Claims (15)
1. Способ автоматизированной дефектоскопии сварного шва методом термографии, при котором1. The method of automated flaw detection of a weld by thermography, in which
а) обеспечивают изготовленный образец (1) со сварным швом (4)a) provide a fabricated sample (1) with a weld (4)
б) возбуждают образец (1) с помощью по меньшей мере одного источника возбуждения (9), иb) exciting the sample (1) using at least one excitation source (9), and
в) возникающий при этом тепловой поток (11) регистрируют с помощью по меньшей мере одного сенсора инфракрасного излучения (10) в виде серии тепловых изображений,c) the resulting heat flux (11) is recorded using at least one infrared radiation sensor (10) in the form of a series of thermal images,
характеризующийся тем, чтоcharacterized in that
г) составляют характеристический вектор (W(N)), представляющий временную зависимость регистрируемого теплового потока (11), при этомd) make up the characteristic vector (W (N)), representing the time dependence of the recorded heat flux (11), while
д) с помощью характеристического вектора (W(N)) из серии тепловых изображений динамически определяют первое характеристическое тепловое изображение (T1), соответствующее минимальному тепловому потоку (Wмин) сквозь образец (1),e) using the characteristic vector (W (N)) from a series of thermal images, the first characteristic thermal image (T 1 ) corresponding to the minimum heat flux (W min ) through the sample (1) is dynamically determined
е) с помощью характеристического вектора (W(N)) из серии тепловых изображений динамически определяют второе характеристическое тепловое изображение (Т2), соответствующее максимальному тепловому потоку (Wмакс) сквозь образец (1),f) using the characteristic vector (W (N)) from a series of thermal images, the second characteristic thermal image (T 2 ) corresponding to the maximum heat flux (W max ) through the sample (1) is dynamically determined
ж) при этом тепловой поток (13), исходящий непосредственно от по меньшей мере одного источника возбуждения (9), на характеристических тепловых изображениях (T1, Т2) уже настолько спал, насколько он присутствовал в серии тепловых изображений, иg) in this case, the heat flux (13) emanating directly from at least one excitation source (9) on the characteristic thermal images (T 1 , T 2 ) was already as much as it was present in the series of thermal images, and
з) для локализации и оценки сварного шва (4) в отношении дефектов (5, 6, 7, 8) различных типов, для каждого типа дефекта используют подходящее тепловое изображение (ТД1, ТД2, ТД3, ТД4) из серии тепловых изображений, при этом характеристические тепловые изображения T1, Т2) используют в качестве эталонов для определения соответствующего подходящего теплового изображения (ТД1, ТД2, ТД3, ТД4).h) for localization and assessment of the weld (4) in relation to defects (5, 6, 7, 8) of various types, for each type of defect, a suitable thermal image (T D1 , T D2 , T D3 , T D4 ) from a series of thermal images, while the characteristic thermal images T 1 , T 2 ) are used as standards for determining the corresponding suitable thermal image (T D1 , T D2 , T D3 , T D4 ).
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для локализации дефектов (5) первого типа в качестве подходящего теплового изображения (TД1) используют второе характеристическое тепловое изображение (T2), при этом к дефектам (5) первого типа относят геометрический дефект сварного шва (4).2. The method according to claim 1, characterized in that for the localization of defects (5) of the first type as a suitable thermal image (T D1 ) use the second characteristic thermal image (T 2 ), while the defects (5) of the first type include geometric weld defect (4).
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для локализации дефектов (5) перого типа динамически определяют стартовое изображение (TC), при этом3. The method according to claim 1, characterized in that for the localization of defects (5) of the first type dynamically determine the start image (T C ), while
а) стартовое изображение (TC) находится между первым и вторым характеристическим тепловым изображением (T1, T2), и регистрируемый на нем тепловой поток (WC) впервые превышает первое пороговое значение (Wстарт_пор) во временной зависимости теплового потока (11), причем величину первого порогового значения (Wстарт_пор) определяют по формуле:a) the start image (T C ) is between the first and second characteristic heat image (T 1 , T 2 ), and the heat flux recorded on it (W C ) for the first time exceeds the first threshold value (W start_pore ) in the time dependence of the heat flux (11 ), and the value of the first threshold value (W start_pore ) is determined by the formula:
Wстарт_пор=Wмин+(Wмакс-Wмин)·θ,W start_pore = W min + (W max -W min ) · θ,
где Wстарт_пор - первое пороговое значение,where W start_por is the first threshold value,
Wмин - минимальный тепловой поток, соответствующий первому характеристическому тепловому изображению (T1),W min - the minimum heat flux corresponding to the first characteristic thermal image (T 1 ),
Wмакс - максимальный тепловой поток, соответствующий второму характеристическому тепловому изображению (T2), иW max is the maximum heat flux corresponding to the second characteristic thermal image (T 2 ), and
θ - разделительный коэффициент,θ is the separation coefficient,
б) причем с помощью стартового изображения (TC) и длины серии (NC) из всей заснятой серии определяют частичную серию тепловых изображений,b) with the help of the start image (T C ) and the length of the series (N C ) from the entire captured series, a partial series of thermal images is determined,
в) из этой частичной серии рассчитывают результирующее изображение, при этомC) from this partial series calculate the resulting image, while
г) дефекты (5) первого типа являются геометрическими дефектами сварного шва (4), и для их локализации используют это результирующее изображение.d) defects (5) of the first type are geometric defects of the weld (4), and this resulting image is used for their localization.
4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что величина разделительного коэффициента (θ) лежит в области от 0 до 1, в частности от 0,1 до 0,15.4. The method according to claim 3, characterized in that the value of the separation coefficient (θ) lies in the region from 0 to 1, in particular from 0.1 to 0.15.
5. Способ по п.3, характеризующийся тем, что для динамического определения длины серии (NC) используют по меньшей мере два изображения в качестве эталонных, выбранных из следующих изображений: первое характеристическое тепловое изображение (T1), второе характеристическое тепловое изображение (T2) и стартовое изображение (TC).5. The method according to claim 3, characterized in that for dynamically determining the length of the series (N C ) use at least two images as reference, selected from the following images: the first characteristic thermal image (T 1 ), the second characteristic thermal image ( T 2 ) and the start image (T C ).
6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для локализации дефектов (6) второго типа в качестве подходящего теплового изображения (ТД2) используют тепловое изображение, заснятое непосредственно перед первым характеристическим тепловым изображением (T1), на котором регистрируется максимальный тепловой поток (WAмакс) от источника возбуждения (9), при этом дефекты (6) второго типа являются сквозными дефектами сварного шва (4).6. The method according to claim 1, characterized in that for the localization of defects (6) of the second type as a suitable thermal image (T D2 ) use a thermal image captured immediately before the first characteristic thermal image (T 1 ), which is recorded maximum thermal the flow (W Amax ) from the excitation source (9), while the defects (6) of the second type are through defects of the weld (4).
7. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для локализации дефектов (7) третьего типа в качестве подходящего теплового изображения (TД3) используют тепловое изображение, расположенное между первым и вторым характеристическими тепловыми избражениями (T1, T2), на котором регистрируется тепловой поток (WД3), впервые превышающий второе пороговое значение (Wвнутр_пор) во временной зависимости регистрируемого теплового потока (11), при этом величину второго порогового значения (Wвнутр_пор) определяют по формуле:7. The method according to claim 1, characterized in that for the localization of defects (7) of the third type as a suitable thermal image (T D3 ) use a thermal image located between the first and second characteristic thermal images (T 1 , T 2 ), which records the heat flux (W D3 ), for the first time exceeding the second threshold value (W int_pore ) in the time dependence of the recorded heat flux (11), while the value of the second threshold value (W int_pore ) is determined by the formula:
Wвнутр_пор=Wмин+(Wмакс-Wмни)·ζ,W int_pore = W min + (W max -W min ) · ζ,
где Wстарт_пор - второе пороговое значение,where W start_por is the second threshold value,
Wмин - минимальный тепловой поток, которому отвечает первое характеристическое изображение (T1),W min - the minimum heat flux, which corresponds to the first characteristic image (T 1 ),
Wмакс - максимальный тепловой поток, которому отвечает второе характеристическое изображение (T2),W max - maximum heat flux, which corresponds to the second characteristic image (T 2 ),
ζ - первый коэффициент теплового потока,ζ is the first heat flux coefficient,
при этом дефекты (7) третьего типа относятся к дефектам, находящимся внутри сварного шва (4).in this case, defects (7) of the third type refer to defects located inside the weld (4).
8. Способ по п.7, характеризующийся тем, что величина первого коэффициента теплового потока (ζ) лежит в области от 0 до 1, в частности от 0,6 до 0,9.8. The method according to claim 7, characterized in that the value of the first heat flux coefficient (ζ) lies in the range from 0 to 1, in particular from 0.6 to 0.9.
9. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для локализации дефектов (8) четвертого типа в качестве подходящего теплового изображения (ТД4) используют тепловое изображение, расположенное между первым и вторым характеристическими тепловыми избражениями (T1, Т2), на котором регистрируется тепловой поток (WД4), впервые превышающий третье пороговое значение (Wповерх_пор) во временной зависимости регистрируемого теплового потока (11), при этом величину третьего порогового значения (Wповерх_пор) определяют по формуле:9. The method according to claim 1, characterized in that for the localization of defects (8) of the fourth type as a suitable thermal image (T D4 ) use a thermal image located between the first and second characteristic thermal images (T 1 , T 2 ), which records the heat flux (W D4 ) for the first time exceeding the third threshold value (W over pore ) in the time dependence of the recorded heat flux (11), while the value of the third threshold value (W over pore ) is determined by the formula:
Wповерх_пор=Wмин+(Wмакс-Wмни)·δ,W over pore = W min + (W max -W min ) · δ,
где Wстарт_пор - третье пороговое значение,where W start_por is the third threshold value,
Wмин - минимальный тепловой поток, которому отвечает первое характеристическое изображение (T1),W min - the minimum heat flux, which corresponds to the first characteristic image (T 1 ),
Wмакс - максимальный тепловой поток, которому отвечает второе характеристическое изображение (T2),W max - maximum heat flux, which corresponds to the second characteristic image (T 2 ),
δ - второй коэффициент теплового потока,δ is the second heat flux coefficient,
причем дефекты (8) четвертого типа относятся к дефектам поверхности сварного шва (4).moreover, defects (8) of the fourth type relate to defects in the surface of the weld (4).
10. Способ по п.9, характеризующийся тем, что величина второго коэффициента теплового потока (δ) лежит в области от 0 до 1, в частности от 0,1 до 0,4.10. The method according to claim 9, characterized in that the value of the second heat flux coefficient (δ) lies in the range from 0 to 1, in particular from 0.1 to 0.4.
11. Способ по п.1, характеризующийся тем, что по меньшей мере одно из изображений (TД1, ТД2, ТД3, ТД4), используемых для локализации и оценки сварного шва (4) в отношении дефектов различного типа, переводят в 8-битовое изображение, при этом11. The method according to claim 1, characterized in that at least one of the images (T D1 , T D2 , T D3 , T D4 ) used to localize and evaluate the weld (4) with respect to defects of various types is translated into 8-bit image, with
а) составляют гистограмму (n(I)) изображения (TД1, ТД2, ТД3, ТД4),a) compose a histogram (n (I)) of the image (T D1 , T D2 , T D3 , T D4 ),
б) из этой гистограммы (n(I)) определяют информационно-значимую часть (ΔIоб_зн) первой области интенсивностей (ΔIоб), соответствующей объекту (16) изображения, при этомb) from this histogram (n (I)) determine the information-significant part ( ΔI ob_zn ) of the first intensity region (ΔI rev ) corresponding to the image object (16), while
i) первую нижнюю пороговую величину (Iоб_ниж_пор) и первую верхнюю пороговую величину (Iоб_верх_пор) определяют динамически,i) the first lower threshold value (I rev_op_por ) and the first upper threshold value (I rev_up_por ) are determined dynamically,
ii) при этом первые пороговые величины (Iоб_ниж_пор, Iоб_верх_пор) ограничивают первые характеристические части площади (Fоб_ниж_пор, Fоб_вepx_пор) от площади (Fоб), соответствующей первой области интенсивностей (ΔIоб) гистограммы (n(I)),ii) in this case, the first threshold values (I v_nizh_por , I v_v_up_por ) limit the first characteristic parts of the area (F v_nizh_por , F v_vepx_por ) from the area (F v ) corresponding to the first intensity region (ΔI v ) of the histogram (n (I)),
в) из этой гистограммы (n(I)) определяют информационно-значимую часть (ΔIфон_зн) второй области интенсивностей (ΔIфон), отвечающей фону (17) изображения, C ) from this histogram (n (I)) determine the information-significant part ( ΔI background_zn ) of the second intensity region (ΔI background ) corresponding to the background (17) of the image,
i) причем вторую нижнюю пороговую величину (Iфон_ниж_пор) и вторую верхнюю пороговую величину (Iфон_верх_пор) определяют динамически, при этомi) whereby the second lower threshold value (I background_ lower_por ) and the second upper threshold value (I background_up_por ) are determined dynamically, while
ii) вторые пороговые величины (Iфон_ниж_пор, Iфон_верх_пор) ограничивают вторые характеристические части площади (Fфон_ниж_пор, Fфон_вepx_пор) от площади (Fфон), соответствующей второй области интенсивностей (ΔIфон) гистограммы (n(I)), иii) the second threshold values (I background_bottom_por , I background_up_pore ) limit the second characteristic parts of the area (F background_bottom_por , F background_vepx_por ) from the area (F background ) corresponding to the second intensity region (ΔI background ) of the histogram (n (I)), and
г) информационно-значимые части (ΔIоб_зн, ΔIфон_зн) используют в качестве базы для перевода исследуемого изображения (ТД1, ТД2, ТД3, ТД4) в 8-битовое изображение.d) information-significant parts ( ΔI ob_zn , ΔI background_zn ) are used as a base for translating the image under study (T D1 , T D2 , T D3 , T D4 ) into an 8-bit image.
12. Способ по п.11, характеризующийся тем, что величина отношения каждой из первых характеристических частей площади (Fоб_ниж_пор. Fоб_верх_пор) к общей площади (Fоб) первой области интенсивностей (ΔIоб), лежит в пределах от 0 до 0,5, в частности от 0,05 до 0,4.12. The method according to claim 11, characterized in that the ratio of each of the first characteristic parts of the area (F vol_low_por . F vol_up_up ) to the total area (F vol ) of the first intensity region (ΔI vol ) lies in the range from 0 to 0, 5, in particular from 0.05 to 0.4.
13. Способ по п.11, характеризующийся тем, что величина отношения каждой из вторых характеристических частей площади (Fфон_ниж_пор, Fфон_верх_пор) к общей площади (Fфон) второй области интенсивностей (ΔIфон), лежит в пределах от 0 до 0,5, в частности от 0,05 до 0,4.13. The method according to claim 11, characterized in that the ratio of each of the second characteristic parts of the area (F background_low_pore , F background_up_poor ) to the total area (F background ) of the second intensity region (ΔI background ) lies in the range from 0 to 0 5, in particular from 0.05 to 0.4.
14. Способ по п.11, характеризующийся тем, что характеристические части площади (Fоб_ниж_пор, Fоб_верх_пор, Fфон_ниж_пор, Fфон_верх_пор) определяют независимо друг от друга.14. The method according to claim 11, characterized in that the characteristic parts of the area (F v_nizh_por , F v_var_por , F von_nizh_por , F von_up_por ) are determined independently of each other.
15. Способ по п.1, характеризующийся тем, что характеристический вектор (W(N)) и/или гистограмму (n(I)) обрабатывают с помощью морфологических фильтров.
15. The method according to claim 1, characterized in that the characteristic vector (W (N)) and / or histogram (n (I)) is processed using morphological filters.