螺紋表面檢測技術(shù)研究

牛步青（中石化勝利油田分公司物資供應(yīng)處 山東 東營 257000）

螺紋作為重要的連接部件在各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，螺紋的質(zhì)量直接關(guān)系到設(shè)備能否正常穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)螺紋的缺陷還會造成各種生產(chǎn)安全隱患，因此螺紋的檢測是螺紋生產(chǎn)和使用中重要的環(huán)節(jié)，只有螺紋的質(zhì)量得到了保證，才能夠保證設(shè)備的工作質(zhì)量和安全性能。隨著科技的不斷發(fā)展，新技術(shù)新工藝被不斷的開發(fā)和利用，大大的提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。其中利用圖像分析檢測的方法已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到機(jī)械、農(nóng)業(yè)等各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，為開展螺紋表面圖像分析檢測提供了良好的借鑒。

一、螺紋表面圖像檢測技術(shù)分析

利用圖像進(jìn)行螺紋分析檢測的方法，和傳統(tǒng)的方法相比具有許多優(yōu)勢，采用圖像分析的方法進(jìn)行螺紋的檢測，分析對照得到的檢測圖像，可以方便、智能的完成螺紋的檢測。螺紋圖像分析檢測技術(shù)是一種非接觸式的螺紋檢測，可以方便的實(shí)現(xiàn)螺紋檢測的自動化，大大的提高了螺紋檢測的效率。螺紋圖像分析檢測通過采用高精度的攝像探頭和圖像處理設(shè)備，可以大大的提高圖像的檢測精度，而且隨著設(shè)備性能的不斷改善，監(jiān)測的精度將會不斷的提高。由于螺紋圖像檢測技術(shù)是一種非接觸式檢測，不會將檢測設(shè)備和螺紋直接接觸，避免了現(xiàn)場檢測人員長期工作的危險(xiǎn)環(huán)境中，提高了螺紋檢測的安全性，同時(shí)為螺紋檢測的自動化奠定了基礎(chǔ)。螺紋圖像檢測技術(shù)和計(jì)算機(jī)是共同使用的，螺紋檢測的結(jié)果可以直觀的在計(jì)算機(jī)上顯示并存儲。利用計(jì)算機(jī)對螺紋監(jiān)測的結(jié)果進(jìn)行分析，得到螺紋檢測結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，從而得出規(guī)律性的螺紋缺陷分析結(jié)果，為企業(yè)提高螺紋的質(zhì)量提供依據(jù)。利用圖像分析技術(shù)進(jìn)行螺紋表面缺陷的檢測，不需要和螺紋直接接觸，避免了探頭和螺紋的接觸損壞，同時(shí)螺紋圖像分析檢測技術(shù)的適用范圍廣，可以適用于各種型號和尺寸螺紋的檢測，通用性強(qiáng)，特別是對于較小螺紋的檢測具有非常好的效果。螺紋圖像分析檢測技術(shù)可以方便的實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的自動化，提高了螺紋檢測的速度和效率，而且可以再計(jì)算中進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)處理。因此，螺紋圖像分析檢測技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

螺紋圖像分析檢測技術(shù)中，螺紋的圖像采集系統(tǒng)是螺紋檢測的非常重要的環(huán)節(jié)，如果螺紋圖像的采集質(zhì)量不高，會直接影響到螺紋檢測結(jié)果的正確性。螺紋的圖像采集系統(tǒng)主要包括圖像采集相機(jī)、光源、鏡頭、機(jī)械控制部分、計(jì)算機(jī)等部分。鏡頭安放在圖像采集相機(jī)的最前端，鏡頭的功能就是保證螺紋的圖像能夠顯示在光學(xué)傳感器的表面，因此需用合理的鏡頭是保證螺紋質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。螺紋圖像的分析檢測系統(tǒng)中，如何將螺紋的圖像在環(huán)境中更加凸顯出來，而將環(huán)境中的其他部門減淡是非常重要的，合理的選擇光源和照射方式就可以很好的做到這一點(diǎn)。低角度照明方式，光線的照射角度較低。當(dāng)入射光照射到鏡面后，在鏡子的視野范圍內(nèi)不能看到入射光光源，這種照明方式被稱作低角度照明。在低角度照明的過程中，螺紋圖像的背景為黑色，而螺紋圖像則為白色，這樣就可以很好的突出螺紋的外形輪廓和凹凸細(xì)節(jié)，對于表面有突起或者紋理的物體，一般情況下要采用低角度的照明方式，螺紋表面圖像分析檢測技術(shù)中，光源的照明方式采用的是低角度的照明方式。

二、螺紋表面圖像分析檢測處理技術(shù)

當(dāng)螺紋圖像采集系統(tǒng)得到螺紋的圖像后，螺紋的圖像會被存儲到計(jì)算中，如何利用有效快速的方法將螺紋圖像處理，并且得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果是非常重要的。一般螺紋表面檢測圖像的處理步驟包括，首先將螺紋的圖像進(jìn)行相應(yīng)的變換，利用圖像處理算法，將圖像中高功率的部分抑制，再完成螺紋圖像的反變換，通過設(shè)定圖像缺陷的臨界值，將得到螺紋缺陷值和臨界值相對比，從而得到了存在缺陷的螺紋圖像。在圖像的處理中，處理的原則就是首先要將目標(biāo)圖像的信息增強(qiáng)，將背景的信息減弱，然后再將螺紋表面缺陷信息增強(qiáng)，通過和缺陷臨界值的對比，得到存在缺陷的螺紋圖像信息。傅里葉變換的方式是一種常用的圖像增強(qiáng)的方法，作為一種頻率域的變換法方法，傅里葉變化將空間的數(shù)值變成頻率的數(shù)值，以頻率的方式表現(xiàn)，這種頻率上的圖像提取方式要比空間上的提取方式更為簡單，而且大大的減小了工作量，螺紋檢測的圖像經(jīng)過傅里葉變換后，得到的圖像將會以頻率譜值的方式呈現(xiàn)，形成以中心點(diǎn)發(fā)散或者是環(huán)形分布的特征，得到該特征之后，再經(jīng)過一定的濾波處理就可以得到增強(qiáng)后的螺紋監(jiān)測圖像。在螺紋表面圖像的處理中，為了更加突出的表現(xiàn)螺紋的缺陷部分，而將不需要的特征淡化，需要進(jìn)行螺紋缺陷部分信息的增強(qiáng)工作。螺紋圖像中螺紋的缺陷是傅里葉變換中的低功率部分，而螺紋的其他背景特征是傅里葉變換中的高功率部分，因此在數(shù)據(jù)處理的過程中，應(yīng)當(dāng)將傅里葉變換中的高功率部分抑制，不斷的增強(qiáng)傅里葉變換中的低功率部分，其中霍夫變換的方法就可以很好的實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，從變換的直方圖中就可以得到圖像中高功率部分和低功率部分，從而尋找出螺紋的缺陷部分。

結(jié)束語

螺紋作為一種通用的連接部件，其質(zhì)量直接關(guān)系到設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，因此需要不斷的加強(qiáng)螺紋表面檢測技術(shù)研究，及時(shí)檢測出存在缺陷的螺紋，并采取相應(yīng)的措施。螺紋表面缺陷的圖像檢測技術(shù)，不需要和螺紋直接接觸，避免了探頭和螺紋的接觸損壞，同時(shí)螺紋圖像分析檢測技術(shù)的適用范圍廣，可以適用于各種型號和尺寸螺紋的檢測，通用性好，特別是對于較小螺紋的檢測具有非常好的效果。在圖像的處理中，處理的原則就是首先要將圖像的背景信息減弱，然后再將螺紋表面缺陷信息增強(qiáng)，然后通過和缺陷臨界值的對比，得到螺紋表面缺陷的圖像信息。傅里葉變換是一種常用的圖像增強(qiáng)的方法。通過研究為提高螺紋表面檢測的質(zhì)量和效率奠定了基礎(chǔ)。

[1]左建中，劉峰，張定昭.機(jī)器視覺技術(shù)在螺紋檢測中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2006，(004)：113-114.

[2]周金山，婁訓(xùn)志，王凡.基于機(jī)器視覺的螺紋缺陷檢測方法[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010， (002)：4-6.