板状试样规格长×宽×高=40mm×40mm×3mm。本实验对样品分别进行1、3、5、7、10、20、30天同一时间段的耐腐蚀试验。采用了常规无标记试验和用本发明方法的编码腐蚀试验进行对比检测。
腐蚀条件：5%NaCl溶液(NaCl分析纯，采用18.2MΩ·cm去离子水溶解，pH值约为6.8)，试验温度为35℃，放置角度约为25°，试样裸露面积为9cm2，盐雾沉降量1.04ml/h·80cm2。
试样拿出后空气中静置1小时后，用纯净水冲洗试样表面，将样品表面锈迹除去后用吹风机吹干称重。
两种测试方法经过腐蚀率计算，腐蚀率变化趋势基本一致，编码标记的试样腐蚀率结果可信。
表1 某建筑用钢盐雾腐蚀试验采用本文方法与常规无标记方法结果对比
实施例2
某新开发的一种用于复杂石油化工环境的特种材料自然曝晒实验。板状试样大小为长×宽×高=90mm×50mm×5mm，试样数量300个，实验周期最短7天，最长5年。采用本文中编码标记方法进行标记。根据试样尺寸，选择通孔大小5mm，定位孔中心间距30mm。根据试样信息进行标记打孔，5年抽检试样，表面除自然锈迹外，通孔处无明显腐蚀增加或减弱特征。解码时也并没受到腐蚀影响，可顺利获得试样信息。
Claims (4)
1.一种用于长期挂片实验的编码标记方法，其特征在于：它包括以下步骤：
a. 在挂片试样（1）上加工两个定位孔，定位孔为通孔，并确定两个定位孔在标记坐标系中的坐标；
以一个定位孔的中心为原点，以两个定位孔中心之间的间距为半径，沿着另一个定位孔的中心向两个定位孔中心连线的一侧画弧；
取弧中的一点为方位孔（4）的中心，在挂片试样（1）上加工方位孔（4），方位孔（4）为通孔，并确定方位孔（4）在标记坐标系中的坐标；
将方位孔（4）的中心与为原点的定位孔中心以直线相连接，连接方位孔中心与原点的直线与两定位孔中心连线之间的夹角记为方位角θ，不同的挂片试样（1）对应不同的方位角θ；
解码时，利用图像识别设备对两个定位孔和一个方位孔（4）进行位置信息采集，通过读取定位孔中心与方位孔中心之间的距离和角度关系获得基于步骤a、b、c、d的编码规则的数字编号信息，进而进入试样数据库读取试样具体信息。
2.根据权利要求1所述的用于长期挂片实验的编码标记方法，其特征在于：所述定位孔与方位孔（4）的通孔均为相同直径的圆孔，定位孔和方位孔（4）的直径上限应小于挂片试样（1）最窄距离的1/10，下限为打孔设备可精确打孔的最小孔径，定位孔和方位孔（4）距离挂片试样（1）边缘的距离应大于或等于定位孔和方位孔直径的3倍，两个定位孔之间的距离应大于定位孔直径的5倍，且小于挂片试样（1）最窄距离的1/2，方位孔（4）的方位角θ应大于0小于π/2。
3.根据权利要求1所述的用于长期挂片实验的编码标记方法，其特征在于：所述步骤e中，将挂片试样（1）置于同挂片试样（1）有明显灰度差异的颜色背景中，利用CCD相机或者CMOS相机对挂片试样（1）进行拍照，利用图像处理软件对挂片试样（1）照片进行解析。
4.根据权利要求1所述的用于长期挂片实验的编码标记方法，其特征在于：所述步骤e中，利用定位孔和方位孔通孔的几何中心和灰度中心共同确定定位孔和方位孔通孔中心，读取两个定位孔和一个方位孔（4）的中心坐标信息，利用方位孔（4）辅助进行采集图像的畸变矫正标定，重新求得定位孔和方位孔（4）中心坐标，从而确定方位角θ，进而读取数据库中方位角对应试样编号的具体信息。
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