[发明专利]冶金容器中的裂缝检测和测量

权利要求书

1.一种配置成检测和测量容器的内衬表面上的裂缝的设备，所述设备包括：

扫描装置，所述扫描装置包括激光器、光学器件、扫描器、光电探测器和接收器电子器件，所述扫描装置被配置成通过测量从所述扫描装置到所述容器的内衬表面上的多个点的距离生成数据点云；以及

连接至所述扫描装置的控制器，所述控制器配置成使用用户选择的分辨率通过所述数据点云拟合多边形网格，以及通过所述数据点云拟合最小表面，其中通过包含延伸越过所述最小表面超过所述用户选择的阈值距离的一组多边形的所述多边形网格的一部分来检测所述裂缝，并通过计算所述一组多边形的多个维度测量所述裂缝。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器进一步配置成在拟合所述多边形网格和所述最小表面之前从所述数据点云移除统计异常值。

3.根据权利要求1所述的设备，其中通过所述数据点云的最小二乘最佳拟合来获得所述多边形网格，并且所述最小表面是所述最小二乘最佳拟合的第一负标准偏差。

4.根据权利要求1所述的设备，其中通过计算从所述多边形网格的每个面到所述数据点云中的每个点的法向距离D_J并确定所计算的法向距离的平均法向距离D_I,AVG和标准偏差来计算所述最小表面，其中对于所拟合的多边形网格中的每个面以及对于所述数据点云中的每个点而言，通过垂直于对应的面的单位向量和计算的D_mAVG之间的内积来计算所述最小表面,其中D_mAVG通过如下方式被计算：如果D_J-D_I,AVG<0，则将D_J加到D_mTOTAL并且增加计数器N_M；并且

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述阈值距离是所述容器的工业应用和/或所述裂缝的尺寸的函数。

6.根据权利要求1所述的设备，其中通过对连接的所述一组多边形中的每个多边形的每个面到所述最小表面的距离求平均值来确定平均裂缝大小，并且通过确定连接的所述一组多边形中的所述每个多边形的每个顶点到所述最小表面的距离的最大距离计算最大裂缝深度。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述扫描装置的分辨率等于或小于被测量的所述裂缝的特征尺寸的一半。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个维度包括所述裂缝相对于所述容器的取向。

9.根据权利要求8所述的设备，其中指定所述取向的角度范围，并且仅标识具有大于最小阈值的长度-平均宽度比的裂缝。

10.一种用于检测和测量容器的内衬表面上的裂缝的方法，所述方法包括：

通过数据点云拟合多边形网格，所述多边形网格具有用户指定的分辨率，并且所述数据点云由扫描装置通过测量从所述扫描装置到所述容器的内衬材料的表面上的多个点的距离来收集；以及

通过所述数据点云拟合最小表面，其中所述裂缝通过包含延伸越过所述最小表面超过所述用户选择的阈值距离的一组多边形的所述多边形网格的一部分来检测，并通过计算所述一组多边形的多个维度来测量所述裂缝。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

在所述多边形网格的拟合和所述最小表面的拟合之前过滤掉所述数据点云中的统计异常值。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述多边形网格的拟合进一步包括拟合所述数据点云的最小二乘最佳拟合；并且所述最小表面的拟合包括计算所述数据点云的所述最小二乘最佳拟合的第一负标准偏差。