DE3505331C2 - Verfahren und Gerät zur Vermessung des bei der Eindringhärteprüfung in einer Probe hinterlassenen Eindrucks - Google Patents

Verfahren und Gerät zur Vermessung des bei der Eindringhärteprüfung in einer Probe hinterlassenen Eindrucks

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Vermessung des bei der Eindringhärteprfüfung in einer Probe hinterlassenden Eindrucks, insbesondere zur Bestimmung der Position charakteristischer Punkte des Eindrucks, wie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8 angegeben.
Ein Verfahren und ein Gerät der angegebenen Art sind aus der Zeitschrift Microscope (1972), 20, Seiten 341-352, bekannt. Dabei wird die den Härteprüfungseindruck enthaltende Probe durch ein Microskop beleuchtet und mit einem Bildanalysiergerät mit zeilenweiser Abtastung bildpunktmäßig erfaßt, und die den Bildpunkten zugeordneten Leuchtdichtewerte werden rechnerisch ausgewertet. Die Leuchtdichte wird jedoch stark durch den Oberflächenzustand der Probe beeinflußt, so daß Materialfehler und andere Oberflächenunregelmäßigkeiten, die mit dem Härteprüfungseindruck nichts zu tun haben, das Ergebnis verfälschen können. Dies zeigt sich auch darin, daß bei dem bekannten Verfahren Messungen mit unterschiedlich starker Beleuchtungsstärke zu unterschiedlichen Härtewerten führen. Oft weichen die Werte, die auf einer Bestimmung der Eckwerte bzw. der diagonalen Länge des Eindrucks beruhen, stark von den durch Flächenmessung des Eindrucks gewonnenen Härtewerten ab. Auch setzt die Auswertung eine rechtwinkelige Orientierung der Eindruckdiagonale zu den Abtastzeilen voraus. Die für die Härtemessung besonders wichtige Bestimmung der Lage der Eckpunkte des Eindrucks ist deshalb bei dem bekannten Verfahren mit erheblichen Ungenauigkeiten behaftet.
Ein Verfahren und Gerät ähnlicher Art, bei dem ebenfalls ein Härteprüfungseindruck zeilenweise abgetastet und das entstehende Leuchdichtesignal ausgewertet wird, ist aus FR 24 10 267 A1 bekannt. Bei einem weiteren, aus DE 27 37 554 A1 bekannten Verfahren und Gerät zur Härteprüfung wird ein Bild des den Eindruck enthaltenden Oberflächenbereiches auf einen Bildwandler projiziert, der aus einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten, streifenförmigen, nichtelektrischen Wandlerelementen besteht. Jedes Wandlerelement erzeugt ein über einen streifenförmigen Bereich des Bildes des Eindrucks integriertes Leuchtdichtesignal, und aus der Zu- oder Abnahme des Leuchtesignals in Richtung auf die Endpunkte der Eindrucksdiagnolanen kann die Länge der Diagonale bestimmt werden. Auch bei diesem Verfahren ist das Meßergebnis von Oberflächenfehlern, Ungleichmäßigkeiten der Reflexionseigenschaften und dem Leuchtdichtekontrast zwischen dem Eindruck und seiner Umgebung abhängig, und ebenso von einer exakten Ausrichtung der Diagonale des Eindrucks zur Längsachse des Bildwandlers.
Aus EP 00 48 346 A1 und DE 28 03 149 A1 sind Verfahren und Geräte zur Auswertung von Härteprüfungseindrücken bekannt, bei denen der Eindruck zeilenweise abgetastet und das dabei erhaltene Leuchtedichtesignal über alle Abtastzeilen integriert wird, so daß ein der Fläche des Eindrucks proportionaler Meßwert erhalten wird. Auch für diese Verfahren bzw. Geräte gelten die vorgenannten Nachteile.
Aus Proceedings of the IEEE, Vol. 67, No. 5, (May 1979), S. 753-763, sind Bildverarbeitungsverfahren zur Mustererkennung und Analyse von Objektkonturen bekannt, bei denen u. a. mittels Differentialoperatoren eine Gradientenbildung im Bereich von Bereichsgrenzen und Konturen vorgenommen wird, um diese hervorzuheben und umrißhafte Bilddarstellungen zu erhalten. Eine rechnerische Auswertung der so erhaltenen Umrißlinien oder -punkte, sowie auch eine Anwendung des Verfahrens auf die Auswertung von Härteprüfungseindrücken sind nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie eine genauere und zuverlässigere Bestimmung der charakteristischen Punkte eines Härteprüfungseindrucks ermöglichen, die weitgehend unabhängig von den vorstehend erörterten Fehlerquellen, wie Materialfehlern und Reflexionseigenschaften der Probenoberfläche, Beleuchtungsschwankungen u. dgl. und auch unabhängig von subjektiven Beurteilungskriterien der die Auswertung durchführenden Person ist, und die somit auch rasch und zuverlässig durch nicht geschultes oder spezialisiertes Bedienungspersonal durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem in Anspruch 1 angegebenen Verfahren und dem in Anspruch 8 angegebenen Gerät gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung.
Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, die sich exemplarisch auf die Vermessung des Vickers-Eindrucks beziehen:
Fig. 1 zeigt eine stark vergrößerte Aufsicht eines Teils einer Probe in der sich ein Vickers-Eindruck befindet,
Fig. 2 zeigt ein Geräte, mit dem das Verfahren gemäß der Erfindung durchführbar ist.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des mit dem Gerät nach Fig. 2 durchgeführten Verfahrens,
Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung des Leuchtdichtegradienten des in Fig. 1 dargestellten Bildes eines Eindrucks,
Fig. 5 zeigt eine Reihe von geometrischen Figuren zur Erläuterung einiger Operationen, die Bestandteil des in Fig. 3 schematisch dargestellten Verfahrens sind.
In Fig. 1 und 2 ist eine mit P bezeichnete Probe dargestellt, in der in an sich bekannter Weise mittels eines pyramidenförmigen Eindringkörpers ein mit I bezeichneter Eindruck (Vickers-Eindruck) hergestellt wurde. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzt die Kontur des Eindrucks I eine pseudoquadratische Form, deren Seiten einen gekrümmten Verlauf aufweisen. Zur Verdeutlichung dieser charakteristischen Eigenschaft des Eindrucks ist die Krümmung dieser Seiten in Fig. 1 stärker akzentuiert, als es der Wirklichkeit entspricht.
Die den Eindruck I ausweisende Seite der Probe P wird durch ein optisches System OS mit kollimiertem Licht beleuchtet, wie dies durch die Pfeile H in Fig. 2 angedeutet ist, so daß der Eindruck I sich als dunkler Bereich mit niedriger Leuchtdichte auf einem helleren Grund mit relativ höherer Leuchtdichte darstellt, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Der in Fig. 1 mit R bezeichnete Bereich der Probe P, der den Eindruck I umgibt, wird in den Bildausschnitt des optischen Systems OS (Fig. 2) gebracht und vergrößert. Das optische System OS besteht beispielsweise aus einem Mikroskop mit 100- bis 600facher Vergrößerung. Das optische System OS ist mit einer Videokamera VC zur Erzeugung von elektrischen Videosignalen gekoppelt, die Information über die Leuchtdichte des Bereichs R der Probe beinhaltet. Die von der Videokamera VC erzeugen Videosignale werden mittels eines Analog-Digital-Wandlers C digitalisiert. Der Ausgang des Wandlers C ist mit einem in seiner Gesamtheit mit CS bezeichneten Rechner verbunden.
Dieser Rechner behandelt die Videosignale mittels an sich bekannter Bildverarbeitungsverfahren, so daß Daten gewonnen werden, die für die Position einer Menge von Punkten des analysierten Bildes kennzeichnend sind. Diese Punkte, die auf der Basis von vorgegebenen Selektionskriterien gewonnen werden, gehören den Seiten der Kontur des Eindrucks I an.
Der Rechner CS extrapoliert außerdem die Position der Ecken des Eindrucks I auf der Grundlage der Positionsdaten von wenigstens einem Teil der genannten Punkte.
Eine optische Anzeigevorrichtung D, die mit dem Rechner CS verbunden ist, liefert eine Sichtanzeige der errechneten Resultate.
Im Folgenden sei anhand von Fig. 3 ein Verfahren zur Verarbeitung des Bildes R beschrieben, das die Bestimmung der Position der Ecken des Eindrucks I erlaubt.
Die Leuchtdichteinformation des Bildes des Bereichs r wird mit Hilfe der Videokamera VC und des Wandlers C in eine Matrix L(i, j) transformiert. Jedes Element L(i, j) dieser Matrix kennzeichnet den Leuchtdichtewert eines entsprechenden Bildpunktes mit den Koordinaten (i, j). Das Bild des Bereichs R wird also von dem Rechner CS in Form einer Leuchtdichtematrix L(i, j) aufgenommen und gespeichert, wie dies durch den Block 1 von Fig. 3 angedeutet ist.
Der Rechner CS bedient sich bei der Ermittlung der Kontur des Eindrucks I eines Verfahrens, bei dem die Leuchtdichte des untersuchten Bildes hervorgehoben und mit einem Schwellwert verglichen (enhancement/treshholding edge detection). Diese auf dem Gebiet der digitalen Bildverarbeitung bekannte Technik ist beispielsweise in der eingangs genannten Literaturstelle Proceedings of the IEEE, Vol. 67, No. 5, (Mai 1979), S. 753-763, ausführlich beschrieben.
Bei diesem Verfahren wird die oben definierte Leuchtdichtematrix L mit einem diskreten Differentialoperator behandelt, um die Punkte hervorzuheben, die der Kontur des Eindrucks I entsprechen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die vertikalen und horizontalen Sobel-Differentialoperatoren verwendet. Maßgebend hierfür sind die Isotropizitätseigenschaften dieser Operatoren und ihre gute Empfindlichkeit in Bezug auf die Position der Kontur des Bildes. Die horizontalen und vertikalen Sobel- Operatoren So und Sv können folgendermaßen in Matrixform definiert werden:
Mittels räumlicher zweidimensionaler Faltung der Leuchtdichtematrix L mit den Operatoren So und Sv erhält man die Matrizen Go(i, j) und Gv(i, j) der horizontalen und vertikalen Komponenten des Leuchtdichtegradienten des untersuchten Bildes:
Gv(i, j) = <L(i-l, j-l)+2L(i-l, j)+L(i-l, j+l)< +<L(i+l, j-l)+2L(i+l, j)+L(i+l, j+l)<
Go(i, j) = <L(i-l, j-l)+2L(i, j-l)+L(i-l, j-l)< +<L(i-l, j+l)+2L(i, j+l)+L(i+l, j+l)<
Die Erzeugung des vertikalen und des horizontalen Leuchtdichtegradienten ist in Fig. 3 durch die Blöcke 2 bzw. 3 angedeutet.
Auf der Basis von Go und Gv werden sodann der Absolutwert G und die Richtung R des Leuchtdichtegradienten jedes Bildelements (Pixel) berechnet (Blöcke 4 und 5 in dem Flußdiagramm von Fig. 3):
Der Absolutwert des Leuchtdichtegradienten jedes Bildelements wird sodann mit einem Schwellwert T verglichen (Block 6). Es werden diejenigen Pixel ausgewählt, für die der Gradient zahlenmäßig größer ist als der Wert T (Block 7).
Der Richtungswinkel R(i, j) des Leuchtdichtegradienten jedes Bildelements wird vorzugsweise in k Werte quantisiert (Block 8).
In diesem Verarbeitungsschritt wird das den Eindruck I enthaltende Bild R mittels einer Gradientenmatrix GT und der quantisierten Richtungsmatrix T des Gradienen kodiert (Block 9 des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms). Die Matrix Gt ist folgendermaßen definiert:
Fig. 4 zeigt als Ausführungsbeispiel ein Bild mit 27×27 Bildelementen, welches die Matrix G graphisch darstellt. Jedem weißen Bildelement entspricht der Wert Null des Leuchtdichtegradienten, den anderen Bildelementen entspricht ein von Null verschiedener und oberhalb der Schwelle T liegender Wert des Gradienten.
In Fig. 4 ist die Kontur des Vickers-Eindrucks, analog zu Fig. 11 mit I bezeichnet.
Der Gradient GT ist an solchen Punkten von Null verschieden, die im Bereich der Kontur I des Eindrucks liegen. Er ist außerdem in einigen außerhalb und innerhalb der Kontur liegenden Punkten von Null verschieden, die in Fig. 4 mit pe bzw. pi bezeichnet. Die Punkte pe und pi sind durch Störungen oder Unregelmäßigkeiten der Leuchtdichte (Flecken) des analysierten Bildes verursacht. Diese Punkte stellen eine Störung dar, die bei der weiteren Verarbeitung zu Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Kontur des Eindrucks führen können.
Um den Einfluß dieser Störpunkte zu eliminieren oder zumindest zu verringern, macht man sich die Kenntnisse zunutze, die a priori über die ungefähre Form der Kontur der zu Identifizierenden Figur vorhanden sind. Im vorliegenden Fall besitzt die Kontur des Eindrucks I eine pseudoquadratische Form.
Es sei zunächst unterstellt, daß die Kontur des Eindrucks I eine vollkommen quadratische Form habe, beispielsweise die Form des in Fig. 5 mit SQ bezeichneten Quadrats. Die Kontur dieses Quadrats liegt zwischen dem einbeschriebenen Kreis C1 mit dem Durchmesser R1 und dem Umkreis C2 mit dem Durchmesser R2. Die Durchmesser R1 und R2 stehen bekanntlich über folgende Beziehungen mit dem Trägheitshalbmesser RI des Quadrats SQ in Verbindung:
R1 = · RIR2 = 3/ RI
Um den Einfluß der Punkte pe und pi zu eliminieren, verfährt man folgendermaßen:
Zunächst wird der Schwerpunkt des Systems von Punkten berechnet, die von Bildelementen gebildet werden, denen ein von Null verschiedener Wert GT entspricht, d. h. der in Fig. 4 nicht weißen Bildelemente. Dieser Schwerpunkt, der in Fig. 4 mit 0 bezeichnet ist, fällt grundsätzlich mit dem geometrischen Zentrum der von der Kontur des Eindrucks I gebildeten Figur zusammen oder ist ihm gegenüber nur geringfügig versetzt. Man führt ein polares Bezugssystem r, ϑ ein, dessen Ursprung in dem Schwerpunkt liegt, und berechnet den Trägheitshalbmesser RI des von den Bildelementen mit einem von Null verschiedenen Wert GT gebildeten Punktesystems (Block 10 in dem Fig. 3 dargestellten Flußdiagramm).
Sodann werden nach folgenden Formeln ein minimaler Halbmesser Rm und ein Maximaler Halbmesser RM berechnet:
Rm = RI-0,2 RI≃0,67 RIRM = / RI+0,2 RI≃1,42 RI
Die Radien Rm und RM entsprechen im wesentlichen den Radien R1 und R2 von Fig. 5 mit einer Abweichung nach unten bzw. nach oben von 20% gegenüber dem Trägheitshalbmesser RI, durch die die Tatsache berücksichtigt ist, daß die Kontur I niemals genau quadratisch ist.
Diese Operation ist im Flußdiagramm von Fig. 3 durch den Block 11 angedeutet.
In der Matrix GT(i, j) werden sodann alle Ausdrücke eliminiert, denen ein radialer Abstand vom Schwerpunkt (0) entspricht, der kleiner ist als Rm oder größer als RM. Auf diese Weise werden in der Matrix GT des Leuchtdichtegradienten die Punkte eliminiert, die in Fig. 4 mit pe und pi bezeichnet sind.
Zur Verbesserung der Ergebnisse können die durch die Blöcke 10 bis 12 von Fig. 3 gekennzeichneten Operationen gegebenenfalls einige Male iterativ durchlaufen werden. In dem polaren Bezugssystem (r, ϑ) mit dem Ursprung im Schwerpunkt 0 wird der Variationsbereich (0 . . . 2π) der Winkelkoordinaten ϑ anschließend in eine Zahl N von Winkelsektoren mit gleicher Öffnung unterteilt. In jedem dieser Winkelsektoren wählt der Rechner dasjenige Bildelement aus, dem der größte Wert von GT entspricht (Block 13 von Fig. 13). Dieses Bildelement wird als potentieller Punkt "Kandidat" der Kontur des Eindrucks I in diesem Winkelsektor in Betracht gezogen. Die Menge der N Punkt-"Kanditaten" die als Punkte der Kontur zu betrachten sind, bildet somit eine durch die Nummer n (von 1 bis N) geordnete Folge, wobei die Ordnungszahl n den Sektor kennzeichnet, dem sie zugeordnet ist. Aufgrund von Rauscheffekten oder eventueller Störungen (Flecken, Riefelung usw.) können einige dieser Punkt-"Kandidaten" in Wirklichkeit fehlerhaft sein, d. h. der Kontur nicht angehören. Um diese Punkte zu eliminieren, führt man eine "Filterung" durch (Block 14). Diese Filterung besteht darin, daß jeder Punkt der Folge mit einer Menge von Punkten verglichen wird, die innerhalb der Folge seine Umgebung bilden. Wenn die Differenz zwischen der radialen Koordinaten des geprüften "Kanditaten" und dem Mittelwert der radialen Koordinaten der Punkte dieser Umgebung unter einem vorbestimmten Wert liegt, wird der jeweilige Punkt-"Kanditat" definitiv als Punkt der Kontur betrachtet. Anderenfalls wird er durch einen Wert ersetzt, den man durch Interpolation der die Umgebung bildenden Punkte erhält.
Auf diese Weise wird die Kontur des Eindrucks I durch N Punkte bestimmt.
Die Ecken der Kontur des Eindrucks I werden sodann durch Extrapolation oder durch Interpolation auf der Basis wenigstens eines Teils der N Punkte der Kontur ermittelt, die in der oben beschriebenen Weise bestimmt wurden (Block 15 in Fig. 3).
Aufgrund der Koordinaten der Ecken der Kontur des Eindrucks lassen sich sodann die Abmessungen der Diagonalen des Eindrucks und damit die Vickers-Härte der untersuchten Probe berechnen.
Das in Fig. 3 dargestellte Flußdiagramm kann leicht in ein Programm für den Rechner CS übersetzt werden.
Die Ergebnisse der Verarbeitung werden in dem Display D optisch angezeigt.
Das Verfahren und das Gerät gemäß der Erfindung ermöglichen eine wiederholbare Bewertung der Härte mit minimalen Abweichungen, da jeder mögliche subjektive Bewertungseinfluß von Seiten der Bedienungsperson eliminiert ist. Falls das optische System OS mit einer automatischen Focusierungseinrichtung ausgestattet ist, ist der gesamte Betriebsablauf des Geräts seinerseits ebenfalls automatisch.
Dadurch daß die Kontur unter Verwendung von Differentialoperatoren "extrahiert" wird, ist es möglich, sie unabhängig von dem Absolutwert der Leuchtdichte des Bildes zu identifizieren, so daß ihre Lokalisierung nach den Maxima des Leuchtdichtegradienten zumindest in erster Annäherung gegenüber leichten Einstellunschärfen des Bildes relativ unempfindlich ist.
Der Gradient der Leuchtdichte des Bildes läßt sich auch durch anderen Differentialoperatoren z. B. durch die Prewitt- Operatoren gewinnen.
Das Gerät und das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglichen eine Aufnahme des Vickers-Eindrucks und insbesondere eine Positionsbestimmung der Ecken des Eindrucks in besonders schneller und genauer und vor allem wiederholbarer Weise.
Das Verfahren und das Gerät lassen sich leicht so modifizieren und angepassen, daß sie sich auch für die Erfassung anderer Arten von Eindrücken eignen, beispielsweise des Knoop-Peters-Emerson Eindrucks (Rauteneindruck), des Berkowitch- Eindrucks (dreieckförmiger Eindruck) des Grodzinsky- Eindrucks (sichelförmiger Eindruck) oder, wie bereits erwähnt, zur Erfassung zweier orthogonaler Durchmesser des Brinell-Eindrucks.

Claims (14)

1. Verfahren zur Vermessung des bei der Eindringhärteprüfung in einer Probe (P) hinterlassenen Eindrucks (I), insbesondere zur Bestimmung der Position charakteristischer Punkte des Eindrucks, z. B. der Eckpunkte bei der Vickers- Eindringhärteprüfung, mit den Schritten:
  • a) Beleuchten eines den Eindruck (I) enthaltenden Oberflächenbereichs (R) der Probe derart, daß der Eindruck und die ihn umgebende Fläche unterschiedliche Leuchtdichte haben;
  • b) Erzeugen eines vergrößerten Bildes des den Eindruck enthaltenden Oberflächenbereiches (r) mittels eines optischen Systems (OS);
  • c) punktweises Abtasten des Bildes des den Eindruck (I) enthaltenden Oberflächenbereiches (R) mittels einer optoelektrischen Wandlereinrichtung (VC) und Erzeugen von elektrischen Bildsignalen, die der Leuchtdichte der Bildpunkte entsprechen, und
  • d) rechnerische Verarbeitung der Bildsignale derart, daß aufgrund der Änderung der Leuchtdichte die gesuchten charakteristischen Punkte bestimmt werden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • e) die der Leuchtdiode entsprechenden Bildsignale der abgetasteten Bildpunkte werden durch Differenzieren mittels eines Differentialoperators (So, Sv) zu differentiellen Bildsignalen (Go, Gv) verarbeitet, die dem Betrag des Leuchtdichtegradienten (G) an den jeweiligen Bildpunkten entsprechen;
  • f) die dem Betrag des Leuchtdichtegradienten (G) entsprechenden differentiellen Bildsignale (Go, Gv) werden mit mindestens einem vorgegebenen Bezugswert (T) verglichen;
  • g) diejenigen Bildpunkte, an denen der Leuchtdichtegradient (G) größer als der Bezugswert (t) ist, werden als auf dem Umriß des Eindrucks (I) liegende Umrißpunkte definiert und ihre Position bestimmt;
  • h) aus der Position der so bestimmten Umrißpunkte wird durch Extrapolation die Position der gesuchten charakteristischen Punkte bestimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte:
es wird die Position des Schwerpunkts (0) des Leuchtdichtegradienten (GT) des abgetasteten Bildes berechnet,
dieser Schwerpunkt (0) wird zum Ursprungspunkt eines polaren Bezugssystems (0, r, ϑ) bestimmt,
der Variationsbereich der Winkelkoordination (ϑ) dieses Bezugssystems (0, r, ϑ) wird in eine vorbestimmte Anzahl (N) von gleichen Winkelsektoren unterteilt,
in jedem dieser Winkelsektoren wird derjenige Punkt ausgewählt, dem der größte Absolutwert des Leuchtdichtegradienten (GT) entspricht, und dieser Punkt zu einem der Kontur des Bildes des Eindrucks (I) angehörenden Punkt bestimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Trägheitshalbmesser (RI) des Leuchtdichtegradienten (GT) der Punkte des abgetasteten Bildes relativ zu dem genannten Schwerpunkt (0) berechnet wird,
daß in Abhängigkeit von der Größe des Trägheitshalbmessers (RI) ein Maximalwert (RM) der radialen Koordinaten (r) in dem genannten polaren Bezugssystem (0, r, ϑ) festgelegt wird, und
daß in jedem der genannten Winkelsektoren diejenigen Punkte ausgewählt werden, deren radiale Koordinate (r) gleich oder kleiner ist als der Maximalwert (RM), und unter diesen Punkten derjenige Punkt ausgewählt wird, dem der größte Absolutwert des Leuchtdichtegradienten (G) entspricht und dieser Punkt als ein Punkt der Kontur des Bildes des Eindrucks (I) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit von dem Trägheitshalbmesser (RI) ein Minimalwert (Rm) der radialen Koordinaten (r) in dem genannten polaren Bezugssystem (0, r, ϑ) festgelegt wird,
daß in jedem der Winkelsektoren die Punkte ausgewählt werden, deren radiale Koordinate (r) zwischen dem Maximalwert (RM) und dem Minimalwert (RM) liegt,
daß unter diesen Punkten anschließend derjenige Punkt ausgewählt wird, dem der größte Absolutwert des Leuchtdichtegradienten (GT) entspricht,
und daß dieser Punkt als ein Punkt der Kontur des Bildes des Eindrucks (I) bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert (Rm) der radialen Koordinaten (r) kleiner ist als der Trägheitshalbmesser (RI).
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wert der radialen Koordinate (r) jedes der als zur Kontur gehörig angenommenen Punkte mit dem Mittelwert der radialen Koordinaten einer vorbestimmten Anzahl von Punkten verglichen wird, die in der Umgebung des jeweils untersuchten Punktes liegen,
und daß der untersuchte Punkt nur dann definitiv als ein Punkt der Kontur des Eindrucks übernommen wird, wenn die Differenz zwischen seiner radialen Koordinate und dem genannten Mittelwert unter einem vorbestimmten Wert liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untersuchte Punkt durch einen durch Interpolation der Koordinaten der in der Umgebung des untersuchten Punkts liegenden Punkte bestimmten fiktiven Punkt ersetzt wird, wenn die Differenz zwischen der radialen Koordinate des untersuchten Punkts und dem genannten Mittelwert den vorbestimmten Wert übersteigt.
8. Gerät zur Vermessung des bei der Eindringhärteprüfung in einer Probe (P) hinterlassenen Eindrucks (I), insbesondere zur Bestimmung der Position charakteristischer Punkte dieses Eindrucks z. B. der Eckpunkte des Eindrucks bei der Vickers- Eindringhärteprüfung, gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1
mit Mitteln zur Beleuchtung der Probe (P) derart, daß im Bereich des Eindrucks (I) eine gegenüber der umliegenden Zone veränderte Leuchtdichte entsteht,
einem optischen System (OS) zur Erzeugung eines vergrößerten Bildes des den Eindruck enthaltenden Oberflächenbereichs (R),
optoelektrischen Wandlermitteln (VC) zur punktweisen Abtastung des Bildes der Probe (P) und zur Erzeugung elektrischer Bildsignale, welche Informationen (L) enthalten, die für die Leuchtdichte der abgetasteten Bildpunkte kennzeichnend sind, und
eine Recheneinrichtung (CS) zur rechnerischen Auswertung der Bildsignale,
dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (CS) derart programmiert ist, daß sie
die Bildsignale mit einem Differenzialoperator (So, Sv) zu differentiellen Bildsignalen (Go, Gv) verarbeitet, die für den Betrag des Leuchtdichtegradienten (G) an den jeweiligen Bildpunkten kennzeichnend sind,
daß sie die differentiellen Bildsignale mit wenigstens einem vorbestimmten Bezugswert (T) vergleicht;
daß sie diejenigen Bildpunkte, an denen der Leuchtdichtegradient (G) größer als der Bezugswert (T) ist, als auf dem Umriß des Eindrucks (I) liegende Umrißpunkte definiert und ihre Position bestimmt, und
daß sie aus der Position der so bestimmten Umrißpunkte durch Extrapolation die Position der gesuchten charakteristischen Punkte bestimmt.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (CS) derart programmiert ist,
daß sie die Position des Schwerpunkts (0) des Leuchtdichtegradienten (GT) der abgetasteten Region (r) berechnet,
daß sie diesen Schwerpunkt (0) zum Ursprungspunkt eines polaren Bezugssystems (0, r, ϑ) bestimmt,
daß sie den Variationsbereich der Winkelkoordinaten (ϑ) dieses Bezugssystems (0, r, ϑ) in eine vorbestimmte Anzahl (N) von gleichen Winkelsektoren unterteilt,
und daß sie in jedem dieser Winkelsektoren denjenigen Punkt auswählt, dem der größte Absolutwert des Leuchtdichtegradienten (GT) entspricht, und diesen Punkt als einen auf dem Umriß des Bildes des Eindrucks (I) liegenden Punkt bestimmt.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (CS) derart programmiert ist,
daß sie zunächst den Trägheitsradius (RI) des Leuchtdichtegradienten (I) der Punkte des abgetasteten Bildes relativ zu dem Schwerpunkt (0) berechnet,
daß sie sodann in Anhängigkeit von der Größe des Trägheitsradius (RI) einen Maximalwert (M) der radialen Koordinate (r) in dem polaren Bezugssystem (0, r, ϑ) festlegt,
und daß sie schließlich in jedem der genannten Winkelsektoren diejenigen Punkte auswählt, deren radiale Koordinate (r) gleich oder kleiner ist als der Maximalwert (RM), und unter diesen Punkten denjenigen Punkt, dem der größte Absolutwert des Leuchtdichtegradienten (GT) entspricht, und daß diesen Punkt als einen Punkt auf dem Umriß des Bildes des Eindrucks (I) bestimmt.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (CS) derart programmiert ist,
daß sie in Abhängigkeit von dem Trägheitsradius (RI) einen Minimalwert (Rm) der radialen Koordinate (r) in dem polaren Bezugssystem (0, r, ϑ) festlegt,
daß sie in jedem der Winkelsektoren die Punkte auswählt, deren radiale Koordinate (r) zwischen dem Maximalwert (RM) und dem Minimalwert (Rm) liegt,
daß sie unter diesen Punkten anschließend denjenigen Punkt auswählt, dem der größte Absolutwert des Leuchtdichtegradienten (GT) entspricht,
und daß sie diesen Punkt als einen Punkt auf dem Umriß des Bildes des Eindrucks (I) bestimmt.
12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (CS) derart programmiert ist,
daß sie den Wert der radialen Koordinate (r) jedes der als auf dem Umriß liegend angenommenen Punkte mit dem Mittelwert der radialen Koordinaten einer vorbestimmten Anzahl von Punkten vergleicht, die in der Umgebung des jeweils untersuchten Punktes liegen,
und daß sie den untersuchten Punkt nur dann definitiv als einen Punkt auf dem Umriß des Eindrucks (I) bestimmt, wenn die Differenz zwischen seiner radialen Koordinate und dem Mittelwert unter einem vorbestimmten Wert liegt.
13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (CS) derart programmiert ist, daß sie den untersuchten Punkt durch einen durch Interpolation der Koordinaten der in seiner Umgebung liegenden Punkte bestimmten fiktiven Punkt ersetzt, wenn die Differenz zwischen der radialen Koordinate des untersuchten Punktes und dem genannten Mittelwert den vorbestimmten Wert übersteigt.
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