KR102380592B1 - 균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하기 위한 시스템 및 방법은, 시험 표본의 표면을 색상 대비하고, 응력 하중의 인가 중에 표본의 복수의 사진 이미지를 획득하며, 시험 표본에서의 균열과 시험 표본의 색상 대비된 표면 사이의 컨트라스트(contrast, 대비)를 가리키는 화소 특성(pixel characteristics)의 베이스라인 범위(baseline range) 밖에 있는 화소 특성을 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하고, 시간이 경과함에 따라 검지된 균열 길이의 변화에 기초해서 변형 에너지 방출 속도의 출력을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 표본 시험(specimen testing)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 개시된 실시예는 응력 하중(stress load)을 인가하는 동안 시험 표본의 균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
구조적 성분(structural components) 및/또는 다른 재료는 그들의 재료 특성을 결정하기 위해 시험(test)될 수 있다. 구조적 성분 및/또는 재료의 재료 특성을 결정하는 것은, 예를 들어 그 성분이나 재료가 특정 용도에 적합한지 여부를 결정하는 데 중요할 수 있다. 몇몇 시험에서는, 특정의 구조적 성분 및/또는 재료를 대표하는 표본(specimen)이 선택될 수 있다. 시험 중에, 하나 이상의 힘(force)이 그 표본의 특성을 결정하기 위해 시험 표본에 인가될 수 있다. 몇몇 시험에서는, 하나 이상의 힘이 시험 표본에 균열(crack)을 유도 및/또는 전파하기 위해 인가될 수 있다. 그들 시험에서는, 균열 길이 및 그 관련된 하중을 측정하는 것은, 시험 표본의 재료 특성에 관한 정보를 제공한다. 균열 길이와 관련된 하중에 기초해서 계산될 수 있는 재료 특성의 일례는 변형 에너지 방출 속도(strain energy release rate)이다.
시험 표본에서의 균열을 검지하고 측정하기 위해 X선 이미징 장비(imaging equipment)가 사용되어 왔다. X선 이미징 장비는 3초 주기에 걸쳐 대략 하나의 이미지와 같은 특정 주기에 걸쳐 제한된 수의 이미지를 캡처하고 처리할 수 있다. 부가적으로, X선 이미지에 나타나는 균열은 전형적으로 수동으로 (물리적 또는 디지털 중 하나의) 치자(ruler, 治者) 또는 줄자 도구(tape measure)를 사용하는 사람에 의해 측정될 수 있다. 재료 특성은 측정된 균열 길이에 기초해서 계산된다.
그러나, 시험 표본의 재료 특성은 위의 방법을 이용하여 정확하게 결정 또는 계산되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 디지털 카메라의 속도와 비교하여 시험 표본에서의 균열의 전파 중에는 제한된 수의 X선 이미지만이 얻어질 수 있다. 부가적으로, X선 이미지에서의 균열은 치자를 사용하는 사람에 의해 정확하게 측정되지 않을 수도 있고; X선 이미지가 평균화된 프레임으로 구성되기 때문에, 균열이 종료하는 명확한 표시가 존재하지 않는 경우가 있다. 재료 특성의 부정확한 결정는, 서비스 중에 그 성분 또는 재료의 조기 고장으로 이어질 수 있는, 그 의도된 용도에 적합하지 않은 부품이나 재료의 선택으로 이어질 수 있다.
본 발명은 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명은 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하는 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 본 방법은 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계, 및 응력 하중의 인가 중에 표본의 복수의 사진 이미지(photographic images)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 방법은 시험 표본에서의 균열과 시험 표본의 색상 대비된 표면 사이의 컨트라스트(contrast, 대비)를 가리키는 화소 특성(pixel characteristics)의 베이스라인 범위(baseline range, 기본적인 범위) 밖에 있는 화소 특성을 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 방법은 시간이 경과함에 따라 검지된 균열 길이의 변화에 기초해서 변형 에너지 방출 속도의 출력을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하기 위한 시스템을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 본 시스템은 배경(background)에 재료 시험 표본을 지지하도록 구성된 시험 플랫폼(test platform)을 포함할 수 있다. 재료 시험 표본은 배경의 표면 색상을 색상 대비하는 상단 표면(top surface)을 가지고 있어도 좋다. 몇몇 실시예에서, 본 시스템은 시험 플랫폼을 향해 있으며 시험 표본으로의 응력 하중의 인가 중에 플랫폼에 위치된 시험 표본의 복수의 사진 이미지를 획득하도록 구성된 카메라를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 시스템은 복수의 사진 이미지를 수신하는 이미지 처리 프로그램(image processing program)을 포함할 수 있다. 이미지 처리 프로그램은, 복수의 사진 이미지에서 화소 특성의 베이스라인 범위 밖에 있는 화소 특성을 검지하고 검지된 화소 특성에 기초해서 검지된 균열 길이의 변화를 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하는 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 본 방법은 배경에 걸쳐 재료 시험 표본을 지지하는 단계를 포함할 수 있다. 표본은 배경의 표면 색상을 색상 대비하는 상단 표면을 가지고 있어도 좋다. 몇몇 실시예에서, 본 방법은 표본에 응력 하중을 인가하는 단계, 및 인가 단계 중에 표본에서 확장되는 균열 길이의 복수의 사진 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 방법은 표본에서의 균열 길이를 측정하기 위해 상단 표면의 색상과 관련된 화소 특성과는 다른 화소 특성을 검지하는 단계를 포함할 수 있다.
특징, 기능 및 이점은 본 발명의 각종 실시예에서 독립적으로 달성될 수 있거나, 또는 더욱 자세한 내용이 다음의 설명 및 도면을 참조하여 보여질 수 있는 또 다른 실시예에 결합될 수 있다.
도 1은 예시적인 균열 검지 시스템의 개략도이다.
도 2는 균열의 형성 이전의 예시적인 시험 표본의 개략도이다.
도 3은 균열의 형성 및/또는 전파 중에 도 2의 시험 표본의 개략도이다.
도 4는 도 3의 균열의 전파 중에 도 2의 시험 표본의 개략도이다.
도 5는 도 2의 시험 표본에 인가되는 응력 하중에 대한 하중 대 변위(displacement)를 나타내는 실례가 되는 그래프이다.
도 6은 도 2의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 적색(red) 값을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 녹색(green) 값을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 청색(blue) 값을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 4의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 적색 값을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 4의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 녹색 값을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 4의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 청색 값을 나타내는 도면이다.
도 12은 도 9 내지 도 11의 개략도에 기초해서 생성된 예시적인 매트릭스의 개략도이다.
도 13은 균열 성장 검지의 예시적인 방법을 묘사하는 플로우차트이다.
도 14은 예시적인 데이터 처리 시스템의 각종의 구성 요소의 개략도이다.
도 2는 균열의 형성 이전의 예시적인 시험 표본의 개략도이다.
도 3은 균열의 형성 및/또는 전파 중에 도 2의 시험 표본의 개략도이다.
도 4는 도 3의 균열의 전파 중에 도 2의 시험 표본의 개략도이다.
도 5는 도 2의 시험 표본에 인가되는 응력 하중에 대한 하중 대 변위(displacement)를 나타내는 실례가 되는 그래프이다.
도 6은 도 2의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 적색(red) 값을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 녹색(green) 값을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 청색(blue) 값을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 4의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 적색 값을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 4의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 녹색 값을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 4의 시험 표본의 예시적인 사진 이미지의 화소의 개략도로서, 그들 화소에 대한 예시적인 청색 값을 나타내는 도면이다.
도 12은 도 9 내지 도 11의 개략도에 기초해서 생성된 예시적인 매트릭스의 개략도이다.
도 13은 균열 성장 검지의 예시적인 방법을 묘사하는 플로우차트이다.
도 14은 예시적인 데이터 처리 시스템의 각종의 구성 요소의 개략도이다.
개관(Overview)
균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 다양한 실시예가 이하에 설명되고 관련된 도면에 도시되어 있다. 별도로 명시되지 않는 한, 시스템 또는 방법 및/또는 그 각종의 구성 요소는 구조, 구성 요소, 기능 및/또는 본 명세서에서 설명되고 도시되거나 및/또는 통합된 변형 중의 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다. 더욱이, 구조체, 구성 요소, 기능 및/또는 기재, 도시 및/또는 본 발명의 교시와 관련하여 본 명세서에서 설명되고 도시되거나 및/또는 통합된 변형은 다른 유사한 시스템 및 방법에 포함될 수 있지만, 필수적인 것은 아니다. 각종 실시예의 다음의 설명은 본질적으로 예시일 뿐이고, 본 발명, 그 응용 또는 용도(use)를 결코 제한하는 것을 의도하지 않는다. 부가적으로, 이하에 설명하는 바와 같은 실시예에 의해 제공되는 장점은, 본질적으로 예시적인 것이고, 모든 실시예가 동일한 장점이나 동일한 정도의 장점을 제공하는 것은 아니다.
균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 태양(aspect)은, 컴퓨터 방법, 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현(embody)될 수 있다. 따라서, 이러한 태양은 완전히 하드웨어 실시예, (펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로 코드 등을 포함하는) 완전히 소프트웨어 실시예, 또는 소프트웨어와 하드웨어 태양을 결합한 실시예의 형태를 취할 수 있고, 그 모든 것들은 일반적으로 "회로", "모듈" 또는 "시스템으로서 본 명세서에서 언급될 수 있다. 더욱이, 균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 태양은, (이하에서 더 설명되는 바와 같은) 화소의 특성을 검지하기 위해 복수의 사진 이미지를 처리하도록 하기 위한 명령과 같은 그것에 대해 구현된 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드/명령을 갖는 컴퓨터 판독가능 매체(또는 매체들)로 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다
균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법에 대한 컴퓨터 판독가능 매체들의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 컴퓨터 판독가능 신호 매체(computer-readable signal medium) 및/또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(computer-readable storage medium)이어도 좋다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 및/또는 반도체 시스템, 장치 또는 소자(device) 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 보다 구체적인 예는, 다음의 것: 하나 이상의 와이어를 갖는 전기 접속, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM), 소거 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(erasable programmable read-only memory)(EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유, 휴대용 콤팩트 디스크 읽기 전용 메모리(portable compact disc read-only memory, CD-ROM), 광학 저장 장치(optical storage device), 자기 저장 장치(magnetic storage device), 및/또는 이들의 임의의 적절한 조합 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 소자에 의해 사용하기 위한 프로그램 또는 명령 실행 시스템, 장치 또는 소자와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함 또는 저장할 수 있는 임의의 적절한 유형의 매체(tangible medium)를 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독가능 신호 매체는, 예를 들어 베이스밴드 또는 반송파의 일부로서 그 안에 구현된 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 갖는 전파된 데이터 신호를 포함할 수 있다. 이러한 전파된 신호는, 전기-자기, 광학 및/또는 그 임의의 적절한 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 형태 중 어느 하나를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 신호 매체는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 아닌 임의의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있는데, 이 컴퓨터 판독가능 매체는 본 발명의 균열 성장을 검지하기 위한 시스템과 같은 명령 실행 시스템, 장치 또는 소자에 의해 사용하기 위한 프로그램 또는 명령 실행 시스템, 장치 또는 소자와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 통신, 전파 또는 반송할 수 있다.
컴퓨터 판독가능 매체 상에서 구현되는 균열 성장을 검지하기 위한 프로그램 코드는, 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF 등 및/또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 매체를 이용하여 송신될 수 있다.
균열 성장을 검지하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는, 자바(Java), 스몰토크(Smalltalk), C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어(object-oriented programming language), 및 C 프로그래밍 언어와 같은 기존의 절차적 프로그래밍 언어(procedural programming languages)를 포함하는 프로그래밍 언어 중 하나 또는 임의의 조합에 기록될 수 있다. 프로그램 코드는, 사용자의 컴퓨터에서 완전히, 사용자의 컴퓨터에서 부분적으로, 독립형(stand-alone)의 소프트웨어 패키지로서, 사용자의 컴퓨터에서 부분적으로 그리고 원격 컴퓨터에서 부분적으로, 또는 원격 컴퓨터 또는 서버에서 완전히 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서는, 원격 컴퓨터는 근거리 통신망(local area network, LAN) 또는 광역 네트워크(wide area network, WAN)를 포함하는 임의의 종류의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 접속될 수 있거나, 및/또는 (예를 들어, 인터넷 서비스 공급자(Internet Service Provider)를 이용하는 인터넷을 통해) 외부 컴퓨터에 접속이 행해질 수 있다.
균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 태양은, 본 발명의 태양에 따른 방법, 장치, 시스템 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품의 플로우차트 도면 및/또는 블록도를 참조하여 이하에 설명된다. 플로우차트 및/또는 블록도에서의 각 블록 및/또는 블록의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해서 실행되는 명령이 사진 이미지를 처리하고 그 처리로부터 출력을 생성하는 등의 플로우차트 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 수단을 작성(create)하도록, 머신을 생성하기 위해 범용 컴퓨터(general purpose computer), 전용 컴퓨터(special purpose computer) 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있다.
균열 성장을 검지하기 위한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령이 플로우차트 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하는 명령을 포함하는 제조의 물품(article)을 생성하도록, 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 및/또는 특별한 방식으로 기능하기 위한 다른 소자에 지시할 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다.
균열 성장을 검지하기 위한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한, 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치에서 실행되는 명령이 사진 이미지를 처리하고 그 처리로부터 출력을 생성하는 등의 플로우차트 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 프로세스를 제공하도록, 일련의 동작 단계가 컴퓨터 실시 프로세스(computer-implemented process)를 생성하도록 소자에서 수행되도록 하기 위해 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 및/또는 다른 소자에 로드(load)될 수 있다.
도면에 있어서 임의의 플로우차트 및/또는 블록도는, 균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 가능한 구현의 아키텍처(architecture), 기능 및/또는 동작을 설명하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 각 블록은 지정된 논리적인 기능을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 몇몇 구현에서는, 블록에 명시된 기능은 도면에 명시된 순서를 벗어나서 발생할 수 있다. 예를 들어, 연속해서 나타낸 두 개의 블록은 실제로는 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 또는 그 블록들은 때때로 내포된 기능에 의존해서 역순으로 실행될 수 있다. 각 블록 및/또는 블록의 조합은, 균열 성장을 검지하기 위해 지정된 기능이나 동작을 수행하는 전용 하드웨어 기반 시스템(또는 전용 하드웨어 및 컴퓨터 명령의 조합)에 의해 구현될 수 있다.
정의(Definitions)
"색상 대비(color contrast)"는, 그 표본(specimen)의 내부의 색상 및/또는 배경의 색상과는 다른 색상을 갖는 시험 표본의 표면을 말한다. 예를 들어, 시험 표본은 색상 대비된 상단 표면 또는 층(layer)을 갖출 수 있다. 그 대신에 또는 부가해서, 색상 대비는 색상 대비 코팅과 같은 시험 표본의 표면에 적용될 수 있다.
"고도로 대비된(highly contrasted)"은, 배경 또는 부재료(sub-material)(표본의 내부)의 각 화소가 표면의 평균 값 이외의 값 ± 3개의 표준 편차를 갖는 적어도 하나의 RGB 성분을 포함하도록 적색(Red), 청색(Blue) 및 녹색(Green) 강도의 각각에 대해 평균 및 표준 편차를 갖는 색상을 가지는 시험 표본의 표면을 말한다.
"화소 특성(pixel characteristics)"은, 화소 강도, 색조(hue), 루모시티(lumosity) 및/또는 포화도(saturation)를 말한다.
"화소 강도(pixel intensity)"는, 색상 깊이 또는 비트의 수에 기초해서 변화하는 화소의 농담(shade) 또는 레벨을 말한다. 예를 들어, 강도 값은 24비트("트루 컬러(true color)")에 대해 0∼255까지이다.
"변형 에너지 방출 속도(strain energy release rate)"는, 새로 작성된 파 단면 영역의 단위당 파괴 중에 소비하는 에너지이다.
구체적인 예, 주요 구성 요소 및 대체
다음의 예는 균열 성장을 검지하기 위한 예시적인 시스템 및 방법의 선택된 태양을 설명한다. 이들 예는, 설명을 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 전체 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 않된다. 각 예는 하나 이상의 별개의 발명 및/또는 문맥적 또는 관련된 정보, 기능 및/또는 구조를 포함할 수 있다.
예 1:
이 예는 예시적인 균열 전파 검지 시스템(20) 및 예시적인 시험 표본(22)을 설명하고; 도 1 내지 도 5를 참조한다.
시험 표본(22)은 단일의 구성 요소를 포함할 수 있거나, 또는 다중의 구성 요소를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서는, 시험 표본은 만곡부(bend) 또는 (컷아웃(cutout)과 같은) 노치(notch)를 포함할 수 있는 단일의 시트 또는 플레이트이어도 좋다. 다른 예에서는, 시험 표본(22)은 현저하게 다른 물리적 또는 화학적 특성을 갖는 2개 이상의 구성 재료(constituent materials)를 가지는 복합 재료이어도 좋다. 예를 들어, 구성 재료는 수지(예를 들어, 열경화성 에폭시)와 같은 매트릭스(matrix; 또는 접합) 재료 및 복수의 섬유(예를 들어, 탄소 섬유의 직포 층)과 같은 보강재를 포함할 수 있다. 시험 표본은 색상 대비된 표면일 수 있는 (상단 표면과 같은) 표면(23)을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 표면(23)은 색상 대비 코팅(23')을 포함할 수 있다. 색상 대비 코팅은 필름, (스프레이 페인트와 같은) 페인트, 스테인(stain), 바니쉬(varnish), 래커(lacquer), 유약(glaze) 및/또는 다른 적절한 코팅이어도 좋다. 시험 표본이 2개 이상의 층을 포함하는 경우와 같은 몇몇 예에서는, 표면(23)은 색상 대비된 상단 층(23")이어도 좋다.
균열 전파 검지 시스템(20)은 시험 플랫폼(test platform; 24)을 포함할 수 있다. 시험 플랫폼(24)은 시험 표본(22)을 지지(support)하거나 및/또는 시험 표본에 응력 하중(들)을 인가하도록 구성된 임의의 적절한 구조체를 포함할 수 있다. 시험 플랫폼(24)은, 시험 표본(22)의 적절한 부분(들)에 부착하도록 구성된 임의의 적절한 구조체를 포함할 수 있는 하나 이상의 홀더 어셈블리(holder assembly; 26)를 포함할 수 있다. 홀더 어셈블리는, 예를 들어 시험 표본에 부착하기 위한 클램프, 그립(grip), 치구(fixture) 등을 포함할 수 있다. 시험 플랫폼(24)은 홀더 어셈블리(26)를 통해 응력 하중(들)을 인가하거나 및/또는 그들 어셈블리로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 시험 플랫폼이 시험 표본에 파괴 인성 시험(fracture toughness test)을 수행할 때, 홀더 어셈블리는 27로 나타낸 바와 같이 반대 방향으로 시험 표본을 변위시키기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 시험 플랫폼이 시험 표본(22)에서 이중 캔틸레버 빔 시험(double cantilevered beam test)을 수행하는 경우 등에는, 블레이드 또는 홀더 어셈블리로부터 분리된 다른 구조가 시험 표본의 층 사이 및/또는 시험 표본의 층을 통해 삽입될 수 있다. 시험 표본(22)에 인가되는 응력 하중(들)은, 예를 들어 인장(tensile), 압축 및/또는 비틀림 힘을 포함할 수 있다. 시험 플랫폼은 어떤 적당한 일정 또는 가변 속도로 응력 하중(들)을 인가하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시험 플랫폼(24)은 일정 또는 가변 변위 속도를 통해서, 일정 또는 가변 힘(들) 등을 통해서 응력 하중(들)을 인가할 수 있다. 몇몇 예에서는, 시험 플랫폼(24)은 로딩 및/또는 시험 챔버(loading and/or testing chamber)의 형태로 될 수도 있다.
시험 플랫폼(24)은 또한 배경(background; 28)을 포함할 수 있다. 배경(28)은 표면(또는 표면 코팅)(29)을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 시험 플랫폼은 배경(28) 위나 전면에 시험 표본(22)을 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시험 플랫폼(24)은, (후에 설명되는) 카메라가 배경(28)에 대해 시험 표본(22)의 사진 이미지를 캡처할 수 있도록 시험 표본(22)을 지지할 수 있다. 몇몇 예에서는, 시험 표본(22)의 표면(23)은 배경(28)에 관해(또는 그 배경의 표면(29)에 관해) 색상 대비(또는 고도로 대비)될 수 있다. 예를 들어, 도 2∼도 4에 나타낸 바와 같이, 백색 표면(29)을 가지는 배경에 대해 밝은 녹색 표면(light green surface; 23)을 갖는 시험 표본이 놓여 있다. 시험 표본은, 균열(30)이 시험 표본을 통해 전파됨에 따라 도 5에 나타낸 바와 같이 가변 하중에 기인하여 시험 플랫폼으로부터 일정한 변위가 가능할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 시험 표본은 처음에는 선형 탄성 거동을 나타낼 수 있다. 최대 하중 근처에서(또는 임계 하중에서)는, 균열이 전파되어 (거의 순간적으로) 하중의 드롭(drop, 감소)으로 이어질 수 있는 크기로 증가하기 시작할 수 있다. 균열이 도 3∼도 4에서 전파됨에 따라, 배경(또는 하위 재료)의 백색 표면이 균열을 통해 보여질 수 있다. 하중이 드롭(drop)한 후에, 시험 표본은 균열이 다시 한 번 하중의 다른 드롭으로 크기가 증가할 때까지 다시 더 많은 하중을 취할 수 있다. 하중의 증감은 시험 표본의 최종 고장까지 계속될 수 있다. 그 대신에, 컷(cut) 또는 노치(notch)는 도 3∼도 4에서 균열(30)의 전파에 기인하여 도 3 이전의 것과 같은 시험 표본에 도입될 수 있다. 균열(30)은 도 4에서 균열 길이(L)를 가지고 있다.
도 2∼도 4는 배경의 일부를 드러내 보이는 균열(30)을 갖는 시험 표본을 나타내고 있지만, 시험 표본은 시험 표본의 내부 구성 요소만을 드러내 보이는 균열(30)을 가지고 있어도 좋다. 예를 들어, 시험 표본이 다수의 층을 포함하는 경우, 균열(30)은 (하나 이상의 내부 층과 같은) 하나 이상의 층만을 드러내 보일 수 있고, 배경은 아니다. 균열(30)이 배경을 드러내 보일 것으로 예상되지 않는 경우에는, 그 대신에 또는 부가해서 표면(23)이 그 표본의 하나 이상의 내부 층과 같은 시험 표본의 내부의 색상에 관하여 색상 대비될 수 있다.
균열 전파 검지 시스템(20)은 카메라(32)를 포함할 수 있다. 카메라는, 시험 표본으로의 응력 하중의 인가 중 및/또는 인가 후에 이전과 같이 시험 표본(22)의 다수의 사진 이미지를 획득하도록 구성된 임의의 적절한 구조체를 포함할 수 있다. 카메라(32)는, 예를 들어 전하 결합 소자(charge-coupled device, CCD) 카메라, 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 카메라 및/또는 임의의 적절한 카메라이어도 좋다. 카메라는 배경(28)과 같은 시험 표본(22)의 사진 이미지를 획득하도록 배치될 수 있다.
균열 전파 검지 시스템(20)은 이미지 처리 프로그램(36)을 갖는 컴퓨터(34)와 같은 데이터 처리 시스템을 포함할 수 있다. 이미지 처리 프로그램은 카메라(32)로부터 사진 이미지를 수신하고, 이들 이미지를 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 프로그램(36)은 무선 또는 유선 접속을 포함할 수 있는 통신 경로(37)를 통해서 카메라(32)로부터 사진 이미지를 수신할 수 있다. 부가적으로, 이미지 처리 프로그램(36)은 그들 이미지 또는 그들 수신된 이미지의 부분(들)의 화소 특성을 검지하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서는, 이미지 처리 프로그램(36)은 이미지의 크로핑(cropping)을 수행하거나, 및/또는 그들 이미지의 특정 부분(들)에 초점을 맞출 수 있다.
이미지 처리 프로그램(36)은, 예를 들어 균열의 형성 이전에 표면(23)의 대표적인 부분(38)의 화소 특성, 균열을 전파하는 것을 포함하는 표면(23)의 분석부(40)의 화소 특성, 시험 표본(22)의 임의의 다른 적절한 부분(들)의 화소 특성 등을 결정하도록 구성될 수 있다. 대표적인 부분(38)은 시험 표본의 표면 색상을 대표하는 색상(또는 적어도 하나의 화소 특성)을 가질 수 있는 반면에, 분석부(40)는 균열(30)이 형성 및/또는 전파할 것으로 예상되는 시험 표본의 영역을 형성할 수 있다. 몇몇 예에서는, 대표적인 부분(38)과 분석부(40)는 이미지 처리 프로그램이 균열 형성 이전 및 형성 중에 취한 시험 표본의 하나 이상의 사진 이미지를 처리할 때와 같은 (도 2∼도 4에 나타낸 바와 같은) 동일한 부분일 수 있다. 다른 예에서는, 대표적인 부분은 이미지 처리 프로그램(36)이 균열 형성 이전에 취한 시험 표본의 사진 이미지를 처리하지 않을 때와 같은 분석부(40)(일반적으로 도 3에 38'로 지시됨)와는 다른 부분일 수 있다.
이미지 처리 프로그램(36)은, 화소 특성의 베이스라인 범위 밖에 있거나 및/또는 시험 표본의 표면(23)의 색상과 관련되지 않은 화소 특성과 같은 검지된 화소 특성에 기초해서 검지된 균열 길이의 변화를 측정하도록 구성될 수 있다. 이미지 처리 프로그램(36)은, 균열 길이의 전파에 기초해서 변형 에너지 방출 속도와 같은 하나 이상의 재료 특성의 출력을 생성하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서는, 균열 전파 시스템(20)은 컴퓨터(34)와 시험 플랫폼(24) 사이의 유선 또는 무선 통신 경로(42)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(34)는 통신 경로(42)를 통해서 시험 플랫폼으로부터 응력 하중 데이터를 수신할 수 있다. 몇몇 예에서는, 균열 전파 시스템(20)은 카메라(32)와 시험 플랫폼(24) 사이의 유선 또는 무선 통신 경로(44)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라(32)는 시험 플랫폼(24)으로부터 응력 하중 데이터를 수신하고 그 데이터를 카메라에 의해 획득된 사진 이미지와 관련시킬 수 있다. 몇몇 예에서는, 카메라(32)는 카메라(32)가 사진 이미지를 획득할 때 컴퓨터(34)가 응력 하중 데이터를 위해 시험 플랫폼(24)을 폴링하도록 컴퓨터(34)와 통신할 수 있다.
예 2:
이 예는 예 1에서 기재한 바와 같은 균열 전파 검지 시스템(20)과 함께 사용하기에 적합한 이미지 처리 프로그램(36)을 설명하고; 도 6 내지 도 12를 참조한다.
이미지 처리 프로그램(36)은, 화소 강도, 색조(hue), 루모시티(lumosity) 및 포화도(saturation) 등과 같은 사진 이미지의 화소 특성을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사진 이미지가 흑백 이미지인 경우는, 이미지 처리 프로그램은 0∼255의 범위와 같은 가장 낮은 강도의 흑색으로부터 가장 높은 강도의 백색까지 변화하는 각 화소에 대한 강도를 결정하도록 구성될 수 있다. 사진 이미지가 컬러 이미지인 경우에는, 이미지 처리 프로그램(36)은, 각각의 원색(primary color), 즉 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)(RGB)에 대한 강도를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 원색에 대해 결정된 강도는 24비트 색상 계획(color scheme)으로 0∼255의 범위에 있을 수 있다.
도 6∼도 8은 각 원색(예를 들어, 적색(50), 녹색(52), 청색(54))에 대한 시험 표본(22)의 대표적인 부분(38)에 대해 화소(46)와 그 강도(또는 강도값; 48)를 분석하는 이미지 처리 프로그램(36)의 예시적인 결과를 나타낸다. 그 분석에 기초해서, 이미지 처리 프로그램은 각 원색에 대한 베이스라인 범위와 같은 화소 값의 베이스라인 범위를 결정할 수 있거나, 및/또는 시험 표본(22)의 표면(23)과 관련된 화소 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서의 대표적인 부분(38)에 대한 기준 화소 강도는 다음과 같다:
＊ 6의 평균과 2.5의 표준 편차를 가지고 0∼12의 범위에 있는 적색 화소 값;
＊ 175의 평균과 10의 표준 편차를 가지고 150∼200의 범위에 있는 녹색 화소 값; 및
＊ 4의 평균과 4의 표준 편차를 가지고 1∼7의 범위에 있는 청색 화소 값.
그 대신에 또는 부가해서, 상기의 화소 값은 시험 표본의 표면(23)과 관련되어 있다. 도 6∼도 8의 화소 강도는 시험 표본(22)의 밝은 녹색 표면(23)을 나타낸다.
이미지 처리 프로그램은 또한, 분석부(40)를 위해 각 원색(예를 들어, 적색(56), 녹색(58) 및 청색(60))에 대한 화소 강도를 결정하도록 구성될 수 있다. 도 9∼도 11은 각 원색을 위한 시험 표본(22)의 분석부(40)에 대해 화소(62)와 그 강도를 분석하는 이미지 처리 프로그램(36)의 예시적인 결과를 나타낸다. 도 9∼도 11에 나타낸 바와 같이, 각 원색을 위한 가장 많은 화소에 대한 강도는 도 6∼도 8에 나타낸 240 화소 중 29 화소를 제외하고 거의 같은 수로 남았다. 그들 29 화소에서, 화소 강도는 시험 표본의 밝은 녹색 표면에서의 균열로 인해 보여질 수 있는 백색 배경을 나타내는 각 원색에 대해 250∼255로 증가했다.
결정된 화소 강도에 기초해서, 이미지 처리 프로그램(36)은 화소 강도의 베이스라인 범위 밖에 있거나, 및/또는 시험 표본(22)의 균열과 그 표본의 표면(23) 사이의 컨트라스트를 가리킬 수 있는 색상 대비된 표면(23)과 관련된 화상 강도와 다른 화소 강도를 검지하도록 구성될 수 있다. 상기의 예에서는, 이미지 처리 프로그램은: (a) 화소 강도의 0∼12의 범위와는 다른(또는 0∼12의 베이스라인 범위 밖에 있는) 적색 화소 중의 화소 강도; (b) 화소 강도 150∼200의 범위와는 다른(또는 150∼200의 베이스라인 범위 밖에 있는) 녹색 화소 중의 화소 강도; 및 (c) 화소 강도 1∼7의 범위와는 다른(또는 1∼7의 베이스라인 범위 밖에 있는) 청색 화소 중의 화소 강도를 검지하도록 구성될 수 있다.
몇몇 예에서는, 이미지 처리 프로그램(36)은 화소 강도의 베이스라인 범위 밖에 있거나 및/또는 적어도 하나 이상의 원색에 대해 미리 선택된 마진(margin)에 의해 색상 대비된 표면(23)과 관련된 화소 강도와는 다른 화소 강도를 검지하도록 구성될 수 있다. 미리 선택된 마진은 임의의 적절한 마진이어도 좋다. 예를 들어, 미리 선택된 마진은 25, 50 또는 100 등과 같은 일정한 강도 값이어도 좋다. 그 대신에, 미리 선택된 마진은 하나 이상의 원색에 대한 화소 강도의 범위 또는 표준 편차에 기초를 두어도 좋다. 미리 선택된 마진은, 예를 들어 적어도 가장 높은 화소 강도와 가장 낮은 화소 강도 사이의 차의 이분의 일이어도 좋다. 상기의 예에서는, 미리 선택된 마진은 다음과 같이 적색 = 6, 녹색 = 25, 청색 = 4로 될 수 있다. 이미지 처리 프로그램(36)은 적어도 베이스라인 범위의 가장 높은 강도 값 플러스(또는 마이너스) 선택된 마진의 화소 강도를 검지하도록 구성될 수 있다. 상기의 예에서는, 이미지 처리 프로그램은 18 또는 더 높은(12 + 6) 적색 화소 강도, 225 또는 더 높거나(200 + 25) 또는 125 이하(150 - 25)의 녹색 화소 강도, 및/또는 11 이상(7 + 4)인 청색 화소 강도를 검지하도록 구성될 수 있다.
몇몇 예에서는, 미리 선택된 마진은 배경에 관하여 고도로 대비된 표면(23)에 기초를 두어도 좋다. 예를 들어, 미리 선택된 마진은 시험 표본의 대표적인 부분에서 보여졌던 것처럼 각각의 RGB 강도에 대한 적어도 3개의 표준 편차이어도 좋다.
도 12는 도 6∼도 11에서 수행된 처리에 기초해서 이미지 처리 프로그램(36)에 의해 생성될 수 있는 예시적인 매트릭스(66)를 나타낸다. 매트릭스는 복수의 결과 값(68)을 포함해도 좋다. 몇몇 예에서는, 각 결과 값(68)은 화소(62)를 나타낼 수 있다. 결과 값은 이미지 처리 프로그램이 표면(23)을 검지했는지 또는 균열(30)을 검지했는지 여부를 가리킬 수 있다. 예를 들어, 결과 값은 표면(23)이 검지되었음을 가리키는 "0" 또는 균열(30)이 검지되었음을 가리키는 "1"일 수 있다. 몇몇 예에서는, 그 화소의 강도가 화소 강도의 베이스라인 범위 내에 있거나(또는 베이스라인 범위 플러스 화소 강도의 미리 선택된 마진 내에 있거나) 및/또는 표면(23)과 관련된 화소 강도와 동일한 경우, 이미지 처리 프로그램(36)은 분석부(40)의 화소에 "0"을 할당할 수 있다. 반대로, 그 화소의 강도가 화소 강도의 베이스라인 범위 밖에 있거나(또는 적어도 미리 선택된 마진만큼 화소 강도의 베이스라인 범위 밖에 있거나) 및/또는 표면(23)과 관련된 화소 강도와는 다른 경우, 이미지 처리 프로그램(36)은 분석부(40)의 화소에 "1"을 할당할 수 있다.
몇몇 예에서는, 이미지 처리 프로그램(36)은 "1"의 결과 값을 갖는 화소의 가장 긴 열 또는 행에 기초해서 균열 길이(L)를 계산해도 좋다. "1"의 값을 갖는 가장 긴 열 또는 행은 도 4에 나타낸 바와 같이 특별히 균열이 선형이 아닌 경우는 하나 이상의 "0"의 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 프로그램은 "1"의 결과 값을 갖는 화소의 가장 긴 열 또는 행을 식별하고, 그 열이나 행에서의 화소의 수를 계수하며, 그 다음에 길이 변환당 화소에 기초해서 화소의 수를 균열 길이 측정 값으로 변환할 수 있다. 길이 변환당 화소는 하나 이상의 사진 이미지에서의 특징적인 치수(demension)에 기초를 두어도 좋다. 예를 들어, 사진 이미지가 (배경을 나타내는 일없이) 표본의 전체 폭만을 나타내는 경우, 길이 변환당 화소는 표본의 폭 및 그 폭을 가로지르는 화소의 수에 기초를 두어도 좋다.
몇몇 예에서는, 이미지 처리 프로그램(36)은 하나 이상의 사진 이미지에 대한 균열 길이(L)를 계산할 수 있고, 각각의 계산된 균열 길이에 대한 응력 하중을 관련시킬 수 있다. 계산된 균열 길이와 관련된 하중은 변형 에너지 방출 속도와 같은 하나 이상의 재료 특성을 계산하기 위해 이미지 처리 프로그램에 의해 사용되어도 좋다. 예를 들어, 이미지 처리 프로그램은 다음의 식을 이용하여 변형 에너지 방출 속도를 산출해도 좋다.
식 1: G ≒ [∂U/∂A]P = - [∂U/∂A]u
여기서, G는 변형 에너지 방출 속도이고, U는 시스템의 탄성 에너지이며, A는 (두께에 의해 곱하여진 균열 길이와 동일한) 균열 영역이고, P는 하중이며, u는 변위이다. 이미지 처리 프로그램은 ASTM 국제 D 5045-99(2007년에 재승인됨): Standard Test Methods for Plane-Strain Fracture Toughness and Strain Energy Release Rate of Plastic Materials, June 2007, 9 pages에 제공된 식과 같은 다른 식을 이용하여 변형 에너지 방출 속도를 계산할 수 있다.
이미지 처리 프로그램(36)은 화소 강도에 기초해서 균열 길이를 결정하도록 나타내어져 있지만, 이미지 처리 프로그램은 부가적으로 또는 그 대신에 색조(hue), 루모시티(lumosity), 채도 및/또는 다른 화소 특성을 검지하고 비교하는 것에 기초해서 균열 길이를 결정할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 프로그램은 대표적인 부분의 각 화소에 대한 색상(또는 색상 값)을 결정하고, 베이스라인 범위 밖의 색상을 갖거나, 및/또는 균열과 시험 표본 사이의 컨트라스트를 가리킬 수 있는 대표적인 부분과 관련된 색상과는 다른 색상을 갖는 분석부의 화소가 있는지를 판정할 수 있다
예 3:
이 예는 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하기 위한 방법을 설명하고; 도 13을 참조한다.
도 13은 본 발명의 태양에 따른 균열 전파 시스템(20)에 관련하여 수행될 수 있는 방법의 다수의 단계를 도시한다. 방법(100)의 각종 단계는 이하에 설명되고 도 13에 도시되어 있지만, 이 단계들은 반드시 모두 수행될 필요는 없고, 몇몇 경우에는 나타낸 순서와 다른 순서로 수행되어도 좋다.
방법(100)은 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계(102)를 포함할 수 있다. 표면을 색상 대비하는 단계는, 표면을 스프레이 도장하는 등과 같은 시험 표본의 표면에 색상 대비하는 코팅을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서는, 코팅은 배경의 표면 색상에 관하여 고도로 대비되는 색상을 나타낼 수 있다. 시험 표본이 2개 이상의 층을 포함하는 경우, 표면을 색상 대비하는 단계는 색상 대비하는 상단 층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 그 대신에 또는 부가해서, 표면을 색상 대비하는 단계는 색상이 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 배경의 표면 색상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 시험 표본이 복합 재료 시험 표본인 경우, 색상 대비는 그 표본의 표면에서 수행될 수 있다.
방법(100)은 배경(또는 배경 영역)에 걸쳐 시험 표본을 지지하는 단계(104)를 포함할 수 있다. 단계(104)에서, 시험 표본은 배경의 표면 색상을 시험 표본의 균열을 통해 볼 수 있도록 지지될 수 있다.
방법(100)은 시험 표본에 응력 하중을 인가하는 단계(106)를 포함할 수 있다. 시험 표본의 부분에 장착하기 위해 홀더 어셈블리가 사용되는 경우, 단계(106)는 응력 하중을 인가하기 위해 그들 홀더 어셈블리의 하나 이상을 따로, 함께 및/또는 만곡시켜 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 그 대신에, 홀더 어셈블리는 시험 플랫폼의 다른 구성 요소로부터의 응력 하중이 인가되는 동안에 적소에 시험 표본을 유지시킬 수 있다. 인가되는 응력 하중은, 예를 들어 일정 또는 가변 힘이거나 및/또는 시험 표본의 일정 또는 가변 변위이어도 좋다. 단계(108)에서, 시험 표본의 사진 이미지는 응력 하중의 인가 전, 인가 중 및/또는 인가 후에 획득될 수 있다.
방법(100)은 사진 이미지를 처리하는 단계(110)를 포함할 수 있다. 단계(110)에서, 사진 이미지 중 하나 이상은 시험 표본의 표면과 관련된 화소 특성의 베이스라인 범위 및/또는 화소 특성을 결정하기 위해 처리될 수 있다. 단계(110)에서, 사진 이미지는 화소 특성의 베이스라인 범위 밖에 있거나 및/또는 시험 표본의 균열과 그 표본의 표면 사이의 컨트라스트를 가리킬 수 있는 시험 표본의 표면의 색상과 관련된 화소 특성과 다른 화소의 특성을 검지하기 위해 처리될 수 있다. 몇몇 예에서는, 사진 이미지는 적어도 가장 높은 화소 특성 값과 가장 낮은 화소 특성 값 또는 3개의 표준 편차 사이의 차의 이분의 일과 같은 미리 선택된 마진만큼 화소 특성의 베이스라인 범위 밖에 있는 화소의 특성을 검지하기 위해 처리될 수 있다. 화소 특성은, 예를 들어 강도, 색조(hue), 루모시티(lumosity) 및/또는 포화도를 포함할 수 있다.
방법(100)은 출력을 생성하는 단계(112)를 포함할 수 있다. 단계(112)에서, 출력은 측정된 균열 길이(들) 및/또는 그들 길이와 관련된 응력 하중(들)을 포함할 수 있다. 그 대신에 또는 부가해서, 출력은 시간에 걸쳐 검지된 균열 길이의 변화 및/또는 균열 길이의 전파에 기초를 둔 변형 에너지 방출 속도를 포함할 수 있다.
예 4:
이 예는 본 발명의 태양에 따른 데이터 처리 시스템(900)을 설명한다. 이 예에서는, 데이터 처리 시스템(900)은 도 1에서의 균열 전파 검지 시스템(20)의 컴퓨터(34)를 구현하기 위한 예시적인 데이터 처리 시스템이고; 도 14를 참조한다.
이 예시적인 예에서는, 데이터 처리 시스템(900)은 통신 프레임워크(902)를 포함한다. 통신 프레임워크(902)는 프로세서 유닛(904), 메모리(906), 영구 저장소(persistent storage; 908), 통신 유닛(910) 입력/출력(I/O) 유닛(912), 디스플레이(914) 사이의 통신을 제공한다. 메모리(906), 영구 저장소(908), 통신 유닛(910), 입력/출력(I/O) 유닛(912) 및 디스플레이(914)는 통신 프레임워크(902)를 통해서 프로세서 유닛(904)에 의해 액세스 가능한 리소스의 예이다.
프로세서 유닛(904)은 화소 특성을 결정하기 위해 복수의 사진 이미지를 처리하도록 하기 위한 명령과 같은 메모리(906)에 로드될 수 있는 소프트웨어에 대한 명령을 실행하도록 한다. 프로세서 유닛(904)은 특정 구현에 따라 다수의 프로세서, 멀티프로세서 코어 또는 몇몇 다른 종류의 프로세서이어도 좋다. 더욱이, 프로세서 유닛(904)은 메인 프로세서가 단일 칩에 보조 프로세서와 더불어 존재하는 다수의 이종의 프로세서 시스템(heterogeneous processor system)을 이용하여 구현될 수 있다. 다른 예시적인 실시예로서, 프로세서 유닛(904)은 동일한 종류의 다중 프로세서를 포함한 대칭형 멀티프로세서 시스템이어도 좋다.
메모리(906) 및 영구 저장소(908)는 스토리지 장치(storage devices; 916)의 예이다. 스토리지 장치는, 예를 들어, 제한 없이, 일시적 또는 영구적으로 데이터, 기능적인 형태의 프로그램 코드 및 다른 적당한 정보 등과 같은 정보를 저장할 수 있는 하드웨어의 어떤 부분이다. 예를 들어, 스토리지 장치(916)는 사진 이미지의 처리로부터 얻어진 균열 측정 데이터를 저장할 수 있다.
스토리지 장치(916)는 또한 이러한 실시예에서 컴퓨터 판독가능 스토리지 장치라고도 부를 수 있다. 이러한 실시예에서, 메모리(906)는, 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(random access memory) 또는 다른 임의의 적절한 휘발성 또는 비휘발성 스토리지 장치이어도 좋다. 영구 저장소(908)는 특정 구현에 따라 각종의 형태를 취할 수 있다.
예를 들어, 영구 저장소(908)는 하나 이상의 구성 요소 또는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 영구 저장소(908)는 하드 드라이브, 플래시 메모리, 재기록 가능한 광학 디스크, 재기록가능한 자기 테이프 또는 위의 몇몇 조합이어도 좋다. 영구 저장소(908)에 의해 사용되는 매체들은 이동식이어도 좋다. 예를 들어, 이동식 하드 드라이브는 영구 저장소(908)를 위해 사용될 수 있다.
이러한 실시예에서, 통신 유닛(910)은 다른 데이터 처리 시스템 또는 장치와의 통신을 제공한다. 이러한 예에서, 통신 유닛(910)은 네트워크 인터페이스 카드이다. 통신 유닛(910)은 물리적 및 무선 통신 링크 중 어느 하나 또는 모두의 사용을 통해 통신을 제공할 수 있다. 예를 들어, 통신 유닛(910)은 시험 플랫폼(24) 및/또는 카메라(32)와의 통신을 제공할 수 있다.
입력/출력(I/O) 유닛(912)은, 데이터 처리 시스템(900)에 연결될 수 있는 다른 장치와의 데이터의 입력 및 출력을 가능하게 한다. 예를 들어, 입력/출력(I/O) 유닛(912)은 키보드, 마우스, 및/또는 몇몇의 다른 적절한 입력 장치를 통해 사용자 입력을 위한 연결을 제공할 수 있다. 더욱이, 입력/출력(I/O) 유닛(912)은 프린터로 출력을 보낼 수 있다. 디스플레이(914)는 측정된 균열 길이 및/또는 계산된 변형 에너지 방출 속도에 관한 정보 등과 같은 정보를 사용자에게 디스플레이하기 위한 메카니즘(mechanism)을 제공한다.
운영 체제, 응용 프로그램 및/또는 프로그램에 대한 명령은, 통신 프레임워크(902)를 통해 프로세서 유닛(904)과 통신하는 스토리지 장치(916)에 배치되어도 좋다. 이러한 예시적인 예에서, 명령은 영구 저장소(908)에 기능적인 형태로 되어 있다. 이러한 명령은 프로세서 유닛(904)에 의한 실행을 위해 메모리(906)에 로드될 수 있다. 균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 프로세스는 메모리(906) 등과 같은 메모리에 배치될 수 있는 컴퓨터 실시 명령(computer-implemented instructions)을 이용하여 프로세서 유닛(904)에 의해 수행될 수 있다. 컴퓨터 실시 명령은, 예를 들어 사진 이미지를 처리하고 그 처리로부터 출력을 생성하기 위한 명령을 포함할 수 있다.
이러한 명령은, 프로세서 유닛(904)의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 프로그램 명령, 프로그램 코드, 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드 또는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드라고 불린다. 다른 실시예에서 프로그램 코드는 메모리(906) 또는 영구 저장소(908) 등과 같은 서로 다른 물리적 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 구현(embody)되어도 좋다.
이미지 처리 프로그램(36)과 같은 프로그램 코드(918)는 선택적으로 제거 가능하며, 프로세서 유닛(904)에 의한 실행을 위해 데이터 처리 시스템(900)으로 로드되거나 데이터 처리 시스템(900)에 전송될 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체(920)에 기능적인 형태로 배치되어 있다. 이러한 실시예에서, 프로그램 코드(918)와 컴퓨터 판독가능 매체(920)는 컴퓨터 프로그램 제품(922)을 형성한다. 하나의 예에서, 컴퓨터 판독가능 매체(920)는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(924) 또는 컴퓨터 판독가능 신호 매체(926)이어도 좋다.
컴퓨터 판독가능 저장 매체(924)는 영구 저장소(908)의 일부인 하드 드라이브와 같은 스토리지 장치로의 전송을 위한 영구 저장소(908)의 일부인 드라이브 또는 다른 장치에 삽입 또는 배치되는 광학 디스크 또는 자기 디스크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(924)는 또한 데이터 처리 시스템(900)에 연결된 하드 드라이브, 엄지 손가락 만한 드라이브(thumb drive) 또는 플래시 메모리 등과 같은 영구 저장소의 형식을 취할 수 있다. 몇몇 경우에는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(924)는 데이터 처리 시스템(900)으로부터 분리 가능하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 이미지 처리 프로그램(36)은 컴퓨터(34)로부터 분리할 수 없는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장되어도 좋다.
이러한 예에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(924)는 프로그램 코드(918)를 전달 또는 전송하는 매체라기 보다는 (이미지 처리 프로그램(36) 등과 같은) 프로그램 코드(918)에 사용되는 물리적 또는 유형의 스토리지 장치이다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(924)는 또한 컴퓨터 판독가능한 유형의 스토리지 장치 또는 컴퓨터 판독가능한 물리적 스토리지 장치라고도 불린다. 바꾸어 말하면, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(924)는 사람들에 의해 접촉될 수 있는 매체이다.
그 대신에, 프로그램 코드(918)는 컴퓨터 판독가능 신호 매체(926)를 이용하여 데이터 처리 시스템(900)으로 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 신호 매체(926)는, 예를 들어 프로그램 코드(918)를 포함한 전파된 데이터 신호일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 신호 매체(926)는 전자기 신호, 광학 신호 및/또는 어떤 다른 적절한 종류의 신호일 수 있다. 이러한 신호는, 무선 통신 링크, 광섬유 케이블, 동축 케이블, 와이어 및/또는 통신 링크의 어떤 다른 적절한 종류의 통신 링크 등과 같은 통신 링크에 걸쳐 전송될 수 있다. 바꾸어 말하면, 예시적인 예에서, 통신 링크 및/또는 연결은 물리적 또는 무선이어도 좋다.
몇몇의 예시적인 실시예에서는, (이미지 처리 프로그램(36)과 같은) 프로그램 코드(918)는 컴퓨터와 같은 데이터 처리 시스템(900) 내에서 사용하기 위해 컴퓨터 판독가능 신호 매체(926)를 통해 다른 장치 또는 데이터 처리 시스템으로부터 영구 저장소(908)로 네트워크를 통해 다운로드될 수 있다. 예를 들어, 서버 데이터 처리 시스템의 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 프로그램 코드는 서버로부터 데이터 처리 시스템(900)으로 네트워크를 통해 다운로드될 수 있다. 프로그램 코드(918)를 공급하는 데이터 처리 시스템은 서버 컴퓨터, 클라이언트 컴퓨터 또는 프로그램 코드(918)를 저장 및 전송할 수 있는 몇몇의 다른 장치이어도 좋다.
데이터 처리 시스템(900)에 대해 예시된 다른 구성 요소는, 균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 다른 실시예가 구현될 수 있는 방식에 구조적인 제한을 제공하는 것은 아니다. 다른 예시적인 실시예는, 데이터 처리 시스템(900)에 대해 예시된 것들에 부가해서 및/또는 그 대신에 구성 요소를 포함하는 데이터 처리 시스템으로 구현될 수 있다. 도 14에 나타낸 다른 구성 요소는 나타낸 예시적인 예로부터 변경될 수 있다. 다른 실시예는 이미지 처리 프로그램(36)과 같은 프로그램 코드를 실행할 수 있는 임의의 하드웨어 장치 또는 시스템을 이용하여 구현될 수 있다. 하나의 예로서, 데이터 처리 시스템(900)은 무기 구성 요소와 통합된 유기 구성 요소를 포함할 수 있거나, 및/또는 완전히 인간을 제외한 유기 구성 요소로 구성될 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치는 유기 반도체로 구성될 수 있다.
다른 예시적인 예에서는, 프로세서 유닛(904)은 균열 성장을 검지하는 것과 같은 특정 용도를 위해 제조 또는 구성된 회로를 갖는 하드웨어 장치의 형태를 취할 수 있다. 이러한 종류의 하드웨어는, 동작을 수행하도록 구성되는 스토리지 장치로부터 메모리로 로드되는 프로그램 코드를 필요로 하지 않고 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 프로세서 유닛(904)이 하드웨어 장치의 형태를 취할 때, 프로세서 유닛(904)은 회로 시스템, 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC), 프로그램 가능 논리 소자(programmable logic device), 또는 사진 이미지를 처리하고 그 처리로부터 출력을 생성하는 등의 다수의 동작을 수행하도록 구성된 몇몇 다른 적절한 종류의 하드웨어일 수 있다. 프로그램 가능 논리 소자의 경우, 이 소자는 다수의 동작을 수행하도록 구성되어 있다. 이 소자는 나중에 다시 구성될 수 있거나, 또는 영구적으로 다수의 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로그램 가능 논리 소자의 예는, 예를 들어 프로그램 가능 논리 어레이, 프로그래머블 어레이 로직, 필드 프로그램 가능 논리 어레이, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이 및 다른 적절한 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 이러한 종류의 구현에서는, 다른 실시예를 위한 프로세스가 하드웨어 유닛에 구현되어 있기 때문에, 프로그램 코드(918)는 생략될 수 있다.
또 다른 예시적인 예에서는, 프로세서 유닛(904)은 컴퓨터 및 하드웨어 유닛에서 발견되는 프로세서의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 프로세서 유닛(904)은 다수의 하드웨어 유닛 및 이미지 처리 프로그램(36)과 같은 프로그램 코드(918)를 실행하도록 구성된 다수의 프로세서를 가질 수 있다. 이 도시의 예에서는, 균열 성장을 검지하는 프로세스의 일부가 다수의 하드웨어 유닛에서 구현될 수 있는 반면에, 균열 성장을 검지하는 다른 프로세스는 다수의 프로세서에서 구현될 수 있다.
또 다른 예에서, 버스 시스템(bus system)은 통신 프레임워크(902)를 구현하기 위해 사용될 수 있고, 시스템 버스 또는 입/출력 버스 등과 같은 하나 이상의 버스로 구성될 수 있다. 물론, 버스 시스템은 버스 시스템에 장착된 다른 구성 요소 또는 장치 사이에서 데이터의 전송을 제공하는 임의의 적절한 종류의 아키텍처를 사용하여 구현될 수 있다.
부가적으로, 통신 유닛(910)은 화소 특성 데이터 및 균열 검지 데이터 등과 같은 데이터를 송신하고, 데이터를 수신하거나, 또는 데이터를 송신 및 수신하는 다수의 소자를 포함할 수 있다. 통신 유닛(910)은, 예를 들어 모뎀 또는 네트워크 어댑터, 두 개의 네트워크 어댑터, 또는 그 몇몇의 조합이어도 좋다. 더욱이, 메모리는, 예를 들어 메모리(906) 또는 통신 프레임워크(902) 중에 존재할 수 있는 인터페이스 및 메모리 컨트롤러 허브에서 발견되는 것과 같은 캐시(cache)이어도 좋다.
본 명세서에서 설명된 플로우차트 및 블록도는 각종의 예시적인 실시예에 따라 균열 성장을 검지하기 위한 시스템 및 방법의 가능한 구현의 아키텍처, 기능 및 동작을 보여준다. 이와 관련하여, 플로우차트 또는 블록도의 각 블록은 지정된 논리적인 기능이나 기능들을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 구비하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇몇의 대체 구현에서는, 블록에 언급된 기능은 도면에서 언급한 순서를 벗어나서 발생할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 연속해서 나타낸 두 개의 블록의 기능은 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 또는 블록의 기능은 때때로 관련된 기능에 따라 역순으로 실행될 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법 및 시스템의 다른 구성에서는, 부가적인 예가 다음의 절(clause)에 따라 제공된다:
절 1. 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하는 방법으로서, 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계; 응력 하중의 인가 중에 표본의 복수의 사진 이미지를 획득하는 단계; 시험 표본에서의 균열과 시험 표본의 색상 대비된 표면 사이의 컨트라스트(contrast, 대비)를 가리키는 화소 특성(pixel characteristics)의 베이스라인 범위(baseline range) 밖에 있는 화소 특성을 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계; 및 시간이 경과함에 따라 검지된 균열 길이의 변화에 기초해서 변형 에너지 방출 속도의 출력을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
절 2. 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계가, 시험 표본의 표면에 색상 대비하는 코팅을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 3. 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계가, 색상 대비하는 상단 층을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 4. 배경에 걸쳐 시험 표본을 지지하는 단계를 더 포함하되, 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계가 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 배경의 표면 색상을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 5. 화소 특성의 베이스라인 범위를 결정하기 위해 복수의 이미지 중 적어도 하나의 이미지를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 6. 복수의 이미지 중 적어도 하나의 이미지를 처리하는 단계가 적어도 하나의 이미지의 일부를 처리하는 단계를 포함하되, 적어도 하나의 이미지의 일부가 시험 표본의 표면의 색상을 대표하는 것을 특징으로 하는 절 5의 방법.
절 7. 표본의 복수의 사진 이미지를 획득하는 단계가, 일정한 속도로 시험 표본을 변위시킴으로써 제공되는 응력 하중의 인가 중에 표본의 복수의 사진 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 8. 응력 하중을 인가하기 전에 복수의 사진 이미지를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 9. 화소의 특성을 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계가, 화소의 강도를 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 10. 화소의 강도를 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계가, 적어도 하나의 원색에 대한 가장 높은 화소 강도와 가장 낮은 화소 강도 사이의 차의 이분의 일의 미리 선택된 마진만큼 화소 강도의 베이스라인 범위 밖에 있는 화소의 강도를 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 9의 방법.
절 11. 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계가, 복합 재료 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 1의 방법.
절 12. 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하기 위한 시스템으로서, 배경(background)에 재료 시험 표본을 지지하도록 구성된 시험 플랫폼; 시험 플랫폼을 향해 있으며 시험 표본으로의 응력 하중의 인가 중에 플랫폼에 위치된 시험 표본의 복수의 사진 이미지(photographic images)를 획득하도록 구성된 카메라; 및 복수의 사진 이미지를 수신하는 이미지 처리 프로그램(image processing program)을 포함하되, 재료 시험 표본은 배경의 표면 색상 대비하는 상단 표면(top surface)을 가지며, 이미지 처리 프로그램은, 복수의 사진 이미지에서 화소 특성의 베이스라인 범위 밖에 있는 화소 특성을 검지하고, 검지된 화소 특성에 기초해서 검지된 균열 길이의 변화를 측정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
절 13. 재료 시험 표본이 배경의 표면 코팅에 관하여 고도로 대비되는 상단 표면 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 절 12의 시스템.
절 14. 이미지 처리 프로그램은 균열 길이의 전파에 기초해서 변형 에너지 방출 속도의 출력을 생성하도록 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 절 12의 시스템.
절 15. 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하는 방법으로서, 배경에 걸쳐 재료 시험 표본을 지지하는 단계; 표본에 응력 하중을 인가하는 단계; 인가 단계 중에 표본에서 확장되는 균열 길이의 복수의 사진 이미지를 획득하는 단계; 및 표본에서의 균열 길이를 측정하기 위해 상단 표면의 색상과 관련된 화소 특성과는 다른 화소 특성을 검지하는 단계를 포함하되, 표본이 배경의 표면 색상을 색상 대비하는 상단 표면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
절 16. 균열 길이의 전파에 기초해서 변형 에너지 방출 속도의 출력을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절 15의 방법.
절 17. 배경의 표면 색상에 관하여 고도로 대조되는 색상을 드러내 보이는 시험 표본에 코팅을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절 15의 방법.
절 18. 다중의 사진 이미지 중 적어도 하나의 이미지의 일부의 화소 특성을 검지하는 단계를 더 포함하되, 적어도 하나의 이미지의 일부가 시험 표본의 상단 표면 색상을 대표하는 것을 특징으로 하는 절 15의 방법.
절 19. 검지된 화소 특성으로부터 상단 표면 색상과 관련된 화소 특성을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절 18의 방법.
절 20. 화소 특성을 검지하는 단계가, 표본의 균열 길이를 측정하기 위해 상단 표면 색상과 관련된 화소 강도와는 다른 화소 강도를 검지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절 15의 방법.
본 명세서에 기재된 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하는 시스템 및 방법의 다른 실시예는, 알려진 솔루션(solution)에 비해 몇 가지 장점을 제공한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 균열 전파를 검지하는 시스템 및 방법의 예시적인 실시예는, 알려진 솔루션에 비해 훨씬 더 높은 속도로 균열의 형성 및 전파 데이터의 획득을 가능하게 한다. 부가적으로 그리고 다른 장점 중에서, 본 명세서에 기재된 균열 전파를 검지하는 시스템 및 방법의 예시적인 실시예는, 구성 요소 및 구조의 재료 특성의 보다 정확한 결정을 가능하게 한다. 특히 재료 시험 환경에서, 이러한 기능을 수행하는 알려진 시스템 또는 장치는 없다. 따라서, 본 명세서에 기재된 예시적인 실시예는 이러한 구성 요소 및 구조가 특정 용도에 적절한지 여부를 결정하는 등을 위해 구성 요소 및 구조의 재료 특성을 결정하는 데에 특히 유용하다. 그러나, 본 명세서에 기재된 모든 실시예가 동일한 장점 또는 동일한 정도의 장점을 제공하지는 않는다.
위에 개시한 발명은 독립 유틸리티를 갖는 다수의 서로 구분된 발명을 포함할 수 있다. 이러한 발명의 각각은 그 바람직한 형태(들)로 개시되어 있지만, 다수의 변형이 가능하기 때문에, 본 명세서에 개시되고 나타낸 바와 같은 그 특정 실시예는 제한하는 의미로 고려되어서는 않된다. 본 발명의 주제(subject matter)는 본 명세서에 개시된 각종의 요소, 특징, 기능 및/또는 특성의 모든 새롭고 자명하지 않은 조합 및 서브 조합을 포함한다. 다음의 특허청구범위는 특히 신규하고 자명하지 않은 것으로 간주되는 특정 조합 및 서브 조합을 지적한다. 특징, 기능, 요소 및/또는 특성의 다른 조합 및 서브 조합에서 구현된 발명은 이 출원 또는 관련 출원으로부터 우선권을 주장하는 출원에서 주장될 수 있다. 그러한 특허청구범위가 다른 발명 또는 동일한 발명으로 향하는지 여부, 및 원래의 특허청구범위에 대한 범위 안에서 더 넓은지, 더 좁은지, 동등한지 또는 서로 다른지 여부는 또한 본 발명의 발명의 주제 내에 포함되는 것으로 간주된다.
Claims (14)
- 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하는 방법으로,
시험 표본의 표면을 색상 대비하는 배경 표면의 색상을 선택하는 것에 의해, 표면을 갖춘 배경과 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계;
배경에 걸쳐 시험 표본을 지지하는 단계;
응력 하중의 인가 중에 배경에 대한 표본의 복수의 컬러 사진 이미지를 획득하는 단계;
시험 표본에서의 균열을 통해 나타나는 배경 표면과 시험 표본의 색상 대비된 표면 사이의 컨트라스트를 가리키는 적어도 미리 선택된 마진에 의해 표면과 관련된 화소 강도와는 다른 화소의 강도를 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계로서, 화소의 강도가, 원색인, 적색, 녹색, 청색 (RGB) 각각에 대해 결정되고, 상기 미리 선택된 마진은 시험 표본의 표면의 대표적인 부분에서 보여졌던 것과 같은 각 RGB 강도 각각에 대한 적어도 3개의 표준 편차인, 단계;
검지된 화소 강도에 기초해서 검지된 균열 길이의 변화를 측정하는 단계; 및
시간이 경과함에 따라 검지된 균열 길이의 변화에 기초해서 변형 에너지 방출 속도의 출력을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 1에 있어서, 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계가, 시험 표본의 표면에 색상 대비하는 코팅을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 1에 있어서, 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계가, 색상 대비하는 상단 층을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 화소 강도의 베이스라인 범위를 결정하기 위해 복수의 이미지 중 적어도 하나의 이미지를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 5에 있어서, 복수의 이미지 중 적어도 하나의 이미지를 처리하는 단계가 적어도 하나의 이미지의 일부를 처리하는 단계를 포함하되, 적어도 하나의 이미지의 일부가 시험 표본의 표면의 색상을 대표하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 1에 있어서, 표본의 복수의 컬러 사진 이미지를 획득하는 단계가, 일정한 속도로 시험 표본을 변위시킴으로써 제공되는 응력 하중의 인가 중에 표본의 복수의 사진 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 1에 있어서, 응력 하중을 인가하기 전에 복수의 컬러 사진 이미지를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 화소의 강도를 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계가, 적어도 하나의 원색에 대한 가장 높은 화소 강도와 가장 낮은 화소 강도 사이의 차의 이분의 일의 미리 선택된 마진만큼 화소 강도의 베이스라인 범위 밖에 있는 화소의 강도를 검지하기 위해 복수의 이미지를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 1에 있어서, 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계가, 복합 재료 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 재료 시험 표본에서의 균열 전파를 검지하기 위한 시스템으로,
표면을 갖춘 배경을 포함하는 시험 플랫폼으로, 배경 표면이 시험 표본의 표면을 색상 대비하는 색상을 갖추고, 배경에 재료 시험 표본을 지지하는, 시험 플랫폼과;
시험 플랫폼을 향해 있으며 배경에 대한 시험 표본의 복수의 컬러 사진 이미지를 획득하도록 구성된 카메라로서, 시험 표본은 시험 표본으로의 응력 하중의 인가 중에, 시험 플랫폼에 위치된, 카메라; 및
복수의 컬러 사진 이미지를 수신하도록 채택되는 이미지 처리 프로그램을 갖추되,
복수의 컬러 사진 이미지에서, 시험 표본에서의 균열을 통해 나타나는 배경 표면과 시험 표본의 색상 대비된 표면 사이의 컨트라스트를 가리키는 적어도 미리 선택된 마진에 의해 표면과 관련된 화소 강도와는 다른 화소 강도를 검지하고, 여기서 화소 강도가, 원색인, 적색, 녹색, 청색 (RGB) 각각에 대해 결정되고, 상기 미리 선택된 마진은 시험 표본의 표면의 대표적인 부분에서 보여졌던 것과 같은 각 RGB 강도 각각에 대한 적어도 3개의 표준 편차이며,
검지된 화소 강도에 기초해서 검지된 균열 길이의 변화를 측정하도록 구성된 데이터 처리 시스템;을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 청구항 12에 있어서, 재료 시험 표본이 배경의 표면 코팅에 관하여 고도로 대비되는 상단 표면 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 청구항 12에 있어서, 이미지 처리 프로그램은 균열 길이의 전파에 기초해서 변형 에너지 방출 속도의 출력을 생성하도록 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
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