RU2366933C2

RU2366933C2 - Method and device for detection of cracks in object

Info

Publication number: RU2366933C2
Application number: RU2007126967/28A
Authority: RU
Inventors: Пер ХЕНРИКСОН (SE); Пер ХЕНРИКСОН
Original assignee: Вольво Аэро Корпорейшн
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2009-09-10
Also published as: RU2007126967A

Abstract

FIELD: physics, measurements.

SUBSTANCE: invention is related to the field of cracks detection in object. Method includes processing of object (11) by fluorescent substance, object radiation and registration of radiation from radiated object with the help of unit (13, 54) for image registration. Image of object (11), produced with the help of unit (13, 54) for image registration, is digitised, and image colour content is automatically analysed in order to detect cracks in object (11).

EFFECT: provision of possibility to automate colour flaw detection and improved level of crack detectability in object.

41 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу выявления трещин в объекте, включающему обработку объекта флуоресцентным (флуоресцирующим) веществом, облучение объекта и регистрацию флуоресцентного излучения от облученного объекта с использованием блока регистрации изображения, и, кроме того, изобретение относится к устройству для выявления трещин в объекте, выполненному в соответствии с п. 16 формулы изобретения.The present invention relates to a method for detecting cracks in an object, comprising treating an object with a fluorescent (fluorescent) substance, irradiating an object, and registering fluorescence radiation from an irradiated object using an image recording unit, and, in addition, the invention relates to a device for detecting cracks in an object made in accordance with paragraph 16 of the claims.

Уровень техникиState of the art

Одним из способов выявления трещин в объектах является так называемая капиллярная дефектоскопия. При ее использовании на контролируемый объект наносят пенетрант, предпочтительно в виде жидкости. За счет капиллярных сил жидкий пенетрант проникает в микропоры и трещины. После удаления избыточного жидкого пенетранта, сушки и обработки таким образом, чтобы оставшаяся в трещинах жидкость вышла на поверхность объекта, объект облучают для получения излучения, которое может быть проанализировано, причем это излучение присуще только используемому пенетранту. Существует две принципиально отличные разновидности способа: объект или облучают белым светом в видимом диапазоне длин волн, после чего его можно анализировать по излучению, отраженному от оставшегося в трещинах пенетранта, которое отличается от отраженного от самого объекта излучения, или же объект облучают каким-то излучением, и при этом в отличие от самого объекта некоторое количество оставшегося пенетранта испускает флуоресцентное излучение, которое можно проанализировать.One of the ways to detect cracks in objects is the so-called capillary flaw detection. When using it, a penetrant is applied to the controlled object, preferably in the form of a liquid. Due to capillary forces, the liquid penetrant penetrates into micropores and cracks. After removing the excess liquid penetrant, drying and processing so that the liquid remaining in the cracks emerges on the surface of the object, the object is irradiated to produce radiation that can be analyzed, and this radiation is inherent only to the used penetrant. There are two fundamentally different varieties of the method: the object is either irradiated with white light in the visible wavelength range, after which it can be analyzed by radiation reflected from the penetrant remaining in the cracks, which differs from the radiation reflected from the object itself, or the object is irradiated with some kind of radiation , and in contrast to the object itself, a certain amount of the remaining penetrant emits fluorescent radiation, which can be analyzed.

В последнем случае для облучения объекта обычно используют ультрафиолетовое излучение, и оператор для выявления трещин контролирует объект визуально. В некоторых случаях для улучшения выявления трещин используют также цветную видеокамеру и связанный с ней монитор, что особенно применимо при контроле объекта, для которого оператору было бы затруднительно или невозможно провести визуальный контроль. Таким образом, оператор может рассматривать объект удобным образом, анализируя его изображение на мониторе и отыскивая на объекте флуоресцирующие индикаторные рисунки. На мониторе изображение объекта будет отображено или монохромно, в так называемых градациях серого, или в цвете, в зависимости от того, используют монохромные или цветные камеру и монитор. Флуоресцентное излучение от оставшегося в трещинах пенетранта будет отличаться по яркости от остального объекта.In the latter case, ultraviolet radiation is usually used to irradiate the object, and the operator visually inspects the object to detect cracks. In some cases, a color video camera and an associated monitor are also used to improve crack detection, which is especially applicable when monitoring an object for which it would be difficult or impossible for the operator to conduct visual inspection. Thus, the operator can examine the object in a convenient way, analyzing its image on the monitor and looking for fluorescent indicator patterns on the object. On the monitor, the image of the object will be displayed either monochrome, in the so-called grayscale, or in color, depending on whether you use a monochrome or color camera and monitor. The fluorescent radiation from the penetrant remaining in the cracks will differ in brightness from the rest of the object.

Даже при использовании цветных камеры и монитора использование этого метода означает, что рассмотрение объекта и вынесение заключения делается, в основном, не автоматически. Это, в свою очередь, означает, что результат контроля зависит от способности оператора выявлять и анализировать индикаторные рисунки. Этот процесс делает особенно затруднительным тот факт, что изображение может иметь высокий уровень фона, то есть может содержать фоновую подсветку относительно высокой интенсивности, или может иметь случайные пятна, отражения, ложные индикаторные рисунки, связанные с частицами пыли, и т.д. При анализе монохромных изображений по меняющейся интенсивности возможность различения ложного индикаторного рисунка с высоким уровнем яркости от действительного индикаторного рисунка трещины очень ограничена.Even when using a color camera and monitor, the use of this method means that the examination of the object and the conclusion is not done mainly automatically. This, in turn, means that the result of control depends on the ability of the operator to identify and analyze indicator patterns. This process makes it particularly difficult that the image may have a high level of background, that is, it may contain background illumination of relatively high intensity, or it may have random spots, reflections, false indicator patterns associated with dust particles, etc. When analyzing monochrome images of varying intensity, the possibility of distinguishing a false indicator pattern with a high level of brightness from the actual indicator pattern of a crack is very limited.

Для некоторых видов объектов контроль с использованием пенетрантов невозможно проводить вообще, так как недостаточно места, чтобы разместить оборудование для облучения и регистрации изображения. Примером таких изделий являются трубные бухты, которые нужно проконтролировать изнутри для проверки, например, качества сварных соединений. В этих случаях контроль таких изделий нужно проводить каким-нибудь другим способом, например с использованием рентгеновского оборудования.For some types of objects, control using penetrants cannot be carried out at all, since there is not enough space to place equipment for irradiation and image registration. An example of such products are pipe coils that need to be checked from the inside to verify, for example, the quality of the welded joints. In these cases, the control of such products must be carried out in some other way, for example using x-ray equipment.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Первый аспект изобретения относится к способу, описанному во вступительной части, который при этом в значительной степени уменьшает по меньшей мере некоторые недостатки аналогичных способов, известных из уровня техники.The first aspect of the invention relates to the method described in the introductory part, which at the same time significantly reduces at least some of the disadvantages of similar methods known from the prior art.

Решение этой задачи достигается способом, заявленным в п.1 формулы изобретения.The solution to this problem is achieved by the method claimed in claim 1 of the claims.

Выявляемость трещин может быть существенно повышена за счет автоматической оцифровки и анализа с точки зрения цветового содержания в изображении объекта, полученном с помощью блока регистрации изображения, с целью выявления трещин в объекте. Установлено, что с использованием предлагаемого в изобретении способа может быть достигнут уровень выявляемости или разрешения флуоресцентных индикаторных рисунков, во многих случаях превосходящий средние возможности оператора по выявлению трещин путем визуального анализа уровней яркости монохромного изображения, а также по меньшей мере в некоторых случаях превосходящий возможности оператора по выявлению трещин по анализу цветных изображений на телевизионном мониторе.The detection of cracks can be significantly increased due to automatic digitization and analysis in terms of color content in the image of the object obtained using the image registration unit, in order to detect cracks in the object. It was found that using the method proposed in the invention, the level of detectability or resolution of fluorescent indicator patterns can be achieved, in many cases exceeding the average operator’s ability to detect cracks by visual analysis of the brightness levels of a monochrome image, and at least in some cases exceeding the operator’s capabilities crack detection by analyzing color images on a television monitor.

Предлагается усовершенствованный способ, который обладает большей повторяемостью и который делает возможной автоматизацию флуоресцентной цветной дефектоскопии. Предлагаемый способ делает возможной автоматизацию контроля с использованием пенетрантов за счет улучшенной выявляемости, в результате чего он менее зависим от визуального контроля оператором трещин в контролируемом объекте. Так как анализ проводят по реальному цветовому содержанию в изображении, способ менее чувствителен к яркости или освещенности изображения. Кроме того, более высокое разрешение делает возможным более точное измерение размеров и формы индикаторного рисунка для того, например, чтобы оценить, является ли обнаруженный индикаторный рисунок ложным или подлинным.An improved method is proposed that has greater repeatability and which makes automation of fluorescence color flaw detection possible. The proposed method makes it possible to automate the control using penetrants due to improved detectability, as a result of which it is less dependent on the visual control by the operator of cracks in the controlled object. Since the analysis is carried out according to the actual color content in the image, the method is less sensitive to the brightness or illumination of the image. In addition, a higher resolution makes it possible to more accurately measure the size and shape of the indicator pattern in order, for example, to evaluate whether the detected indicator pattern is false or genuine.

Второй аспект изобретения относится к устройству, описанному во вступительной части, которое при этом в значительной степени уменьшает по меньшей мере некоторые недостатки аналогичных способов, известных из уровня техники.The second aspect of the invention relates to the device described in the introductory part, which at the same time significantly reduces at least some of the disadvantages of similar methods known from the prior art.

Решение этой задачи достигается посредством устройства, заявленного в п.16 формулы изобретения.The solution to this problem is achieved by means of the device claimed in paragraph 16 of the claims.

Установка в блоке регистрации изображения первого полосового фильтра, имеющего полосу пропускания, позволяющую проходить излучению с ограниченным диапазоном длин волн, включающим длины волн, лежащие в диапазоне, в котором объект испускает флуоресцентное излучение, означает, что может быть отрезано нежелательное относительно коротковолновое и относительно длинноволновое по сравнению с флуоресценцией излучение. Это означает, что изображение, сформированное в блоке регистрации изображения, будет получено на основе регистрации излучения с длинами волн, лежащими в представляющем интерес диапазоне флуоресценции, или, другими словами, для изображения может быть повышено отношение сигнал/шум (S/N), что делает возможной большую степень автоматизации способа выявления. Визуальный контроль также становится проще. Например, системой могут быть устранены некоторые ложные индикаторные следы от частиц, испускающих флуоресцентное излучение в другом диапазоне длин волн (например, в красном), так что оператору не нужно учитывать такие индикаторные следы.The installation in the image recording unit of the first bandpass filter having a passband that allows radiation to pass through a limited wavelength range, including wavelengths lying in the range in which the object emits fluorescent radiation, means that unwanted relatively short-wavelength and relatively long-wavelength radiation can be cut off compared with fluorescence radiation. This means that the image formed in the image recording unit will be obtained based on the registration of radiation with wavelengths lying in the fluorescence range of interest, or, in other words, the signal to noise ratio (S / N) can be increased for the image, which makes possible a greater degree of automation of the detection method. Visual inspection also becomes easier. For example, some false indicator traces from particles emitting fluorescent radiation in a different wavelength range (for example, in red) can be eliminated by the system, so the operator does not need to take into account such indicator traces.

Было бы хорошо, если бы излучение, исходящее от источника облучения, то есть как прямое излучение, так и отраженное излучение, можно было отсекать полосовым фильтром в случае, когда блок регистрации изображения чувствителен к этому излучению. Это имеет место, например, при использовании ПЗС-камеры и источника ультрафиолетового излучения для возбуждения флуоресценции. При облучении ПЗС-камеры избыточным ультрафиолетовым излучением возрастает уровень шума, и изображение может быть подавлено шумовым излучением до такой степени, что становится затруднительным анализировать изображение, полученное в флуоресцентном излучении.It would be nice if the radiation coming from the radiation source, that is, both direct radiation and reflected radiation, could be cut off with a band-pass filter in the case when the image recording unit is sensitive to this radiation. This is the case, for example, when using a CCD camera and a source of ultraviolet radiation to excite fluorescence. When the CCD camera is irradiated with excessive ultraviolet radiation, the noise level increases, and the image can be suppressed by noise radiation to such an extent that it becomes difficult to analyze the image obtained in fluorescent radiation.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, оно содержит второй полосовой фильтр, установленный в источнике облучения, причем этот полосовой фильтр пропускает излучение в ограниченном диапазоне длин волн, включающем ультрафиолетовое излучение. Например, второй полосовой фильтр может быть выполнен так, чтобы отрезать видимый свет от источника облучения, такого как ультрафиолетовый источник, с целью предотвращения попадания этого света за счет отражения на блок регистрации изображения и образования фоновой составляющей в изображении. При использовании устройства, в котором применен первый полосовой фильтр перед блоком регистрации изображения и второй полосовой фильтр перед источником облучения, можно получить очень высокое значение S/N, что практически означает, что изображение становится, в основном, черным за исключением участков, испускающих флуоресцентное излучение.In accordance with a preferred embodiment of the device in accordance with the present invention, it comprises a second bandpass filter mounted in the radiation source, which bandpass filter transmits radiation in a limited wavelength range including ultraviolet radiation. For example, the second band-pass filter may be configured to cut off visible light from an irradiation source, such as an ultraviolet source, in order to prevent this light from being reflected by the image recording unit and the formation of a background component in the image. Using a device that uses the first bandpass filter in front of the image recording unit and the second bandpass filter in front of the irradiation source, a very high S / N value can be obtained, which practically means that the image turns mainly black except for areas emitting fluorescent radiation .

Третий аспект изобретения относится к созданию системы для выявления трещин в объекте, содержащей источник облучения, предназначенный для облучения объекта, и блок регистрации изображения, предназначенный для регистрации флуоресцентного излучения от облученного объекта, причем в такой системе должен упрощаться контроль объектов сравнительно сложной конфигурации.A third aspect of the invention relates to a system for detecting cracks in an object containing an irradiation source for irradiating the object and an image recording unit for detecting fluorescence radiation from the irradiated object, and monitoring of objects of a relatively complex configuration should be simplified in such a system.

Эта достигается в системе, заявленной в п.39 формулы изобретения.This is achieved in the system claimed in paragraph 39 of the claims.

Использование выполненного, например, в виде отражателя преломляющего устройства, предназначенного для преломления по меньшей мере достаточного потока излучения от источника облучения, для облучения скрытой поверхности в объекте, и/или отражателя, предназначенного для преломления и направления к блоку регистрации изображения по меньшей некоторого, достаточного для проведения анализа потока, флуоресцентного излучения, испускаемого от скрытой поверхности в объекте, дает возможность выявления трещин даже в объектах со сложной конфигурацией. Например, могут быть выявлены трещины даже в объектах с относительно узкими канавками (пазами), такими как наружные или внутренние канавки, выполненные механической обработкой в цилиндрических объектах, причем эти канавки невозможно проконтролировать капиллярным методом с использованием обычного оборудования из-за стесненности в пространстве. Например, по меньшей мере часть излучения можно преломить в направлении боковой стенки такой канавки и/или по меньшей мере некоторый поток флуоресцентного излучения, идущий от боковой стенки канавки и достаточный для поведения анализа, можно преломить в направлении блока регистрации изображения. Кроме того, систему можно выполнить таким образом, чтобы была возможность использовать одну и ту же систему для контроля как поверхности дна, так и поверхностей боковых стенок такой канавки.Using, for example, a reflector of a refracting device designed to refract at least a sufficient radiation flux from an irradiation source, to irradiate a hidden surface in an object, and / or a reflector designed to refract and direct at least some sufficient image to a recording unit for analysis of the flux, fluorescent radiation emitted from a hidden surface in the object, makes it possible to detect cracks even in objects with a complex configuration atsiey. For example, cracks can be detected even in objects with relatively narrow grooves (grooves), such as external or internal grooves, machined in cylindrical objects, and these grooves cannot be controlled by the capillary method using conventional equipment due to space constraints. For example, at least a portion of the radiation can be refracted in the direction of the side wall of such a groove, and / or at least some fluorescence flux coming from the side wall of the groove and sufficient for analysis behavior can be refracted in the direction of the image recording unit. In addition, the system can be designed so that it is possible to use the same system to control both the bottom surface and the surface of the side walls of such a groove.

Изобретение также относится к очкам, предназначенным для использования оператором при наблюдении флуоресценции. Очки содержат полосовой фильтр, предназначенный для предотвращения попадания в глаза оператора излучения с определенными длинами волн. Полосовой фильтр может соответствовать описанному ранее первому полосовому фильтру, установленному в устройстве в соответствии с изобретением. При использовании оператором таких очков визуальное выявление трещин может осуществляться более эффективно. Диапазон длин волн излучения, которым облучают объект, может быть расширен, что увеличит поток флуоресцентного излучения. Увеличение потока флуоресцентного излучения приводит, в свою очередь, к улучшению выявляемости. В частности, облучение объекта можно осуществить излучением в диапазоне с верхней границей, равной 450 нм, например, в диапазоне 320-450 нм, так чтобы для формирования флуоресценции использовать также видимый свет в диапазоне 380-450 нм. Так как эти длины волн соответствуют излучению в видимом диапазоне, облучение таким излучением с целью контроля без использования очков в соответствии с настоящим изобретением могло бы только затруднить проведение такого контроля. При выборе отрезаемого излучения, например, в диапазоне от ультрафиолета, включая его, и до приблизительно 450 нм, что можно сделать соответствующим подбором полосы пропускания полосового фильтра, оператору не будет поступать видимый свет, используемый для облучения объекта, и этот свет не будет влиять на проведение контроля.The invention also relates to glasses intended for use by an operator when observing fluorescence. The glasses contain a band-pass filter designed to prevent radiation at certain wavelengths from getting into the eyes of the operator. The band-pass filter may correspond to the first-band-pass filter described previously installed in the device in accordance with the invention. When the operator uses such glasses, visual crack detection can be carried out more efficiently. The range of wavelengths of radiation that the object is irradiated with can be expanded, which will increase the fluorescence flux. An increase in fluorescence flux leads, in turn, to improved detectability. In particular, an object can be irradiated with radiation in the range with an upper limit of 450 nm, for example, in the range of 320-450 nm, so that visible light in the range of 380-450 nm is also used to form fluorescence. Since these wavelengths correspond to radiation in the visible range, irradiation with such radiation for the purpose of control without the use of glasses in accordance with the present invention could only complicate the conduct of such control. When choosing the cut-off radiation, for example, in the range from ultraviolet, including it, to about 450 nm, which can be done by appropriate selection of the passband of the band-pass filter, the operator will not receive visible light used to irradiate the object, and this light will not affect conducting control.

Другие преимущества и функциональные особенности различных вариантов выполнения изобретения будут более ясны из нижеследующего описания и зависимых пунктов формулы.Other advantages and functional features of various embodiments of the invention will be more apparent from the following description and dependent claims.

Следует, однако, понимать, что представленные выше аспекты настоящего изобретения можно использовать по отдельности или в сочетании из двух или более аспектов. Это также означает, что все варианты выполнения, приведенные в нижеследующем описании, могут быть при необходимости объединены друг с другом.However, it should be understood that the above aspects of the present invention can be used individually or in combination of two or more aspects. This also means that all the embodiments described in the following description can be combined with each other if necessary.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Ниже приведено подробное описание со ссылкой на прилагаемые чертежи, приводимые в качестве примера вариантов выполнения изобретения, на которых представлено:The following is a detailed description with reference to the accompanying drawings, given as an example of embodiments of the invention, which presents:

на фиг.1 - вид в перспективе цветового пространства HSL, представленного в виде сдвоенного конуса,figure 1 is a perspective view of the color space HSL, presented in the form of a double cone,

на фиг.2а - поперечное сечение в некотором месте на продольной оси сдвоенного конуса с фиг.1,on figa is a cross section in some place on the longitudinal axis of the double cone of figure 1,

на фиг.2б - поперечное сечение с фиг.2а с изображением линий, делящих поперечное сечение на сектора, соответствующие областям с различными цветовыми оттенками,on figb - cross section from figa with the image of the lines dividing the cross section into sectors corresponding to areas with different color shades,

на фиг.2в - поперечное сечение с фиг.2б с изображением внутренних окружностей, ограничивающих области с различной цветовой насыщенностью,on figv - cross section with figb with the image of the inner circles, bounding the area with different color saturation,

на фиг.3 - схематический вид предлагаемого в изобретении устройства,figure 3 is a schematic view of a device according to the invention,

на фиг.4 - схематический вид системы, выполненной в соответствии с изобретением,figure 4 is a schematic view of a system made in accordance with the invention,

на фиг.5 - схематический вид варианта выполнения системы с фиг.4, иfigure 5 is a schematic view of an embodiment of the system of figure 4, and

на фиг.6 - очки, выполненные в соответствии с настоящим изобретением.figure 6 - glasses made in accordance with the present invention.

Подробное описание предпочтительного варианта выполнения изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

При обработке оцифрованных цветных изображений обычно используют одно из цветовых пространств - цветовое пространство RGB (красный, зеленый, синий цвета) или HSL (оттенок, насыщенность, яркость цвета). В используемых цветовых пространствах могут быть отображены отдельные цвета. Цветовое пространство - это трехмерное пространство, в котором каждый цвет представлен точкой.When processing digitized color images, one of the color spaces is usually used - the RGB (red, green, blue) or HSL color space (hue, saturation, color brightness). In the color spaces used, individual colors can be displayed. A color space is a three-dimensional space in which each color is represented by a dot.

Таким образом, при компьютерной обработке в цветовом пространстве RGB используют красный, зеленый и синий цветовые компоненты, чтобы описать конкретный цвет с помощью их сочетания. Цветовое пространство RGB может быть представлено в виде трехмерного куба с осями R, G и В, причем значения по каждой из них лежат в диапазоне от 0 до 1.Thus, in computer processing in the RGB color space, red, green, and blue color components are used to describe a particular color using a combination thereof. The RGB color space can be represented as a three-dimensional cube with the axes R, G and B, and the values for each of them lie in the range from 0 to 1.

В цветовом пространстве HSL для отличия одного цвета от другого используют оттенок, насыщенность и яркость. Оттенки, такие как красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый и т.д., могут относиться к видимому диапазону цветового спектра. Под насыщенностью понимают количество белого, добавляемое к оттенку по принципу, чем меньше белого, тем выше насыщенность и чистота цвета. Например, красный цвет имеет большую насыщенность, чем розовый, состоящий из смеси красного и белого цветов. Яркость определяется освещенностью или затемненностью изображения.In the HSL color space, hue, saturation, and brightness are used to distinguish one color from another. Hues, such as red, orange, yellow, green, blue, violet, etc., can relate to the visible range of the color spectrum. Saturation is understood as the amount of white added to the hue according to the principle, the less white, the higher the saturation and purity of the color. For example, red is more saturated than pink, which is a mixture of red and white. Brightness is determined by the brightness or darkness of the image.

Цветовое пространство HSL может быть отображено (фиг.1) сдвоенным конусом с круговым поперечным сечением, причем оттенки представлены различными положениями по окружности любого поперечного сечения конуса. Таким образом, оттенки могут быть выражены величинами от 0 до 360°. В свою очередь, насыщенность цвета определяется для данной точки в поперечном сечении расстоянием между продольной осью конуса и рассматриваемой точкой, то есть величиной радиуса для этой точки. Насыщенность цвета может принимать значения от 0 до 1, причем наибольшее значение соответствует точке, лежащей на периферийной окружности конуса. При этом яркость определяется по положению вдоль продольной оси сдвоенного конуса от одной вершины до другой так, что значения меняются от 0 (отсутствие света, то есть полностью черное изображение) до 1 (света настолько много, что изображение полностью белое).The HSL color space can be displayed (FIG. 1) with a double cone with a circular cross section, and the shades are represented by different positions around the circumference of any cross section of the cone. Thus, shades can be expressed in values from 0 to 360 °. In turn, the color saturation is determined for a given point in the cross section by the distance between the longitudinal axis of the cone and the point in question, that is, the radius value for this point. The color saturation can take values from 0 to 1, with the highest value corresponding to a point lying on the peripheral circumference of the cone. In this case, the brightness is determined by the position along the longitudinal axis of the double cone from one vertex to another so that the values vary from 0 (no light, that is, a completely black image) to 1 (so much light that the image is completely white).

Большим преимуществом цветового пространства HSL является то, что компонент яркости отделен от компонента оттенка, то есть представление цвета не зависит от интенсивности светового излучения, что, в свою очередь, делает этот метод анализа более пригодным при изменяющихся условиях освещенности.The big advantage of the HSL color space is that the luminance component is separated from the hue component, that is, the color representation is independent of the light intensity, which in turn makes this analysis method more suitable under changing lighting conditions.

На фиг.2а, 2б, и 2в показан один из примеров того, как можно оцифровать и представить изображение в цветовом пространстве HSL. На фиг.2а изображен круг 1, отображающий цветовой спектр 2, содержащий различные оттенки (поля с разной штриховкой), причем круг соответствует поперечному сечению сдвоенного конуса с фиг.1. На фиг.2б круг разделен на сектора 3, соответствующие различным оттенкам. На фиг.2в сектора 3 разделены внутренней окружностью 4 на меньшие участки 3а, 3b с различной насыщенностью цвета. Каждый ограниченный участок или элемент 3а, 3b имеет, таким образом, различные оттенок и насыщенность цвета и составляет так называемый цветовой компонент. Следует отметить, что разбиение, представленное на фиг.2в, нужно рассматривать только в качестве примера, и что за счет более тонкого разбиения элементов можно получить более высокое разрешение. Набор элементов образует группу цветовых компонентов, которая может быть использована для цветового анализа изображения.Figures 2a, 2b, and 2c show one example of how an image can be digitized and represented in the HSL color space. On figa shows a circle 1, displaying a color spectrum 2 containing various shades (fields with different hatching), and the circle corresponds to the cross section of the double cone of figure 1. On figb circle is divided into sectors 3, corresponding to various shades. On figv sectors 3 are divided by an inner circle 4 into smaller sections 3A, 3b with different color saturation. Each limited section or element 3a, 3b thus has a different hue and color saturation and constitutes a so-called color component. It should be noted that the partition shown in FIG. 2B should only be considered as an example, and that due to the finer partition of the elements, a higher resolution can be obtained. The set of elements forms a group of color components that can be used for color analysis of the image.

В соответствии со способом выявления трещин в объекте, заявленным в изобретении, объект обрабатывают флуоресцентным веществом. Затем объект облучают и флуоресцентное излучение от облученного объекта фиксируют в блоке регистрации изображения. Изображение объекта, полученное с помощью блока регистрации изображения, оцифровывают и автоматически анализируют, предпочтительно в формате HSL, цветовое содержание изображения с целью выявления трещин в объекте. Анализ цветового содержания может быть проведен в виде анализа цветового спектра зарегистрированного изображения. Таким путем можно проанализировать распределение цветовых компонентов в данном цветовом спектре, а также оценить вклад отдельных цветовых компонентов в абсолютных или относительных величинах. Цветовой компонент предпочтительно представлять конкретным оттенком и конкретной насыщенностью цвета, то есть значениями (HS) в цветовом пространстве HSL. Другими словами, чтобы выявить наличие трещин в объекте, изображение анализируют, принимая во внимание по меньшей мере оттенок (Н) изображения, а предпочтительно как оттенок (Н), так и насыщенность (S), представленные в цветовом пространстве HSL. Для того чтобы выявить трещины в объекте и/или определить их форму или протяженность, в качестве анализируемого параметра можно также использовать яркость (L) изображения. Большое преимущество использования для анализа изображения цветового пространства HSL заключается в том, что представление цвета отделено от интенсивности светового излучения, что, в свою очередь, дает большую толерантность к условиям освещенности, при которых проводится капиллярный неразрушающий контроль с использованием пенетрантов.In accordance with a method for detecting cracks in an object of the invention, the object is treated with a fluorescent substance. Then the object is irradiated and the fluorescence radiation from the irradiated object is fixed in the image recording unit. The image of the object obtained using the image registration unit is digitized and automatically analyzed, preferably in the HSL format, the color content of the image in order to detect cracks in the object. Analysis of the color content can be carried out in the form of an analysis of the color spectrum of the recorded image. In this way, it is possible to analyze the distribution of color components in a given color spectrum, as well as evaluate the contribution of individual color components in absolute or relative values. The color component is preferably represented by a specific hue and a specific color saturation, that is, the (HS) values in the HSL color space. In other words, in order to detect the presence of cracks in the object, the image is analyzed taking into account at least the hue (H) of the image, and preferably both the hue (H) and the saturation (S) presented in the HSL color space. In order to identify cracks in the object and / or determine their shape or length, the brightness (L) of the image can also be used as the analyzed parameter. The great advantage of using the HSL color space for image analysis is that the color representation is separated from the light intensity, which, in turn, gives greater tolerance to lighting conditions under which capillary non-destructive testing using penetrants is performed.

Под автоматическим анализом здесь подразумевается оценка изображения с использованием компьютера и необходимого программного обеспечения или другого соответствующего оборудования. Для проведения анализа может быть использована компьютерная программа, которая может быть загружена при ее выполнении в оперативную память компьютера и содержать наборы кодов данных или программных кодов, формирующих инструкции для процессора. Однако следует отметить, что результаты анализа можно, конечно, использовать для неавтоматизированной оценки, и, кроме того, автоматический анализ может быть дополнен, при необходимости, визуальным контролем.By automatic analysis is meant an evaluation of an image using a computer and the necessary software or other appropriate equipment. For analysis, a computer program can be used, which can be loaded when it is executed into the computer’s RAM and contain sets of data codes or program codes that form instructions for the processor. However, it should be noted that the results of the analysis can, of course, be used for manual evaluation, and, in addition, the automatic analysis can be supplemented, if necessary, with a visual control.

При анализе изображения оно может быть разбито на отдельные части, предпочтительно в соответствии с разбиением на так называемые пиксели, и число таких частей, попадающих в данный элемент в группе цветовых компонентов, может быть зарегистрировано, подсчитано и/или сохранено.When analyzing an image, it can be divided into separate parts, preferably in accordance with the division into so-called pixels, and the number of such parts falling into this element in the group of color components can be registered, counted and / or saved.

При использовании анализа флуоресцентного излучения с целью выявления трещин в различных объектах отсутствует предварительная информация (кроме, возможно, некоторых моментов) о возможном положении или протяженности трещин. Как будет рассмотрено далее более подробно, флуоресцентное излучение от использованного флуоресцентного вещества имеет уникальные спектральные признаки. Это может быть использовано для выявления трещин в объекте с использованием поиска конкретного цвета и реперных значений.When using the analysis of fluorescence radiation to detect cracks in various objects, there is no preliminary information (except, possibly, some points) about the possible position or extent of the cracks. As will be discussed below in more detail, the fluorescent radiation from the used fluorescent substance has unique spectral features. This can be used to detect cracks in an object using a search for a specific color and reference values.

В предпочтительном варианте выполнения способа в соответствии с настоящим изобретением этот способ включает анализ изображения с целью выявления трещин путем поиска цвета. Поиск цвета может быть проведен путем сравнения анализируемого изображения с реперным значением от элемента к элементу, например от пикселя к пикселю, по имеющейся информации о цвете. Информация о цвете в анализируемом изображении сравнивается с информацией о цвете, принятой за реперное значение. Способ поиска цвета может быть разделен на две основные операции, а именно на первую операцию, на которой формируется реперное значение, и вторую операцию, на которой проводится анализ.In a preferred embodiment of the method in accordance with the present invention, this method includes image analysis to detect cracks by color search. The color search can be carried out by comparing the analyzed image with a reference value from element to element, for example, from pixel to pixel, according to the available color information. The color information in the analyzed image is compared with the color information taken as a reference value. The color search method can be divided into two main operations, namely, the first operation, on which the reference value is formed, and the second operation, on which the analysis is carried out.

В первой операции устанавливается реперное значение путем регистрации с использованием блока регистрации изображения флуоресцирующего индикаторного рисунка от используемого флуоресцентного вещества. Это можно выполнить путем облучения отдельного образца соответствующего флуоресцентного вещества или получения изображения флуоресцентного вещества, нанесенного на облучаемый объект, предназначенный для анализа. По изображению, полученному с помощью блока регистрации изображения, формируют присущие флуоресцентному веществу спектральные признаки, которые затем используют при выполнении второй операции. Если флуоресцентное вещество имеет хорошо известные спектральные признаки флуоресценции, возникающей под действием излучения, которое воздействует на объект, для формирования реперного значения может быть использована альтернативная процедура, основанная на теоретических знаниях вместо проведения реальных измерений. В данном случае также может быть установлено реперное значение, которое может быть затем непосредственно использовано для поиска цвета.In the first operation, a reference value is set by registering with the use of the image registration unit of the fluorescent indicator pattern from the fluorescent substance used. This can be done by irradiating a single sample of the corresponding fluorescent substance or by acquiring an image of the fluorescent substance deposited on the irradiated object for analysis. From the image obtained using the image registration unit, spectral features inherent in the fluorescent substance are formed, which are then used in the second operation. If a fluorescent substance has well-known spectral features of fluorescence arising under the influence of radiation that affects the object, an alternative procedure based on theoretical knowledge can be used instead of real measurements to form a reference value. In this case, a reference value can also be set, which can then be directly used to search for color.

При проведении анализа подсчитывается цветовой спектр для анализируемого участка изображения, и этот цветовой спектр затем сравнивают с реперными значениями, основанными на спектральных признаках флуоресцентного вещества. Затем для каждого участка анализируемого изображения может быть подсчитано количественное значение, которое отражает, насколько присутствующий в изображении цвет совпадает со спектральными признаками флуоресцентного излучения. Например, цветовой спектр может быть подсчитан для каждого пикселя изображения и результат сравнен со спектральным признаком, полученным для индикаторного рисунка флуоресцентного вещества.During the analysis, the color spectrum for the analyzed image area is calculated, and this color spectrum is then compared with reference values based on the spectral characteristics of the fluorescent substance. Then, for each section of the analyzed image, a quantitative value can be calculated that reflects how much the color present in the image matches the spectral features of fluorescent radiation. For example, the color spectrum can be calculated for each pixel of the image and the result is compared with the spectral attribute obtained for the indicator pattern of the fluorescent substance.

Альтернативный способ анализа цифрового изображения состоит в установлении так называемого цветового порога. Этот способ, который в отличие от способа поиска цвета зависит от относительно хорошо известных фоновых характеристик изображения, включает один или более ограничительные диапазоны или пороговые величины, определяемые для цветового сигнала. При использовании цветового пространства RGB для каждого из красного, зеленого и синего цветов может быть установлен ограничительный диапазон, а при использовании цветового пространства HSL могут быть установлены ограничительные диапазоны для используемых Н, S и L координат. Заметим, что величина Н отражает спектр цветовых оттенков, и что определение диапазона по реперным значениям, например 100-160 при изменении Н от 0 до 255, приведет к тому, что только один цветовой компонент с оттенками, значения которых лежат в этом диапазоне, будет считаться соответствующим выбранному реперному значению. Этот диапазон может, однако, включать несколько оттенков, а также можно определить несколько отдельных диапазонов. Установление дополнительного ограничительного диапазона для S, например 0-75 при S, меняющемся от 0 до 255, означает, что кроме требования по ограничительному диапазону для оттенков должно быть выполнено дополнительное требование, касающееся цветовой насыщенности, для того, чтобы цветовой компонент соответствовал реперным значениям. Путем установки ограничительного диапазона для L равным всему диапазону изменения яркости от черного до белого анализ можно сделать независимым от яркости, так что все цветовые компоненты, соответствующие ограничительному диапазону для оттенков и ограничительному диапазону для насыщенности цвета, будут считаться соответствующими реперным значениям.An alternative way of analyzing a digital image is to establish a so-called color threshold. This method, which, unlike the color search method, depends on the relatively well-known background characteristics of the image, includes one or more restrictive ranges or thresholds determined for the color signal. When using the RGB color space, a restriction range can be set for each of the red, green, and blue colors, and when using the HSL color space, restriction ranges can be set for the used H, S, and L coordinates. Note that the value of H reflects the spectrum of color shades, and that determining the range by reference values, for example 100-160 when changing H from 0 to 255, will lead to the fact that only one color component with shades whose values lie in this range will be be considered appropriate for the selected reference value. This range can, however, include several shades, and you can also define several individual ranges. The establishment of an additional restriction range for S, for example, 0-75, with S varying from 0 to 255, means that in addition to the requirement for the restriction range for hues, an additional requirement for color saturation must be met in order for the color component to correspond to reference values. By setting the restriction range for L to the entire range of brightness changes from black to white, the analysis can be made independent of brightness, so that all color components corresponding to the restriction range for hues and the restriction range for color saturation will be considered corresponding to reference values.

Как уже упоминалось ранее, для способа, основанного на установке цветового порога, требуется достаточно хорошее знание фоновых характеристик изображения, что приводит к случаю, когда изображение имеет, в основном, постоянный и известный уровень фона. В описанном далее варианте выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением ставится цель получить совершенно черное изображение за исключением участков, с которых поступает флуоресцентное излучение. В этом случае способ, основанный на установке цветового порога, может быть альтернативным или дополнительным к способу поиска цвета.As mentioned earlier, for the method based on setting the color threshold, a sufficiently good knowledge of the background characteristics of the image is required, which leads to the case when the image has basically a constant and known background level. In the following embodiment of the device in accordance with the present invention, the aim is to obtain a completely black image with the exception of areas from which fluorescent radiation is supplied. In this case, a method based on setting a color threshold may be alternative or complementary to the color search method.

Для заданного цветового порога цветное изображение преобразуется в двоичное изображение таким образом, что двоичное значение для соответствующего цветового компонента в данном местоположении, такого как пиксель, устанавливается равным 1 тогда и только тогда, когда значение цветового компонента (R, G или В, или в альтернативе Н, S и L при определении цветового компонента в этих координатах) лежит в ограничительном диапазоне, и в противном случае значение двоичной величины устанавливается равным 0. После этого двоичное представление может быть проанализировано автоматически или не автоматически с применением различных способов, разработанных для двоичных структур. Кроме того, на основе двоичного представления изображения можно провести измерение таких параметров индикаторного рисунка, как размер, длина контура и т.д. Большим преимуществом установки цветового порога является точность, что дает большие возможности для анализа и измерения протяженности индикаторного рисунка, в то время как поиск цвета, в основном, дает информацию о положении и числе обнаруженных дефектов.For a given color threshold, the color image is converted to a binary image so that the binary value for the corresponding color component at a given location, such as a pixel, is set to 1 if and only if the value of the color component (R, G or B, or alternatively H, S and L when determining the color component in these coordinates) lies in the restrictive range, and otherwise the value of the binary value is set to 0. After that, the binary representation could It is analyzed automatically or not automatically using various methods developed for binary structures. In addition, based on the binary representation of the image, it is possible to measure such parameters of the indicator pattern as size, contour length, etc. The great advantage of setting the color threshold is accuracy, which gives great opportunities for analysis and measurement of the length of the indicator pattern, while color search mainly gives information about the position and number of detected defects.

Следует отметить, что хотя в цветовом пространстве RGB при благоприятных фоновых условиях можно работать по способу установки цветового порога, эксперименты показали, что, в основном, использование цветового пространства HSL дает лучшие результаты. Это относится как к неавтоматической, так и к автоматической оценке результатов, полученных при автоматическом анализе изображения. Кроме того, использование цветового пространства HSL приводит к установке порога, который менее чувствителен к изменению уровня фона изображения.It should be noted that although in the RGB color space under favorable background conditions it is possible to work by the method of setting the color threshold, experiments have shown that, mainly, the use of the HSL color space gives better results. This applies to both non-automatic and automatic evaluation of the results obtained during automatic image analysis. In addition, the use of the HSL color space results in a threshold that is less sensitive to changes in the background level of the image.

Для автоматического анализа изображения можно параллельно использовать как поиск цвета, так и установку цветового порога, так чтобы одновременно пользоваться преимуществами обоих способов. Во всех описанных выше вариантах можно проводить анализ изображения в реальном времени, что напрямую связано с записью изображения, и фактически получать информацию о индикаторном рисунке трещины непосредственно после ее обнаружения.For automatic image analysis, you can simultaneously use both color search and setting the color threshold, so as to simultaneously take advantage of both methods. In all the options described above, it is possible to analyze the image in real time, which is directly related to the recording of the image, and actually receive information about the indicator pattern of the crack immediately after its detection.

На фиг.3 схематически показано выполненное в соответствии с настоящим изобретением устройство 10, предназначенное для обнаружения трещин в объекте 11. Устройство 10 содержит источник облучения 12, предназначенный для облучения объекта 11 предпочтительно в ультрафиолетовом диапазоне, и блок 13 регистрации изображения, предназначенный для регистрации флуоресцентного излучения от облученного объекта 11.FIG. 3 schematically shows a device 10 according to the present invention for detecting cracks in an object 11. The device 10 comprises an irradiation source 12 for irradiating the object 11 preferably in the ultraviolet range, and an image recording unit 13 for detecting fluorescence radiation from the irradiated object 11.

Блоком 13 регистрации изображения может служить камера, соответственно цветная видеокамера и предпочтительно ПЗС-камера. Блок 13 регистрации изображения включает средство 14 обработки изображения или связан с этим средством. Средство 14 обработки изображения соответственно включает компьютер с соответствующим программным обеспечением. Компьютерная программа, которая может быть загружена непосредственно в оперативную память компьютера, содержит наборы кодов данных или программных кодов, формирующих инструкции для процессора. К компьютеру может быть подсоединено средство 15 отображения, такое как телевизионный монитор, для отражения процесса автоматического анализа и/или для обеспечения возможности проведения неавтоматического анализа в добавление к проведенному автоматическому. Следует отметить, что различные цветовые пространства могут быть использованы, с одной стороны, для проведения автоматического анализа и, с другой стороны, для отображения результатов анализа. Для отображения результатов, например, на телевизионном мониторе 15 обычно используют RGB представление отображаемых цветов, хотя, как было описано ранее, сам анализ изображения, зарегистрированного от объекта 11, предпочтительно проводить при представлении цветов в цветовом пространстве HSL.The image recording unit 13 may be a camera, respectively a color video camera, and preferably a CCD camera. The image recording unit 13 includes or is associated with image processing means 14. The image processing means 14 respectively includes a computer with corresponding software. A computer program that can be loaded directly into the computer’s RAM contains sets of data codes or program codes that form instructions for the processor. Display means 15, such as a television monitor, may be connected to the computer to reflect the automatic analysis process and / or to allow for manual analysis in addition to the automatic one. It should be noted that different color spaces can be used, on the one hand, for automatic analysis and, on the other hand, for displaying the analysis results. To display the results, for example, on a television monitor 15, an RGB representation of the displayed colors is usually used, although, as described previously, the analysis of the image recorded from the object 11 itself is preferably carried out when representing the colors in the HSL color space.

Источник 12 облучения может содержать выходное отверстие 16 или другое средство для направления и рассеяния излучения на нужный участок объекта. В представленном примере источник 12 облучения содержит источник 17 излучения, такой как ртутная паросветная лампа, светопровод 18, и указанное выходное отверстие 16, связанное с источником 17 излучения светопроводом 18.The irradiation source 12 may include an outlet 16 or other means for directing and scattering radiation to the desired area of the object. In the presented example, the irradiation source 12 comprises a radiation source 17, such as a mercury vapor lamp, a light guide 18, and said exit port 16 connected to a radiation source 17 by a light guide 18.

Кроме того, блок 13 регистрации изображения и выходное отверстие 16 источника облучения могут быть объединены вместе, так чтобы быть направленными, в основном, на один и тот же контролируемый участок объекта. Блок регистрации изображения и источник облучения могут быть также выполнены в виде некоторого сканирующего устройства, перемещающегося относительно объекта по командам оператора и/или компьютерного блока управления. В представленном варианте выполнения блок 13 регистрации изображения и выходное отверстие 16 источника облучения находятся на общем держателе или кронштейне 19.In addition, the image recording unit 13 and the irradiation source outlet 16 may be combined together so as to be directed mainly to the same monitored portion of the object. The image registration unit and the irradiation source can also be made in the form of some scanning device moving relative to the object by the commands of the operator and / or computer control unit. In the illustrated embodiment, the image recording unit 13 and the irradiation source outlet 16 are located on a common holder or bracket 19.

Блок 13 регистрации изображения снабжен первым полосовым фильтром 20, предназначенным для выделения излучения определенных длин волн. Первый полосовой фильтр 20 соответственно установлен перед блоком регистрации изображения или вмонтирован в его переднюю часть. Полосовой фильтр 20 пропускает излучение в ограниченном диапазоне длин волн, включающем длину волны, которая находится в диапазоне длин волн, испускаемых объектом флуоресцентного излучения, но при этом отрезает все ненужные длины волн. Таким образом, термин полосовой фильтр следует понимать в широком смысле как средство для пропускания излучения с определенными длинами волн (полоса пропускания) и отсекания при этом других длин волн (вне полосы пропускания). Следовательно, термин "фильтр" относится прежде всего к выполняемой функции, и следует подчеркнуть, что конструктивно полосовой фильтр 20 может быть выполнен различными путями, обеспечивающими отсекание излучения конкретной длины волны и пропускание излучения другой длины волны. Например, полосовой фильтр может быть собран из одного или более оптических компонентов.The image recording unit 13 is provided with a first band-pass filter 20 for isolating radiation of certain wavelengths. The first band-pass filter 20 is respectively installed in front of the image registration unit or mounted in its front part. The band-pass filter 20 transmits radiation in a limited wavelength range, including a wavelength that is in the wavelength range emitted by the fluorescent radiation object, but cuts off all unnecessary wavelengths. Thus, the term bandpass filter should be understood in a broad sense as a means for transmitting radiation with certain wavelengths (passband) and cutting off other wavelengths (outside the passband). Therefore, the term "filter" refers primarily to the function performed, and it should be emphasized that structurally the band-pass filter 20 can be performed in various ways, ensuring that radiation of a specific wavelength is cut off and radiation of a different wavelength is transmitted. For example, a bandpass filter may be assembled from one or more optical components.

Диапазон длин волн, пропускаемых полосовым фильтром, должен, конечно, соответствовать флуоресцентному излучению, испускаемому флуоресцентным веществом. Обычно используемое флуоресцентное вещество, например в виде пенетранта на жидкостной основе, испускает при облучении ультрафиолетовым излучением флуоресцентное излучение в диапазоне длин волн, включающем длину волны 530 нм. Спектральное распределение флуоресцентного излучения может быть таким, что имеется пик в районе 530 нм, то есть относительно большая часть флуоресцентного излучения имеет длину волны, близкую 530 нм. Для больших и меньших длин волн интенсивность флуоресцентного излучения убывает. В этом случае полосу пропускания полосового фильтра предпочтительно подбирают таким образом, чтобы излучение в ограниченном диапазоне длин волн с центром, расположенным в основном вблизи 530 нм, проходило через полосовой фильтр и достигало блока регистрации изображения. Хотя часто предпочтительно использовать в полосовом фильтре такую полосу пропускания, которая, в основном, соответствует, например, диапазону от области синего-зеленого до области желтого-зеленого, следует подчеркнуть, что при использовании различных источников облучения и/или различных флуоресцентных веществ, дающих пик флуоресценции в различных диапазонах длин волн, полосовой фильтр нужно, конечно, подбирать соответствующим этому специфическому флуоресцентному излучению.The range of wavelengths transmitted by the band-pass filter should, of course, correspond to the fluorescent radiation emitted by the fluorescent substance. A commonly used fluorescent substance, for example in the form of a liquid-based penetrant, emits fluorescence radiation in the wavelength range of 530 nm when irradiated with ultraviolet light. The spectral distribution of fluorescence radiation can be such that there is a peak in the region of 530 nm, that is, a relatively large part of the fluorescent radiation has a wavelength close to 530 nm. For longer and shorter wavelengths, the fluorescence intensity decreases. In this case, the passband of the band-pass filter is preferably selected so that radiation in a limited wavelength range with a center located mainly near 530 nm passes through the band-pass filter and reaches the image recording unit. Although it is often preferable to use a bandpass filter in the band-pass filter that basically corresponds, for example, to the range from the region of blue-green to the region of yellow-green, it should be emphasized that when using different sources of radiation and / or various fluorescent substances that give a peak fluorescence in different wavelength ranges, the band-pass filter must, of course, be selected corresponding to this specific fluorescence radiation.

Полоса пропускания полосового фильтра 20 предпочтительно соответствует в основном всему диапазону, в котором объект испускает значимую интенсивность флуоресцентного излучения. Использование такого полосового фильтра означает, что в блоке регистрации изображения может быть зарегистрирован максимально возможный поток информативного излучения при обрезании в то же время другого излучения. Таким путем можно собрать наибольшее количество информации для формирования изображения на основе излучения, зарегистрированного блоком регистрации изображения. Однако выбор оптимальных параметров полосового фильтра всегда представляет сложную задачу, так как, хотя фильтр с достаточно узкой полосой пропускания хорошо идентифицирует флуоресцентное излучение, в то же время имеется тенденция к тому, что яркость зарегистрированного изображения будет слишком низкой. Фильтр с широкой полосой пропускания даст высокую яркость изображения, но при этом есть тенденция к получению слишком высокой чувствительности к фоновой освещенности и к непосредственно отраженному излучению. Было бы хорошо, если бы излучение, исходящее от источника облучения, то есть как прямое излучение, так и отраженное излучение, можно было отсекать полосовым фильтром в случае, когда блок регистрации изображения чувствителен к этому излучению. Это имеет место, например, при использовании ПЗС-камеры и источника ультрафиолетового излучения для возбуждения флуоресценции. Если не отсечь ультрафиолетовое излучение перед его попаданием на ПЗС-камеру, возрастает уровень шума, и изображение может быть смешано с шумовым излучением до такой степени, что может быть затруднительно или невозможно провести анализ по флуоресцентному излучению.The passband of the bandpass filter 20 preferably corresponds mainly to the entire range in which the object emits a significant intensity of fluorescence radiation. The use of such a band-pass filter means that the maximum possible informative radiation flux can be recorded in the image registration unit when cutting off other radiation at the same time. In this way, the largest amount of information can be collected for image formation based on the radiation registered by the image registration unit. However, the selection of the optimal bandpass filter parameters is always a difficult task, since although the filter with a sufficiently narrow passband identifies fluorescence radiation well, at the same time there is a tendency for the brightness of the recorded image to be too low. A filter with a wide passband will give a high brightness of the image, but there is a tendency to get too high sensitivity to background illumination and to directly reflected radiation. It would be nice if the radiation coming from the radiation source, that is, both direct radiation and reflected radiation, could be cut off with a band-pass filter in the case when the image recording unit is sensitive to this radiation. This is the case, for example, when using a CCD camera and a source of ultraviolet radiation to excite fluorescence. If you do not cut off the ultraviolet radiation before it hits the CCD camera, the noise level increases, and the image can be mixed with noise radiation to such an extent that it may be difficult or impossible to analyze the fluorescence radiation.

Во многих случаях верхняя граница полосы пропускания первого полосового фильтра лежит в диапазоне 560-600 нм, предпочтительно 560-580 нм, и во многих случаях нижняя граница полосы пропускания первого полосового фильтра лежит в диапазоне 450-500 нм, предпочтительно 470-500 нм. Предпочтительно полоса пропускания первого полосового фильтра составляет 490-570 нм.In many cases, the upper limit of the passband of the first band-pass filter lies in the range of 560-600 nm, preferably 560-580 nm, and in many cases the lower limit of the passband of the first band-pass filter lies in the range of 450-500 nm, preferably 470-500 nm. Preferably, the passband of the first bandpass filter is 490-570 nm.

В предпочтительном варианте реализации устройства в соответствии с настоящим изобретением оно содержит второй полосовой фильтр 21, установленный в источнике 12 облучения в данном случае перед (со стороны облучаемого объекта) выходным отверстием 16 источника 12 облучения. Хотя в варианте выполнения, представленном на фиг.3, второй полосовой фильтр 21 расположен после светопровода 18, если рассматривать основное направление распространения излучения от источника 17 излучения, в другом варианте выполнения второй полосовой фильтр может быть установлен, например, между источником 17 излучения и светопроводом 18, если нежелательное излучение поступает в большей степени от источника излучения, чем от светопровода. Однако предпочтительно располагать второй полосовой фильтр перед светопроводом 18. Это подразумевает, что выходящее излучение менее зависимо от характеристик светопровода 18. Кроме того, можно использовать относительно широкополосный источник 17 излучения и перед светопроводом 18, то есть после светопровода 18, если смотреть по основному направлению распространения излучения от источника 17, можно помещать полосовые фильтры с различными полосами пропускания, чтобы получить для облучения объекта 11 излучение с длиной волны, подобранной для данного конкретного случая.In a preferred embodiment of the device in accordance with the present invention, it comprises a second band-pass filter 21 mounted in the irradiation source 12 in this case in front of the irradiation source 16 of the irradiation source 12 (from the side of the irradiated object). Although in the embodiment of FIG. 3, the second bandpass filter 21 is located after the light guide 18, if we consider the main direction of radiation propagation from the radiation source 17, in another embodiment, a second bandpass filter can be installed, for example, between the radiation source 17 and the light guide 18, if the unwanted radiation comes to a greater extent from the radiation source than from the light guide. However, it is preferable to place a second band-pass filter in front of the light guide 18. This implies that the output radiation is less dependent on the characteristics of the light guide 18. In addition, a relatively wide-band radiation source 17 can be used before the light guide 18, that is, after the light guide 18, as seen in the main propagation direction radiation from a source 17, band-pass filters with different passbands can be placed in order to obtain radiation with a wavelength selected for annogo case.

Второй полосовой фильтр 21 пропускает излучение в ограниченном диапазоне длин волн, в который входит ультрафиолетовое излучение. Основной задачей второго полосового фильтра является обеспечение того, чтобы объект достигало только то излучение, которое возбуждает необходимое флуоресцентное излучение, а шумы и риск возникновения ложных сигналов были сведены к минимуму.The second band-pass filter 21 transmits radiation in a limited wavelength range, which includes ultraviolet radiation. The main objective of the second band-pass filter is to ensure that the object reaches only that radiation that excites the necessary fluorescent radiation, and that noise and the risk of false signals are minimized.

Это означает, что излучение с длиной волны, не приводящей к возбуждению необходимой флуоресценции, но которое может быть зарегистрировано блоком регистрации изображения в результате непосредственного попадания или отражения, должно быть отрезано с наибольшей степенью вероятности. Другими словами, полоса пропускания второго полосового фильтра лежит предпочтительно вне диапазона длин волн, в котором объект испускает флуоресцентное излучение.This means that radiation with a wavelength that does not excite the necessary fluorescence, but which can be detected by the image recording unit as a result of direct hit or reflection, should be cut off with the greatest degree of probability. In other words, the passband of the second bandpass filter lies preferably outside the wavelength range in which the object emits fluorescence radiation.

Для того чтобы получить излучение в ультрафиолетовом диапазоне, необходимое для облучения флуоресцентного вещества, полоса пропускания второго полосового фильтра может включать значение 365 нм и может, в основном, располагаться с центром вблизи 365 нм. Полоса пропускания второго полосового фильтра соответственно выбирается таким образом, чтобы излучение в ограниченном диапазоне длин волн вблизи 365 нм проходило через полосовой фильтр и достигало объекта.In order to obtain the ultraviolet radiation necessary for irradiating a fluorescent substance, the passband of the second bandpass filter can include a value of 365 nm and can mainly be centered near 365 nm. The passband of the second bandpass filter is accordingly selected so that radiation in a limited wavelength range near 365 nm passes through the bandpass filter and reaches the object.

Полосу пропускания второго полосового фильтра выбирают соответственно таким образом, чтобы она соответствовала процедуре контроля.The passband of the second bandpass filter is selected accordingly so that it conforms to the control procedure.

Процедура контроля, включающая визуальный контроль путем непосредственного рассмотрения объекта, отличается от процедуры контроля, включающей неавтоматическую оценку изображения на мониторе, и на некоторых участках проводится визуальный контроль, а на некоторых результаты автоматического анализа отображаются для дальнейшего неавтоматического и в большей или меньшей степени автоматизированного анализа.The control procedure, including visual control by direct examination of the object, differs from the control procedure, which includes a manual assessment of the image on the monitor, and in some areas visual inspection is performed, and in some, the results of automatic analysis are displayed for further non-automatic and to a greater or lesser extent automated analysis.

Когда проводят непосредственный визуальный контроль объекта (отдельно или параллельно с оценкой через монитор), во многих случаях верхняя граница полосы пропускания второго полосового фильтра лежит в диапазоне 380-410 нм и предпочтительно равна 400 нм, и во многих случаях нижняя граница полосы пропускания второго полосового фильтра лежит в диапазоне 300-350 нм и предпочтительно в диапазоне 310-330 нм. Следовательно, при непосредственном визуальном контроле полоса пропускания второго полосового фильтра составляет 320-400 нм.When direct visual control of an object is carried out (separately or in parallel with the evaluation through a monitor), in many cases the upper limit of the passband of the second bandpass filter lies in the range of 380-410 nm and is preferably equal to 400 nm, and in many cases the lower limit of the passband of the second bandpass filter lies in the range of 300-350 nm and preferably in the range of 310-330 nm. Therefore, with direct visual control, the passband of the second bandpass filter is 320-400 nm.

Хотя во многих случаях такая полоса пропускания дает хорошие результаты как при анализе по монитору, так и при автоматическом анализе, в этих случаях можно расширить полосу пропускания до верхней границы в 440-470 нм и предпочтительно 450 нм, чтобы увеличить облучение объекта и таким образом увеличить интенсивность флуоресценции. Видимый свет (который при визуальном непосредственном контроле затруднял бы этот контроль) в диапазоне 400-450 можно использовать для возбуждения флуоресценции. Усиленное облучение с большей энергией, в свою очередь, делает возможным облучение больших участков при сохранении выявляемости без перемещения источника облучения и/или объекта, и в некоторых случаях можно облучать в основном весь объект, получая ту же выявляемость и оставляя неизменным относительное положение объекта и источника облучения. Следует отметить, что расширенную до 450 нм полосу пропускания можно использовать и при визуальном контроле, если оператор использует предлагаемые в изобретении очки.Although in many cases this bandwidth gives good results both in monitor analysis and in automatic analysis, in these cases it is possible to extend the bandwidth to the upper limit of 440-470 nm and preferably 450 nm to increase the exposure of the object and thus increase fluorescence intensity. Visible light (which would make this control more difficult with direct visual control) in the range of 400-450 can be used to excite fluorescence. Enhanced irradiation with greater energy, in turn, makes it possible to irradiate large areas while maintaining detectability without moving the radiation source and / or object, and in some cases it is possible to irradiate mainly the entire object, obtaining the same detectability and leaving the relative position of the object and source unchanged exposure. It should be noted that the bandwidth expanded to 450 nm can also be used for visual inspection if the operator uses the glasses proposed in the invention.

При помещении второго полосового фильтра 21 перед светопроводом 18 его при различных процедурах анализа можно легко заменять. Например, полосовой фильтр с полосой пропускания 320-400 нм можно использовать при непосредственном контроле и/или контроле с использованием камеры, а полосовой фильтр с полосой пропускания 320-450 нм можно использовать при контроле с использованием камеры и/или непосредственном контроле оператором, снабженным предлагаемыми в изобретении очками.By placing the second band-pass filter 21 in front of the light guide 18, it can be easily replaced with various analysis procedures. For example, a bandpass filter with a passband of 320-400 nm can be used for direct monitoring and / or control using a camera, and a bandpass filter with a passband of 320-450 nm can be used for control using a camera and / or direct control by an operator equipped with in the invention of glasses.

Так же, как было рассмотрено для первого полосового фильтра, для второго полосового фильтра представляет затруднение выбор второй полосы пропускания такой, чтобы обеспечить достаточную интенсивность излучения для облучения объекта и получение достаточного флуоресцентного излучения и в то же время эффективно предотвратить попадание нежелательного излучения на блок регистрации изображения.Just as it was considered for the first bandpass filter, for the second bandpass filter it is difficult to select a second passband such as to provide sufficient radiation intensity to irradiate the object and obtain sufficient fluorescence radiation and at the same time effectively prevent unwanted radiation from entering the image registration unit .

Как было отмечено ранее, для получения изображения желательно, чтобы отношение полезного сигнала к шуму S/N (сигнал/шум) было как можно большим, что означает, что результаты анализа трещин или по меньшей мере индикаторных следов трещин могли бы быть получены при относительно высокой выявляемости. Это, в свою очередь, делает возможным автоматическое обнаружение трещин. При использовании устройства, в котором применен первый полосовой фильтр перед блоком регистрации изображения и второй полосовой фильтр перед источником облучения, можно получить очень высокое значение S/N, что практически означает, что изображение по существу черное за исключением участков, испускающих флуоресцентное излучение.As noted earlier, to obtain an image, it is desirable that the ratio of the useful signal to noise S / N (signal to noise) be as large as possible, which means that the results of the analysis of cracks or at least indicator traces of cracks could be obtained at a relatively high detectability. This, in turn, makes automatic crack detection possible. Using a device in which a first bandpass filter in front of the image recording unit and a second bandpass filter in front of the radiation source is applied, a very high S / N value can be obtained, which practically means that the image is essentially black except for areas emitting fluorescence radiation.

На фиг.4 показана выполненная предлагаемая в настоящем изобретении система 50, предназначенная для обнаружения трещин в объекте 51. Объект 51, цилиндрической или аналогичной ей формы, может, например, иметь наружные или внутренние канавки (пазы). В представленном примере объект имеет канавки 52 с двумя поверхностями 56а, 56b боковых стенок и поверхностью 58 дна.Figure 4 shows the completed proposed in the present invention system 50, designed to detect cracks in the object 51. The object 51, cylindrical or similar in shape, may, for example, have external or internal grooves (grooves). In the presented example, the object has grooves 52 with two side wall surfaces 56a, 56b and a bottom surface 58.

В систему входят источник 53 облучения с выходным отверстием 59, выполняющим функцию коллимации излучения, и источник излучения (не показан), а также светопровод 60, проходящий между выходным отверстием и источником излучения. Источник 53 облучения выполнен так, чтобы облучать объект 51, например, ультрафиолетовым излучением, а блок 54 регистрации изображения выполнен так, чтобы регистрировать флуоресцентное излучение от облученного объекта 51. Блок 54 регистрации изображения может представлять собой камеру, такую как цветная видеокамера, например, типа ПЗС. Чтобы получить флуоресцентный индикаторный рисунок, объект 51 может быть обработан флуоресцентным пенетрантом (как было описано ранее).The system includes an irradiation source 53 with an exit aperture 59 that functions as a collimation of radiation, and a radiation source (not shown), as well as a light guide 60 passing between the outlet and a radiation source. The irradiation source 53 is configured to irradiate the object 51, for example, with ultraviolet radiation, and the image recording unit 54 is configured to detect fluorescent radiation from the irradiated object 51. The image registration unit 54 may be a camera, such as a color video camera, such as, for example CCD. In order to obtain a fluorescent indicator pattern, object 51 may be treated with a fluorescent penetrant (as described previously).

В систему входит выполненное в соответствии с настоящим изобретением устройство 70, предназначенное для преломления излучения. В данном варианте выполнения преломляющее устройство 70 содержит первый отражатель 55, выполненный так, чтобы отклонять по меньшей мере значительный поток излучения от источника 53 облучения и направлять его на скрытую поверхность 56а объекта 51. В представленном на фиг.4 варианте выполнения первый отражатель состоит из зеркала, заключенного в призму и предназначенного для изменения направления излучения практически на 90° относительно основного направления распространения излучения от источника 53 облучения.The system includes a device 70 made in accordance with the present invention for refracting radiation. In this embodiment, the refractive device 70 comprises a first reflector 55 configured to deflect at least a significant radiation flux from the radiation source 53 and direct it to the hidden surface 56a of the object 51. In the embodiment of FIG. 4, the first reflector consists of a mirror enclosed in a prism and designed to change the direction of radiation by almost 90 ° relative to the main direction of propagation of radiation from the radiation source 53.

Под значительным потоком излучения здесь понимается такой поток излучения, который необходим для возбуждения требуемого флуоресцентного излучения и последующей регистрации флуоресценции для формирования изображения. Предпочтительно преломляется по меньшей мере 25% излучения и более предпочтительно преломляется по меньшей мере 50% излучения. Надо полагать, что система тем эффективнее, чем больше излучения преломляется в направлении скрытой поверхности, так что во многих случаях желательно, чтобы отражалось, в основном, 100% излучения. Однако в некоторых случаях могут быть причины для создания такой конструкции первого отражателя, при которой часть излучения все же проходит через отражатель без преломления. Таким путем делается возможным анализ с помощью устройства других участков, расположенных где-либо еще кроме скрытой поверхности.A significant radiation flux here is understood to mean such a flux of radiation that is necessary for the excitation of the required fluorescence radiation and subsequent registration of fluorescence for image formation. Preferably, at least 25% of the radiation is refracted, and more preferably, at least 50% of the radiation is refracted. It must be assumed that the system is more efficient, the more radiation is refracted in the direction of the hidden surface, so in many cases it is desirable that 100% of the radiation is reflected mainly. However, in some cases there may be reasons for creating such a design of the first reflector, in which part of the radiation still passes through the reflector without refraction. In this way, it is possible to analyze using the device other sites located elsewhere than a hidden surface.

Под скрытой поверхностью подразумевается поверхность 56а, которую невозможно облучить требуемым образом прямым излучением от источника 53 облучения, или поверхность, от которой испускаемое флуоресцентное излучение не может быть зарегистрировано блоком 54 регистрации изображения из-за естественной конфигурации объекта и/или аппаратуры анализа. В представленном варианте внутренняя канавка 52 в объекте слишком узка, чтобы источник 53 облучения и блок 54 регистрации изображения могли разместиться в нем таким образом, чтобы быть направленными для проведения анализа прямо на поверхность 56а. Канавка 52, кроме того, слишком глубока, чтобы аппаратура анализа известного типа могла быть размещена вне объекта 51 для проведения испытаний. Чтобы все же обеспечить возможность проведения анализа скрытой поверхности 56а, первый отражатель 55 направляет на нее излучение от источника облучения.By “hidden surface” is meant a surface 56a that cannot be irradiated as required with direct radiation from the radiation source 53, or a surface from which the emitted fluorescent radiation cannot be detected by the image recording unit 54 due to the natural configuration of the object and / or analysis equipment. In the illustrated embodiment, the internal groove 52 in the object is too narrow for the irradiation source 53 and the image recording unit 54 to be placed therein so as to be directed for analysis directly to the surface 56a. The groove 52 is also too deep for a known type of analysis equipment to be placed outside the test object 51. In order to nevertheless provide the possibility of analyzing the latent surface 56a, the first reflector 55 directs radiation from the radiation source to it.

В представленном варианте выполнения преломляющее устройство 70 содержит также второй отражатель 57 для отклонения по меньшей мере некоторого, достаточного для проведения анализа потока флуоресцентного излучения, испускаемого скрытой поверхностью 56а, на блок 54 регистрации изображения. В представленном на фиг.4 варианте второй отражатель 57 выполнен на сдвоенной призме, которая делит пучок таким образом, что испускаемое поверхностью 56а флуоресцентное излучение разделяется у поверхности сопряжения между двумя сдвоенными призмами, и при этом часть его преломляется в направлении блока 54 регистрации изображения. В данном случае приблизительно 50% флуоресцентного излучения, поступающего от скрытой поверхности 56а, преломляется в основном на 90° в направлении к блоку регистрации изображения. (Остальная часть преломляется в противоположном направлении в сторону дна 58 канавки.) Существуют, конечно, другие способы создания отражателя флуоресцентного излучения, при которых на блок регистрации изображения будет поступать другой поток флуоресцентного излучения. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере преломлялось 25% флуоресцентного излучения, а более предпочтительно, чтобы по меньшей мере 50% этого излучения направлялось на блок регистрации изображения. Во втором варианте выполнения изобретения такой второй отражатель может быть использован без первого отражателя, если скрытую поверхность можно облучить непосредственно от источника облучения, но на блок регистрации изображения напрямую флуоресцентное излучение от скрытой поверхности поступить не может. Таким образом, предлагаемые в изобретении первый и второй отражатели можно использовать по отдельности или в сочетании друг с другом, как показано на фиг.4.In the illustrated embodiment, the refractive device 70 also comprises a second reflector 57 for deflecting at least some sufficient for analyzing the fluorescence flux emitted by the hidden surface 56a to the image recording unit 54. In the embodiment shown in FIG. 4, the second reflector 57 is made on a dual prism that divides the beam so that the fluorescence emitted by surface 56a is separated at the interface between two dual prisms, and part of it is refracted in the direction of the image recording unit 54. In this case, approximately 50% of the fluorescent radiation coming from the latent surface 56a is refracted mainly by 90 ° towards the image recording unit. (The rest is refracted in the opposite direction toward the bottom of the groove 58.) Of course, there are other ways to create a fluorescent radiation reflector, in which another fluorescence stream will arrive at the image recording unit. Preferably, at least 25% of the fluorescence radiation is refracted, and more preferably, at least 50% of this radiation is directed to the image recording unit. In the second embodiment of the invention, such a second reflector can be used without the first reflector, if the hidden surface can be irradiated directly from the radiation source, but the fluorescence radiation cannot directly enter the image recording unit from the hidden surface. Thus, the first and second reflectors according to the invention can be used individually or in combination with each other, as shown in FIG.

Как показано ранее, можно сочетать систему, выполненную в соответствии с изобретением, с тем, что приведено ранее в отношении способа и/или устройства согласно настоящему изобретению. Например, в выполненной в соответствии с изобретением системе перед блоком 54 регистрации изображения можно разместить указанный первый полосовой фильтр 20 и/или перед источником 53 облучения можно разместить второй полосовой фильтр 21.As shown previously, it is possible to combine a system made in accordance with the invention with what has been given previously with respect to the method and / or device according to the present invention. For example, in the system constructed in accordance with the invention, said first band-pass filter 20 can be placed in front of the image recording unit 54 and / or a second band-pass filter 21 can be placed in front of the irradiation source 53.

На фиг.5 представлен вариант системы в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте источник 53 облучения и блок 54 регистрации изображения расположены друг относительно друга таким образом, что источник облучения 53, наоборот, расположен ближе к скрытой контролируемой поверхности. Это означает снижение риска влияния излучения от источника облучения на блок регистрации изображения. На фиг.4 излучение на пути к поверхности 56а будет проходить мимо блока 54 регистрации изображения (между блоком 54 регистрации изображения и поверхностью 58 дна), в то время как на фиг.5 излучение при преломлении в направлении поверхности 56а не проходит мимо блока 54 регистрации изображения. Кроме того, светопровод 60 на фиг.5 расположен, в основном, максимально близко к призме, что уменьшает необходимость в коллиматоре, так как можно допустить некоторую расходимость излучения после светопровода, если путь излучения относительно короток. Это, в свою очередь, позволяет изготавливать более компактную систему.Figure 5 presents a variant of the system in accordance with the present invention. In this embodiment, the irradiation source 53 and the image recording unit 54 are arranged relative to each other so that the irradiation source 53, on the contrary, is closer to the hidden controlled surface. This means reducing the risk of the influence of radiation from the radiation source on the image recording unit. In Fig. 4, the radiation on the way to the surface 56a will pass by the image registration unit 54 (between the image registration unit 54 and the bottom surface 58), while in Fig. 5, the radiation during refraction in the direction of the surface 56a does not pass the registration unit 54 Images. In addition, the optical fiber 60 in FIG. 5 is located mainly as close to the prism as possible, which reduces the need for a collimator, since some divergence of radiation after the optical fiber can be allowed if the radiation path is relatively short. This, in turn, makes it possible to produce a more compact system.

Изобретение также относится к использованию системы, выполненной в соответствии с изобретением, для выявления трещины в канавке, имеющей поверхность 58 дна и по меньшей мере поверхность 56а боковой стенки, причем трещина может быть расположена на поверхности дна или на поверхности боковой стенки, или для выявления трещины в канавке, имеющей поверхность 58 дна и поверхности 56а, 56b двух боковых стенок, или для выявления трещины в канавке, имеющей поверхность дна и поверхности двух боковых стенок, причем поверхности боковых стенок канавки в основном параллельны друг другу и направлены в основном под прямым углом относительно плоскости поверхности дна.The invention also relates to the use of a system made in accordance with the invention for detecting a crack in a groove having a bottom surface 58 and at least a side wall surface 56a, wherein the crack can be located on the bottom surface or on the side wall surface, or for detecting a crack in a groove having a bottom surface 58 and two side walls surface 56a, 56b, or to detect cracks in a groove having a bottom surface and two side walls, the side walls of the groove being basically vnom parallel to one another and are directed substantially at right angles to the plane of the bottom surface.

Система в соответствии с изобретением может быть, например, использована в нижеприведенных применениях.The system in accordance with the invention can, for example, be used in the applications below.

Контроль поверхности дна канавкиGroove bottom surface control

Систему поворачивают по отношению к положению, показанному на фиг.4, так что излучение, преломленное первым отражателем 55, направляется к поверхности 58 дна, и так что блок 54 регистрации изображения и выходное отверстие 59 источника 53 облучения "смотрят в продольном канавке 52 направлении", то есть параллельно канавке (перпендикулярно плоскости чертежа на фиг.4);The system is rotated with respect to the position shown in FIG. 4, so that the radiation refracted by the first reflector 55 is directed to the bottom surface 58, and so that the image recording unit 54 and the exit opening 59 of the irradiation source 53 “look in the longitudinal groove 52 direction” , i.e. parallel to the groove (perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 4);

систему размещают таким образом, что можно сканировать часть поверхности 58 дна, ближайшую к поверхности 56а боковой стенки, при этом блок 54 регистрации изображения расположен на фокусном расстоянии относительно поверхности 58 дна для регистрации флуоресцентного индикаторного рисунка на поверхности дна (которое в данном случае представляет собой наружную поверхность контролируемого объекта);the system is arranged in such a way that it is possible to scan the part of the bottom surface 58 that is closest to the side wall surface 56a, while the image recording unit 54 is located at a focal length relative to the bottom surface 58 to register a fluorescent indicator pattern on the bottom surface (which in this case is the outer surface of the controlled object);

поворачивают объект один раз при одновременном контроле поверхности дна, чтобы просканировать объект по полной окружности;rotate the object once while monitoring the bottom surface to scan the object in full circle;

сдвигают систему на один шаг (вручную или автоматически) в направлении поверхности 56b второй боковой стенки, после чего объект поворачивают таким образом, чтобы просканировать его по полной окружности; иmoving the system one step (manually or automatically) in the direction of the surface 56b of the second side wall, after which the object is rotated so as to scan it in a full circle; and

последнее действие повторяют до тех пор, пока не проконтролируют всю поверхность 58 дна.the last action is repeated until they control the entire surface of the bottom 58.

Контроль поверхности боковой стенки в объектеControl the surface of the side wall in the object

Блок регистрации изображения размещают, как показано на фиг.4, и таким образом, чтобы можно было просканировать часть поверхности 56а боковой стенки, ближайшую к поверхности 58 дна, при этом блок регистрации изображения размещают на фокусном расстоянии относительно поверхности 56а боковой стенки для регистрации флуоресцентного индикаторного рисунка на поверхности боковой стенки;The image registration unit is arranged as shown in FIG. 4, and so that it is possible to scan a portion of the side wall surface 56a closest to the bottom surface 58, while the image registration unit is placed at a focal length relative to the side wall surface 56a to register a fluorescent indicator drawing on the surface of the side wall;

поворачивают объект один раз при одновременном контроле поверхности 56а боковой стенки, чтобы просканировать объект по полной окружности;rotate the object once while monitoring the side wall surface 56a to scan the object in a full circle;

сдвигают систему на один шаг (вручную или автоматически) в радиальном направлении от поверхности 58 дна, после чего объект поворачивают таким образом, чтобы просканировать по полной окружности объекта следующую часть поверхности 56а боковой стенки; иmoving the system one step (manually or automatically) in a radial direction from the bottom surface 58, after which the object is rotated so as to scan the next part of the side wall surface 56a along the entire circumference of the object; and

последнее действие повторяют до тех пор, пока не проконтролируют всю поверхность боковой стенки.the last action is repeated until they control the entire surface of the side wall.

Контроль поверхности второй боковой стенкиSurface control of the second side wall

Контроль проводят в соответствии с той же процедурой, что и для поверхности 56а первой боковой стенки, с тем отличием, что систему 50 поворачивают на 180°, облучая, наоборот, поверхность 56b боковой стенки.The control is carried out in accordance with the same procedure as for the first side wall surface 56a, with the difference that the system 50 is rotated 180 °, irradiating, on the contrary, the side wall surface 56b.

На фиг.6 представлены очки 80, выполненные в соответствии с настоящим изобретением. Очки снабжены линзами 81, которые могут быть изготовлены из стекла, пластика или другого материала и которые действуют как полосовой фильтр 20b, отрезая излучение определенных длин волн. Очки 80 предназначены для использования оператором при наблюдении флуоресценции, в частности при визуальном контроле объекта на наличие трещин. Полосовой фильтр 20b пропускает излучение в ограниченном диапазоне длин волн, включающем длину волны 530 нм. Нижнюю границу полосы пропускания полосового фильтра 20b лучше выбирать в диапазоне 480-500 нм, и предпочтительно она равна приблизительно 490 нм.Figure 6 presents the glasses 80, made in accordance with the present invention. The glasses are equipped with lenses 81, which can be made of glass, plastic or other material and which act as a bandpass filter 20b, cutting off radiation of certain wavelengths. Glasses 80 are intended for use by the operator when observing fluorescence, in particular when visually inspecting an object for cracks. The bandpass filter 20b transmits radiation in a limited wavelength range, including a wavelength of 530 nm. The lower limit of the passband of the bandpass filter 20b is best chosen in the range of 480-500 nm, and preferably it is approximately 490 nm.

Что касается верхней границы, то есть несколько альтернатив. Основным требованием является отрезание на нижней границе ультрафиолетового излучения и голубого света, хотя при этом верхняя граница может варьироваться различным образом. Если верхняя граница полосы пропускания полосового фильтра 20b лежит в диапазоне 560-580 нм и предпочтительно равна приблизительно 570 нм, то можно будет отсечь ложные сигналы красного. Если, вместо этого, верхняя граница полосы пропускания полосового фильтра 20b равна приблизительно 700 нм, то, хотя это и является случаем, когда красный свет не отсекается, с другой стороны, принимая во внимание иные соображения, выбор такого диапазона может облегчить оператору проведение контроля, если в то же время выполняется основное условие отсечения голубого света.As for the upper bound, there are several alternatives. The main requirement is to cut off the ultraviolet radiation and blue light at the lower boundary, although the upper boundary can vary in different ways. If the upper limit of the passband of the bandpass filter 20b lies in the range 560-580 nm and is preferably approximately 570 nm, then false red signals can be cut off. If, instead, the upper limit of the passband of the bandpass filter 20b is approximately 700 nm, then, although this is the case when the red light is not cut off, on the other hand, taking into account other considerations, the choice of such a range may make it easier for the operator to control, if at the same time the basic condition for clipping blue light is fulfilled.

Понятно, что настоящее изобретение не ограничивается вариантами выполнения, представленными ранее и отраженными в чертежах, и, как будет понятно специалисту в данной области, в рамках объема притязаний приложенной формулы изобретения может быть осуществлено множество усовершенствований и модификаций.It is understood that the present invention is not limited to the embodiments presented earlier and reflected in the drawings, and as one skilled in the art will appreciate, many improvements and modifications can be made within the scope of the appended claims.

Claims

1. A method for detecting cracks in an object, including treating the object (11) with a fluorescent substance, irradiating the object and registering the fluorescent radiation from the irradiated object using the image recording unit (13, 54), characterized in that the image of the object (11) obtained using block (13, 54) image registration, digitize and automatically analyze in relation to the color content of the image, and to detect cracks in the object analyze the distribution of the digitized color components of the image in this color net spectrum and / or value of color components.

2. The method according to claim 1, characterized in that the image is analyzed in relation to the relative magnitude of the color components (3A, 3b) of the image.

3. The method according to claim 1, characterized in that the image is analyzed in relation to the absolute value of the color components (3A, 3b) of the image.

4. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the image is analyzed using an image processing method in which the color content of the image is presented in the HSL color space.

5. The method according to claim 4, characterized in that the image is analyzed in relation to the color cast (H) represented in the HSL color space.

6. The method according to claim 4, characterized in that the image is analyzed in relation to the color saturation (S) presented in the HSL color space.

7. The method according to claim 4, characterized in that the image is analyzed in relation to the brightness (L) presented in the HSL color space.

8. The method according to claim 1, characterized in that the image is analyzed using an image processing method in which the luminance component is separated from the hue component.

9. The method according to claim 1, characterized in that the image is analyzed by searching for color.

10. The method according to claim 1, characterized in that the image is analyzed by setting a color threshold.

11. The method according to claim 1, characterized in that the image is analyzed by comparison with a reference value, the choice of which is based on the spectral feature of the expected fluorescent radiation emitted by the fluorescent substance.

12. The method according to claim 11, characterized in that the reference value is set by registering the fluorescent radiation from the fluorescent substance using the image recording unit (13, 54).

13. The method according to p. 12, characterized in that the reference value is set by registering the fluorescent radiation from the fluorescent substance deposited on the object using the image recording unit (13, 54).

14. The method according to claim 1, characterized in that the image is analyzed in real time.

15. The method according to claim 1, characterized in that the object (11) is irradiated with ultraviolet radiation and the fluorescent radiation from the object irradiated with ultraviolet radiation is recorded using the image recording unit (13, 54).

16. A device (10) for detecting cracks in an object, containing an object irradiation source (12, 53) (11) and an image registration unit (13, 54) for recording fluorescence radiation from an irradiated object, characterized in that it contains a first band-pass filter (20) installed in the image recording unit (13, 54) and transmitting radiation in a limited wavelength range, including a wavelength lying in the wavelength range in which the object (11) emits fluorescence radiation.

17. The device according to clause 16, wherein the passband of the first band-pass filter (20) includes a wavelength of 530 nm.

18. The device according to clause 16, characterized in that the middle part of the passband of the first band-pass filter (20) is located mainly near the wavelength equal to 530 nm.

19. The device according to clause 16, wherein the passband of the first band-pass filter (20) corresponds mainly to the wavelength range in which the object (11) emits fluorescence radiation.

20. The device according to clause 16, wherein the passband of the first band-pass filter (20) lies outside the wavelength range emitted by the radiation source (12, 53).

21. The device according to clause 16, characterized in that the upper limit of the passband of the first band-pass filter (20) lies in the range of 560-600 nm.

22. The device according to clause 16, wherein the upper limit of the passband of the first band-pass filter (20) is approximately 570 nm.

23. The device according to clause 16, characterized in that the lower limit of the passband of the band-pass filter (20) lies in the range 470-500 nm.

24. The device according to clause 16, wherein the lower limit of the passband of the first band-pass filter (20) is approximately 490 nm.

25. The device according to clause 16, characterized in that it contains a second band-pass filter (21) installed in the radiation source (12, 53) and transmitting radiation in a limited wavelength range, including ultraviolet radiation.

26. The device according A.25, characterized in that the passband of the second band-pass filter (21) lies outside the wavelength range in which the object (11) emits fluorescent radiation.

27. The device according A.25, characterized in that the passband of the second band-pass filter (21) includes a wavelength of 365 nm.

28. The device according A.25, characterized in that the middle part of the passband of the second band-pass filter (21) is located mainly near the wavelength equal to 365 nm.

29. The device according A.25, characterized in that the upper limit of the passband of the second band-pass filter (21) lies in the range of 380-410 nm.

30. The device according A.25, characterized in that the upper limit of the passband of the second band-pass filter (21) is approximately 400 nm.

31. The device according A.25, characterized in that the upper limit of the passband of the second band-pass filter (21) lies in the range of 440-470 nm.

32. The device according A.25, characterized in that the upper limit of the passband of the second band-pass filter (21) is approximately 450 nm.

33. The device according A.25, characterized in that the lower limit of the passband of the second band-pass filter (21) lies in the range of 310-330 nm.

34. The device according A.25, characterized in that the lower limit of the passband of the second band-pass filter (21) is approximately 320 nm.

35. The device according to claim 25, wherein the radiation source (12) comprises a light guide (18) connected to a radiation source (17), the second band-pass filter (21) being installed after the light guide (18) in the main direction of radiation propagation from radiation source (17).

36. The device according to clause 16, characterized in that the block (13, 54) of image registration is a camera.

37. The device according to clause 16, wherein the image recording unit (13, 54) is a video camera, preferably a CCD camera.

38. The device according to clause 16, wherein the radiation source (12, 53) is configured to emit mainly ultraviolet radiation to irradiate the object (11).

39. A system (50) for detecting cracks in an object, comprising an object irradiation source (53) (51) and an image registration unit (54) for detecting fluorescence radiation from an irradiated object, characterized in that it contains a refractive device (70) for refraction radiation, including a reflector (57) made of double prisms with the possibility of acting as a beam splitter, while the first bandpass filter (20) is installed in the image recording unit (13, 54), which transmits radiation in a limited wavelength range, including yuschem wavelength lying in the wavelength range in which the object (11) emits fluorescence radiation.

40. The system according to § 39, wherein the refractive device (70) comprises a reflector (55) for refracting at least a significant radiation flux from the radiation source (53) to irradiate the hidden surface (56a) in the object (51).

41. The system according to claim 39 or 40, characterized in that it comprises a reflector (57) for refracting at least some part of the fluorescence radiation emitted from the hidden surface (56a) of the object (51) sufficient for analysis to block (54) ) image registration.