一种测量物体内部缺陷尺寸的方法技术

本发明专利技术提供一种测量物体内部缺陷尺寸的方法，包括：对样品进行检测后重建并得到内部缺陷的影像；在内部缺陷需要测量尺寸的方向上，以使线段的一端位于样品的外部、另一端位于内部缺陷内的形式画直线，其中线段上，位于内部缺陷内的一端为缺陷端，另一端为样品端；调取线段的延伸方向上的灰度值曲线，分别获取灰度值G2、G0和G1；当G2为峰值时，计算得到G3=G2‑|G2‑G1|×10%，当G2为谷值时，计算得到G3=G2+|G2‑G1|×10%；在灰度值曲线的波峰或波谷附近，选取灰度值为G3的两点，此时两点之间显示的尺寸为内部缺陷的实际尺寸。根据本发明专利技术，能实现对细小缺陷尺寸的精确测量，具有灵敏度高，数据可靠等特点，误差通常不超过一个像素的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种测量物体内部缺陷尺寸的方法
本专利技术属于材料性能检测
，具体涉及一种测量物体内部缺陷尺寸的方法。
技术介绍
目前，工业CT检测的基本原理如下：根据X射线穿过不同物质时的衰减系数不同，通过射线测量和图像处理技术等，利用计算机基于数学物理方程获得不同物质的衰减函数，从而获得物质的内部信息。具体地，将被检样品分为多个足够小的体素单元，每个体素单元的衰减系数可以看作常数。然后，通过从多个角度进行CT成像扫描，即可获得每个体素单元对应的衰减系数。在实际应用中，以水的衰减系数为基准引入CT值，CT值=。而将体素单元的CT值对应为图像上的灰度值，即可获得所谓的CT图像。如上述获得的CT图像中，不同的材料是通过不同的灰度值反应的，样品中存在的缺陷反映在灰度曲线上表现为平滑曲线上的波峰或波谷，利用灰度曲线上波峰或波谷的灰度值差异，可以实现对缺陷的尺寸测量。基于此，各大公司生产的工业CT系统都配有专门的尺寸测量软件用以实现手工/自动测量，自动测量的基本原理是基于CT图像像素0的“半高宽”方法，但当缺陷尺寸接近或小于射线的有效射束宽度时，自动测量基本无法实现。相对于此，手动分析由分析人员通过重建影像的灰度差异确定所测量位置的两个端点的位置。但是，这种手动测量方式完全凭借分析人员的经验及肉眼判断，重复性较差，可靠性低，尤其对临界检测极限的小缺陷，检测误差非常大。此外，现有文献中公开了基于图像处理识别小缺陷的测量方法，但其通常都基于不同的算法提取图像的特征边界，因此均具有各自的局限性，无法在实际工程应用中获得广泛的、无差别应用。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种测量物体内部缺陷尺寸的方法，能通过X射线工业CT无损检测方法精确测量物体内部缺陷尺寸，具有灵敏度高、数据可靠、应用广泛等特点。解决问题的技术手段：本专利技术提供一种测量物体内部缺陷尺寸的方法，包括：采用面板探测器通过工业CT无损检测方法对样品进行检测后，由计算机重建并得到所述样品的内部缺陷的影像；确定所述内部缺陷所在位置后通过计算机软件的图像测量工具，在所述内部缺陷需要测量尺寸的方向上，以使线段的一端位于所述样品的外部、另一端位于所述内部缺陷内的形式画直线，其中所述线段上，位于所述内部缺陷内的一端为缺陷端，另一端为样品端；调取所述线段的延伸方向上的灰度值曲线，将所述缺陷端对应的波峰或波谷的灰度值选作G2，此时所述样品端对应的灰度值为G0；沿所述线段的延伸方向将所述样品端从所述样品的外部移动至内部，并且使所述样品端对应的灰度值位于临近所述波峰或所述波谷而波幅平稳的区域内，此时所述样品端对应的灰度值为G1；当G2为峰值时，计算得到G3=G2-|G2-G1|×10%，当G2为谷值时，计算得到G3=G2+|G2-G1|×10%；在所述灰度值曲线的所述波峰或所述波谷附近，选取灰度值为G3的两点，此时两点之间显示的尺寸为所述内部缺陷的实际尺寸。根据本专利技术，公开了一种采用X射线工业CT无损检测方法精确测量物体内部缺陷尺寸的方法，通过工业CT无损检测得到的物体与缺陷灰度曲线及两者灰度值的差异性，实现对细小缺陷尺寸的精确测量，与现有检测方法相比，本专利技术尤其适用于细微缺陷的尺寸接近设备检测极限时的测量，具有灵敏度高，数据可靠等特点，误差通常不超过一个像素的尺寸。也可以是，本专利技术中，移动所述样品端选取G1时应尽量靠近G2。由此，测量结果更准确。也可以是，本专利技术中，当|G1-G2|＞（G1-G0）×10%时，则认为该内部缺陷可以分辨，反之不可分辨。由此，可以判断检测图像上是否存在内部缺陷。也可以是，本专利技术中，所述内部缺陷的体积小于1×1×1mm3。由此，在不同方向上的缺陷尺寸检测误差不超过一个像素的尺寸。也可以是，本专利技术中，通过小角度数字线性扫描检测方法对被检样品进行检测。由此，可以检测较大平板状样件的内部缺陷尺寸。也可以是，本专利技术中，G0在所述灰度值曲线上为低值，也为空气的背底值。也可以是，本专利技术中，当测量内部缺陷的平面尺寸时，所述面板探测器可替换为线阵列探测器。专利技术效果：本专利技术能提供一种测量物体内部缺陷尺寸的方法，能通过X射线工业CT无损检测方法精确测量物体内部缺陷尺寸，具有灵敏度高、数据可靠、应用广泛等特点。附图说明图1是实施例1的陶瓷内部的气孔缺陷CT影像及其对应的灰度值曲线：其中，（a）、（b）是得到背底值g0、陶瓷的灰度值g1及缺陷处的谷值g2；（c）是确认缺陷的两个灰度值g3间的距离；图2陶瓷内部预埋缺陷的解剖SEM观察图；图3是实施例2的陶瓷焊缝的CT影像及其对应的灰度值曲线：其中，（a）、（b）是得到背底值g0、陶瓷的灰度值g1及焊缝处的峰值g2；（c）是确认焊缝的两个灰度值g3间的距离；图4是焊缝的解剖SEM观察图；图5是实施例3的块体样品内部的夹杂缺陷的CT影像及其对应的灰度值曲线：其中，（a）、（b）是得到背底值g0、陶瓷的灰度值g1及夹杂缺陷处的峰值g2；（c）是确认夹杂缺陷的两个灰度值g3间的距离；图6是夹杂缺陷的解剖SEM观察图；图7是实施例4的某电池材料内部焊点的CT影像及其对应的灰度值曲线：其中，（a）、（b）是得到背底值g0、电池的灰度值g1及焊点处的峰值g2；（c）是确认焊点的两个灰度值g3间的距离；图8是焊点的卡尺测量示意图。具体实施方式以下结合下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。在此公开一种测量物体内部缺陷尺寸的方法。具体地，先采用面板探测器通过工业CT无损检测方法对被检样品进行检测后，由计算机重建并得到被检样品的内部缺陷的影像。确定缺陷所在位置后通过计算机软件的图像测量工具，以使线段跨过内部缺陷的形式画线。具体地，在缺陷需要尺寸测量的方向上画线，使线段的一端位于样品的外部（即相当于位于空气区域内），另一端位于内部缺陷的区域内，而后调取线段延伸方向上各位置对应的灰度值曲线，所调取的灰度曲线值至少大于该线段长度。接着，在该灰度值曲线上，将缺陷端对应的波峰或波谷的灰度值选作G2，此时样品端对应的灰度值为G0。沿线段的延伸方向将样品端从样品的外部移动至内部，并且使样品端对应的灰度值位于临近波峰或波谷而波幅平稳的区域内，此时样品端对应的灰度值为G1。当缺陷端对应的灰度值为波峰（即、G2为峰值）时，计算得到G3=G2-|G2-G1|×10%，当缺陷端对应的灰度值为波谷（即、G2为谷值）时，计算得到G3=G2+|G2-G1|×10%。在灰度值曲线的波峰或波谷附近，选取灰度值分别为G3的两点，此时两点之间显示的尺寸为内部缺陷的实际尺寸。此外，当G1和G2之间的差值的绝对值（即|G1-G2|）＞（G1-G0）×10%时，则认为该内部缺陷可以分辨，通过上述操作可检测。反之，则认为内部缺陷不可分辨，无需检测。另，本专利技术中，内部缺陷的体积优选小于1×1×1mm3，也可通过小角度数字线性扫描检测方法对被检样品进行检测。另，由于线阵列探测器在检测过程中每层扫描间隔较大（通常为1mm），所以在z方向的检测精度为1mm，测量误差较大。因此，在专利技术提供的方法中若采用线阵列探测器，则仅能适用于测量x-y平面的尺寸，换言之，当只需获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量物体内部缺陷尺寸的方法，包括：采用面板探测器通过工业CT无损检测方法对样品进行检测后，由计算机重建并得到所述样品的内部缺陷的影像；确定所述内部缺陷所在位置后通过计算机软件的图像测量工具，在所述内部缺陷需要测量尺寸的方向上，以使线段的一端位于所述样品的外部、另一端位于所述内部缺陷内的形式画直线，其中所述线段上，位于所述内部缺陷内的一端为缺陷端，另一端为样品端；调取所述线段的延伸方向上的灰度值曲线，将所述缺陷端对应的波峰或波谷的灰度值选作G2，此时所述样品端对应的灰度值为G0；沿所述线段的延伸方向将所述样品端从所述样品的外部移动至内部，并且使所述样品端对应的灰度值位于临近所述波峰或所述波谷而波幅平稳的区域内，此时所述样品端对应的灰度值为G1；当G2为峰值时，计算得到G3=G2‑|G2‑G1|×10%，当G2为谷值时，计算得到G3=G2+|G2‑G1|×10%；在所述灰度值曲线的所述波峰或所述波谷附近，选取灰度值为G3的两点，此时两点之间显示的尺寸为所述内部缺陷的实际尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种测量物体内部缺陷尺寸的方法，包括：采用面板探测器通过工业CT无损检测方法对样品进行检测后，由计算机重建并得到所述样品的内部缺陷的影像；确定所述内部缺陷所在位置后通过计算机软件的图像测量工具，在所述内部缺陷需要测量尺寸的方向上，以使线段的一端位于所述样品的外部、另一端位于所述内部缺陷内的形式画直线，其中所述线段上，位于所述内部缺陷内的一端为缺陷端，另一端为样品端；调取所述线段的延伸方向上的灰度值曲线，将所述缺陷端对应的波峰或波谷的灰度值选作G2，此时所述样品端对应的灰度值为G0；沿所述线段的延伸方向将所述样品端从所述样品的外部移动至内部，并且使所述样品端对应的灰度值位于临近所述波峰或所述波谷而波幅平稳的区域内，此时所述样品端对应的灰度值为G1；当G2为峰值时，计算得到G3=G2-|G2-G1|×10%，当G2为谷值时，计算得到G3=G2+|G2-G1|×10%；在所述灰度值曲线的所述波峰或所述波谷附近，选取灰度值为G3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓，刘桂玲，刘学建，杨金晶，姚秀敏，黄政仁，陈忠明，陈健，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31