[发明专利]一种涂层老化外观检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层老化外观检测装置，尤其是涉及一种经大气暴露试验或经人工老化加速试验后涂层样品生锈、起泡、变色老化外观特征检测装置。

背景技术

在大气暴露试验中，涂层材料因受光照、温湿度等综合环境因素的影响，其表面常常会发生各种老化现象，如：基材生锈，涂层起泡、变色、开裂、粉化等，这些老化外观形貌是评价涂层耐大气老化性能的重要特征之一。目前，对于涂层老化外观检测主要是靠人工观测，由于人的差异性和受视觉疲劳的影响，检测时存在一定的技术性和主观性，尤其在老化特征量化检测方面，人工观测结果往往存在较大差异，给准确评价老化特征带来一定困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机器视觉技术和图像处理方法的涂层老化外观检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种涂层老化外观检测装置，其特征在于：检测装置包括硬件装置和软件系统两部分。

所述硬件装置包括：

成像单元，包括工业彩色CCD相机和镜头，用于获取涂层老化外观彩色图像信息，相机安装在检测装置的顶部，安装高度可通过安装调节板上两边的安装孔进行调节，采集得到的彩色图像信号通过数据传输线传送到图像采集卡及计算机。

光源单元，包括LED光源和光源控制器，用于照明被检测样品表面。为了满足对不同涂层老化特征（生锈、起泡、变色）检测，光源采用六根条形白色LED光源，其中两根光源安装在载物台左、右两边的光源支架上，形成低角度照射，这两根光源主要用于检测涂层起泡，光源安装高度可通过安装支架上的滑槽进行调节，安装距离可通过底板上的安装孔调节；另外四根光源安装在载物台四周的光源调节板上，安装高度和距离可调节，这四根光源用于检测生锈和变色老化特征，光源的安装角度可任意调节。六根光源由两台数字式光源控制器控制，两台光源控制器分别安装在左、右两边的托板上，光源亮度可通过软件设定。

载物台，用于摆放被检测样品，材料为铝合金，大小为360mm（长）×140mm（宽）×8mm（厚）长方形，载物台安装在装置底部的滑轨上，载物台前端有一手柄，通过滑轨可手动拉出载物台，便于放置被检测样品，载物台台面刻有十字形刻度线，用于定位被检测样品位置，在十字形刻度线交叉处安装有一小磁铁，用于固定被检测样品，载物台通过滑轨挡块限位。

计算机系统，用于安装图像采集卡，运行涂层老化检测软件，成像单元获取的老化图像信息通过数据线和采集卡以BMP文件格式存入计算机中。

所述的软件系统包括：

图像标定模块，图像采集前，需要对图像进行标定，获取在确定的采像环境下单位像素代表的实际大小。图像标定板尺寸为150mm×100mm，标定板上有排列成矩形的圆点图，标定方法为：首先是利用图像采集装置对标定板进行图像采集，然后运行标定软件，计算标定板上的每个圆点图直径，取平均值，最后用圆点图的实际直径除以平均值，得到图像标定信息 mm/pixel。

图像采集模块，用于完成涂层老化彩色图像采集，并将采集得到的彩色图像以BMP文件格式存入计算机中，图像采集时可对增益、曝光时间、光源亮度进行调整。

图像预处理模块，用于图像增强和滤波降噪处理，提高图像信噪比，图像预处理方法包括灰度拉伸、窗口变换、亮度/对比度调整、Gamma校正、中值滤波。

老化特征识别模块，对得到的涂层老化彩色图像进行特征提取，获取老化面积、老化数量、老化大小、颜色特征，获取的老化特征以量化形式描述，最后在老化特征提取的基础上，对老化等级进行自动评定。

本发明所述的涂层老化外观检测装置，其整个装置用冷轧钢板做的防护罩包裹。

本发明所述的涂层老化外观检测方法的技术方案为：（1）针对不同涂层老化检测对象，利用图像采集单元获取彩色老化图像；（2）利用图像预处理模块对获取的老化图像进行图像增强、滤波降噪等处理，改善图像质量；（3）利用老化特征识别模块对图像进行边缘检测、老化特征提取；（4）按照GB/T 1766-2008标准对老化等级进行自动评定。

本发明所述的涂层老化外观检测装置，其检测对象包括：生锈、起泡、色差，具体检测指标包括：锈点（斑）面积、锈点（斑）数量、最大锈点（斑）面积和大小、锈点（斑）面积占样品面积比、起泡面积、起泡数量、最大起泡面积和大小、起泡面积占样品面积比、色差值。

本发明所述的涂层老化外观检测装置，可按照GB/T 1766-2008标准对锈点（斑）数量等级、锈点（斑）大小等级、起泡数量等级、起泡大小等级以及变色等级进行自动评定。