Способ распознавания и идентификации металлических изделий

Способ распознавания и идентификации металлических изделий

Реферат

Изобретение относится к области кодирования и декодирования изображений, полученных методами неразрушающего контроля металлопроката и может быть использовано для распознавания и идентификации приповерхностных и объемных групп аномальных проявлений внутренней макроструктуры и поверхности, а также изделий из листового, сортового проката и труб из черных и цветных металлов.

Известен СПОСОБ ЗАЩИТЫ УНИКАЛЬНОЙ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗНАКОВОЙ МАРКИРОВКИ СЕРИЙНОГО ИЗДЕЛИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРАКТИВНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ [1], заключающийся в нанесении на серийное изделие уникальной индивидуальной знаковой визуально распознаваемой машиночитаемой маркировки, создании интерактивной электронной базы данных с уникальным знаковым машиночитаемым идентификатором, тождественным знаковому значению уникальной индивидуальной маркировки на серийном изделии и предназначенным для положительной авторизации маркировки серийного изделия в указанной базе данных, подаче запроса на авторизацию данной маркировки серийного изделия в интерактивной электронной базе данных, идентификации указанной маркировки серийного изделия, автоматическом получении ответа о положительной или отрицательной авторизации, автоматическом удалении идентификатора, тождественного запрашиваемому, из указанной базы данных в случае и одновременно с первой положительной авторизацией.

Однако данный способ требует специальной маркировки изделия для его последующего распознавания и идентификации, что не всегда возможно и требует проведения специальной производственной операции и не обеспечивает возможности идентификации серийного изделия по его уникальным индивидуальным и присущим только этому изделию признакам.

Известен также СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ НЕСПЛОШНОСТЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СЛОЯ МЕТАЛЛОПРОКАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ [2], заключающийся в том, что облучают волной Релея несплошность, регистрируют трансформированную несплошностью ультразвуковую волну, накладывают на объект контроля магнитное поле и регистрируют рассеянный несплошностью магнитный поток, модулированный ультразвуковой волной, по амплитуде и поляризации трансформированной ультразвуковой волны и переменной составляющей рассеянного магнитного потока судят о глубине, ориентации и раскрытии несплошности.

Однако этот способ не позволяет осуществлять регистрацию уникальных характеристик и проявлений индивидуального внутреннего строения металла исследуемого изделия, например в форме определения параметров их взаимного расположения в пространстве аномальных проявлений строения металла и их ориентации относительно друг друга и идентифицировать данное изделие из множества серийных.

Известен способ ультразвуковой дефектоскопии цилиндрических изделий и устройство для его реализации [3], включающий возбуждение в изделии импульса ультразвуковой волны, осуществление многократного прохождения этого импульса по периметру сечения, прием сигналов, обусловленных процессами отражения и трансформации, при помощи электромагнитно-акустических преобразователей.

К недостатку известного способа и устройства относится отсутствие возможности регистрации уникальных индивидуальных характеристик внутреннего строения металла исследуемого изделия, например, в форме определения параметров их взаимного расположения в пространстве аномальных проявлений строения металла и их ориентации относительно друг друга и последующей идентификации конкретного индивидуального изделия из множества серийных.

Кроме того, недостатком известного способа и реализующего его устройства является невозможность выявления дефектов с очень малым раскрытием или заполненных флюсами или оксидами, которые прозрачны для ультразвукового контроля, но при регистрации другими способами могут быть использованы в качестве идентифицирующих признаков индивидуального изделия.

Известен способ и устройство для генерации поверхностных волн при помощи лазера [4]. Он включает в себя возбуждение поверхностных волн, прием и регистрацию сигналов при помощи интерферометра. Однако этот способ также не обеспечивает возможность регистрации уникальных индивидуальных характеристик внутреннего строения металла исследуемого изделия, например, в форме определения параметров их взаимного расположения в пространстве, аномальных проявлений строения металла и их ориентации относительно друг друга.

Предлагаемое изобретение имеет целью распознавание и идентификацию изделий из металлов, в том числе со сварными соединениями.

Способ распознавания и идентификации металлических изделий, в том числе со сварными соединениями, включающий проведение интроскопического сканирования металлического изделия любым из известных способов, например: ультразвуком, рентгеновским излучением, электромагнитным полем, а также поверхностное сканирование рельефа поверхности, регистрацию проявлений структурных аномальных проявлений внутренней структуры и поверхностного строения металла, в том числе в зонах сварных соединений, обусловленных технологическими причинами при выплавке, прокатке и сварке.

При этом, по предлагаемому способу, полученное сканированием электронным прибором, используемым, например, для ультразвуковой дефектоскопии, рентгеноскопии или для любого другого прибора, изображение выявленных аномальных проявлений внутреннего строения структуры преобразуется в совокупность характерных точек пространства сканируемой зоны и/или поверхности.

Далее, пространственное координатное расположение и взаимная ориентация в виде расстояний и углов взаимного расположения характерных точек каждого аномального проявления в пространстве объема выделенного участка в зоне сварного шва или в поверхностном слое каждого конкретного изделия, кодируются, запоминаются и вводятся в базу данных в виде закодированного файла информации, являющегося индивидуальной неповторимой картой серийного изделия, которая при последующих сканированиях используется в качестве идентифицирующей карты или образа для индивидуализации данного серийного изделия.

Этот же способ по другому варианту отличается тем, что полученное изображение выявленных аномалий внутреннего строения структуры фильтруется с использованием математических фильтров, в результате чего выявляются различные по масштабу аномальные проявления с другим количеством характерных точек, которые таким же образом кодируются, запоминаются и вводятся в базу данных в виде закодированного файла информации, являющегося индивидуальной неповторимой картой серийного изделия, которая при последующих сканированиях используется в качестве идентифицирующей карты или образа для индивидуализации данного серийного изделия, что позволяет повысить достоверность распознавания и идентификации за счет фактора количества повторяющихся характерных точек.

Этот же способ по третьему отличается тем, что при сканировании изделия выделяется зона аномальных проявлений с максимальными характерными признаками, например: амплитуда сигнала, пространственные размеры, геометрические формы, которая при последующем сканиpoвании, проводимом для распознания и идентификации изделия, используется в качестве ориентирующей метки, а размытые линии границ фигур, аномальных проявлений структуры металла в пространстве или плоскости сканирования фиксируют по уровню контраста с использованием электронных фильтров.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

С использованием известных приборов для интроскопического, а также поверхностного сканирования внутренней структуры металла в зоне сварного шва или на его поверхности производят измерения аномальных проявлений внутренней структуры металла в заданной зоне сварного шва или строения поверхности изделия в его поверхностной зоне.

Полученные результаты записываются на носители и обрабатываются с целью выявления характерных точек пространства объема и/или поверхности зоны сварного шва на выбранном участке. В качестве таких характерных точек выбирают, например, центры масс фигур аномальных проявлений в сканируемой зоне, точки максимального и минимального удаления границ областей этих аномальных проявлений, величины углов между линиями, их соединяющими, и расстояния между характерными точками. Наконец количество этих точек в одной и той же зоне при фильтрации их контрастности.

В результате порождается цифровой кодируемый идентификационный образ сканируемой зоны, который запоминается и вводится в базу данных, формируемую для всех серийных изделий данного типа.

При последующих сканированиях по описанной процедуре любого из серийных изделий, внесенных в базу данных, сравнении с идентификационными образами, имеющимися в этой базе, производится распознавание и идентификация индивидуального изделия по совокупности признаков, закодированных в образе данного индивидуального изделия. При этом процедура распознавания может проводиться в один или в несколько последовательных этапов, с идентификацией изделия по разным группам идентификационных признаков, формируемых из характерных точек при использовании двух или более методов сканирования разными методами.

Литература

1. Способ защиты уникальной индивидуальной знаковой маркировки серийного изделия с использованием интерактивной электронной базы данных, RU (11) 2272319 (13) C2 (51) МПК G01K 5/00 (2006.01) G06F 17/00 (2006.01) G06F 17/00 (2006.01) G06Q 17/30 (2006.01).

2. Способ диагностики несплошностей поверхности слоя металлопроката и устройство для его осуществления, RU (11) 2262689 (13) C1 (51) 7 G01N 29/04.

3. Способ ультразвуковой дефектоскопии цилиндрических изделий и устройство для его осуществления, RU (11) 2146363 (13) С1 (51) 7 G01N 29/04.

4. Способ идентификации изображения, RU (11) 2298833 (13) C2(51) МПК G07D 7/12 (2006.01), G06K (2006.01).

5. Патент США №4541280 от 17.10.1985 г.

6. Н.П.Алешин, В.Е.Белый, А.Х.Вопилкин и др. Методы акустического контроля металлов. М.: Машиностроение, 1989 г.

1. Способ распознавания и идентификации металлических изделии, например труб, в том числе со сварными соединениями, включающий проведение интроскопического сканирования любым из известных способов, например ультразвуковым, рентгеновским излучением, электромагнитным полем, регистрацию проявлений структурных аномалий строения металла, обусловленных технологическими причинами при выплавке, прокатке и сварке, в том числе в зонах сварных соединений, отличающийся тем, что выявляют и измеряют размерные пространственно-координатные параметры геометрической формы аномальных проявлений в выбранной зоне сканирования и измерений, например в зоне сварного шва или его участка, в виде неоднородностей формы и топографического расположения аномальных проявлений структуры металла, запоминают и вводят в базу данных в виде некоторого закодированного цифрового файла информации полученное изображение выявленных аномалий внутреннего строения структуры, их пространственное расположение и взаимную ориентацию в объеме или в поверхностном слое каждого конкретного изделия, являющегося индивидуальной неповторимой картой серийного изделия, полученный закодированный цифровой файл информации при последующих сканированиях используют в качестве исходной идентифицирующей карты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученное изображение выявленных аномалий внутреннего строения структуры металлического изделия фильтруют с использованием математических фильтров, затем выявляют и измеряют пространственно-координатные параметры отфильтрованного изображения в заданной зоне изделия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сканировании изделия выделяется зона аномальных проявлений с максимальными по величине характерными признаками, например амплитуда сигнала, пространственные размеры, геометрические формы, которую при последующем сканировании, проводимом для распознавания и идентификации изделия, используют в качестве ориентирующей метки, по которой фиксируют положение прибора относительно изделия.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют поверхностные аномальные проявления структуры и толщины металлического изделия.