JP5305272B2 - 熱流サーモグラフィを用いた溶接継目の自動検査のための方法 - Google Patents
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Description
Winside_thd=Wmin+(Wmax−Wmin)×ζ が当てはまり、ここでは、ζは、内部欠陥7の高信頼な認識を確実にする第一の熱流係数を示している。第一の熱流係数ζは、実験的に乃至経験的に決定され、0〜1の間、特に0.6〜0.9の間の範囲にある。第三の欠陥タイプの欠陥を検知及び評価するために最良に適した熱画像TF3は、熱流WF3に関連した画像数N(TF3)から作り出される。
Wsurf_thd=Wmin+(Wmax−Wmin)×δ が当てはまり、ここでは、δは、表面欠陥8の高信頼な認識を確実にする第二の熱流係数を示している。第二の熱流係数δは、実験的に乃至経験的に決定され、0〜1の間、特に0.1〜0.4の間の範囲にある。第四の欠陥タイプの欠陥を検知及び評価するために最良に適した熱画像TF4は、熱流WF4に関連した画像数N(TF4)から作り出される。
Wstart_thd=Wmin+(Wmax−Wmin)×θ が当てはまり、ここでは、θは、分離係数として表される。分離係数θは、実験的に乃至経験的に決定され、0〜1の間、特に0〜0.15の間の範囲にある。
4 溶接継目
5 欠陥
6 欠陥
7 欠陥
8 欠陥
9 励起源
10 赤外線センサ
11 熱流
16 画像対象
17 画像バックグラウンド
NS シリーズ長さ
n(I) ヒストグラム
T1 第一特徴熱画像
T2 第二特徴熱画像
TF1 熱画像
TF2 熱画像
TF3 熱画像
TF4 熱画像
TS 開始画像
W(N) 特徴ベクトル
Wmin 最小熱流
Wmax 最大熱流
Wstart_thd 第一閾値
Winside_thd 第二閾値
Wsurf_thd 第三閾値
ΔIobj 対象強度領域
ΔIobj_rel 強度領域
Iobj_bot_thd 第一の下限値
Iobj_top_thd 第一の上限値
Fobj_bot_thd 第一の特徴面積部分
Fobj_top_thd 第一の特徴面積部分
ΔIbgrd バックグラウンド強度領域
ΔIbgrd_rel 強度領域
Ibgrd_bot_thd 第二の下限値
Ibgrd_top_thd 第二の上限値
Fbgrd_bot_thd 第二の特徴面積部分
Fbgrd_top_thd 第二の特徴面積部分
Claims (21)
- 熱流サーモグラフィを用いた溶接継目の自動検査のための方法にして、
a.検査されるべき、溶接継目(4)を有する対象物(1)が提供され、
b.対象物(1)が少なくとも一つの励起源(9)を用いて励起され、
c.励起によって作り出された熱流(11)を、少なくとも一つの赤外線センサ(10)を用いて一連の熱画像で検出する、方法において、
d.検出された熱流(11)の時間経過である特徴ベクトル(W(N))が作り出され、
e.対象物(1)を通った最小熱流(W min )を有する第一特徴熱画像(T1)が、特徴ベクトル(W(N))を用いて一連の熱画像から動的に求められ、
f.対象物(1)を通った最大熱流(W max )を有する第二特徴熱画像(T2)が、特徴ベクトル(W(N))を用いて一連の熱画像から動的に求められ、
g.特徴熱画像(T1、T2)への励起源(9)からの直接の熱流(13)が一連の熱画像から明らかな場合は、当該直接の熱流が既に消散されていて、
h.一連の熱画像からの適当な熱画像(TF1、TF2、TF3、TF4)が種々の欠陥タイプの欠陥(5、6、7、8)に対して溶接継目(4)を検出し評価するために用いられ、各欠陥タイプのために、特徴熱画像(T1、T2)がそれぞれの適当な熱画像(TF1、TF2、TF3、TF4)を求めるための基準として用いられる、方法。 - 第二特徴熱画像(T2)が、溶接継目(4)の幾何欠陥である第一欠陥タイプの欠陥(5)を検出するために適当な熱画像(TF1)として用いられる、請求項1に記載の方法。
- a.第一欠陥タイプの欠陥(5)を検出するために用いられる開始画像(TS)が、第一及び第二特徴熱画像(T1、T2)の間に位置され、検出される熱流(11)の時間経過で最初に第一閾値(Wstart_thd)を超える熱流(WS)を有し、当該第一閾値(Wstart_thd)には、
Wstart_thdを第一閾値とし、
Wminを、第一特徴熱画像(T1)を有する最小熱流とし、
Wmaxを、第二特徴熱画像(T2)を有する最大熱流とし、
θを分離係数とすると、
Wstart_thd=Wmin+(Wmax−Wmin)×θ
が当てはまり、
b.一連の熱画像からの部分的一連の適当な熱画像が開始画像(TS)及びシリーズ長さ(NS)から選択され、
c.結果画像が部分的一連の適当な熱画像から得られ、
d.第一欠陥タイプの欠陥(5)が、溶接継目(4)の幾何欠陥であり、結果画像がそれらの検出と評価のために用いられるように、
開始画像(TS)が動的に検出される、請求項1に記載の方法。 - 分離係数(θ)が、0〜1の間の範囲で求められる、請求項3に記載の方法。
- 分離係数(θ)が、0.1〜0.15の間の範囲で求められる、請求項3に記載の方法。
- 第一特徴熱画像(T1)、第二特徴熱画像(T2)及び開始画像(TS)を含む画像量からの少なくとも2つの画像が、シリーズ長さ(NS)を動的に求めるための基準として用いられる、請求項3、4又は5に記載の方法。
- 第一特徴熱画像(T1)よりも前に検出され、励起源(9)の最大熱流(WAmax)を有する熱画像が、溶接継目(4)の連続欠陥である第二欠陥タイプの欠陥(6)を検出するために適当な熱画像(TF2)として用いられる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 第一及び第二特徴熱画像(T1、T2)の間に位置され、検出される熱流(11)の時間経過で最初に第二閾値(Winside_thd)を超える熱流(WF3)を有する熱画像が、溶接継目(4)の内部に位置される欠陥である第三欠陥タイプの欠陥(7)を検出するために適当な熱画像(TF3)として用いられ、当該第二閾値(Winside_thd)には、
Winside_thdを第二閾値とし、
Wminを、第一特徴熱画像(T1)を有する最小熱流とし、
Wmaxを、第二特徴熱画像(T2)を有する最大熱流とし、
ζを第一熱流係数とすると、
Winside_thd=Wmin+(Wmax−Wmin)×ζ
が当てはまる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 第一熱流係数ζが、0〜1の間の範囲で求められる、請求項8に記載の方法。
- 第一熱流係数ζが、0.6〜0.9の間の範囲で求められる、請求項8に記載の方法。
- 第一及び第二特徴熱画像(T1、T2)の間に位置され、検出される熱流(11)の時間経過で最初に第三閾値(Wsurf_thd)を超える熱流(WF4)を有する熱画像が、溶接継目(4)の表面欠陥の欠陥である第四欠陥タイプの欠陥(8)を検出するために適当な熱画像(TF4)として用いられ、当該第三閾値(Wsurf_thd)には、
Wsurf_thdを第三閾値とし、
Wminを、第一特徴熱画像(T1)を有する最小熱流とし、
Wmaxを、第二特徴熱画像(T2)を有する最大熱流とし、
δを第二熱流係数とすると、
Wsurf_thd=Wmin+(Wmax−Wmin)×δ
が当てはまる、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。 - 第二熱流係数(δ)が、0〜1の間の範囲で求められる、請求項11に記載の方法。
- 第二熱流係数(δ)が、0.1〜0.4の間の範囲で求められる、請求項11に記載の方法。
- 種々の欠陥タイプの欠陥に対して溶接継目(4)を検出し評価するために用いられる少なくとも一つの画像(TF1、TF2、TF3、TF4)が、8ビット画像に変換され、そこでは、
a.画像(TF1、TF2、TF3、TF4)のヒストグラム(n(I))が作り出され、
b.画像対象(16)に対応する第一強度領域(ΔIobj)の情報に関連する第一部分(ΔIobj_rel)がヒストグラム(n(I))から求められ、そこでは、
i.第一下限値(Iobj_bot_thd)と第一上限値(Iobj_top_thd)とが動的に求められ、
ii.第一限界値(Iobj_bot_thd、Iobj_top_thd)が、第一強度領域(ΔIobj)に対応するヒストグラム(n(I))の面積(Fobj)の第一特徴面積部分(Fobj_bot_thd、Fobj_top_thd)を区切り、
c.画像バックグラウンド(17)に対応する第二強度領域(ΔIbgrd)の情報に関連する第二部分(ΔIbgrd_rel)がヒストグラム(n(I))から求められ、そこでは、
i.第二下限値(Ibgrd_bot_thd)と第二上限値(Ibgrd_top_thd)とが動的に求められ、
ii.第二限界値(Ibgrd_bot_thd、Ibgrd_top_thd)が、第二強度領域(ΔIbgrd)に対応するヒストグラム(n(I))の面積(Fbgrd)の第二特徴面積部分(Fbgrd_bot_thd、Fbgrd_top_thd)を区切り、
d.情報に関連する部分(ΔIobj_rel、ΔIbgrd_rel)が、検査されるべき画像(TF1、TF2、TF3、TF4)の、8ビット画像への変換のための基礎として用いられる、請求項1に記載の方法。 - 第一強度領域(ΔIobj)に対応する面積(Fobj)に関する第一特徴面積部分(Fobj_bot_thd、Fobj_top_thd)が0〜0.5の間の範囲で求められる、請求項14に記載の方法。
- 第一強度領域(ΔI obj )に対応する面積(F obj )に関する第一特徴面積部分(F obj_bot_thd 、F obj_top_thd )が0.05〜0.4の間の範囲で求められる、請求項14に記載の方法。
- 第二強度領域(ΔIbgrd)に対応する面積(Fbgrd)に関する第二特徴面積部分(Fbgrd_bot_thd、Fbgrd_top_thd)が0〜0.5の間の範囲で求められる、請求項14に記載の方法。
- 第二強度領域(ΔI bgrd )に対応する面積(F bgrd )に関する第二特徴面積部分(F bgrd_bot_thd 、F bgrd_top_thd )が0.05〜0.4の間の範囲で求められる、請求項14に記載の方法。
- 特徴面積部分(Fobj_bot_thd、Fobj_top_thd、Fbgrd_bot_thd、Fbgrd_top_thd)が互いに独立して求められる、請求項14に記載の方法。
- 特徴ベクトル(W(N))が、少なくとも一つの形態学的フィルタを用いて処理される、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- ヒストグラム(n(I))が、少なくとも一つの形態学的フィルタを用いて処理される、請求項14〜19のいずれか一項に記載の方法。
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