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JPS6298202A - Detecting device for crack tip position of fatigue test piece - Google Patents

Detecting device for crack tip position of fatigue test piece

Info

Publication number
JPS6298202A
JPS6298202A JP23902585A JP23902585A JPS6298202A JP S6298202 A JPS6298202 A JP S6298202A JP 23902585 A JP23902585 A JP 23902585A JP 23902585 A JP23902585 A JP 23902585A JP S6298202 A JPS6298202 A JP S6298202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tip position
crack
crack tip
test piece
reference line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP23902585A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0381082B2 (en
Inventor
Kazuo Sano
和夫 佐野
Mitsuaki Uesugi
上杉 満昭
Masakazu Inomata
雅一 猪股
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP23902585A priority Critical patent/JPS6298202A/en
Priority to DE8686900849T priority patent/DE3688268D1/en
Priority to PCT/JP1986/000028 priority patent/WO1986004410A1/en
Priority to EP86900849A priority patent/EP0210278B1/en
Priority to US06/912,582 priority patent/US4716459A/en
Publication of JPS6298202A publication Critical patent/JPS6298202A/en
Publication of JPH0381082B2 publication Critical patent/JPH0381082B2/ja
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately eliminate an image blur and to detect a crack tip position by providing strobe lighting devices and picking up the crack of a fatigue test piece and a reference line in the same visual field. CONSTITUTION:The strobe lighting devices 26 and 27 emit light alternately at a period longer than the after-image time of ITV camera heads 22 and 23 tin synchronism with the output signal of a frequency dividing circuit 35. Then, a video signal in light emission is sent to a scribing line detecting means 32 and a crack tip position detecting means 23. The means 32 calculates the integral value of the luminance level of the video signal by a horizontal integration circuit 38 and an integral value peak detection part 39 detects the maximum luminance level from the luminance distribution to find the position of a scribing line 13. The means 33, on the other hand, passes the video signal through a filter circuit 40 and converted it into a binarization signal by a circuit 41 to detect the crack 12. For the purpose, a noise removing circuit 42 removes noise components to find the tip position of the crack 12. The position of this line 13 and the tip position are sent to a distance detection part 43, which finds the distance from the line 13 to the crack tip position and displays it on a display part 44,.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属材料に使用される疲労試験片クラック先
端位置を検出する疲労臥験片クラック先端位置検出装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a fatigue test piece crack tip position detecting device for detecting the crack tip position of a fatigue test piece used for metal materials.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

金属材料の疲労測定は、形状、寸法がB、55762−
1979  (Methods   for   cr
ack   opening  displaceIl
lent  testing)等に規定されている第1
1図に示すようなりラック(疲労亀裂)2を入れた疲労
試験片(以下、試験片と省略する)1を用いている。な
お、この試験片1は、試験片1の中央部に加工した機械
ノツチ(以下、ノツチと省略する)3の先端から疲労試
論機を用いて所定の長さのクラック2を入れたものとす
ることが義務づけられており、そこで、このクラック2
の加工作業においてクラック2の長さつまりクラック先
端位置の監視が必要となってくる。
For fatigue measurement of metal materials, shape and dimensions are B, 55762-
1979 (Methods for cr.
ack opening display
lent testing) etc.
As shown in Fig. 1, a fatigue test piece (hereinafter abbreviated as test piece) 1 with a rack (fatigue crack) 2 in it was used. In addition, this test piece 1 has a crack 2 of a predetermined length made from the tip of a mechanical notch (hereinafter abbreviated as notch) 3 machined in the center of the test piece 1 using a fatigue testing machine. Therefore, this crack 2
In the machining operation, it is necessary to monitor the length of the crack 2, that is, the position of the crack tip.

ところで、クラック先端位置の検出装置として例えば特
願昭60−12098号のようなものがある。これは、
基準線としてのけがき線が引かれた試験片を疲労試験機
にセットしてこの試験片に繰返し荷重を加える。なお、
この荷重は振幅が数百μで振動数が約30H2となって
いる。このような荷重が加わっているときに試験片の表
面を照明し顕微鏡を通してITVカメラ(工業用テレビ
ジョンカメラ)によりm像する。そして、このITVカ
メラから出力されるビデオ信号を処理して試験片に生じ
るクラックの先端位置とけかき線との距離を検出して疲
労度等を求めている。
By the way, there is an apparatus for detecting the position of the tip of a crack, for example, as disclosed in Japanese Patent Application No. 12098/1983. this is,
A test piece with a marked line as a reference line is set in a fatigue testing machine, and a repeated load is applied to this test piece. In addition,
This load has an amplitude of several hundred microns and a frequency of about 30H2. While such a load is being applied, the surface of the test piece is illuminated and an m-image is taken using an ITV camera (industrial television camera) through a microscope. The video signal output from this ITV camera is then processed to detect the distance between the tip position of the crack that occurs in the test piece and the cut line to determine the degree of fatigue and the like.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら上記装置では試験片への照明が連続光とな
っているので、得られる試験片の画像はブしたものとな
ってしまう。つまり、上記の如く荷重は振幅が数百μで
振動数が約30Hzとなっているが、これに対してIT
Vカメラで撮像するときの視野は、分解能を考慮して数
ll1m程度としなければならず、従って、連続照明を
用いて1lll像すると試験片の、振動のためにブした
画像となってしまい、高精度にクラック先端位置を検出
することができなくなってしまう。
However, in the above apparatus, since the test piece is illuminated with continuous light, the obtained image of the test piece is blurred. In other words, as mentioned above, the load has an amplitude of several hundred microns and a frequency of about 30Hz, but on the other hand, IT
The field of view when taking an image with a V-camera must be approximately several 1/1 meter in consideration of resolution, and therefore, if continuous illumination is used to image 1/1/2 inch, the image of the test piece will be blurred due to vibration. It becomes impossible to detect the crack tip position with high precision.

また、試験片に生じるクラックは、試験片の内部や表面
の状態によって1本のクラックにおいてその幅が数μか
ら数十μの間で変化するものとなっている。したがって
、クラックにおいて特に幅の狭い部分に対しては適切な
照度で照明しなければ撮像されずに検出できないことが
ある。
Furthermore, the width of a crack that occurs in a test piece varies from several microns to several tens of microns depending on the internal and surface conditions of the test piece. Therefore, if a particularly narrow portion of a crack is not illuminated with appropriate illuminance, it may not be imaged and cannot be detected.

そこで本発明は上記問題点を解決するために、画像ブレ
を無くして正確にクラック先端位置を検出できる高精度
な疲労試験片クラック先端位置検出装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a highly accurate fatigue test piece crack tip position detection device that can eliminate image blur and accurately detect the crack tip position.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記目的を達成するために、クラック先端位置
を得るための基準線が施された疲労試験片のクラックお
よび基準線を同一視野で撮像する撮像手段と、疲労試験
片面に照明光を照射するストロボ照明装置と、このスト
ロボ照明装置の発光タイミングを所望タイミングに制御
する照明制御手段と、撮像手段からのビデオ信号から基
準線方向と同一方向に輝度レベルを積分して最大となる
レベルを求めて基準線位置を検出する基準線検出手段と
、撮像手段からのビデオ信号をクラック方向と垂直方向
に輝度レベルの2値化処理を行ない、この後ハイレベル
値の連続性を判定してクラック先端位置を検出するクラ
ック先端位置検出手段と、基準線検出手段により求めら
れた基準線位置とクラック先端位置検出手段により求め
られたクラック先端位置とから基準線からクラック先端
位置までの距離を算出するクラック先端位置算出手段と
を備えてなる疲労試験片クラック先端位置検出装置であ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging means that images the crack and the reference line in the same field of view of a fatigue test piece on which a reference line has been applied to obtain the position of the tip of the crack, and irradiates illumination light onto the surface of the fatigue test piece. A strobe illumination device, a lighting control means for controlling the light emission timing of the strobe illumination device to a desired timing, and a video signal from an imaging means, and the luminance level is integrated in the same direction as the reference line direction to find the maximum level. The video signal from the reference line detection means for detecting the reference line position and the imaging means is subjected to binarization processing of the brightness level in the direction perpendicular to the crack direction, and then the continuity of the high level value is determined to determine the tip of the crack. Crack tip position detection means for detecting the position, and a crack tip position for calculating the distance from the reference line to the crack tip position from the reference line position determined by the reference line detection means and the crack tip position determined by the crack tip position detection means. 1 is a fatigue test specimen crack tip position detection device comprising a tip position calculation means.

〔作用〕[Effect]

本発明は上記各手段を備えたことにより疲労試験片がス
トロボ照明装置により照明光が照射されたときに撮像手
段により疲労試験片を撮像し、このとき得られたビデオ
信号から基準線およびクラック先端位置を検出して、こ
れら基準線とクラック先端位置との間の距離を算出する
ことになる。
The present invention includes the above-mentioned means, so that when the fatigue test piece is irradiated with illumination light by the strobe lighting device, the fatigue test piece is imaged by the imaging means, and the reference line and crack tip are determined from the video signal obtained at this time. The position is detected and the distance between these reference lines and the crack tip position is calculated.

〔実施例〕 以下、本発明の一実旅例について図面を参照して説明す
る。
[Example] Hereinafter, a practical example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は疲労試験片クラック先端位置検出装置の外観図
であり、第2図はその具体的な構成図である。同各図に
おいて10は試験片であって、これは第3図に示すよう
にノツチ11が形成されてクラック12の先端位置を測
定するための基準線となるけがき線13がノツチ11の
上部の所定位置に引かれている。このけがき線13はC
OD試鋏片においてはクラック12を入れる目標位置と
なる。また、この試験片10の表面はダイヤモンド等の
微粒で研磨されておりほぼ鏡面と同一の状態に形成され
ている。
FIG. 1 is an external view of a fatigue test piece crack tip position detection device, and FIG. 2 is a specific configuration diagram thereof. In each of the figures, reference numeral 10 is a test piece, in which a notch 11 is formed as shown in FIG. is pulled into place. This marking line 13 is C
This is the target position for making a crack 12 in the OD test scissor piece. Further, the surface of this test piece 10 is polished with fine particles of diamond or the like, and is formed into a state almost identical to a mirror surface.

20.21は顕微鏡であって試験片10の両側表面の拡
大像を得るために設けられている。そして、これら顕微
鏡20.21にはITVカメラヘッド22.23が取付
けられ、それぞれITVカメラコントローラ24.25
により制御されて各顕微鏡20.21を通して拡大され
た像をIflll像してそのビデオ信号を信号処理装置
3oのカメラ切換スイッチ31を介してけがき線検出手
段32およびクラック先端位置検出手段33に送られる
ようになっている。
Reference numerals 20 and 21 denote microscopes, which are provided to obtain enlarged images of both surfaces of the test piece 10. ITV camera heads 22.23 are attached to these microscopes 20.21, and ITV camera controllers 24.25 are respectively attached to these microscopes 20.21.
The image magnified through each microscope 20 and 21 is controlled by the microscopes 20 and 21, and the video signal thereof is sent to the marking line detection means 32 and the crack tip position detection means 33 via the camera changeover switch 31 of the signal processing device 3o. It looks like this.

また、26.27はストロボ照明装置であって、これら
は各顕微鏡20.21の光軸Gに対して所定角度θ例え
ば30°をもった位置から照明光Rを試験片10の表面
に照射するものである。ところで、これらストロボ照明
装置26.27の発光タイミングは各ITVカメラヘッ
ド22.23において残像が十分に減衰する時間間隔を
もって行なわれるようになっている。具体的には照明制
御手段として各ITVカメラコントローラ24.25に
同期信号を送出する同期信号発生回路34からの前記同
期信号を受けてこれを所定の分周率で分周する分周回路
35と、この分周回路35の分周出力を受けて各ストロ
ボ照明装置26.27を発光動作させるストロボコント
ローラ36.37とから構成されている。なお、前記カ
メラ切換スイッチ31は分周回路35の分周出力を受け
てストロボ照明装置!26.27の発光動作時に同期し
て各ITVカメラヘッド22.23からのビデオ信号を
交互に通すものとなっている。
Further, 26.27 is a strobe illumination device, which irradiates the surface of the test piece 10 with illumination light R from a position having a predetermined angle θ, for example, 30° with respect to the optical axis G of each microscope 20.21. It is something. Incidentally, the light emission timing of these strobe lighting devices 26, 27 is set at time intervals such that afterimages in each ITV camera head 22, 23 are sufficiently attenuated. Specifically, as a lighting control means, a frequency dividing circuit 35 receives the synchronizing signal from a synchronizing signal generating circuit 34 that sends a synchronizing signal to each ITV camera controller 24, 25, and divides the frequency of the synchronizing signal at a predetermined frequency division ratio. , and a strobe controller 36, 37 which receives the frequency-divided output of the frequency dividing circuit 35 and operates each strobe lighting device 26, 27 to emit light. Note that the camera changeover switch 31 receives the divided output of the frequency dividing circuit 35 and switches the strobe lighting device! Video signals from the respective ITV camera heads 22 and 23 are alternately passed through in synchronization with the light emission operations of 26 and 27.

次にけがき線検出手段32は、ビデオ信号の輝度レベル
を画像中けがきI!13の方向と同一方向に積分して最
大111度レベルを求め、この最大輝度レベル位置から
げかき線13の位置を検出する機能をもったもので、水
平方向積分回路38と積分値ピーク位置検出部39とか
ら構成されている。
Next, the scribing line detection means 32 detects the brightness level of the video signal as the scribing line I! in the image. It has the function of integrating in the same direction as 13 to obtain the maximum 111 degree level, and detecting the position of the diagonal line 13 from this maximum brightness level position. 39.

また、クラック先端位置検出手段33は、ビデオ信号を
2値化信号に変換し、この後2値化信号から得られる画
像データからハイレベル値が連続的に発生し、これが一
定の連続条件を満足しているかを判定してクラック12
を検出する機能を持ったもので、フィルタ回路4012
値化回路41およびノイズ除去回路42から構成されて
いる。
In addition, the crack tip position detection means 33 converts the video signal into a binary signal, and then high-level values are continuously generated from the image data obtained from the binary signal, and this satisfies a certain continuity condition. Crack 12 to determine whether
The filter circuit 4012 has the function of detecting
It is composed of a value conversion circuit 41 and a noise removal circuit 42.

距離検出部43は前記各手段32.33により求められ
たけかき線位置とクラック先端位置との間の距離を求め
る渫能をもったものであり、この距離は表示部44例え
ばモニタテレビジョンに表示されるようになっている。
The distance detection unit 43 has the ability to determine the distance between the slope line position determined by each of the means 32 and 33 and the crack tip position, and this distance is displayed on a display unit 44, for example, on a monitor television. It is now possible to do so.

また、木装躍には疲労試験類(不図示)を停止させるた
めのけがき$113とクラック先端位置との距離の設定
値(クラック先端位置かけかき線に達した時を含む)が
予め設定された停止距離設定回路45および疲労試験機
に停止信号Kを送出する疲労試駅橢停止信号発生回路4
6が備えられている。
In addition, the setting value of the distance between the marking $113 and the crack tip position (including when the crack tip position marking line is reached) for stopping the fatigue test type (not shown) is preset for the wooden mounting. a stopping distance setting circuit 45 and a fatigue test station stop signal generation circuit 4 that sends a stop signal K to the fatigue test machine.
6 is provided.

次に上記の如く構成されたg置の動作について説明する
。顕微鏡20.21によって拡大されたけがき線13お
よびクラック12の像は、ITVカメラヘッド22.2
3の一画面内に入って第4図(a)に示すような画像と
なるように位置等の調整が行なわれる。またストロボ照
明装置26.27による照度等が可変調整されてけがき
線13およびクラック12が強調されて撮像されるよう
にする。つまり、けがき線13およびクラック12から
の乱反射光が撮像されるようにする。なお、第4図(a
)では色が逆転したものとなっている。
Next, the operation of the g position configured as described above will be explained. The image of the scribe line 13 and the crack 12 magnified by the microscope 20.21 is captured by the ITV camera head 22.2.
The position, etc., are adjusted so that the image appears within one screen of 3 and becomes an image as shown in FIG. 4(a). Further, the illuminance of the strobe lighting devices 26 and 27 is variably adjusted so that the scribe line 13 and the crack 12 are emphasized and imaged. In other words, the diffusely reflected light from the scribe line 13 and the crack 12 is imaged. In addition, Fig. 4 (a
), the colors are reversed.

さて、この状態にあって同期信号発生回路34から同期
信号が送出されると、各ITVカメラコントローラ24
.25の制御により各I丁Vカメラヘッド22.23は
撮像を開始してそのビデオ信号を出力する。
Now, in this state, when a synchronization signal is sent from the synchronization signal generation circuit 34, each ITV camera controller 24
.. Under the control of 25, each I-V camera head 22, 23 starts capturing an image and outputs its video signal.

これと同時に同期信号は分周回路35により分周されて
、例えばITVカメラヘッド22.23の残像時間の2
倍の周期の分周信号として出力される。したがって、こ
の分周信号が各ストロボコントローラ36.37に交互
に送出されることにより各ストロボ照明装置26.27
は分周信号に同期して交互に発光することになる。これ
により各ストロボ照明装置f26.27は、それぞれI
TVカメラヘッド22.23の残像時間以上の周期で発
光することになる。かくして、これらストロボ照明装置
26.27の発光時のビデオ信号がカメラ切換スイッチ
31を通ってけがき線検出手段32およびクラック先端
位置検出手段33に送られる。
At the same time, the frequency of the synchronization signal is divided by the frequency dividing circuit 35, and the synchronization signal is divided by, for example, the afterimage time of the ITV camera head 22, 23.
It is output as a frequency-divided signal with double the period. Therefore, by alternately sending this frequency-divided signal to each strobe controller 36, 37, each strobe lighting device 26, 27
will emit light alternately in synchronization with the frequency-divided signal. As a result, each strobe lighting device f26.27 is
Light is emitted at a cycle longer than the afterimage time of the TV camera head 22, 23. Thus, the video signals when the strobe lighting devices 26 and 27 emit light are sent through the camera changeover switch 31 to the marking line detection means 32 and the crack tip position detection means 33.

けがき線検出手段32では、先ず水平方向積分回路38
によりビデオ信号の輝度レベルの積分値が求められる。
In the scribe line detection means 32, first, the horizontal integration circuit 38
The integrated value of the brightness level of the video signal can be obtained.

つまり、第4図(a)に示す画像においてけがき線13
の方向と同一方向で輝度レベルの積分値を求める。そう
すると、第4図(b)に示すような水平方向の輝度レベ
ルが求められ、もって積分値ピーク位置検出部39はこ
の輝度分布から最大輝度レベルを検出してけがき線13
の位置を求める。ここで、クラック12の白色で撮像さ
れているため輝度レベルは高いが、けがき線13の方向
に積分するためにクラック12による輝度レベルが除去
される。
That is, in the image shown in FIG. 4(a), the marking line 13
Find the integral value of the brightness level in the same direction as . Then, the brightness level in the horizontal direction as shown in FIG.
Find the position of. Here, the brightness level is high because the crack 12 is imaged in white, but the brightness level due to the crack 12 is removed because it is integrated in the direction of the marking line 13.

一方、けがき線検出手段32の動作と同時にクラック先
端位置検出手段33では次のような動作が行なわれる。
On the other hand, simultaneously with the operation of the scribe line detection means 32, the crack tip position detection means 33 performs the following operation.

すなわち、第4図(a)に示すA−A−上のビデオ信号
は第5図(a)に示すようにクラック部分のレベル値が
高いものとなっている。このクラック部分を強調し、か
つ測定対象を替える事等による全体の輝度レベルの変化
が生じてもその影響を受けないようにするためにフィル
タ回路40にビデオ信号を通す。このフィルタ回路40
を通過したビデオ信号は例えば第5図(b)に示すよう
な波形となり、この信号を2値化回路41に送って2値
化することによってクラック12を検出する。すなわち
、2値化回路41は各走査ラインにおけるビデオ信号の
最大値を検出し、この最大値を検出した走査ライン上の
位置にクラック12が存在するものとして検出する。た
だし、クラック12の存在しない走査ライン上で最大値
を検出するのは無意味であるため、あるしきい値レベル
Lを設定し、このしきい値レベルし以上の信号について
のみ最大値検出を行う。このようにして2値化された信
号により得られる画像が第5図(C)に示す画像である
が、しきい値レベルしでは十分にクラック12のみを抽
出することができずノイズ成分が含まれたものとなって
いる。このノイズ成分は、例えば試験片10を研磨した
時に生じる研磨きず、又はけかき線13部分ではクラッ
ク部分で検出される波形と同種の波形であり、これら研
磨きずや同種の波形がノイズとして誤検出される事であ
る。
That is, the video signal on A--A shown in FIG. 4(a) has a high level value in the cracked portion as shown in FIG. 5(a). The video signal is passed through a filter circuit 40 in order to emphasize this crack portion and to prevent it from being affected by changes in the overall brightness level due to changes in the measurement target or the like. This filter circuit 40
The video signal that has passed through has a waveform as shown in FIG. 5(b), for example, and this signal is sent to the binarization circuit 41 and binarized to detect the crack 12. That is, the binarization circuit 41 detects the maximum value of the video signal in each scanning line, and detects that the crack 12 exists at the position on the scanning line where this maximum value is detected. However, since it is meaningless to detect the maximum value on a scanning line where no crack 12 exists, a certain threshold level L is set, and the maximum value is detected only for signals above this threshold level. . The image obtained from the binarized signal in this way is the image shown in FIG. 5(C), but it is not possible to sufficiently extract only the crack 12 at the threshold level, and noise components are included. It has become very popular. This noise component is, for example, a polishing flaw that occurs when the test piece 10 is polished, or a waveform of the same kind as the waveform detected in the crack portion at the scratch line 13 portion, and these polishing flaws and the same kind of waveform are incorrectly detected as noise. It is to be done.

そこで、ノイズ除去回路42によりノイズ成分の除去を
行う。つまり、ノイズ除去回路42では、第6図(a)
に示すようなウィンドウを使用している。このウィンド
ウはある点Bを基に、この点Bから左右および上下に所
定の長さを持つもので、このウィンドウ内のハイレベル
(R大1i1)の数すなわちウィンドウ内の点の密度が
所定値以上であれば、その点をクラックの一部として判
断し、所定値以下ならばノイズとして消去する機能のも
のである。そこで、ハイレベル部分が連続的に発生して
いるかの判定が行なわれる。第6図(b)は第7図に示
すノイズ成分部分Q1での21a化信号レベルを示して
おり、ハイレベルく第61J(b)において異色)の部
分は不規則となっている。また第6図(C)はクラック
12の部分Q2を示しておりハイレベルが連続的に発生
している。このようにしてノイズ成分が除去されると画
像は第5図(d)に示す如くとなる。そこで、クラック
12の先端位112aが検出される。この後、クラック
判定のために再びウィンドウが掛けられるが、このウィ
ンドウはウィンドウ密度のしきい値が下げられたものと
なっており、これによりクラック2であってもノイズと
して判定する確率を下げている。
Therefore, the noise component is removed by the noise removal circuit 42. In other words, in the noise removal circuit 42, as shown in FIG.
I am using a window like the one shown. This window is based on a certain point B and has a predetermined length from this point B in the horizontal and vertical directions, and the number of high levels (R large 1i1) in this window, that is, the density of points in the window is a predetermined value. If it is above, the point is determined to be part of a crack, and if it is less than a predetermined value, it is erased as noise. Therefore, it is determined whether the high level portions are occurring continuously. FIG. 6(b) shows the 21a signal level in the noise component portion Q1 shown in FIG. 7, and the high level portion (different color in No. 61J(b)) is irregular. Further, FIG. 6(C) shows a portion Q2 of the crack 12, where a high level continuously occurs. When the noise components are removed in this way, the image becomes as shown in FIG. 5(d). Then, the tip position 112a of the crack 12 is detected. After this, a window is applied again to determine cracks, but this window has a lower window density threshold, which lowers the probability that even crack 2 will be determined as noise. There is.

そうして、各手段32.33により求められたけかき線
位置およびクラック先端位置は距離検出部43に送られ
、ここでけがき線13からクラック先端位置12aまで
の距離が求められて表示部44に表示される。また、こ
の距離が停止距離設定回路45に設定された距離以下と
なった時、疲労試験停止信号発生回路46は疲労試験機
に疲労試験の停止信号Kを送出する。なお、表示部44
に表示される画像は各ストロボ照明装置26.27が発
光したときの画像であるので間欠的なものとなっている
。したがって、画像メモリを設けてこれに1フレームの
画像データを記憶させるように構成するば試験片10の
表面画像を静止画像として表示することができてオペレ
ータに監視上の不具合を与えずにすむ。
Then, the scratched line position and crack tip position determined by each means 32 and 33 are sent to the distance detection section 43, where the distance from the scored line 13 to the crack tip position 12a is determined and displayed on the display section 44. will be displayed. Furthermore, when this distance becomes less than or equal to the distance set in the stop distance setting circuit 45, the fatigue test stop signal generation circuit 46 sends a fatigue test stop signal K to the fatigue testing machine. Note that the display section 44
The images displayed are intermittent images because they are images when each of the strobe lighting devices 26 and 27 emit light. Therefore, if an image memory is provided and one frame of image data is stored in the image memory, the surface image of the test piece 10 can be displayed as a still image, and the operator will not have to worry about monitoring.

このように上記一実施例においては、疲労試験片10が
ストロボ照明装置26.27によりストロボ照明光が照
射されたときにITVカメラヘッド22.23により疲
労試験片10を撮像し、このとき得られたビデオ信号か
らけがき線13およびクラック先端位fif12aを検
出して、これらの間の距離を算出する構成としたので、
疲労試験片1oの1(11画像にブレは生ぜずに正確な
りラック先端位置12aの測定ができる。つまり、スト
ロボ照明装置26.27が発光した瞬間の試験片10を
撮像するので、試験片10が振動していてもその影響を
受けずブレない画像を撮像できる。さらに、ストロボ照
明装置26.27の発光タイミングをITVカメラヘッ
ド22.23の残像時間以上毎に設定するので、残像の
影響を受けずに測定できる。すなわち、一般にテレビジ
ョンカメラは数フィールドの残像があるので、ストロボ
照明装置26.27をITVカメラヘッド22.23の
フィールド走査に同期させて毎回発光させて試験片10
を撮像すると次のような残像が生じる。
As described above, in the above embodiment, when the fatigue test piece 10 is irradiated with strobe illumination light by the strobe illumination device 26.27, the fatigue test piece 10 is imaged by the ITV camera head 22.23, and the image obtained at this time is Since the configuration is such that the scribe line 13 and the crack tip position fif 12a are detected from the video signal and the distance between them is calculated,
The rack tip position 12a can be accurately measured without blurring in the fatigue test piece 1o (11 image).In other words, since the test piece 10 is imaged at the moment when the strobe lighting devices 26 and 27 emit light, the test piece 10 Even if the camera is vibrating, it is not affected by the vibration and can capture images that do not blur.Furthermore, since the light emission timing of the strobe lighting devices 26 and 27 is set every afterimage time of the ITV camera head 22 and 23 or more, the influence of afterimages can be captured. In other words, since television cameras generally have afterimages of several fields, the strobe illumination device 26, 27 is synchronized with the field scanning of the ITV camera head 22, 23, and is emitted every time.
When an image is captured, the following afterimage occurs.

つまり、第8図(a)に示す現在の画像から1フイール
ド経過後は第9図に示すような撮動によりけがき線13
とクラック先端位置12aが位置変化した画像となる。
In other words, after one field has elapsed from the current image shown in FIG. 8(a), the marking line 13 is
This results in an image in which the crack tip position 12a changes in position.

したがって、これを従来の連続照明を使用した装置でW
i像すると、ITVカメラヘッドの残像により第10図
に示すような重畳した画像となってしまう。これでは、
けがき線13′は検出されるが、クラック先端位置は残
像の12が検出される恐れがあり正確なりラック先端位
置の検出が出来なくなってしまう。
Therefore, this can be done using conventional equipment using continuous illumination.
When the i-image is taken, the afterimage of the ITV camera head results in a superimposed image as shown in FIG. In this case,
Although the scribe line 13' is detected, there is a risk that the afterimage 12 may be detected at the crack tip position, making it impossible to accurately detect the rack tip position.

しかしながら本発明装置では残像時間以上の時間間隔を
持って撮像するので残像の影響を受けずに正確なりラッ
ク先端位置12−の検出が出来るとともに、けがき線1
3とクラック先端位置12aとの間の距離が正確に測定
できる。
However, in the device of the present invention, images are taken at a time interval longer than the afterimage time, so the rack tip position 12- can be accurately detected without being affected by the afterimage, and the marking line 1
3 and the crack tip position 12a can be accurately measured.

さらに、本装置では次のような効果を奏することができ
る。
Furthermore, this device can provide the following effects.

■非接触方式でかつ自動でクラック先端位置が測定でき
る。
■Crack tip position can be measured automatically using a non-contact method.

■試験片1oの形状および鋼種の違いに全く影響されず
にクラック先端位置12aが測定できるので、試験片1
0の種類を変更しても校正の必要かない。
■Since the crack tip position 12a can be measured completely unaffected by the shape and steel type of the test piece 1o,
There is no need for calibration even if the type of 0 is changed.

■試験片10の両面クラックを検出でき両面のクラック
先端位置の平均値をその試験片10のクラック先端位置
として測定できる。
(2) Cracks on both sides of the test piece 10 can be detected, and the average value of the crack tip positions on both sides can be measured as the crack tip position of the test piece 10.

■さらに2台のITVカメラヘッドについて個々に行う
ことも可能であり、このように1つの試験片100両面
についてクラック12を検出する場合、2台のITVカ
メラヘッドによって得られた画像から2つのクラックと
けかき線の距離を求めてそり平均値を検出することによ
り距離を求めることも可能である。
■Furthermore, it is also possible to perform the detection on two ITV camera heads individually, and when detecting cracks 12 on both sides of one test piece 100 in this way, two cracks can be detected from the images obtained by two ITV camera heads. It is also possible to determine the distance by determining the distance between the melting lines and detecting the average warpage value.

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない範囲で変形することが可能であ
る。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be modified without departing from the spirit thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳記したように本発明によれば、画像ブレを無くし
得て正確にクラック先端位置を検出できる高精度な疲労
試験片クラック・先端位置検出装置を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a highly accurate fatigue test specimen crack/tip position detection device that can eliminate image blur and accurately detect the crack tip position.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係わる疲労試験片クラック先端位置検
出装置の一実施例を示す外観図、第2図は本発明装置の
具体的な構成図、第3図は本発明装置に適用される疲労
試験片の側面図、第4図(a)は本発明装置により得ら
れる試験片の画像を示す図、第4図(b)はけがき線を
検出するための輝度分布図、第5図(a)ないし第5図
(d)はクラック検出動作を説明するための図、第6図
(a)(b)(c)ないし第7図は本発明装置における
ノイズ成分除去を説明するための図、第8図ないし第1
0図はITVカメラヘッドの残像を説明するための図、
第11図は疲労試験片の側面図である。 10・・・疲労試験片、20.21・・・顕微鏡、22
゜23−I T Vカメラヘット、24.25・ IT
Vカメラコントローラ、26.27・・・ストロボ照明
装置、30・・・信号処理装置、31・・・カメラ切換
スイッチ、32・・・けがき線検出手段、33・・・ク
ラック先端位置検出手段、34・・・同期信号発生回路
、35・・・分周回路、36.37・・・ストロボコン
トローラ、43・・・距離検出部。
Fig. 1 is an external view showing an embodiment of a fatigue test specimen crack tip position detection device according to the present invention, Fig. 2 is a specific configuration diagram of the device of the present invention, and Fig. 3 is a diagram applied to the device of the present invention. FIG. 4(a) is a side view of a fatigue test piece; FIG. 4(a) is a diagram showing an image of the test piece obtained by the apparatus of the present invention; FIG. 4(b) is a brightness distribution diagram for detecting marked lines; FIG. 5(a) to 5(d) are diagrams for explaining the crack detection operation, and FIGS. 6(a), (b), (c) to 7 are diagrams for explaining the noise component removal in the apparatus of the present invention. Figures, Figures 8 to 1
Figure 0 is a diagram to explain the afterimage of the ITV camera head.
FIG. 11 is a side view of the fatigue test piece. 10...Fatigue test piece, 20.21...Microscope, 22
゜23-I TV camera head, 24.25・IT
V camera controller, 26. 27... Strobe lighting device, 30... Signal processing device, 31... Camera changeover switch, 32... Marking line detection means, 33... Crack tip position detection means, 34... Synchronization signal generation circuit, 35... Frequency dividing circuit, 36.37... Strobe controller, 43... Distance detection section.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)クラック先端位置を得るための基準線が施された
疲労試験片のクラックおよび前記基準線を同一視野で撮
像する撮像手段と、前記疲労試験片面に照明光を照射す
るストロボ照明装置と、このストロボ照明装置の発光タ
イミングを所望タイミングに制御する照明制御手段と、
前記撮像手段からのビデオ信号から前記基準線方向と同
一方向に輝度レベルを積分して最大となるレベルを求め
て前記基準線位置を検出する基準線検出手段と、前記撮
像手段からのビデオ信号を前記クラック方向と垂直方向
に輝度レベルの2値化処理を行ない、この後ハイレベル
値の連続性を判定してクラック先端位置を検出するクラ
ック先端位置検出手段と、前記基準線検出手段により求
められた基準線位置と前記クラック先端位置検出手段に
より求められたクラック先端位置とから前記基準線から
前記クラック先端位置までの距離を算出するクラック先
端位置算出手段とを具備したことを特徴とする疲労試験
片クラック先端位置検出装置。
(1) an imaging means for capturing an image of a crack in a fatigue test piece on which a reference line for obtaining a crack tip position has been applied and the reference line in the same field of view; and a strobe illumination device for irradiating illumination light onto the surface of the fatigue test piece; lighting control means for controlling the light emission timing of the strobe lighting device to a desired timing;
a reference line detection means for detecting the reference line position by integrating the luminance level in the same direction as the reference line direction from the video signal from the imaging means to find the maximum level; A crack tip position detection means performs binarization processing on the brightness level in a direction perpendicular to the crack direction, and then determines the continuity of the high level value to detect the crack tip position, and the reference line detection means determines the crack tip position. crack tip position calculation means for calculating the distance from the reference line to the crack tip position from the reference line position determined by the reference line and the crack tip position determined by the crack tip position detection means. Single crack tip position detection device.
(2)ストロボ照明装置は、疲労試験片面に対してクラ
ックおよび基準線から所定光量の乱反射光が生じる所定
角度をもつて設置される特許請求の範囲第(1)項記載
の疲労試験片クラック先端位置検出装置。
(2) The strobe illumination device is installed at a predetermined angle to produce a predetermined amount of diffusely reflected light from the crack and the reference line with respect to the surface of the fatigue test piece. Position detection device.
(3)照明制御手段は、撮像手段の残像時間以上の時間
間隔でストロボ照明装置を発光する特許請求の範囲第(
1)項記載の疲労試験片クラック先端位置検出装置。
(3) The illumination control means causes the strobe illumination device to emit light at a time interval longer than the afterimage time of the imaging means.
1) The fatigue test piece crack tip position detection device described in item 1).
JP23902585A 1985-01-25 1985-10-25 Detecting device for crack tip position of fatigue test piece Granted JPS6298202A (en)

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JP23902585A JPS6298202A (en) 1985-10-25 1985-10-25 Detecting device for crack tip position of fatigue test piece
DE8686900849T DE3688268D1 (en) 1985-01-25 1986-01-24 ARRANGEMENT FOR DETECTING CRACKS CAUSED BY FATIGUE.
PCT/JP1986/000028 WO1986004410A1 (en) 1985-01-25 1986-01-24 Apparatus for detecting positions of crack caused by fatigue
EP86900849A EP0210278B1 (en) 1985-01-25 1986-01-24 Apparatus for detecting positions of crack caused by fatigue
US06/912,582 US4716459A (en) 1985-01-25 1986-01-24 Fatigue crack position detection apparatus

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01267402A (en) * 1988-04-19 1989-10-25 Hitachi Ltd Object state detection method and device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01267402A (en) * 1988-04-19 1989-10-25 Hitachi Ltd Object state detection method and device

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JPH0381082B2 (en) 1991-12-27

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