X射线的缺陷检测系统设计与实现

发布时间：2017-08-24 07:01

  本文关键词：X射线的缺陷检测系统设计与实现

  更多相关文章： X射线成像 铸件缺陷检测系统 最大交叉梯度序列

【摘要】：随着计算机技术和工业自动化的发展,无损检测技术有了更大的发展空间。目前存在于市场上的X射线铸件缺陷检测系统有自动化程度较低、操作繁琐和效率不满足需求等问题。而且,由于射线成像特性和运行时环境的复杂性,产生的图像受到噪声干扰较大,影响缺陷判别。本文为解决上述问题,开发了基于X射线成像的铸件缺陷检测系统,并对系统的设计与实现展开了一系列的工作。本文工作如下:(1)系统总体设计。通过调研无损检测的发展概况,先对系统需求进行全面分析,再进行系统硬件设计,包括系统机械装置和PLC控制系统;然后是上位机的软件设计,包括采用的框架、设计理念和功能设计,功能模块包括:图像采集、图像处理、型号管理、高压射线控制、机械运动控制和网络通信。(2)上位机控制终端软件的实现。用基于Windows平台的WPF框架,完成软件各部分的界面和功能实现:用基于高分辨率的数字平板,实现图像的采集和传输;用基于MySQL的数据库,实现铸件型号的数据管理;用基于西门子的高压控制PLC和自定义串口协议,实现射线电压电流的控制;用基于台达的机械控制PLC和Modbus协议,实现机械运动控制;用基于TCP/IP的网络传输,实现多台设备的数据同步和统计。(3)铸件缺陷检测算法分析。本文提出了一种基于最大交叉梯度序列的边缘筛选算法:先通过线性扫描法完成缺陷区域定位,然后用改进的LoG算法检测边缘,设定显著边缘阈值和边缘真实度阈值过滤弱边缘为主的封闭轮廓,接着用最大交叉梯度序列算法进一步过滤噪声边缘,最后经过面积和长度等条件筛选得出缺陷边缘。经实验,该算法效果较好且运行时间满足实时检测的要求。(4)系统总体测试。设计测试案例,对系统进行功能和性能测试。测试结果表明系统实现了预期目标,满足生产需求。
【关键词】：X射线成像 铸件缺陷检测系统 最大交叉梯度序列
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH878.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 相关技术研究现状11-15
• 1.2.1 X射线检测的发展11-12
• 1.2.2 图像分割研究12-14
• 1.2.3 铸件缺陷检测研究14-15
• 1.3 论文主要工作15-16
• 第二章 系统总体设计16-26
• 2.1 系统需求分析16-17
• 2.2 系统硬件设计17-19
• 2.2.1 系统机械装置17-18
• 2.2.2 PLC控制系统18-19
• 2.3 系统上位机软件设计19-25
• 2.3.1 上位机软件基本框架19-20
• 2.3.2 上位机软件设计理念20-23
• 2.3.3 上位机软件功能设计23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 上位机控制终端软件实现26-43
• 3.1 人机交互界面26-27
• 3.2 各功能模块的实现27-42
• 3.2.1 图像采集模块27-31
• 3.2.2 图像处理模块31-33
• 3.2.3 型号管理数据库模块33-34
• 3.2.4 高压射线控制模块34-37
• 3.2.5 机械运动控制模块37-41
• 3.2.6 网络通信模块41-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 铸件缺陷检测算法的分析43-57
• 4.1 概要43-44
• 4.2 铸件缺陷检测算法44-51
• 4.2.1 缺陷区域定位44-45
• 4.2.2 缺陷边缘检测45-49
• 4.2.3 基于MCGS算法的缺陷筛选49-51
• 4.3 实验结果与分析51-56
• 4.3.1 实验结果51-52
• 4.3.2 目标缺陷覆盖率和检测时间52-55
• 4.3.3 与其他处理方法的比较55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 系统总体测试57-68
• 5.1 系统测试环境57
• 5.2 软件功能模块测试57-62
• 5.3 性能测试62-67
• 5.3.1 自动检测模式时间测试62-64
• 5.3.2 软件CPU和内存占用率测试64-65
• 5.3.3 系统响应时间测试65-66
• 5.3.4 下位机稳定性测试66-67
• 5.4 总体评价67
• 5.5 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表论文和取得的科研成果72-73
• 致谢73-74
• 附件74

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本文编号：729846