一种材料表面裂纹数量和位置检测方法技术

一种材料表面裂纹数量和位置检测方法，涉及材料无损检测。将材料表面裂纹数量和位置检测贴膜粘贴于被测试材料表面；用摄像机对被测试材料表面的材料表面裂纹数量和位置检测贴膜持续拍摄并获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面颜色变化图像；将摄像机拍摄照片传输至计算机，通过计算机识别材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面深色和浅色区域分布；利用计算机获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面图像浅色区域点坐标，最终对应材料表面裂纹数量和位置。所述材料表面裂纹数量和位置检测贴膜设有阵列排布的矩形气囊，所述矩形气囊由无色透明材料制成，矩形气囊内部充满无毒有色气体。

【技术实现步骤摘要】
一种材料表面裂纹数量和位置检测方法
本专利技术涉及材料无损检测，尤其是涉及一种材料表面裂纹数量和位置检测方法。
技术介绍
材料表面裂纹是工程构件中常见的缺陷,很多穿透裂纹也可以追溯为由表面裂纹扩展而成，对材料表面裂纹长度和位置的精确测量是准确获得表面裂纹扩展速率进而对材料或构件进行寿命评估的基础和关键技术问题。现有对材料表面裂纹的测量方法包括直接读取法、柔度法、电位法和探伤法等。直接读取法是在光学显微镜下直接读取材料裂纹的位置和长度，这种方法简单直观，成本低，但是劳动强度大，自动化程度较低。另外几类测量方法需要动用大量的仪器仪表设备，实现成本较高。另一方面，在材料疲劳测试中，在不同类型的载荷作用下材料表面裂纹的产生位置和发展是一个动态过程，对裂纹的动态测量较难实现。因此，有必要发展一类低成本易实现的材料表面裂纹数量和位置检测装置和检测方法。中国专利CN1076783公开一种光滑圆柱零件表面细微裂纹的检测方法。它利用光线反射原理，按照零件表面光洁程度分别采用片状光和准直点光源照射圆柱零件的表面，零件随着自身转动而其表面被扫描一遍，以反射后形成的亮区内光强分布情况作为判断零件表面有无裂纹的依据，光电接收器阵列及相应电子设备产生相应的检测信号并控制检测设备实现零件的自动快速筛选。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种材料表面裂纹数量和位置检测方法。本专利技术包括如下步骤：1)将材料表面裂纹数量和位置检测贴膜粘贴于被测试材料表面；2)用摄像机对被测试材料表面的材料表面裂纹数量和位置检测贴膜持续拍摄并获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面颜色变化图像；3)将摄像机拍摄照片传输至计算机，通过计算机识别材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面深色和浅色区域分布；4)利用计算机获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面图像浅色区域点坐标，最终对应材料表面裂纹数量和位置。在步骤1)中，所述材料表面裂纹数量和位置检测贴膜设有阵列排布的矩形气囊，矩形气囊由较易破损的聚酯类塑料薄膜构成，矩形气囊内部充满无毒有色气体；所述无毒有色气体可采用一氧化二氮等；所述矩形气囊的大小根据所需分辨率调整，优选边长为10-3米量级，矩形气囊一侧粘贴有无色透明聚酯塑料薄片并作为成像侧，矩形气囊的另一侧设有无色透明粘胶层并作为粘贴侧；材料表面裂纹数量和位置检测贴膜的厚度可为10-4米量级。所述材料表面裂纹数量和位置检测贴膜的粘贴侧材料具有延展性，同时能够敏感地随着被测试材料表面的裂纹发生破裂并让内部无毒有色气体溢出。所述材料表面裂纹数量和位置检测贴膜的成像侧无色透明，具有延展性，不易破损。本专利技术的工作原理为：在材料表面粘贴检测贴膜，检测贴膜由阵列排布的微小矩形气囊组成，内部充满无毒有色气体，组成气囊的材料无色透明，检测贴膜的粘贴侧具有一定延展性，能够较为敏感地随被测试材料表面裂纹的发生破裂并让内部无毒有色气体溢出，检测贴膜的成像侧无色透明，具有一定延展性，不易破损。在对被测试材料做拉伸试验或者疲劳试验过程中，利用摄像机持续拍摄检测贴膜的成像侧，获得检测贴膜颜色变化图。当被测试材料表面出现裂纹时，裂纹处粘贴的气囊随之破裂，内部无毒有色气体泄漏之后，该气囊在成像图片里显示为无色，其余未破损气囊依然显示为有色。由于气囊为阵列排布，通过拍摄获得的图像可以判断无色气囊出现的位置和出现的数量，即可相对应地获得被测试材料表面裂纹的数量和位置信息。附图说明图1为材料表面裂纹数量和位置检测贴膜结构示意图。图2为材料表面裂纹数量和位置检测贴膜气囊与成像侧粘接示意图。图3为贴膜粘贴于被测试材料表面时测试示系统示意图。图4为被测试材料表面产生裂纹时贴膜成像侧示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术材料表面裂纹数量和位置检测贴膜实施例设有由阵列排布的矩形气囊1，矩形气囊1由较易破损的聚酯类塑料薄膜构成，矩形气囊1内部充满无毒有色气体，例如一氧化二氮。矩形气囊1的大小根据所需分辨率调整，通常情况下矩形气囊1的边长为10-3米量级，矩形气囊1一侧粘贴有无色透明聚酯塑料薄片并作为成像侧2，矩形气囊的另一侧设有无色透明粘胶层并作为粘贴侧3。材料表面裂纹数量和位置检测贴膜的厚度为10-4米量级。如图2所示，本专利技术首先将阵列排布的矩形气囊1用无色透明粘胶粘贴于无色透明聚酯塑料薄片上，该侧构成贴膜的成像侧2，然后在阵列排布的矩形气囊另一侧同样涂抹无色透明粘胶，构成贴膜的粘贴侧3，使用时将粘贴侧3贴于被测试材料表面。如图3所示，使用时，材料表面裂纹数量和位置检测贴膜粘贴于被测试材料4表面，摄像机6正对粘贴检测贴膜处，并且使成像范围5完全包括检测贴膜。通常情况，为了使成像较为准确，被测试材料表面需要为平面或者弯曲程度较小的近似平面。如图4所示，在测量过程中，当被测试材料表面产生裂纹7时，裂纹所经过的气囊粘贴侧随之破裂，此时矩形气囊内部无毒有色气体溢出。破裂的气囊9在成像侧显示为亮色，未破损的气囊8在成像侧显示为暗色。摄像头捕捉到的图像为明暗相间的像素块，对于贴膜整体，计算机设置贴膜由i和j两个方向的像素块构成，每一个像素块由(i,j)坐标定位。通过计算机后期处理，摄像头捕捉到的图像中，亮色像素块对应材料表面裂纹处，亮色块像素i方向和j方向坐标即为裂纹所处位置，暗色块像素代表被测试材料表面未产生裂纹，由此，最终确定被测试材料表面裂纹位置和数量。检测时，具体步骤如下：(1)将材料表面裂纹数量和位置检测贴膜粘贴于被测试材料表面；(2)用摄像机对测试贴膜持续拍摄并获取贴膜表面颜色变化图像；(3)将摄像机拍摄照片传输至计算机，通过计算机识别贴膜表面深色和浅色区域分布；(4)利用计算机获取贴膜表面图像浅色区域点坐标，最终对应材料表面裂纹数量和位置。本专利技术利用阵列排布、内装有无毒有色气体的微小矩形气囊所组成的一种贴膜开展检测。裂纹检测时首先将贴膜粘贴于材料表面，微型气囊在材料表面产生裂纹相应位置跟随材料一起破裂，无毒有色气体随之泄漏，在裂纹处贴膜表面显示为无色，未破裂位置显示为有色，最终，通过摄像头捕获贴膜有色与无色位置即可判断材料表面裂纹位置和数量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料表面裂纹数量和位置检测方法，其特征在于包括如下步骤：1)将材料表面裂纹数量和位置检测贴膜粘贴于被测试材料表面；2)用摄像机对被测试材料表面的材料表面裂纹数量和位置检测贴膜持续拍摄并获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面颜色变化图像；3)将摄像机拍摄照片传输至计算机，通过计算机识别材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面深色和浅色区域分布；4)利用计算机获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面图像浅色区域点坐标，最终对应材料表面裂纹数量和位置。

【技术特征摘要】
1.一种材料表面裂纹数量和位置检测方法，其特征在于包括如下步骤：1)将材料表面裂纹数量和位置检测贴膜粘贴于被测试材料表面；所述材料表面裂纹数量和位置检测贴膜设有阵列排布的矩形气囊，矩形气囊由较易破损的聚酯类塑料薄膜构成，矩形气囊内部充满无毒有色气体；2)用摄像机对被测试材料表面的材料表面裂纹数量和位置检测贴膜持续拍摄并获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面颜色变化图像；3)将摄像机拍摄照片传输至计算机，通过计算机识别材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面深色和浅色区域分布；4)利用计算机获取材料表面裂纹数量和位置检测贴膜表面图像浅色区域点坐标，最终对应材料表面裂纹数量和位置。2.如权利要求1所述一种材料表面裂纹数量和位置检测方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕健，欧阳智贤，潘成剑，尤延铖，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35