JPH0381082B2 - - Google Patents
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- JPH0381082B2 JPH0381082B2 JP23902585A JP23902585A JPH0381082B2 JP H0381082 B2 JPH0381082 B2 JP H0381082B2 JP 23902585 A JP23902585 A JP 23902585A JP 23902585 A JP23902585 A JP 23902585A JP H0381082 B2 JPH0381082 B2 JP H0381082B2
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- crack
- tip position
- crack tip
- reference line
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属材料に使用される疲労試験片ク
ラツク先端位置を検出する疲労試験片クラツク先
端位置検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fatigue test piece crack tip position detecting device for detecting the crack tip position of a fatigue test piece used for metal materials.
金属材料の疲労測定は、形状、寸法がB.S5762
−1979(Methods for crack opening
displacement testing)等に規定されている第1
1図に示すようなクラツク(疲労亀裂)2を入れ
た疲労試験片(以下、試験片と省略する)1を用
いている。なお、この試験片1は、試験片1の中
央部に加工した機械ノツチ(以下、ノツチと省略
する)3の先端から疲労試験機を用いて所定の長
さのクラツク2を入れたものとすることが義務づ
けられており、そこで、このクラツク2の加工作
業においてクラツク2の長さつまりクラツク先端
位置の監視が必要となつてくる。
For fatigue measurement of metal materials, the shape and dimensions are B.S5762.
−1979(Methods for crack opening
displacement testing), etc.
A fatigue test piece (hereinafter abbreviated as test piece) 1 with a crack (fatigue crack) 2 as shown in FIG. 1 was used. In addition, this test piece 1 is one in which a crack 2 of a predetermined length is inserted from the tip of a mechanical notch (hereinafter abbreviated as notch) 3 machined in the center of the test piece 1 using a fatigue testing machine. Therefore, in the machining operation of the crack 2, it is necessary to monitor the length of the crack 2, that is, the position of the tip of the crack.
ところで、クラツク先端位置の検出装置として
例えば特願昭60−12098号のようなものがある。
これは、基準線としてのけがき線が引かれた試験
片を疲労試験機にセツトしてこの試験片に繰返し
荷重を加える。なお、この荷重は振幅が数百μで
振動数が約30Hzとなつている。このような荷重が
加わつているときに試験片の表面を照明し顕微鏡
を通してITVカメラ(工業用テレビジヨンカメ
ラ)により撮像する。そして、このITVカメラ
から出力されるビデオ信号を処理して試験片に生
じるクラツクの先端位置とけがき線との距離を検
出して疲労度等を求めている。 By the way, there is a device for detecting the position of the crack tip as disclosed in Japanese Patent Application No. 12098/1983, for example.
In this method, a test piece with a marked line as a reference line is set in a fatigue testing machine, and a load is repeatedly applied to the test piece. Note that this load has an amplitude of several hundred μ and a frequency of approximately 30 Hz. While such a load is being applied, the surface of the test piece is illuminated and imaged with an ITV camera (industrial television camera) through a microscope. The video signal output from this ITV camera is then processed to detect the distance between the tip of the crack that occurs on the test piece and the marking line to determine the degree of fatigue.
しかしながら上記装置では試験片への照明が連
続光となつているので、得られる試験片の画像は
ブレたものとなつてしまう。つまり、上記の如く
荷重は振幅が数百μで振動数が約30Hzとなつてい
るが、これに対してITVカメラで撮像するとき
の視野は、分解能を考慮して数mm程度としなけれ
ばならず、従つて、連続照明を用いて撮像すると
試験片の振動のためにブレた画像となつてしま
い、高精度にクラツク先端位置を検出することが
できなくなつてしまう。
However, in the above apparatus, since the test piece is illuminated with continuous light, the obtained image of the test piece will be blurred. In other words, as mentioned above, the load has an amplitude of several hundred μ and a frequency of approximately 30Hz, but in contrast, the field of view when capturing images with an ITV camera must be approximately several mm in consideration of resolution. Therefore, if an image is taken using continuous illumination, the image will be blurred due to the vibration of the test piece, making it impossible to detect the crack tip position with high precision.
また、試験片に生じるクラツクは、試験片の内
部や表面の状態によつて1本のクラツクにおいて
その幅が数μから数十μの間で変化するものとな
つている。したがつて、クラツクにおいて特に幅
の狭い部分に対しては適切な照度で照明しなけれ
ば撮像されずに検出できないことがある。 Furthermore, the width of a crack that occurs in a test piece varies from several microns to several tens of microns depending on the internal and surface conditions of the test piece. Therefore, if a particularly narrow part of a crack is not illuminated with appropriate illuminance, it may not be imaged and cannot be detected.
そこで本発明は上記問題点を解決するために、
画像ブレを無くして正確にクラツク先端位置を検
出できる高精度な疲労試験片クラツク先端位置検
出装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention has the following features:
It is an object of the present invention to provide a highly accurate fatigue test piece crack tip position detection device capable of accurately detecting the crack tip position without image blurring.
本発明は上記目的を達成するために、クラツク
先端位置を得るための基準線が施された疲労試験
片のクラツクおよび基準線を同一視野で撮像する
撮像手段と、疲労試験片面に照明光を照射するス
トロボ照明装置と、このストロボ照明装置の発光
タイミングを所望タイミングに制御する照明制御
手段と、撮像手段からのビデオ信号から基準線方
向と同一方向に輝度レベルを積分して最大となる
レベルを求めて基準線位置を検出する基準線検出
手段と、撮像手段からのビデオ信号をクラツク方
向と垂直方向に輝度レベルの2値化処理を行な
い、この後ハイレベル値の連続性を判定してクラ
ツク先端位置を検出するクラツク先端位置検出手
段と、基準線検出手段により求められた基準線位
置とクラツク先端位置検出手段により求められた
クラツク先端位置とから基準線からクラツク先端
位置までの距離を算出するクラツク先端位置算出
手段とを備えてなる疲労試験片クラツク先端位置
検出装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging means that images the crack and the reference line of a fatigue test piece on which a reference line for obtaining the position of the crack tip has been formed in the same field of view, and irradiates illumination light onto the surface of the fatigue test piece. A strobe illumination device, a lighting control means for controlling the light emission timing of the strobe illumination device to a desired timing, and a video signal from an imaging means, and the luminance level is integrated in the same direction as the reference line direction to find the maximum level. The video signal from the reference line detection means detects the reference line position and the imaging means is subjected to binarization processing of the brightness level in the direction perpendicular to the crack direction, and then the continuity of the high level value is determined to detect the tip of the crack. A crack tip position detection means for detecting the position, and a crack tip position detection means for calculating the distance from the reference line to the crack tip position from the reference line position determined by the reference line detection means and the crack tip position determined by the crack tip position detection means. This is a fatigue test piece crack tip position detecting device comprising a tip position calculation means.
本発明は上記各手段を備えたことにより疲労試
験片がストロボ照明装置により照明光が照射され
たときに撮像手段により疲労試験片を撮像し、こ
のとき得られたビデオ信号から基準線およびクラ
ツク先端位置を検出して、これら基準線とクラツ
ク先端位置との間の距離を算出することになる。
The present invention is provided with the above-mentioned means, so that when the fatigue test piece is irradiated with illumination light from the strobe lighting device, the fatigue test piece is imaged by the imaging means, and the reference line and crack tip are detected from the video signal obtained at this time. The position is detected and the distance between these reference lines and the crack tip position is calculated.
以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は疲労試験片クラツク先端位置検出装置
の外観図であり、第2図はその具体的な構成図で
ある。同各図において10は試験片であつて、こ
れは第3図に示すようにノツチ11が形成されて
クラツク12の先端位置を測定するための基準線
となるけがき線13がノツチ11の上部の所定位
置に引かれている。このけがき線13はCOD試
験片においてはクラツク12を入れる目標位置と
なる。また、この試験片10の表面はダイヤモン
ド等の微粒で研磨されておりほぼ鏡面と同一の状
態に形成されている。 FIG. 1 is an external view of a fatigue test piece crack tip position detection device, and FIG. 2 is a specific configuration diagram thereof. In each figure, reference numeral 10 is a test piece, in which a notch 11 is formed as shown in FIG. is pulled into place. This marked line 13 becomes the target position for inserting the crack 12 in the COD test piece. Further, the surface of this test piece 10 is polished with fine particles of diamond or the like, and is formed into a state almost identical to a mirror surface.
20,21は顕微鏡であつて試験片10の両側
表面の拡大像を得るために設けられている。そし
て、これら顕微鏡20,21にはITVカメラヘ
ツド22,23が取付けられ、それぞれITVカ
メラコントローラ24,25により制御されて各
顕微鏡20,21を通して拡大された像を撮像し
てそのビデオ信号を信号処理装置30のカメラ切
換スイツチ31を介してけがき線検出手段32お
よびクラツク先端位置検出手段33に送られるよ
うになつている。 Reference numerals 20 and 21 are microscopes, which are provided to obtain enlarged images of both surfaces of the test piece 10. ITV camera heads 22 and 23 are attached to these microscopes 20 and 21, and are controlled by ITV camera controllers 24 and 25, respectively, to take magnified images through the microscopes 20 and 21, and transmit the video signals to a signal processing device. The signal is sent to a marking line detecting means 32 and a crack tip position detecting means 33 via a camera changeover switch 31 of 30.
また、26,27はストロボ照明装置であつ
て、これらは各顕微鏡20,21の光軸Gに対し
て所定角度θ例えば30°をもつた位置から照明光
Rを試験片10の表面に照射するものである。と
ころで、これらストロボ照明装置26,27の発
光タイミングは各ITVカメラヘツド22,23
において残像が十分に減衰する時間間隔をもつて
行なわれるようになつている。具体的には照明制
御手段として各ITVカメラコントローラ24,
25に同期信号を送出する同期信号発生回路34
からの前記同期信号を受けてこれを所定の分周率
で分周する分周回路35と、この分周回路35の
分周出力を受けて各ストロボ照明装置26,27
を発光動作させるストロボコントローラ36,3
7とから構成されている。なお、前記カメラ切換
スイツチ31は分周回路35の分周出力を受けて
ストロボ照明装置26,27の発光動作時に同期
して各ITVカメラヘツド22,23からのビデ
オ信号を交互に通すものとなつている。 Furthermore, 26 and 27 are strobe illumination devices, which irradiate the surface of the test piece 10 with illumination light R from a position having a predetermined angle θ, for example, 30° with respect to the optical axis G of each microscope 20 and 21. It is something. By the way, the emission timing of these strobe lighting devices 26 and 27 is determined by each ITV camera head 22 and 23.
This is done at a time interval in which the afterimage is sufficiently attenuated. Specifically, each ITV camera controller 24,
A synchronization signal generation circuit 34 that sends a synchronization signal to 25
A frequency dividing circuit 35 receives the synchronization signal from the synchronous signal and divides the frequency at a predetermined frequency division ratio, and each strobe lighting device 26, 27 receives the frequency divided output of this frequency dividing circuit 35.
A strobe controller 36, 3 that operates to emit light.
It consists of 7. The camera changeover switch 31 receives the divided output of the frequency dividing circuit 35 and alternately passes video signals from the ITV camera heads 22 and 23 in synchronization with the flashing operation of the strobe lighting devices 26 and 27. There is.
次にけがき線検出手段32は、ビデオ信号の輝
度レベルを画像中けがき線13の方向と同一方向
に積分して最大輝度レベルを求め、この最大輝度
レベル位置からけがき線13の位置を検出する機
能をもつたもので、水平方向積分回路38と積分
値ピーク位置検出部39とから構成されている。 Next, the marking line detection means 32 integrates the brightness level of the video signal in the same direction as the marking line 13 in the image to obtain the maximum brightness level, and calculates the position of the marking line 13 from this maximum brightness level position. It has a detection function and is composed of a horizontal direction integration circuit 38 and an integral value peak position detection section 39.
また、クラツク先端位置検出手段33は、ビデ
オ信号を2値化信号に変換し、この後2値化信号
から得られる画像データからハイレベル値が連続
的に発生し、これが一定の連続条件を満足してい
るかを判定してクラツク12を検出する機能を持
つたもので、フイルタ回路40、2値化回路41
およびノイズ除去回路42から構成されている。 Further, the crack tip position detection means 33 converts the video signal into a binary signal, and then high-level values are continuously generated from the image data obtained from the binary signal, and this satisfies a certain continuity condition. The filter circuit 40 and the binarization circuit 41 have the function of detecting a crack 12 by determining whether
and a noise removal circuit 42.
距離検出部43は前記各手段32,33により
求められたけがき線位置とクラツク先端位置との
間の距離を求める機能をもつたものであり、この
距離は表示部44例えばモニタテレビジヨンに表
示されるようになつている。 The distance detecting section 43 has a function of determining the distance between the marking line position determined by the respective means 32 and 33 and the crack tip position, and this distance is displayed on a display section 44, for example, a monitor television. It is becoming more and more common.
また、本装置には疲労試験機(不図示)を停止
させるためのけがき線13とクラツク先端位置と
の距離の設定値(クラツク先端位置がけがき線に
達した時を含む)が予め設定された停止距離設定
回路45および疲労試験機に停止信号Kを送出す
る疲労試験機停止信号発生回路46が備えられて
いる。 In addition, this device has a preset value for the distance between the marking line 13 and the crack tip position (including when the crack tip position reaches the marking line) for stopping the fatigue testing machine (not shown). A stopping distance setting circuit 45 and a fatigue testing machine stop signal generating circuit 46 for sending a stop signal K to the fatigue testing machine are provided.
次に上記の如く構成された装置の動作について
説明する。顕微鏡20,21によつて拡大された
けがき線13およびクラツク12の像は、ITV
カメラヘツド22,23の一画面内に入つて第4
図aに示すような画像となるように位置等の調整
が行なわれる。またストロボ照明装置26,27
による照度等が可変調整されてけがき線13およ
びクラツク12が強調されて撮像されるようにす
る。つまり、けがき線13およびクラツク12か
らの乱反射光が撮像されるようにする。なお、第
4図aでは色が逆転したものとなつている。 Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained. The images of the marking lines 13 and cracks 12 magnified by the microscopes 20 and 21 are shown on the ITV
Enter the camera head 22, 23 into the fourth screen.
Adjustments such as the position are made so that the image is as shown in Figure a. Also, strobe lighting devices 26, 27
The illuminance and the like are variably adjusted so that the marking lines 13 and cracks 12 are emphasized and imaged. In other words, the diffusely reflected light from the marking line 13 and the crack 12 is imaged. In addition, the colors are reversed in FIG. 4a.
さて、この状態にあつて同期信号発生回路34
から同期信号が送出されると、各ITVカメラコ
ントローラ24,25の制御により各ITVカメ
ラヘツド22,23は撮像を開始してそのビデオ
信号を出力する。 Now, in this state, the synchronization signal generation circuit 34
When a synchronization signal is sent from the ITV camera controllers 24 and 25, each ITV camera head 22 and 23 starts imaging and outputs the video signal.
これと同時に同期信号は分周回路35により分
周されて、例えばITVカメラヘツド22,23
の残像時間の2倍の周期の分周信号として出力さ
れる。したがつて、この分周信号が各ストロボコ
ントローラ36,37に交互に送出されることに
より各ストロボ照明装置26,27は分周信号に
同期して交互に発光することになる。これにより
各ストロボ照明装置26,27は、それぞれ
ITVカメラヘツド22,23の残像時間以上の
周期で発光することになる。かくして、これらス
トロボ照明装置26,27の発光時のビデオ信号
がカメラ切換スイツチ31を通つてけがき線検出
手段32およびクラツク先端位置検出手段33に
送られる。 At the same time, the synchronizing signal is frequency-divided by a frequency dividing circuit 35, and is transmitted to, for example, the ITV camera heads 22, 23.
It is output as a frequency-divided signal with a period twice as long as the afterimage time. Therefore, by alternately sending this frequency-divided signal to each strobe controller 36, 37, each strobe lighting device 26, 27 will alternately emit light in synchronization with the frequency-divided signal. As a result, each strobe lighting device 26, 27 is
The light is emitted at a cycle longer than the afterimage time of the ITV camera heads 22 and 23. In this manner, video signals when the strobe lighting devices 26 and 27 emit light are sent through the camera changeover switch 31 to the marking line detection means 32 and the crack tip position detection means 33.
けがき線検出手段32では、先ず水平方向積分
回路38によりビデオ信号の輝度レベルの積分値
が求められる。つまり、第4図aに示す画像にお
いてけがき線13の方向と同一方向で輝度レベル
の積分値を求める。そうすると、第4図bに示す
ような水平方向の輝度レベルが求められ、もつて
積分値ピーク位置検出部39はこの輝度分布から
最大輝度レベルを検出してけがき線13の位置を
求める。ここで、クラツク12の白色で撮像され
ているため輝度レベルは高いが、けがき線13の
方向に積分するためにクラツク12による輝度レ
ベルが除去される。 In the scribe line detecting means 32, first, the integrated value of the luminance level of the video signal is determined by the horizontal integration circuit 38. That is, the integrated value of the luminance level is determined in the same direction as the scribe line 13 in the image shown in FIG. 4a. Then, the brightness level in the horizontal direction as shown in FIG. Here, since the crack 12 is imaged in white, the brightness level is high, but in order to integrate in the direction of the marking line 13, the brightness level due to the crack 12 is removed.
一方、けがき線検出手段32の動作と同時にク
ラツク先端位置検出手段33では次のような動作
が行なわれる。すなわち、第4図aに示すA−
A′上のビデオ信号は第5図aに示すようにクラ
ツク部分のレベル値が高いものとなつている。こ
のクラツク部分を強調し、かつ測定対象を替える
事等による全体の輝度レベルの変化が生じてもそ
の影響を受けないようにするためにフイルタ回路
40にビデオ信号を通す。このフイルタ回路40
を通過したビデオ信号は例えば第5図bに示すよ
うな波形となり、この信号を2値化回路41に送
つて2値化することによつてクラツク12を検出
する。すなわち、2値化回路41は各走査ライン
におけるビデオ信号の最大値を検出し、この最大
値を検出した走査ライン上の位置にクラツク12
が存在するものとして検出する。ただし、クラツ
ク12の存在しない走査ライン上で最大値を検出
するのは無意味であるため、あるしきい値レベル
Lを設定し、このしきい値レベルL以上の信号に
ついてのみ最大値検出を行う。このようにして2
値化された信号により得られる画像が第5図cに
示す画像であるが、しきい値レベルLでは十分に
クラツク12のみを抽出することができずノイズ
成分が含まれたものとなつている。このノイズ成
分は、例えば試験片10を研磨した時に生じる研
磨きず、又はけがき線13部分ではクラツク部分
で検出される波形と同種の波形であり、これら研
磨きずや同種の波形がノイズとして誤検出される
事である。 On the other hand, at the same time as the marking line detecting means 32 operates, the crack tip position detecting means 33 performs the following operation. That is, A- shown in FIG.
The video signal on A' has a high level value in the crack portion, as shown in FIG. 5a. The video signal is passed through a filter circuit 40 in order to emphasize this crack part and to prevent it from being affected by changes in the overall brightness level due to changes in the measurement target or the like. This filter circuit 40
The video signal passed through has a waveform as shown in FIG. 5B, for example, and the crack 12 is detected by sending this signal to the binarization circuit 41 and binarizing it. That is, the binarization circuit 41 detects the maximum value of the video signal in each scanning line, and places a crack 12 at the position on the scanning line where the maximum value is detected.
is detected as existing. However, since it is meaningless to detect the maximum value on a scanning line where crack 12 does not exist, a certain threshold level L is set, and maximum value detection is performed only for signals above this threshold level L. . In this way 2
The image obtained from the converted signal is the image shown in Figure 5c, but at the threshold level L it is not possible to sufficiently extract only the crack 12, and the image contains noise components. . This noise component is, for example, a polishing flaw that occurs when the test piece 10 is polished, or a waveform of the same type as the waveform detected in the crack part in the scribe line 13, and these polishing flaws and the same type of waveform are erroneously detected as noise. It is to be done.
そこで、ノイズ除去回路42によりノイズ成分
の除去を行う。つまり、ノイズ除去回路42で
は、第6図aに示すようなウインドウを使用して
いる。このウインドウはある点Bを基に、この点
Bから左右および上下に所定の長さを持つもの
で、このウインドウ内のハイレベル(最大値)の
数すなわちウインドウ内の点の密度が所定値以上
てあれば、その点をクラツクの一部として判断
し、所定値以下ならばノイズとして消去する機能
のものである。そこで、ハイレベル部分が連続的
に発生しているかの判定が行なわれる。第6図b
は第7図に示すノイズ成分部分Q1での2値化信
号レベルを示しており、ハイレベル(第6図bに
おいて異色)の部分は不規則となつている。また
第6図cはクラツク12の部分をQ2を示してお
りハイレベルが連続的に発生している。このよう
にしてノイズ成分が除去されると画像は第5図d
に示す如くとなる。そこで、クラツク12の先端
位置12aが検出される。この後、クラツク判定
のために再びウインドウが掛けられるが、このウ
インドウはウインドウ密度のしきい値が下げられ
たものとなつており、これによりクラツク2であ
つてもノイズとして判定する確率を下げている。 Therefore, the noise component is removed by the noise removal circuit 42. That is, the noise removal circuit 42 uses a window as shown in FIG. 6a. This window is based on a certain point B and has a predetermined length horizontally and vertically from this point B, and the number of high levels (maximum value) in this window, that is, the density of points in the window is greater than or equal to a predetermined value. If it is, the function determines that point as part of a crack, and if it is less than a predetermined value, it is erased as noise. Therefore, it is determined whether the high level portions are occurring continuously. Figure 6b
shows the binarized signal level in the noise component portion Q1 shown in FIG. 7, and the high level portion (different color in FIG. 6b) is irregular. Further, FIG. 6c shows the crack 12 at Q2, where a high level is continuously generated. When the noise components are removed in this way, the image becomes
It will be as shown below. Then, the tip position 12a of the crack 12 is detected. After this, a window is applied again to determine a crack, but this window has a lowered window density threshold, which lowers the probability that even a crack 2 will be determined as noise. There is.
そうして、各手段32,33により求められた
けがき線位置およびクラツク先端位置は距離検出
部43に送られ、ここでけがき線13からクラツ
ク先端位置12aまでの距離が求められて表示部
44に表示される。また、この距離が停止距離設
定回路45に設定された距離以下となつた時、疲
労試験停止信号発生回路46は疲労試験機に疲労
試験の停止信号Kを送出する。なお、表示部44
に表示される画像は各ストロボ照明装置26,2
7が発光したときの画像であるので間欠的なもの
となつている。したがつて、画像メモリを設けて
これに1フレームの画像データを記憶させるよう
に構成するば試験片10の表面画像を静止画像と
して表示することができてオペレータに監視上の
不具合を与えずにすむ。 Then, the marking line position and the crack tip position determined by each means 32, 33 are sent to the distance detecting section 43, where the distance from the marking line 13 to the crack tip position 12a is determined and displayed on the display section 44. will be displayed. When this distance becomes less than or equal to the distance set in the stop distance setting circuit 45, the fatigue test stop signal generation circuit 46 sends a fatigue test stop signal K to the fatigue testing machine. Note that the display section 44
The image displayed on each strobe lighting device 26, 2
7 is an image when the light is emitted, so it is an intermittent image. Therefore, by providing an image memory and configuring it to store one frame of image data, the surface image of the test piece 10 can be displayed as a still image without causing any monitoring problems to the operator. Finish.
このように上記一実施例においては、疲労試験
片10がストロボ照明装置26,27によりスト
ロボ照明光が照射されたときにITVカメラヘツ
ド22,23により疲労試験片10を撮像し、こ
のとき得られたビデオ信号からけがき線13およ
びクラツク先端位置12aを検出して、これらの
間の距離を算出する構成としたので、疲労試験片
10の撮像画像にブレは生ぜずに正確なクラツク
先端位置12aの測定ができる。つまり、ストロ
ボ照明装置26,27が発光した瞬間の試験片1
0を撮像するので、試験片10が振動していても
その影響を受けずブレない画像を撮像できる。さ
らに、ストロボ照明装置26,27の発光タイミ
ングをITVカメラヘツド22,23の残像時間
以上毎に設定するので、残像の影響を受けずに測
定できる。すなわち、一般にテレビジヨンカメラ
は数フイールドの残像があるので、ストロボ照明
装置26,27をITVカメラヘツド22,23
のフイールド走査に同期させて毎回発光させて試
験片10を撮像すると次のような残像が生じる。
つまり、第8図aに示す現在の画像から1フイー
ルド経過後は第9図に示すような振動によりけが
き線13とクラツク先端位置12aが位置変化し
た画像となる。したがつて、これを従来の連続照
明を使用した装置で撮像すると、ITVカメラヘ
ツドの残像により第10図に示すような重畳した
画像となつてしまう。これでは、けがき線13′
は検出されるが、クラツク先端位置は残像の12
が検出される恐れがあり正確なクラツク先端位置
の検出が出来なくなつてしまう。 In this way, in the above embodiment, when the fatigue test piece 10 is irradiated with strobe illumination light by the strobe illumination devices 26 and 27, the fatigue test piece 10 is imaged by the ITV camera heads 22 and 23, and the images obtained at this time are Since the marking line 13 and the crack tip position 12a are detected from the video signal and the distance between them is calculated, the captured image of the fatigue test piece 10 is not blurred and the crack tip position 12a can be accurately determined. Can be measured. In other words, the test piece 1 at the moment when the strobe lighting devices 26 and 27 emit light.
Since the image is taken at 0, even if the test piece 10 is vibrating, it is not affected by the vibration and a blur-free image can be taken. Furthermore, since the light emission timing of the strobe lighting devices 26 and 27 is set at intervals equal to or longer than the afterimage time of the ITV camera heads 22 and 23, measurements can be made without being affected by afterimages. That is, since television cameras generally have afterimages of several fields, the strobe lighting devices 26 and 27 are connected to the ITV camera heads 22 and 23.
When the test piece 10 is imaged by emitting light every time in synchronization with the field scanning, the following afterimage occurs.
That is, after one field has elapsed from the current image shown in FIG. 8a, the image becomes an image in which the scribe line 13 and crack tip position 12a have changed position due to vibration as shown in FIG. 9. Therefore, if this is imaged with a conventional device using continuous illumination, the image will be superimposed as shown in FIG. 10 due to the afterimage of the ITV camera head. In this case, the marking line 13'
is detected, but the crack tip position is at 12 of the afterimage.
may be detected, making it impossible to accurately detect the position of the crack tip.
しかしながら本発明装置では残像時間以上の時
間間隔を持つて撮像するので残像の影響を受けず
に正確なクラツク先端位置12′の検出が出来る
とともに、けがき線13とクラツク先端位置12
aとの間の距離が正確に測定できる。 However, in the device of the present invention, since images are taken at a time interval longer than the afterimage time, it is possible to accurately detect the crack tip position 12' without being affected by the afterimage.
The distance between a and a can be measured accurately.
さらに、本装置では次のような効果を奏するこ
とができる。 Furthermore, this device can provide the following effects.
非接触方式でかつ自動でクラツク先端位置が
測定できる。 The position of the crack tip can be measured automatically and in a non-contact manner.
試験片10の形状および鋼種の違いに全く影
響されずにクラツク先端位置12aが測定でき
るので、試験片10の種類を変更しても校正の
必要がない。 Since the crack tip position 12a can be measured completely unaffected by differences in the shape and steel type of the test piece 10, there is no need for calibration even if the type of the test piece 10 is changed.
試験片10の両面クラツクを検出でき両面の
クラツク先端位置の平均値をその試験片10の
クラツク先端位置として測定できる。 Cracks on both sides of the test piece 10 can be detected, and the average value of the crack tip positions on both sides can be measured as the crack tip position of the test piece 10.
さらに2台のITVカメラヘツドについて
個々に行うことも可能であり、このように1つ
の試験片10の両面についてクラツク12を検
出する場合、2台のITVカメラヘツドによつ
て得られた画像から2つのクラツクとけがき線
の距離を求めてそり平均値を検出することによ
り距離を求めることも可能である。 Furthermore, it is also possible to perform the detection for two ITV camera heads individually, and when detecting cracks 12 on both sides of one test piece 10 in this way, two cracks can be detected from the images obtained by the two ITV camera heads. It is also possible to determine the distance by determining the distance between the marked lines and detecting the average warpage value.
なお、本発明は上記一実施例に限定されるもの
ではなく、その主旨を逸脱しない範囲で変形する
ことが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be modified without departing from the spirit thereof.
以上詳記したように本発明によれば、画像ブレ
を無くし得て正確にクラツク先端位置を検出でき
る高精度な疲労試験片クラツク先端位置検出装置
を提供できる。
As detailed above, according to the present invention, it is possible to provide a highly accurate fatigue test piece crack tip position detecting device that can eliminate image blur and accurately detect the crack tip position.
第1図は本発明に係わる疲労試験片クラツク先
端位置検出装置の一実施例を示す外観図、第2図
は本発明装置の具体的な構成図、第3図は本発明
装置に適用される疲労試験片の側面図、第4図a
は本発明装置により得られる試験片の画像を示す
図、第4図bはけがき線を検出するための輝度分
布図、第5図aないし第5図dはクラツク検出動
作を説明するための図、第6図a,b,cないし
第7図は本発明装置におけるノイズ成分除去を説
明するための図、第8図ないし第10図はITV
カメラヘツドの残像を説明するための図、第11
図は疲労試験片の側面図である。
10……疲労試験片、20,21……顕微鏡、
22,23……ITVカメラヘツド、24,25
……ITVカメラコントローラ、26,27……
ストロボ照明装置、30……信号処理装置、31
……カメラ切換スイツチ、32……けがき線検出
手段、33……クラツク先端位置検出手段、34
……同期信号発生回路、35……分周回路、3
6,37……ストロボコントローラ、43……距
離検出部。
Fig. 1 is an external view showing an embodiment of the fatigue test piece crack tip position detection device according to the present invention, Fig. 2 is a specific configuration diagram of the device of the present invention, and Fig. 3 is an example of the device applied to the device of the present invention. Side view of fatigue test piece, Figure 4a
is a diagram showing an image of a test piece obtained by the apparatus of the present invention, FIG. 4b is a brightness distribution diagram for detecting marked lines, and FIGS. 5a to 5d are diagrams for explaining the crack detection operation. Figures 6a, b, c to 7 are diagrams for explaining noise component removal in the device of the present invention, and Figures 8 to 10 are ITV
Diagram for explaining the afterimage of the camera head, No. 11
The figure is a side view of a fatigue test piece. 10... Fatigue test piece, 20, 21... Microscope,
22, 23...ITV camera head, 24, 25
...ITV camera controller, 26, 27...
Strobe lighting device, 30...Signal processing device, 31
...Camera changeover switch, 32...Marking line detection means, 33...Crack tip position detection means, 34
... Synchronization signal generation circuit, 35 ... Frequency division circuit, 3
6, 37... Strobe controller, 43... Distance detection section.
Claims (1)
れた疲労試験片のクラツクおよび前記基準線を同
一視野で撮像する撮像手段と、前記疲労試験片面
に照明光を照射するストロボ照明装置と、このス
トロボ照明装置の発光タイミングを所望タイミン
グに制御する照明制御手段と、前記撮像手段から
のビデオ信号から前記基準線方向と同一方向に輝
度レベルを積分して最大となるレベルを求めて前
記基準線位置を検出する基準線検出手段と、前記
撮像手段からのビデオ信号を前記クラツク方向と
垂直方向に輝度レベルの2値化処理を行ない、こ
の後ハイレベル値の連続性を判定してクラツク先
端位置を検出するクラツク先端位置検出手段と、
前記基準線検出手段により求められた基準線位置
と前記クラツク先端位置検出手段により求められ
たクラツク先端位置とから前記基準線から前記ク
ラツク先端位置までの距離を算出するクラツク先
端位置算出手段とを具備したことを特徴とする疲
労試験片クラツク先端位置検出装置。 2 ストロボ照明装置は、疲労試験片面に対して
クラツクおよび基準線から所定光量の乱反射光が
生じる所定角度をもつて設置される特許請求の範
囲第1項記載の疲労試験片クラツク先端位置検出
装置。 3 照明制御手段は、撮像手段の残像時間以上の
時間間隔でストロボ照明装置を発光する特許請求
の範囲第1項記載の疲労試験片クラツク先端位置
検出装置。[Scope of Claims] 1. An imaging means for capturing an image of a crack of a fatigue test piece on which a reference line for obtaining the crack tip position is provided and the reference line in the same field of view, and a strobe for irradiating illumination light onto the surface of the fatigue test piece. An illumination device, a lighting control means for controlling the emission timing of the strobe illumination device to a desired timing, and a video signal from the imaging means to integrate the luminance level in the same direction as the reference line direction to find the maximum level. and a reference line detecting means for detecting the reference line position by using a reference line, and a video signal from the imaging means is subjected to a binarization process of the brightness level in a direction perpendicular to the crack direction, and thereafter, continuity of high level values is determined. crack tip position detection means for detecting the crack tip position by
crack tip position calculation means for calculating a distance from the reference line to the crack tip position from the reference line position obtained by the reference line detection means and the crack tip position obtained by the crack tip position detection means. A device for detecting the crack tip position of a fatigue test piece. 2. The fatigue test specimen crack tip position detection device according to claim 1, wherein the strobe lighting device is installed at a predetermined angle with respect to the surface of the fatigue test specimen so that a predetermined amount of diffusely reflected light is generated from the crack and the reference line. 3. The fatigue test piece crack tip position detection device according to claim 1, wherein the illumination control means causes the strobe illumination device to emit light at a time interval longer than the afterimage time of the imaging means.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23902585A JPS6298202A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Fatigue test specimen crack tip position detection device |
| US06/912,582 US4716459A (en) | 1985-01-25 | 1986-01-24 | Fatigue crack position detection apparatus |
| PCT/JP1986/000028 WO1986004410A1 (en) | 1985-01-25 | 1986-01-24 | Apparatus for detecting positions of crack caused by fatigue |
| EP86900849A EP0210278B1 (en) | 1985-01-25 | 1986-01-24 | Apparatus for detecting positions of crack caused by fatigue |
| DE8686900849T DE3688268D1 (en) | 1985-01-25 | 1986-01-24 | ARRANGEMENT FOR DETECTING CRACKS CAUSED BY FATIGUE. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23902585A JPS6298202A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Fatigue test specimen crack tip position detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298202A JPS6298202A (en) | 1987-05-07 |
| JPH0381082B2 true JPH0381082B2 (en) | 1991-12-27 |
Family
ID=17038761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23902585A Granted JPS6298202A (en) | 1985-01-25 | 1985-10-25 | Fatigue test specimen crack tip position detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298202A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2502119B2 (en) * | 1988-04-19 | 1996-05-29 | 株式会社日立製作所 | Object state detection method and apparatus |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23902585A patent/JPS6298202A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6298202A (en) | 1987-05-07 |
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