恭喜西安电子科技大学史腾崟获国家专利权
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龙图腾网恭喜西安电子科技大学申请的专利光纤线包内部结构缺陷的无损检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117783170B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311564156.8,技术领域涉及:G01N23/046;该发明授权光纤线包内部结构缺陷的无损检测方法是由史腾崟;薛耀辉;张卓;张逸群;李明航;王嘉欣;牛大山;周浩;封鸿嶂;吕竞泽;何永喜;胡乃岗;杨东武;李申设计研发完成,并于2023-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本光纤线包内部结构缺陷的无损检测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种光纤线包内部结构缺陷的无损检测方法,具体步骤如下:步骤1,采用工业CT设备对光纤线包拍摄后进行三维重建获得对应光纤线包的三维可视化图像;步骤2,将三维可视化图像离散为二维截面图像堆栈,对二维截面图像依次进行图像增强处理、二值化处理;步骤3,将二值化图像中各光纤纤芯截面的形心坐标转化为三维柱坐标并重构光纤线包的几何重构模型;步骤4,定义光纤线包内部各种结构缺陷,确定各种结构缺陷在几何重构模型中的判定方法;步骤5,根据步骤4获得的相关几何参数的异常来识别、检测光纤线包内部存在的各种结构缺陷。本发明解决了现有技术中存在的结构缺陷只能人为根据三维可视化图像进行观测、判定的问题。
本发明授权光纤线包内部结构缺陷的无损检测方法在权利要求书中公布了:1.光纤线包内部结构缺陷的无损检测方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤1,采用工业CT设备对光纤线包拍摄后进行三维重建获得对应光纤线包的三维可视化图像,具体按照如下步骤实施:步骤1.1,采用工业CT设备对光纤线包进行拍摄,获得光纤线包几何投影所成的像,采用物镜耦合探测器对几何投影所成的像进行光学二级放大;步骤1.2,采用FDK重建算法对步骤1.1获得的经光学二级放大的几何投影所成的像进行重建,获得重建后的二维图像信息;步骤1.3,使用三维重建软件VoxelStudioRecon,将重建二维图像信息重建为三维可视化数据,最终得光纤线包的三维可视化图像;步骤2,将三维可视化图像沿圆周方向离散为二维截面图像堆栈,对二维截面图像依次进行图像增强处理以及二值化处理获得对应的二值化图像;其中,对二维截面图像进行图像增强处理具体为:步骤2.1,找出二维截面图像中最大的光纤纤芯截面半径rmax,然后根据光纤纤芯截面形态创建一个半径为R的碟形结构元素SE,R大于rmax;步骤2.2,使用图像开运算删除光纤线包的二维截面图像中无法包含SE的对象,得到不含光纤纤芯截面的背景图;步骤2.3,将原始光纤线包二维截面图像中每一像素点列上的灰度值减去背景图中对应像素点的灰度值,得到将源图像中背景替换为黑色背景的中间图像;步骤2.4,绘制经过步骤2.3替换灰度值的光纤线包二维截面图像的灰度分布直方图,根据灰度分布直方图确认区间[min,max]保证至少95%光纤线包二维截面图像的像素灰度级分布在此区间内;步骤2.5,将光纤线包二维截面图像的灰度范围[min,max]线性扩展至[0,255],则对于光纤线包二维截面图像中的任意点的灰度值通过式(2)进行灰度变换,变换后的任意点灰度值为,变换后得到增强后的二维截面图像; (2)其中,MAX为光纤线包二维截面图像的灰度分布直方图中所有像素中的灰度最大值;步骤3,将获得的二值化图像中各光纤纤芯截面的形心坐标转化为三维柱坐标,并根据三维柱坐标重构光纤线包的几何重构模型;其中,根据三维柱坐标重构光纤线包的几何重构模型具体为:步骤3.1,首先设光纤直径为d,芯筒直径为D,手动选取起始点,其坐标为,表示第l层第m匝光纤第q个截面上的光纤纤芯形心点,l、m、q皆为正整数,q=1,2,……,n;步骤3.2,在第q+1个截面中找到起始点的半径为的邻域;步骤3.3,通过式(8)计算得到光纤退绕时的相邻两截面关联形心点之间的最大距离为; (8);其中,在光纤线包的三维可视化图像中以g为步长;步骤3.4,根据式(9)计算经步骤3.2确认的邻域中各点与点的距离; (9); 为三维柱坐标的径向距离,Z为三维柱坐标的高度;步骤3.5,若经过步骤3.4计算得到的最小距离,则该距离对应点即为q+1截面中的关联形心点,连接与;若计算得到的最小距离,则设q+1截面中的关联形心点坐标为,连接pl,m,q与;步骤3.6,依次识别关联形心点并连接,直到按照步骤3.1-3.5遍历完一匝光纤的纤芯截面,即完成一匝光纤的连线;步骤3.7,当时,将点的三维坐标设为下一匝光纤连线起始点的坐标,再依次遍历所有截面寻找各截面上的关联点,完成下一匝光纤的连线;步骤3.8,重复步骤3.1-3.7,直到将光纤线包的需重构的区域重构完成,得到几何重构模型;步骤4,定义光纤线包内部各种结构缺陷,确定各种结构缺陷在几何重构模型中的判定方法;步骤5,根据步骤4获得的相关几何参数的异常来识别、检测光纤线包内部存在的各种结构缺陷。
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