JPH079403B2 - 物体の表面欠陥検査方法 - Google Patents

物体の表面欠陥検査方法

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JPH079403B2
JPH079403B2 JP61073171A JP7317186A JPH079403B2 JP H079403 B2 JPH079403 B2 JP H079403B2 JP 61073171 A JP61073171 A JP 61073171A JP 7317186 A JP7317186 A JP 7317186A JP H079403 B2 JPH079403 B2 JP H079403B2
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和佳 高柳
純夫 山上
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば、核燃料用ペレット等の円筒型物体
の欠陥検出に用いて好適な物体の表面欠陥検査方法に関
する。
「従来の技術」 核燃料用ペレット等の円筒型物体の表面欠陥を検査する
方法としては、非接触変位計を用いて欠損部分と正常部
分の変位の違いを検出し、その後に欠損部分の面積を計
測する方法や、被測定面の画像信号を各欠陥に応じたし
きい値で2値化し、これによって分離検出する方法等が
ある。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、非接触変位計を用いる場合は、比較的大きい
欠け部分の面積測定が行えるのみで、微少面積の欠陥測
定や、欠陥をその種類毎に分類集計するような処理は不
可能であった。
また、しきい値により分離検出する方法においては、欠
け、クラック、ピットから得られる画像信号の濃度レベ
ルが異なることを前提とし、それぞれの欠陥に応じたし
きい値で2値化しているが、実際上はそれぞれのレベル
差がほとんどないため、実用的でないという欠点があっ
た。
なお、核燃料用ペレット等を検査する場合は、欠けにつ
いては面積、クラックについては長さ、ピット・メタル
インクルージョンについては径等について検査判定する
必要があり、このような欠陥別の検査を分類して行うこ
とができる検査方法が望まれていた。
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、欠陥
別に分類して検査判定を行うことができる物体の表面欠
陥検査方法を提供することを目的としている。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、上記問題点を解決するために、物体表面か
らの反射光を受光して前記物体の表面画像を撮像する撮
像手段からの入力画像を、平均レベルより高いしきい値
で2値化してメタルインクルージョンを検出する処理
と、前記入力画像を平均レベルより低いしきい値で2値
化して欠け、ピットおよびクラックが同時に検出される
画像を作成するとともに、この画像に対し画像処理を施
すことによりピットおよびクラックを消去した欠けのみ
が存在する第2画像を作成する処理と、前記入力画像の
欠け部分を埋める処理によって得られた画像の面積から
前記第2画像の面積を減算して欠け面積を求める処理
と、前記第2画像をマスク画像として前記入力画像とマ
スキングを行い、これにより、前記入力画像からピット
およびクラックを抽出し、この抽出した画像に対し平滑
化処理を行ってピットのみが存在する画像を抽出する処
理と、前記ピットのみが存在する画像および欠けのみが
存在する画像をマスク画像として前記入力画像とマスキ
ングを行い、これにより、前記入力画像からクラックの
みが存在する画像を抽出する処理と、前記各処理によっ
て得られたメタルインクルージョン、欠け面積、ピット
画像およびクラック画像からこれらの欠陥が基準内か否
かを判定する判定処理とを行うことを特徴としている。
「作用」 入力画像に対し、所定しきい値による2値化、およびマ
スク画像とのマスキングが行なわれ、これにより、欠陥
がその種類ごとに順次抽出される。
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例である表面欠陥検査装置の
構成を示すブロック図であり、第2図は同実施例の検出
機構の構成を示す平面図である。
第2図において、1は核燃料用のペレットであり、時計
方向に回転するローラ2,3によって、反時計方向に回転
するようになっている。4は、ペレット1の側面に光を
照射する光源であり、光源4とペレット1との間には、
光軸に対し水平方向に45°傾斜したハーフミラー5が設
けられている。6はラインイメージセンサであり、ハー
フミラー5で反射されたペレット1の側面画像を受像
し、電気信号に変換する。上記構成によれば、ペレット
1が1回転すると、ラインイメージセンサ6はペレット
1の側面画像を全周に渡って受像する。また、光源4の
発光量、ラインイメージセンサ6の受光感度、および上
記各構成要素の配置等は、ラインイメージセンサ6の受
光レベルにおいてペレット1以外の部分が暗くなるよう
に設定されている。
次に、第1図に示す10は、上述したラインイメージセン
サ6からの画像信号が入力される画像入力部であり、ラ
インイメージセンサ6の画像信号に対し所定の増幅等を
行い、その後の画像信号を2値化処理部11および13に供
給する。2値化処理部11は、ペレット1の正常面からの
反射光レベルより高い固定しきい値レベルTL1によって
画像信号を2値化し、メタルインクルージョンを検出す
る。この場合、メタルインクルージョン部分の受光レベ
ルは、正常面に比べて非常に高いため、予め設定した固
定しきい値TL1による2値化によって、容易に検出する
ことができる。2値化処理部11によるメタルインクルー
ジョン検出信号は、メタル判定部12に供給され、ここに
おいてメタルインクルージョンの良否判定が行なわれ
る。
2値化処理部13は、画像入力部10からの画像信号を正常
面からの受光レベルより低いレベルTL2で2値化し、こ
の結果得られる2値画像信号を2値画像メモリAに書き
込む。ここで、第3図は2値画像メモリAに書き込まれ
た画像信号の一例であり、ペレット1の側面全周を展開
した画像に対応している(図面左右側が底面もしくは上
面)。この図において、pはピット、cはクラックであ
り、d1,d2は各々欠けである。これらの欠陥部分からの
受光レベルは、全て正常面からの受光レベルより低いた
め、第3図に示すようにこれら全部が一緒に検出され
る。この場合、欠けd1,d2はペレット1の上面もしくは
下面に係って発生するからその画像は必ずエッジ部分に
係って発生する。また、クラックcはエッジに係るもの
と係わらないものの両方があり、ピットpはエッジに係
わらないで発生する。
次に、15は、2値画像メモリA内の画像データの各ライ
ン(画像信号の1走査分に対応)毎のX座標を計測し、
この測定結果に基づいて、第3図に示す画像の欠け部分
を埋めて長方形近似を行う長方形処理部である。16は、
長方形処理部15において、長方形化した画像の面積、す
なわち、欠けd1,d2が存在しない場合の面積を算出する
面積算定部であり、算出した近似長方形の面積は減算処
理部19に供給されるようになっている。
17は2値画像メモリAに記憶された画像に、膨張・収
縮、穴埋め等の画像処理を施してクラックC、ピットP
を消去し、第4図に示す欠けd1,d2だけの画像を作成す
る膨張・収縮穴埋め部であり、ここで作成された2値画
像データは、2値画像メモリBに記憶される。また、膨
張・収縮穴埋め部17において作成された画像の面積がマ
スク面積算定部18において算出され、この算出結果が減
算処理部19に供給されるようになっている。
減算処理部19は、長方形近似面積から第4図に示す画像
の面積を減算するもので、その演算結果は、欠けd1,d2
の総計面積に対応する。この減算処理部19の演算結果
は、欠け判定部20に供給される。欠け判定部20は、減算
処理部19によって演算された欠け部分の面積が基準範囲
内かどうかを判定する。
次に、25は、2値画像メモリB内の2値画像(第4図参
照)をマスク画像とし、入力画像(第3図の画像とほぼ
同様)とのマスキングを行い、これにより、クラックc
とピットpのみの画像を抽出するマスキング処理部であ
る。このマスキング処理部25によって抽出された画像
は、画像メモリCに書き込まれる。26は、画像メモリC
に書き込まれた画像データに対し平滑化処理を行う平滑
化処理部である。ここで、第5図はピットpおよびクラ
ックcの部分の濃度レベルを示す図であり、この図に示
すように、ピットpの部分の濃度低下の幅はクラックc
に比べて充分に広い。したがって、平滑化処理部25にお
いて平滑処理がなされると、第6図に示すように、クラ
ックcの部分は正常面のレベルに極めて近付くか、ある
いは、同化してしまう。この平滑化処理部26の出力信号
は、2値化処理部27に供給され、第6図に破線で示す正
常面のレベルより低いしきい値TL3によって2値化され
る。この結果、クラックcに対応する部分は消去され、
ピットpに対応する部分のみが抽出される。径計測部28
は、2値化処理部27によって抽出されたピットpに対応
する信号に基づいてピットpの幅を検出し、この幅の値
がピット判定部29に供給され、基準値以内かどうかを判
定する。ここで、作成された2値画像データは、2値画
像メモリDに記憶される。
次に、30は2値画像メモリD内の画像をマスク画像(第
7図参照)とし、これと画像メモリC内の画像とのマス
キングを行い、これにより、クラックcの画像データの
みを抽出するマスキング処理部である。マスキング処理
部30の出力信号は、2値化処理部31に供給され、ここ
で、正常面のレベルより低いしきい値TLfによって2値
化される。このしきい値TLfは、しきい値設定部35から
供給されるようになっており、しきい値設定部35は、画
像信号の平均的受光レベルを検出する濃度レベル測定部
34の検出信号に基づいて、しきい値TLfを調整するよう
になっている。これは、クラックcの部分の受光レベル
と正常面とのレベル差が小さいために、固定のしきい値
を用いた場合は、平均的受光レベルが変化した場合に、
しきい値TLfがしきい値としての機能を果たさなくなる
ことを回避するためである。
次に32は、2値化された後のクラックcの画像信号に対
し、周知の画像処理を行ってその長さを測定する長さ計
測部であり、この測定結果は、クラック判定部33に供給
されてその良否が判定されるようになっている。
上述した構成によれば、ペレット1がローラ2,3によっ
て1回転すると、ペレット1の側面全周の画像がライン
イメージセンサ6によって読み取られ、この画像が第1
図に示す処理回路に供給される。そして、処理回路に供
給された画像信号は、上述したように、2値化、マスキ
ング等の処理が施され、これにより、メタルインクルー
ジョン、欠け、ピット、およびクラック毎に分類抽出さ
れ、各欠陥の良否がメタル判定部12、欠け判定部20、ピ
ット判定部29およびクラック判定部33によって判定され
る。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、物体表面から
の反射光を受光して前記物体の表面画像を撮像する撮像
手段からの入力画像を、平均レベルより高いしきい値で
2値化してメタルインクルージョンを検出する処理と、
前記入力画像を平均レベルより低いしきい値で2値化し
て欠け、ピットおよびクラックが同時に検出される画像
を作成するとともに、この画像に対し画像処理を施すこ
とによりピットおよびクラックを消去した欠けのみが存
在する第2画像を作成する処理と、前記入力画像の欠け
部分を埋める処理によって得られた画像の面積から前記
第2画像の面積を減算して欠け面積を求める処理と、前
記第2画像をマスク画像として前記入力画像とマスキン
グを行い、これにより、前記入力画像からピットおよび
クラックを抽出し、この抽出した画像に対し平滑化処理
を行ってピットのみが存在する画像を抽出する処理と、
前記ピットのみが存在する画像および欠けのみが存在す
る画像をマスク画像として前記入力画像とマスキングを
行い、これにより、前記入力画像からクラックのみが存
在する画像を抽出する処理と、前記各処理によって得ら
れたメタルインクルージョン、欠け面積、ピット画像お
よびクラック画像からこれらの欠陥が基準内か否かを判
定する判定処理とを行うようにしたので、欠陥をその種
類毎に分類抽出して良否判定することができる利点が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を適用した表面欠陥検出
装置の構成を示すブロック図、第2図は第1図に示す装
置における検出機構の構成を示す平面図、第3図および
第4図は各々同実施例における検出画像の一例を示す
図、第5図および第6図は各々同実施例における要部の
波形図、第7図は同実施例における検出画像の一例を示
す図である。 1……ペレット、2,3……ローラ、4……光源、5……
ハーフミラー、6……ラインイメージセンサ、11,13,31
……2値化処理部、12……メタル判定部、20……欠け判
定部、25,30……マスキング処理部、26……平滑化処理
部、29……ピット判定部、33……クラック判定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−143590(JP,A) 特開 昭56−160645(JP,A) 特開 昭62−102144(JP,A) 特公 平6−1247(JP,B2) 特公 平6−40075(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体表面からの反射光を受光して前記物体
    の表面画像を撮像する撮像手段からの入力画像を、平均
    レベルより高いしきい値で2値化してメタルインクルー
    ジョンを検出する処理と、 前記入力画像を平均レベルより低いしきい値で2値化し
    て欠け、ピットおよびクラックが同時に検出される画像
    を作成するとともに、この画像に対し画像処理を施すこ
    とによりピットおよびクラックを消去した欠けのみが存
    在する第2画像を作成する処理と、 前記入力画像の欠け部分を埋める処理によって得られた
    画像の面積から前記第2画像の面積を減算して欠け面積
    を求める処理と、 前記第2画像をマスク画像として前記入力画像とマスキ
    ングを行い、これにより、前記入力画像からピットおよ
    びクラックを抽出し、この抽出した画像に対し平滑化処
    理を行ってピットのみが存在する画像を抽出する処理
    と、 前記ピットのみが存在する画像および欠けのみが存在す
    る画像をマスク画像として前記入力画像とマスキングを
    行い、これにより、前記入力画像からクラックのみが存
    在する画像を抽出する処理と、 前記各処理によって得られたメタルインクルージョン、
    欠け面積、ピット画像およびクラック画像からこれらの
    欠陥が基準内か否かを判定する判定処理と、 を行うことを特徴とする物体の表面欠陥検査方法。
JP61073171A 1986-03-31 1986-03-31 物体の表面欠陥検査方法 Expired - Lifetime JPH079403B2 (ja)

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JPS62229050A JPS62229050A (ja) 1987-10-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2525846B2 (ja) * 1988-02-05 1996-08-21 日産自動車株式会社 表面欠陥検査装置
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