一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的一种基于图像识别金属材料中非金属夹杂物检测方法，通过先对金属材料进行磁铁吸附操作，基于像素统计提取获得金属材料图像运动区域的特征点，利用运动位置差值作为非金属夹杂物的基本差异特征，并基于差异块在连续两帧间的位置差，提取材料片段运动状态的瞬时差异特征，以此对材料片段异常进行检测，上述非金属夹杂物检测方法不仅可以有效减少运动特征点的获取数量从而避免后续对一些无意义的特征点进行处理，而且还能反映前景运动区域的纹理特征从而反映材料片段密度的分布状况，使得提取的运动特征点更具有代表性与均匀性；无论是检测非金属杂物发生时的响应速度还是对材料片段运动状态变化的描述，均显示出突出的优越性。出突出的优越性。出突出的优越性。

【技术实现步骤摘要】
一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法和装置


[0001]本申请属于金属材料领域，具体的，涉及一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法、 装置和电子设备。

技术介绍

[0002]钢中的非金属夹杂物(通常为氧化物、硫化物、氮化物和硅酸盐等)通常是在钢液脱 氧、凝固以及后续反应中生成的。非金属夹杂物对钢的性能有多方面的影响，因此人们 对钢中非金属夹杂物的研究一直是炼钢中的重要课题。利用扫描电镜配置特征X射线能 谱仪和图像自动分析程序，可以对夹杂物的分布、形态、成分、尺寸进行综合统计分析。
[0003]常规的钢中非金属夹杂物是比铁元素轻的金属元素形成的氧化物、硫化物、氮化物 和硅酸盐等，如氧化铝、硫化钙等，它们的来源是脱氧剂、耐火材料和其它一些微合金 元素。在扫描电镜的背散射模式下，这些夹杂物比铁基体的灰度深，利用图像自动分析 程序，可以通过灰度差异来选取颗粒，即在夹杂物与铁基体灰度之间设定一个阈值，选 出灰度低于阈值的颗粒进行分析。在特殊情况下为了获得某些特殊性能(如易切削性能)， 需要向钢中添加一些比铁重的元素，例如添加铈、铅、铋等所形成的夹杂物，它们的灰 度要比铁基体灰度浅。利用图像自动分析程序选取颗粒时，需要在铁基体与重元素夹杂 物灰度之间设定一个阈值，选出灰度高于阈值的颗粒进行分析。当需要同时分析两类夹 杂物时，一般需要采用双阈值法，由于轻元素夹杂物的灰度最深，铁基体居中，重元素 夹杂物灰度最浅，分别在轻元素夹杂物与铁基体灰度之间、铁基体与重元素夹杂物灰度 之间设定两个阈值，选取灰度低于第一阈值或高于第二阈值的颗粒进行分析。在实际运 行过程中，系统进行了两遍扫描，分别选取轻元素夹杂物和重元素夹杂物。
[0004]对于非金属夹杂物的识别一般可通过进行磁铁吸附操作进行处理，但由于微观内部 的原子的紧密结合性，从宏观上的磁铁处理后的肉眼观察无法准确确定出金属材料的纯 度，因此，亟待一种可以准确检测出金属材料中非金属夹杂物的方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请旨在提出一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法、装置和电子 设备。
[0006]初次方面，本申请实施例提供了一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法，非金属 夹杂物由多阶原子共聚物构成，其特征在于，方法包括：
[0007]获取非金属夹杂物的属性值，对属性值进行清洗配置，得到清洗后属性值；
[0008]将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁铁吸附操作，在所述世界空间坐标 系中使用随机穷举算法，得到非金属夹杂物的初次原子共聚物的初次坐标值和初次目标 坐标值；
[0009]将初次坐标值和初次目标坐标值进行桥接处理，得到非金属夹杂物的初次原子共聚 物；
[0010]依据初次原子共聚物，得到非金属夹杂物的初次当前非金属夹杂物密度；
[0011]通过清洗后属性值对初次当前非金属夹杂物密度进行匹配，依据匹配的结果，对非 金属夹杂物进行检测。
[0012]在上述初次方面的一种可能的实现中，方法还包括：
[0013]属性值至少包括每阶原子共聚物的长度、宽度、非金属夹杂物密度的大小、离散原 子直径和非金属夹杂物的离散原子的阶数；
[0014]对属性值进行清洗配置，得到清洗后属性值，包括：
[0015]依据检测的具体需求，对每阶原子共聚物的长度、宽度、非金属夹杂物密度的大小、 离散原子直径和非金属夹杂物的离散原子的阶数进行预设值配置，得到每阶原子共聚物 的长度、宽度、非金属夹杂物密度的大小、离散原子直径和非金属夹杂物的离散原子的 阶数的清洗后属性值；
[0016]得到清洗后属性值之后，还包括：
[0017]将清洗后属性值存入预设链表中。
[0018]在上述初次方面的一种可能的实现中，方法还包括：
[0019]得到非金属夹杂物的初次原子共聚物的初次坐标值和初次目标坐标值，具体包括：
[0020]利用随机穷举算法生成非金属夹杂物的初次原子共聚物的初次坐标值和初次目标坐 标值；
[0021]初次坐标值和初次目标坐标值的坐标分别为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)；
[0022]初次坐标值和初次目标坐标值的坐标与清洗后属性值相关。
[0023]在上述初次方面的一种可能的实现中，方法还包括：
[0024]得到非金属夹杂物的初次离散原子，具体包括：
[0025]预设非金属夹杂物在世界空间坐标系中的映射大小范围；
[0026]映射大小范围依据原子共聚物的长度和宽度设置；
[0027]将初次坐标值和初次目标坐标值进行桥接处理，得到初次候选原子共聚物；
[0028]去除初次候选原子共聚物超出映射大小范围的部分，得到初次原子共聚物；
[0029]依据原子共聚物的离散原子直径，将初次原子共聚物进行散射扩展，得到非金属夹 杂物的初次离散原子。
[0030]在上述初次方面的一种可能的实现中，方法还包括：
[0031]依据初次原子共聚物，得到非金属夹杂物的初次当前非金属夹杂物密度，具体包括：
[0032]依据初次离散原子，得到初次原子共聚物的离散原子当前总长度；
[0033]依据初次原子共聚物的离散原子当前总长度，得到初次原子共聚物的当前总体积；
[0034]依据初次原子共聚物的当前总体积，得到初次原子共聚物的初次当前非金属夹杂物 密度。
[0035]在上述初次方面的一种可能的实现中，方法还包括：
[0036]通过清洗后属性值对初次当前非金属夹杂物密度进行匹配，依据匹配的结果，对非 金属夹杂物进行检测，具体包括：
[0037]将初次当前非金属夹杂物密度与检测的具体需求的原子共聚物的非金属夹杂物密度 的大小进行匹配；
[0038]当匹配的结果表明二者匹配时，则自动跳转至非金属夹杂物的初次目标原子共聚物 进行检测，将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁铁吸附操作，在所述世界空 间坐标系中使用随机穷举算法，得到非金属夹杂物的初次目标原子共聚物的坐标值；
[0039]当匹配的结果表明二者不匹配时，将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁 铁吸附操作，在所述世界空间坐标系中使用随机穷举算法，得到非金属夹杂物的初次原 子共聚物的次级坐标值和次级目标坐标值；
[0040]将次级坐标值和次级目标坐标值进行桥接处理，得到非金属夹杂物的初次目标离散 原子；
[0041]依据初次目标离散原子，更新初次当前非金属夹杂物密度得到非金属夹杂物的初次 目标当前非金属夹杂物密度；
[0042]将初次目标当前非金属夹杂物密度与检测的具体需求的原子共聚物的非金属夹杂物 密度的大小进行匹配，如果匹配的结果表明二者不匹配时，重新在已获得离散原子的基 础上继续将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁铁吸附操作，在所述世界空间 坐标系中使用随机穷举算法，得到非金属夹杂物的原子共聚物的坐标值并更新当前非金 属夹杂物密度，直到更新后的当前非金属夹杂物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法，所述非金属夹杂物由多阶原子共聚物构成，其特征在于，所述方法包括：获取非金属夹杂物的属性值，对所述属性值进行清洗配置，得到清洗后属性值；将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁铁吸附操作，在所述世界空间坐标系中使用随机穷举算法，得到所述非金属夹杂物的初次离散原子的初次坐标值和初次目标坐标值；将所述初次坐标值和初次目标坐标值进行桥接处理，得到所述非金属夹杂物的初次原子共聚物；依据所述初次原子共聚物，得到所述非金属夹杂物的初次当前非金属夹杂物密度；通过所述清洗后属性值对所述初次当前非金属夹杂物密度进行匹配，依据所述匹配的结果，对所述非金属夹杂物进行检测。2.如权利要求1所述的一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于：所述属性值至少包括每阶所述原子共聚物的长度、宽度、非金属夹杂物密度的大小、离散原子直径和所述非金属夹杂物的离散原子的阶数；所述对所述属性值进行清洗配置，得到清洗后属性值，包括：依据所述检测的具体需求，对每阶所述原子共聚物的长度、宽度、非金属夹杂物密度的大小、离散原子直径和所述非金属夹杂物的离散原子的阶数进行预设值配置，得到每阶所述原子共聚物的长度、宽度、非金属夹杂物密度的大小、离散原子直径和所述非金属夹杂物的离散原子的阶数的清洗后属性值；所述得到清洗后属性值之后，还包括：将所述清洗后属性值存入预设链表中。3.如权利要求1所述的一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于：所述得到所述非金属夹杂物的初次离散原子的初次坐标值和初次目标坐标值，具体包括：利用随机穷举算法生成所述非金属夹杂物的初次离散原子的初次坐标值和初次目标坐标值；所述初次坐标值和初次目标坐标值的坐标分别为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)；所述初次坐标值和初次目标坐标值的坐标与所述清洗后属性值相关。4.如权利要求1所述的一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于：所述得到所述非金属夹杂物的初次原子共聚物，具体包括：预设所述非金属夹杂物在所述世界空间坐标系中的映射大小范围；所述映射大小范围依据所述原子共聚物的长度和宽度设置；将所述初次坐标值和初次目标坐标值进行桥接处理，得到初次候选原子共聚物；去除所述初次候选原子共聚物超出所述映射大小范围的部分，得到初次原子共聚物；依据所述原子共聚物的该阶离散原子直径，将所述初次原子共聚物进行散射扩展，得到所述非金属夹杂物的初次原子共聚物集合。5.如权利要求1所述的一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于：所述依据所述初次原子共聚物，得到所述非金属夹杂物的初次当前非金属夹杂物密度，具体包括：依据所述初次离散原子，得到所述初次原子共聚物的离散原子当前总长度；
依据所述初次原子共聚物的离散原子当前总长度，得到所述初次原子共聚物的当前总体积；依据所述初次原子共聚物的当前总体积，得到所述初次原子共聚物的初次当前非金属夹杂物密度。6.如权利要求1所述的一种金属材料中非金属夹杂物的检测方法，其特征在于：所述通过所述清洗后属性值对所述初次当前非金属夹杂物密度进行匹配，依据所述匹配的结果，对所述非金属夹杂物进行检测，具体包括：将所述初次当前非金属夹杂物密度与所述检测的具体需求的所述原子共聚物的非金属夹杂物密度的大小进行匹配；当所述匹配的结果表明二者匹配时，则自动跳转至所述非金属夹杂物的初次目标原子共聚物进行检测，将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁铁吸附操作，在所述世界空间坐标系中使用随机穷举算法，得到所述非金属夹杂物的下一阶的初次离散原子的坐标值；当所述匹配的结果表明二者不匹配时，将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁铁吸附操作，在所述世界空间坐标系中使用随机穷举算法，得到所述非金属夹杂物该阶的次级离散原子的次级坐标值和次级目标坐标值；将所述次级坐标值和次级目标坐标值进行桥接处理，得到所述非金属夹杂物的次级原子共聚物；依据所述次级原子共聚物，更新所述初次当前非金属夹杂物密度得到所述非金属夹杂物的初次目标当前非金属夹杂物密度；将所述初次目标当前非金属夹杂物密度与所述检测的具体需求的所述原子共聚物的非金属夹杂物密度的大小进行匹配，如果所述匹配的结果表明二者不匹配时，重新在已获得离散原子的基础上继续将所述金属材料构建于世界空间坐标系中进行磁铁吸附操作，在所述世界空间坐标系中使用随机穷举算法，得到所述非金属夹杂物的原子共聚物的坐标值并更新当前非金属夹杂物密度，直到更新后的当前非金属夹杂物密度与所述检测的具体需求的所述原子共聚物的非金属夹杂物密度的大小相匹配；当对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱航宇，梁印，郭帅，王蓝卿，陈跻，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：