一種實(shí)現(xiàn)鋼管壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋼管等環(huán)形型材的壁厚測(cè)量領(lǐng)域，具體來說是一種實(shí)現(xiàn)鋼管等型材的壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置，解決目前管壁測(cè)量效率低、操作復(fù)雜的問題。根據(jù)軟件處理前得到的鋼管截面照片，通過截取照片有效圖形區(qū)域，并導(dǎo)入本發(fā)明設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程序中，實(shí)現(xiàn)鋼管壁厚偏差數(shù)據(jù)的采集，并擬合得到壁厚差曲線；對(duì)圖像信息數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相關(guān)操作，得到鋼管內(nèi)圈輪廓并進(jìn)行了內(nèi)圈圓度評(píng)定。本發(fā)明可以自動(dòng)化擬合鋼管壁厚偏差，并評(píng)定鋼管壁厚不均程度，測(cè)量效率高，操作簡(jiǎn)單。
【專利說明】
一種實(shí)現(xiàn)鋼管壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)鋼管等環(huán)形型材的壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)形型材的壁厚偏差測(cè)量，廣泛應(yīng)用于石油、造船、水電、化工、機(jī)械制造等工業(yè)部門。應(yīng)用本文介紹的自動(dòng)裝置來測(cè)量鋼管環(huán)形壁厚偏差，可以降低測(cè)量成本，減少測(cè)量時(shí)間和工作量，并滿足更高的精度要求。目前，鋼管壁厚測(cè)量有常規(guī)測(cè)量方法和專門測(cè)量的儀器，常規(guī)的鋼管壁厚的測(cè)量方法是利用卡尺的量具反復(fù)測(cè)量并記錄，這種測(cè)量方法花費(fèi)的人力資源大而且測(cè)量精度不高，不適于當(dāng)前鋼管行業(yè)自動(dòng)化的大趨勢(shì)；而應(yīng)用專門的測(cè)量?jī)x器，利用超聲波、電磁原理制成，比如管道壁厚測(cè)量?jī)x，這種測(cè)量設(shè)備價(jià)格高且操作要求高。這種鋼管壁厚偏差測(cè)量裝置步驟是:先用掃描儀或者照相機(jī)掃描鋼管截面得到鋼管截面圖，再在軟件上進(jìn)行圖像處理，得到壁厚變化數(shù)據(jù)，并得到內(nèi)圓最大內(nèi)切圓數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行標(biāo)定和分析數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種能實(shí)現(xiàn)鋼管壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中壁厚測(cè)量操作復(fù)雜的問題，提高測(cè)量效率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種實(shí)現(xiàn)鋼管壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置的操作，包括如下步驟:
[0006]I)根據(jù)鋼管的粗略直徑，選擇合適像素和尺寸的掃描儀或者照相機(jī)；
[0007]2)粗略調(diào)節(jié)上述儀器的拍攝角度，為增強(qiáng)對(duì)比需調(diào)整拍攝時(shí)的背景，得到鋼管的截面圖；
[0008]3)將得到的截面圖導(dǎo)入程序處理裝置；
[0009]4)將鋼管截面圖像灰度化并得到其輪廓二值化圖像數(shù)組數(shù)據(jù)；
[0010]5)利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理，得到鋼管截面的外圈輪廓像素?cái)?shù)組和內(nèi)圈輪廓像素?cái)?shù)組；
[0011]6)對(duì)于裝置得到的照片應(yīng)用本發(fā)明設(shè)計(jì)的軟件程序進(jìn)行處理，每隔一定角度采集鋼管截面輪廓上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而得到壁厚偏差數(shù)據(jù)，進(jìn)行壁厚數(shù)值擬合得到壁厚偏差曲線.
[0012]7)最后應(yīng)用本發(fā)明的程序?qū)B軋鋼管的內(nèi)圈進(jìn)行圓度評(píng)定。
[0013]所述步驟2)中，拍攝鋼管截面時(shí)，應(yīng)使拍攝裝置盡量垂直與截面。
[0014]所述步驟3)中，在本裝置所拍攝的圖片中若鋼管截面圖所占區(qū)域小，則用本發(fā)明建議的軟件程序把鋼管截面圖截取出來，以提高分析的準(zhǔn)確度和節(jié)約軟件處理計(jì)算時(shí)間。
[0015]所述步驟4)中，利用圖像邊緣檢測(cè)canny算子檢測(cè)得到灰度圖像的輪廓。
[0016]所述步驟5)中，利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的腐蝕和膨脹，形態(tài)學(xué)開操作和閉操作，去掉圖像中噪聲信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)圖像細(xì)化，從而分別提取鋼管截面的內(nèi)圈與外圈輪廓像素圖。
[0017]所述步驟6)中，進(jìn)行單位標(biāo)定，將鋼管截面圖測(cè)量出來的壁厚或直徑信息反映為真實(shí)的壁厚或直徑。
[0018]所述步驟7)中，由于連軋鋼管內(nèi)圈一般是多邊形形狀，本發(fā)明可以利用程序得到內(nèi)圈輪廓的最大內(nèi)切圓和最小外接圓的直徑，從而實(shí)現(xiàn)鋼管內(nèi)圈的圓度評(píng)定。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]1、采用本發(fā)明，使得壁厚測(cè)量從硬件要求高更多的轉(zhuǎn)移到軟件處理上來，從而提高生產(chǎn)自動(dòng)化率，并且測(cè)量精度達(dá)到一定要求，對(duì)鋼管壁厚進(jìn)行了數(shù)值擬合以及評(píng)定鋼管內(nèi)圈圓度。
[0021]2、本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，所得數(shù)據(jù)可以自動(dòng)化處理，效率高。
【附圖說明】
[0022]圖1為鋼管壁厚自動(dòng)測(cè)量裝置示意圖。
[0023]圖2為一張鋼管截面邊界輪廓圖。
[0024]圖3為一張鋼管內(nèi)圈輪廓與其內(nèi)切圓示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0026]圖1所示本發(fā)明所設(shè)計(jì)的裝置示意圖，它包括鋼管、拍攝裝置及程序處理裝置3個(gè)部分。
[0027]以一張掃描后得到的鋼管截面圖來說明，圖2所示本發(fā)明處理后的鋼管輪廓圖。將原始圖像有用信息區(qū)域截取下來，將圖像二值化、銳化、去掉圖像噪聲，再edge函數(shù)的“canny”算子得到圖像輪廓圖，其像素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)體現(xiàn)為大型稀疏矩陣，取出大圓像素坐標(biāo)作其最小二乘圓得到其圓心坐標(biāo)。以大圓的圓心為中心，每隔一定角度測(cè)得一組壁厚值，用數(shù)值分析方法可以模擬出壁厚值變化的總體走勢(shì)圖。
[0028]圖3所示為鋼管內(nèi)圈圓度評(píng)定時(shí)所用的示意圖。鋼管截面圖經(jīng)過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作后，可以得到去掉噪聲后的鋼管內(nèi)圈輪廓像素矩陣值，應(yīng)用本發(fā)明設(shè)計(jì)的程序得到內(nèi)圈的最小內(nèi)切圓，從而可以檢查內(nèi)圈的圓度。
[0029]結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鋼管等型材的壁厚偏差的測(cè)量，測(cè)量簡(jiǎn)單，擬合后的偏差值與真實(shí)值所繪圖形狀基本一致，測(cè)量效率高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)現(xiàn)鋼管等環(huán)形型材的壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置，其特征在于，包括如下步驟: 1)根據(jù)鋼管等環(huán)形型材的粗略直徑，選擇合適像素和尺寸的掃描儀或者照相機(jī)； 2)粗略調(diào)節(jié)上述儀器的拍攝角度，為增強(qiáng)對(duì)比需調(diào)整拍攝時(shí)的背景，得到鋼管的截面圖； 3)將得到的截面圖導(dǎo)入程序處理裝置: 4)將鋼管截面圖像灰度化并得到其輪廓二值化圖像數(shù)組數(shù)據(jù)； 5)利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)，得到鋼管截面的外圈輪廓像素?cái)?shù)組和內(nèi)圈輪廓像素?cái)?shù)組； 6)對(duì)照片應(yīng)用本發(fā)明設(shè)計(jì)的軟件程序進(jìn)行處理，每隔一定角度采集鋼管截面輪廓上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而得到壁厚偏差數(shù)據(jù)，進(jìn)行壁厚數(shù)值擬合得到壁厚偏差曲線； 7)最后應(yīng)用本發(fā)明的程序?qū)B軋鋼管壁厚不均程度進(jìn)行評(píng)定。2.如權(quán)利要求1所述的鋼管等型材的壁厚偏差測(cè)量的自動(dòng)裝置，其特征在于:所述步驟2)中，拍攝鋼管截面時(shí)，應(yīng)使拍攝裝置盡量垂直與截面。 所述步驟3)中，圖片中若鋼管截面圖所占區(qū)域小，則用本發(fā)明建議的軟件程序把鋼管截面圖截取出來，以提高分析的準(zhǔn)確度和節(jié)約軟件處理計(jì)算時(shí)間。 所述步驟4)中，利用圖像處理canny算子檢測(cè)得到灰度圖像的輪廓。 所述步驟5)中，利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的腐蝕和膨脹，形態(tài)學(xué)開操作和閉操作，去掉圖像中噪聲信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)圖像細(xì)化，從而分別提取鋼管截面的內(nèi)圈與外圈輪廓像素圖。 所述步驟6)中，進(jìn)行單位標(biāo)定，將鋼管截面圖測(cè)量出來的壁厚或直徑信息反映為真實(shí)的壁厚或直徑。 所述步驟7)中，由于連軋鋼管內(nèi)圈一般是多邊形形狀，本發(fā)明可以利用程序得到內(nèi)圈輪廓的最大內(nèi)切圓和最小外接圓的直徑，從而實(shí)現(xiàn)鋼管內(nèi)圈的圓度評(píng)定。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK105890527SQ201410550513
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年10月17日
【發(fā)明人】唐華平, 唐海紅, 姜永正, 許方煒, 鄧賽幫, 彭旋
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)