[发明专利]一种基于红外热成像技术的铁体形貌探测法

摘要

本发明提供一种基于红外热成像技术的测量方法，利用金属材料具有热辐射差异特性的原理，采集冲击试样表层发射出的红外光，利用结晶区与韧性区所发射出的红外光的不同的发射率，得到不同的热图像，然后在热图像中找到结晶区的边界点，对冲击试样断口进行测量；本发明采用热成像处理技术，将断口的测量分析从手工操作，进化到基于高精密红外测量系统的红外热图像测量法，克服了单纯采用CCD摄像头的图像采集受温度及环境影响比较大的缺点，能够用于金属材料测试领域内对金属夏比冲击试验中断口形貌的测量，同时本发明采用计算出的结晶区面积能够用于测量断口的纤维断面率，侧膨胀率，绘制韧脆转变曲线，求取Tk值，测量试样外形尺寸，测量缺口尺寸。

主权项

1.一种基于红外热成像技术的铁体形貌探测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用红外光照射冲击金属试样断口，并通过热成像采集系统采集冲击金属试样断口外部形貌的红外图像；步骤2：根据红外图像中结晶区和韧性区像素值的不同，找出红外图像中的所有的结晶区，从而实现冲击金属试样断口外部形貌探测；具体步骤如下：步骤21：计算红外图像所有像素点的像素平均值，并将像素平均值设为阈值T，其中大于阈值T的像素点属于结晶区，不大于阈值T的像素点属于韧性区；步骤22：采用滑动检测窗口逐行遍历红外图像的像素，将滑动检测窗口首次检测到像素值大于阈值T的像素点设为结晶区的边界点，并对该边界点进行标记，直到得到至少三个边界点；步骤23：采用三点定圆法，根据步骤22所述的三个边界点确定结晶区的潜在区域；步骤24：滑动检测窗口逐行遍历所述潜在区域中的像素，找出潜在区域内所有像素值大于阈值T的像素点，并一一进行标记；步骤25：识别所有标记点然后求取最外围标记点的梯度突变，如果梯度突变的方向均指向所述潜在区域的内部，则步骤24得到的标记点构成结晶区的完整边界，从而确定结晶区的位置，并进入步骤26；如果梯度突变的方向没有全部指向所述潜在区域的内部，则返回步骤22，变换滑动检测窗口的起点，重新查找结晶区的边界点，一直执行到本步骤；步骤26：统计结晶区的所有像素，得到结晶区的面积；步骤27：将已有的标记点从红外图像中剔除，在剩余的像素点中重复步骤22－步骤26，直到遍历整幅红外图像，找到所有的结晶区。