CN112582085B - 双层安全壳表面缺陷检测设备及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双层安全壳表面缺陷检测设备及检测方法,该设备包括:固定臂;底座,固定臂设置在底座上;伸缩杆,伸缩杆设置在固定臂上;云台,云台通过安装座设置在伸缩杆远离底座的一端;第一激光测距仪,第一激光测距仪设置在云台上;摄像机,摄像机设置在云台上;第二激光测距仪,第二激光测距仪设置在固定臂上,第二激光测距仪与安装座上的反射挡板相配合。本申请提供的上述方案,能够优化缺陷检测的流程、提高检测质量及工作效率,缩短准备工期,节约人力成本;能够大副减少脚手架通道/平台的搭设需求量,为电厂方面节约了脚手架搭设成本;同时降低电厂服务人员搭设脚手架时的工业安全和辐射防护风险,为电厂提高安全质量业绩。
Description
技术领域
本发明涉及核电站设备技术领域,特别是涉及一种双层安全壳表面缺陷检测设备及检测方法。
背景技术
目前,在EPR堆型核电站中,对于EPR双层安全壳结构的缺陷检测主要是采用人工近距离对缺陷进行目视观察测量后,记录缺陷特性,拍摄缺陷照片的方法,该方法存在以下不足:
(1)为实现人员对安全壳表面近距离目视观测的条件,检测前需要额外搭设大量钢管脚手架或作业平台,脚手架的搭设大大增加了前期工作量,也引入巨大的工业安全风险;
(2)人工目视检测的方法效率较低,人工投入量大,导致整个检测工作实施的周期延长;
(3)该方法人员在现场只能初步进行数据的记录,后台内业数据的处理的工作量极大。
发明内容
基于此,有必要针对现有的人工检测效率低的问题,提供一种双层安全壳表面缺陷检测设备及检测方法。
本发明提供了一种双层安全壳表面缺陷检测设备,包括:
固定臂;
底座,所述固定臂设置在所述底座上;
伸缩杆,所述伸缩杆设置在所述固定臂上;
云台,所述云台通过安装座设置在所述伸缩杆远离所述底座的一端;
第一激光测距仪,所述第一激光测距仪设置在所述云台上;
摄像机,所述摄像机设置在所述云台上;
第二激光测距仪,所述第二激光测距仪设置在所述固定臂上,所述第二激光测距仪与安装座上的反射挡板相配合。
上述双层安全壳表面缺陷检测设备,通过伸缩杆带动云台升高的预设位置,然后开启第一激光测距仪,此时,安全壳墙面上显示一个红色光点,第一激光测距仪自动测量初始位置到安全壳墙面的距离;然后调节云台转动,云台上的控制器自动记录云台的旋转角度,使得位于云台上的第一激光测距仪发出的红色光点对应照射到被检测缺陷特征点位置上(若缺陷为裂缝类的线状缺陷,则光点对于裂缝一个端点上,依次沿着裂缝走势,添加多个特征点,直至裂缝的另一端头;若缺陷为锈蚀等面状缺陷,则光点对于锈蚀区域边界上的任意一特征点,依次选取多个点,直至回到初始点上,对锈蚀缺陷形成一个合围),第一激光测距仪自动对所添加的特征点进行测量,测量设备到该特征点的距离,最后将第一激光测距仪测量的数据、云台上的控制器记录的云台旋转角度数据以及第二激光测距仪测量的云台升高的数据发送给后台处理器,后台处理器就可以运算得到缺陷在安全壳墙表面上详细位置的分布信息;整体设备能够优化缺陷检测的流程、提高检测质量及工作效率,缩短准备工期,节约人力成本;能够大副减少脚手架通道/平台的搭设需求量,为电厂方面节约了脚手架搭设成本;同时降低电厂服务人员搭设脚手架时的工业安全和辐射防护风险,为电厂提高安全质量业绩。
在其中一个实施例中,还包括超声防碰撞传感器,所述超声防碰撞传感器设置在所述云台上。
在其中一个实施例中,还包括补光灯,所述补光灯设置在所述云台上。
在其中一个实施例中,还包括水平位置拉绳传感器,所述水平位置拉绳传感器设置在所述固定臂上。
在其中一个实施例中,还包括支撑滚轮,所述支撑滚轮设置在所述底座的底面,所述支撑滚轮为自锁滚轮。
在其中一个实施例中,还包括电缆收线筐,所述电缆收线筐设置在所述底座上,用于放置检测设备用电缆。
在其中一个实施例中,还包括控制柜,所述控制柜内设置有PLC控制器,所述第一激光测距仪、所述摄像机以及所述第二激光测距仪分别与所述PLC控制器连接。
在其中一个实施例中,还包括蓄电池和WiFi模块,所述蓄电池设置在所述底座上,所述PLC控制器通过导线与所述蓄电池连接,所述WiFi模块设置在所述控制柜内,用于将所述第一激光测距仪测量的数据、所述摄像机拍摄的数据以及所述第二激光测距仪测量的数据发送给外部设备。
本发明还提供了一种双层安全壳表面缺陷检测方法,用于如本申请实施例描述中任意一项所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,该方法包括:
通过伸缩杆带动云台升高的预设位置;
开启第一激光测距仪,第一激光测距仪测量初始位置到安全壳墙面的距离;
在缺陷处选取若干特征点;
调节云台转动,云台上的控制器记录云台的旋转角度,使得位于云台上的第一激光测距仪发出的光点对应照射到被检测缺陷位置上,第一激光测距仪对所添加的特征点进行测量,测量设备到该特征点的距离,
第二激光测距仪发出的激光照射在反射挡板上,测量出云台的上升高度;
将第一激光测距仪测量的数据、云台上的控制器记录的云台旋转角度数据以及第二激光测距仪测量的云台升高的数据发送给后台处理器,后台处理器能运算得到缺陷在安全壳墙表面上的分布信息。
在其中一个实施例中,当所述缺陷为裂缝类的线状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点自裂缝一个端点开始,依次沿着裂缝走势,添加多个特征点,直至裂缝的另一端头;当所述缺陷为锈蚀面状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点以锈蚀区域边界上的任意一特征点为初始点,依次选取多个特征点,直至回到初始点上,对锈蚀缺陷形成一个合围。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的双层安全壳表面缺陷检测设备的结构示意图;
图2为图1另一示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
如图1并结合图2所示,本发明一实施例中,提供了一种双层安全壳表面缺陷检测设备,包括:固定臂10、底座20、伸缩杆30、摄像机40、云台50、第一激光测距仪以及第二激光测距仪90,其中,固定臂10设置在底座20上,伸缩杆30设置在固定臂10上,云台50通过安装座设置在伸缩杆30远离底座20的一端,第一激光测距仪设置在云台50上,摄像机40设置在云台50上,第二激光测距仪90设置在固定臂10上,第二激光测距仪90与安装座上的反射挡板501相配合。
具体地,上述固定臂10通过螺栓固定在底座20上,伸缩杆30为现有吊车上的伸缩臂结构,由于吊车上的伸缩臂结构为现有技术,此处不再累述,安装座通过螺栓固定在伸缩杆30远离底座20的一端,云台50通过螺栓安装在安装座上。
采用上述技术方案,通过伸缩杆带动云台升高的预设位置,然后开启第一激光测距仪,此时,安全壳墙面上显示一个红色光点,第一激光测距仪自动测量初始位置到安全壳墙面的距离;然后调节云台转动,云台上的控制器自动记录云台的旋转角度,使得位于云台上的第一激光测距仪发出的红色光点对应照射到被检测缺陷特征点位置上(若缺陷为裂缝类的线状缺陷,则光点对于裂缝一个端点上,依次沿着裂缝走势,添加多个特征点,直至裂缝的另一端头;若缺陷为锈蚀等面状缺陷,则光点对于锈蚀区域边界上的任意一特征点,依次选取多个点,直至回到初始点上,对锈蚀缺陷形成一个合围),第一激光测距仪自动对所添加的特征点进行测量,测量设备到该特征点的距离,随后第二激光测距仪发出的激光照射在反射挡板上,从而第二激光测距仪就可以测量出反射挡板的上升高度,由于反射挡板与安装座为一体成型,云台设置在安装座上,从而就可以通过第二激光测距仪测量出云台的上升高度,最后将第一激光测距仪测量的数据、云台上的控制器记录的云台旋转角度数据以及第二激光测距仪测量的云台升高的数据发送给后台处理器,后台处理器就可以运算得到缺陷在安全壳墙表面上详细位置的分布信息,同时,摄像机将拍摄的图片信息发送给后台处理器以作参考;整体设备能够优化缺陷检测的流程、提高检测质量及工作效率,缩短准备工期,节约人力成本;能够大副减少脚手架通道/平台的搭设需求量,为电厂方面节约了脚手架搭设成本;同时降低电厂服务人员搭设脚手架时的工业安全和辐射防护风险,为电厂提高安全质量业绩。
在一些实施例中,本申请中的双层安全壳表面缺陷检测设备还包括超声防碰撞传感器,例如型号为Telemecanique Sensors:XX918A3C2M12的超声波传感器,该超声防碰撞传感器设置在云台50上。当超声防碰撞传感器感应到云台上部1m以内有障碍物时,伸缩杆停止运动,进而避免云台上的摄像机或第一激光测距仪与障碍物发生碰撞,造成设备的损坏。
在一些实施例中,为了给整体设置在使用时提供光照,本申请中的双层安全壳表面缺陷检测设备还包括补光灯,该补光灯设置在云台50上。当外部光照昏暗时,开启补光灯,从而可以为摄像机、第一激光测距仪以及第二激光测距仪在使用时提供光照。
在一些实施例中,本申请中的双层安全壳表面缺陷检测设备,还包括水平位置拉绳传感器,水平位置拉绳传感器设置在固定臂10上。该水平位置拉绳传感器用于测量双壳表面设备所在位置到参考坐标的距离。
在一些实施例中,为了方便移动整体设备,本申请中的双层安全壳表面缺陷检测设备还包括支撑滚轮,该支撑滚轮设置在底座20的底面,通过支撑滚轮的设置,从而有利于整体设备的移动。
进一步地,当整体设备移动的预订位置时,为了避免整体设备出现移动,本申请中的支撑滚轮为自锁滚轮,该自锁滚轮为现有技术,此处不再累述。
在一些实施例中,为了方便存放整体设备上用的电缆,如图1所示,本申请中的双层安全壳表面缺陷检测设备,还包括电缆收线筐70,电缆收线筐70设置在底座20上,用于放置检测设备用电缆。
具体地,上述电缆收线筐70可选择型号为3330D-005的收线筐,该3330D-005收线筐的结构以及工作原理为现有技术,此处不再累述。
在一些实施例中,为了方便控制整体设备的运行,如图1所示,本申请中的双层安全壳表面缺陷检测设备还包括控制柜60,控制柜60内设置有PLC控制器,第一激光测距仪、摄像机40以及第二激光测距仪90分别与PLC控制器连接。当需要控制设备上的电器部件工作时,通过PLC控制器控制其开启或关闭即可。
在一些实施例中,为了方便给整体设备供电,如图1所示,本申请中的的双层安全壳表面缺陷检测设备还包括蓄电池80,蓄电池80设置在底座20上,PLC控制器通过导线与蓄电池80连接。
在一些实施例中,为了方便将测量的数据传送远端,本申请中的的双层安全壳表面缺陷检测设备还包括WiFi模块,WiFi模块设置在控制柜60内,用于将第一激光测距仪测量的数据、摄像机40拍摄的数据以及第二激光测距仪90测量的数据发送给外部设备。
本发明还提供了一种双层安全壳表面缺陷检测方法,用于如本申请实施例描述中任意一项的双层安全壳表面缺陷检测设备,该方法包括:
通过伸缩杆带动云台升高的预设位置;
开启第一激光测距仪,第一激光测距仪测量初始位置到安全壳墙面的距离;
在缺陷处选取若干特征点;
调节云台转动,云台上的控制器记录云台的旋转角度,使得位于云台上的第一激光测距仪发出的光点对应照射到被检测缺陷位置上,第一激光测距仪对所添加的特征点进行测量,测量设备到该特征点的距离,
第二激光测距仪发出的激光照射在反射挡板上,测量出云台的上升高度;
将第一激光测距仪测量的数据、云台上的控制器记录的云台旋转角度数据以及第二激光测距仪测量的云台升高的数据发送给后台处理器,后台处理器能运算得到缺陷在安全壳墙表面上的分布信息。
在一些实施例中,当所述缺陷为裂缝类的线状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点自裂缝一个端点开始,依次沿着裂缝走势,添加多个特征点,直至裂缝的另一端头;当所述缺陷为锈蚀面状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点以锈蚀区域边界上的任意一特征点为初始点,依次选取多个特征点,直至回到初始点上,对锈蚀缺陷形成一个合围。
具体地,第一步:将设备各个模块分别运输至待检测点,依次将各个模块安置到位,接通各个模块间的航空快插接头;第二步:检查设备连接、安置(一般设备安置于安全壳墙面距离1.5m以内)正确后,调节自锁滚轮;第三步:开启电源,将控制柜上控制开关置于远程控制位置,打开控制电脑上专用主控软件,完成新项目建立/底图选择/测控点信息导入/通讯设置等基本信息设置操作;第四步:打开软件通讯测试功能,检查软件端与设备硬件上各组件的通讯连接是否正常,各传感器示数是否正常,若有异常(如存在缺省值或与实际参数不符的情况),则重新检查设备模块的连接;打开云台控制功能,执行云台初始化,自检完成后云台归于“0”位;打开摄像机功能,软件主显示区自动切换到当前位置机头4K摄像机的画面;打开补光灯,并调节光线至适合视频检查的照度;第五步:测定设备水平方向的初始位置,在软件端输入设备当前所处位置最近的参考坐标点(提前在安全壳附近布设的,具有赋予位置坐标信心的特征标记点,一般每间隔20m会布设1个),操作人员拉出固定臂下部的水平拉绳传感器,沿水平方向拖至该坐标点,传感器测定数值传送给软件,完成初始位置测定;第六步:软件端点控操作伸缩杆上升,(视需要可选择0.1、0.15、0.2m/S三个档位调节升降速度),匀速上升过程中,操作人员通过人工目视检查软件端接收的视频画面,判定有无缺陷,当发现缺陷时,点控设备停止上升,开始执行缺陷检测;第七步:缺陷的检测,开启第一激光测距仪,此时,安全壳墙面上显示一个红色光点,第一激光测距仪自动测量初始位置到安全壳墙面的距离;然后调节云台转动,云台上的控制器自动记录云台的旋转角度,使得位于云台上的第一激光测距仪发出的红色光点对应照射到被检测缺陷特征点位置上(若缺陷为裂缝类的线状缺陷,则光点对于裂缝一个端点上,依次沿着裂缝走势,添加多个特征点,直至裂缝的另一端头;若缺陷为锈蚀等面状缺陷,则光点对于锈蚀区域边界上的任意一特征点,依次选取多个点,直至回到初始点上,对锈蚀缺陷形成一个合围),第一激光测距仪自动对所添加的特征点进行测量,测量设备到该特征点的距离,随后第二激光测距仪发出的激光照射在反射挡板上,从而第二激光测距仪就可以测量出反射挡板的上升高度,由于反射挡板与安装座为一体成型,云台设置在安装座上,从而就可以通过第二激光测距仪测量出云台的上升高度,最后将第一激光测距仪测量的数据、云台上的控制器记录的云台旋转角度数据以及第二激光测距仪测量的云台升高的数据发送给后台处理器,后台处理器就可以运算得到缺陷在安全壳墙表面上详细位置的分布信息;第八步:缺陷检测完成后,操作伸缩杆继续上升,执行缺陷检查。当设备感应到云台上方距离1m内有障碍物时,设备自动停止上升动作,此时,操作人员检查确认或移除障碍物后,可以继续上升作业;第九步:伸缩杆收回,当设备完成该位置的缺陷检测后,点控软件下降按钮,操作伸缩杆收回;下降过程中,多芯电缆自动随着伸缩杆下降,盘绕在收绳箱内;待伸缩杆完全收回后,安全壳该位置检测工作完成;第十步:打开底座上的自锁滚轮,整体推动设备移至下一个检测位上(此过程不必关闭电源),重复第二、五、六、七、八、九步骤,继续进行检测。第十一步:待整个区域检测完毕后,专用软件保存项目,关闭电源后,依次拆除各个部件,将设备分解为多个模块,便于搬运回收。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,包括:
固定臂(10);
底座(20),所述固定臂(10)设置在所述底座(20)上;
伸缩杆(30),所述伸缩杆(30)设置在所述固定臂(10)上;
水平位置拉绳传感器,所述水平位置拉绳传感器设置在所述固定臂(10)上,所述水平位置拉绳传感器用于测量双壳表面设备所在位置到参考坐标的位置,以完成初始位置测定;
云台(50),所述云台(50)通过安装座设置在所述伸缩杆(30)远离所述底座(20)的一端,所述伸缩杆(30)用于带动所述云台(50)升高到预设位置;
第一激光测距仪,所述第一激光测距仪设置在所述云台(50)上,所述第一激光测距仪用于测量初始位置到安全壳墙面的距离,调节所述云台(50)转动,所述云台(50)上的控制器记录所述云台(50)的旋转角度,使得所述第一激光测距仪发出光点以对应照射到被检测缺陷位置上,所述第一激光测距仪还用于对所添加的特征点进行测量,以获得设备到该特征点的距离;当所述缺陷为裂缝类的线状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点自裂缝一个端点开始,依次沿着裂缝走势,添加多个特征点,直至裂缝的另一端头;当所述缺陷为锈蚀面状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点以锈蚀区域边界上的任意一特征点为初始点,依次选取多个特征点,直至回到初始点上,对锈蚀缺陷形成一个合围;
摄像机(40),所述摄像机(40)设置在所述云台(50)上;
第二激光测距仪(90),所述第二激光测距仪(90)设置在所述固定臂(10)上,所述第二激光测距仪(90)发出的激光照射在安装座上的反射挡板(501)上,以测量所述云台(50)的上升高度;
后台处理器,用于接收所述第一激光测距仪测量的数据、所述云台(50)上的控制器记录的云台旋转角度数据以及所述第二激光测距仪(90)测量的所述云台(50)升高的数据,并基于此运算得到缺陷在安全壳墙表面上的分布信息。
2.根据权利要求1所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,还包括超声防碰撞传感器,所述超声防碰撞传感器设置在所述云台(50)上。
3.根据权利要求1所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,还包括补光灯,所述补光灯设置在所述云台(50)上。
4.根据权利要求1所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,还包括支撑滚轮,所述支撑滚轮设置在所述底座(20)的底面,所述支撑滚轮为自锁滚轮。
5.根据权利要求1所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,还包括电缆收线筐(70),所述电缆收线筐(70)设置在所述底座(20)上,用于放置检测设备用电缆。
6.根据权利要求1所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,还包括控制柜(60),所述控制柜(60)内设置有PLC控制器,所述第一激光测距仪、所述摄像机(40)以及所述第二激光测距仪(90)分别与所述PLC控制器连接。
7.根据权利要求6所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,还包括蓄电池(80)和WiFi模块,所述蓄电池(80)设置在所述底座(20)上,所述PLC控制器通过导线与所述蓄电池(80)连接,所述WiFi模块设置在所述控制柜(60)内,用于将所述第一激光测距仪测量的数据、所述摄像机(40)拍摄的数据以及所述第二激光测距仪(90)测量的数据发送给外部设备。
8.一种双层安全壳表面缺陷检测方法,用于如权利要求1-7任意一项所述的双层安全壳表面缺陷检测设备,其特征在于,该方法包括:
通过伸缩杆带动云台升高的预设位置;
开启第一激光测距仪,第一激光测距仪测量初始位置到安全壳墙面的距离;
在缺陷处选取若干特征点;
调节云台转动,云台上的控制器记录云台的旋转角度,使得位于云台上的第一激光测距仪发出的光点对应照射到被检测缺陷位置上,第一激光测距仪对所添加的特征点进行测量,测量设备到该特征点的距离,
第二激光测距仪发出的激光照射在反射挡板上,测量出云台的上升高度;
将第一激光测距仪测量的数据、云台上的控制器记录的云台旋转角度数据以及第二激光测距仪测量的云台升高的数据发送给后台处理器,后台处理器能运算得到缺陷在安全壳墙表面上的分布信息。
9.根据权利要求8所述的双层安全壳表面缺陷检测方法,其特征在于,当所述缺陷为裂缝类的线状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点自裂缝一个端点开始,依次沿着裂缝走势,添加多个特征点,直至裂缝的另一端头;当所述缺陷为锈蚀面状缺陷,所述第一激光测距仪发出的光点以锈蚀区域边界上的任意一特征点为初始点,依次选取多个特征点,直至回到初始点上,对锈蚀缺陷形成一个合围。
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