Анализатор изображений "Thixomet"

Система анализа изображения для решения металлургических задач, контроля качества материалов в соответствии со стандартами ASTM, DIN, ISO и ГОСТ

Версии и программные модули "Thixomet"

Построение панорамных изображений

Панорамные исследования лежат в основе работы многих методик Thixomet. Построение панорамных изображений дает возможность наблюдения сколь угодно большой площади изучаемой поверхности образца с высоким разрешением.

Панорама формируется склеиванием смежных полей зрения «на лету»: пока предметный столик микроскопа перемещается на очередное смежное поле зрения, предыдущее поле «пиксель в пиксель» стыкуется к полю, захваченному накануне. Функция выравнивания фона позволяет избавиться от неравномерности освещенности как в пределах одного поля зрения, так и на панораме в целом. Для редактирования панорамы имеются основные инструменты графического редактора.

Расширенный фокус

Из нескольких изображений, сфокусированных на разных фрагментах, можно собрать изображение всего поля зрения в остром фокусе. Применение расширенного фокуса возможно как на отдельных полях зрения, так и при построении панорамных изображений.

Используя функцию расширенного фокуса, можно построить не только изображение исследуемой поверхности в остром фокусе, но и ее 3D модель, на основе которой можно исследовать профиль трехмерной поверхности вдоль заданной прямой.

Навигатор и позиционирование

Для удобства построения и последующего исследования панорамных изображений в Thixomet реализованы функции навигатора и позиционирования предметного стола.

Выделение и распознавание объектов

Идентификация объектов может быть произведена по уровню серого или по цвету. Thixomet позволяет исключить передетектирование крупных объектов при выделении мелких с помощью двух диапазонов дискриминации.

Выделение объектов по цвету осуществляется в интуитивно понятном пространстве HSL (цветовой тон, насыщенность, яркость). Для облегчения работы с линейками порогов дискриминации при детектировании границ объектов структуры используется фликкер-метод.

После распознавания могут быть рассчитаны более 20 метрических параметров, которые для удобства визуализируются в виде гистограмм распределения по числу или объемной доле. Цвет объектов на изображении синхронизируется с цветом соответствующего столбца на гистограмме по метрическим параметрам.

Объекты, выделенные по цвету, можно продолжить распознавать по одному или совокупности нескольких метрических параметров. Задавая границы одного столбца и убирая лишние столбцы, можно выделить нужные объекты в одну категорию. Записанные действия представляют собой собственные методики распознавания, которые можно использовать при следующем сеансе работы.

Категоризация объектов по свойствам

Для решения задачи разделения объектов на несколько категорий, каждая из которых обладает уникальным сочетанием метрических параметров, используется категоризация объектов по свойствам. Записанные действия представляют собой собственные методики распознавания, которые можно использовать при следующем сеансе работы.

Работа со стандартными шкалами

На фоне реального изображения структуры можно расположить полупрозрачные стандартные шкалы. Имеется набор стандартных шкал для наиболее часто используемых стандартов, предусмотрена возможность их неограниченного расширения пользователем.

Обработка изображений

Большой набор функций обработки изображений позволяет улучшать их качество для последующего правильного распознавания сложных структур.

Ручные измерения

Линейный размер, площадь, угол, радиус кривизны, расстояние между произвольными кривыми. Кривая изменения яркости и ее производной вдоль прямой для точного определения расстояние между упорядоченными объектами (например, доменные структуры). Микро- и макро- твердость по Виккерсу, Кнупу и Бриннелю. Расчет статистических параметров результатов измерений.

Источники изображения

Цифровая USB или FireWire камера, поддерживающая интерфейс DirectShow.

Экспорт в продукты MS OFFICE

Поддерживается экспорт всего изображения или его фрагментов в оригинальном или распознанном виде, калиброванных изображений с маркером или микронной линейкой, результатов измерений метрических параметров объектов изображения, результатов ручных измерений.

Thixomet Pro включает в себя все возможности и функционал базовой версии Thixomet Lite и расширен за счет дополнительных методик исследований.

Оценка среднего размера зерна по ГОСТ 5639-82, ГОСТ 21073-75, ASTM E1382, ASTM E112, DIN 50 601

Данные методики позволяют производить автоматическое распознавание границ зерен, оценивать средний размер зерна по найденному числу зерен и площади, которую они занимают.

С помощью специальных инструментов можно реконструировать плохо протравленные границы, исключить из анализа мелкие выделения второй фазы, распознанные как зерна или занимающие слишком малую площадь, рассчитать номер зерна «по скелету», присоединив к телу зерна пограничные выделения перлита.

Оценка загрязненности стали неметаллическими включениями

ASTM E1245

На основе фундаментальных стереологических соотношений определяются все важнейшие параметры неметаллических включений или второй фазы: объемная доля, размер и характер взаимного расположения. По результатам круговых межлабораторных измерений, выполненных именно в соответствии с этим стандартом, на программное обеспечение Thixomet, как средство измерения, получен метрологический сертификат.

ГОСТ 1778-70

Методы «К» и «П» основаны на подсчете включений в соответствующих размерных группах, при этом распознавание включений, производится автоматически. В методе «Ш» заполняется электронная таблица результатов на основе сравнения исследуемых включений с полупрозрачными стандартными шкалами. В автоматизированных методах Ш после распознавания включений по цвету производится разделение оксидов на «силикаты недеформирующиеся», «оксиды точечные», «оксиды строчечные», «силикаты хрупкие» и «силикаты пластичные». Назначение балла производят по измеренной объемной доле для каждого типа включений на основе известной градуировочной кривой «балл-объемная доля».

DIN 50602

Производится разделение включений на типы, предусмотренные стандартом. В соответствии с выбранным методом производится расчет суммарного рейтинга загрязненности, а также рейтинга загрязненности по каждому типу.

ASTM Е 45-05, ISO 4967

Стандарты предусматривают оценку неметаллических включений в соответствии со шкалами JK. Производится разделение включений на типы, предусмотренные стандартами, поиск наиболее загрязненного поля или подсчет количества полей определенного балла загрязненности для каждого типа включений в зависимости от выбранного метода. По данным стандартам необходимо оценить площадь 160 мм2 при увеличении x200–x500, поэтому панорамные исследования значительно повышают производительность работы оператора и позволяют повысить достоверность полученных результатов измерений, в том числе при поиске наиболее загрязненного поля.

Оценка микроструктуры графита в чугуне

ISO 945

В этом модуле можно определять форму и размер графитовых включений, а для пластинчатого графита дополнительно определяется тип распределения. Имеются инструменты для определения соотношения между различными типами пластинчатого графита. Для всех типов пластинчатого и гранулярного графита автоматически определяется их размер. Можно разделить слипшиеся включения, а также исключить из анализа мелкие включения.

Методика АвтоВАЗ

Эта методика является упрощенной версией стандарта ISO 945 для оценки структуры чугуна.

Шаровидность графита в чугуне (проект нового ASTM)

В этом модуле реализована автоматизированная методика количественной оценки шаровидности графита в чугуне, которая оценивается долей включений, имеющих фактор формы более 0,6. Панорамные исследования и рассчитанный в соответствии с требованиями ASTM специальный фактор формы позволяют получить адекватную оценку шаровидности графита.

ГОСТ 3443-87

Модуль предназначен для определения структуры серого чугуна с пластинчатым графитом, высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом и ковкого чугуна с компактным графитом. Определяются форма, размер и вид распределения графита. Также определяются такие параметры металлической основы, такие как объемная доля перлита, распределение и размер фосфидной эвтектики, размер и содержание цементита.

Оценка качества материалов на основе графита

ГОСТ26132-84
Коксы нефтяные и пековые. Метод оценки микроструктуры

Методами текстурного анализа автоматически определяется балл микроструктуры кокса. Анализ производится в режиме накопления. В отчете выводится гистограмма распределения по баллам и средний балл микроструктуры.

Определение пористости материалов на основе углерода

Поры выделяются по уровню яркости, определяются их размеры. Имеется возможность оценки размера трещин. В отчет выводится количество пор различных размерных групп и гистограмма распределения пор по размеру.

Методика выполнения измерений процентного содержания графита в образцах углеродных материалов (МВИ №06-26-02, ОАО “Укрграфит”)

На основе ручных измерений производится оценка содержания различных составляющих углеродных материалов.

Методика выполнения измерения анизометричности зерен (МВИ №06-26-01, ОАО “Укрграфит”)

Зерна, изображения которых получены макросъемкой, выделяются автоматически по уровню яркости. Измеряются их линейные размеры и степень анизометричности.

Определение структурной полосчатости стали

Методика «ВНИИСТ»

Методика «ВНИИСТ» предназначена для определения структурной полосчатости с помощью баллов соответствующей шкалы, аналогичной ГОСТ 5640-68, но для феррито-бейнитной структуры. Эта шкала построена по принципу возрастания количества полос второй фазы с учетом их сплошности и степени вытянутости ферритного зерна. Балл назначается на основе стереологических параметров, найденных методом направленных секущих при панорамных исследованиях. Высокое разрешение панорамы позволяет правильно оценить анизотропию мелкого ферритного зерна, а ее большая площадь, соответствующая требованиям ГОСТ, необходима для адекватной оценки феррито-бейнитной микроструктурной полосчатости. Для тонкой настройки методики используется алгоритм восстановления плохо протравленных границ, а также задается направление линии прокатки.

ASTM E 1268-01

Методом направленных секущих определяется анизотропия и степень ориентации частиц второй фазы, а также ее объемная доля и среднее расстояние между полосами. Полосчатость в соответствии с требованиями этого стандарта описывается словесно.

Оценка микроструктуры перлита

Определение размера перлитных колоний

Этот модуль разработан для оценки размера перлитных колоний, а также для определения соотношения перлит-феррит в структуре стали. Для распознавания перлитных колоний используется выделение границ по перепадам яркости, а также их реконструкция по морфологии. По результатам измерений публикуется отчет с процентным соотношением перлит-феррит и баллом перлитных колоний, назначенным по аналогии с оценкой размера ферритного зерна по ГОСТ 5639.

Определение процентного соотношения сорбитообразного перлита и пластинчатого

В этом модуле на основе уникального алгоритма, основанного на текстурном анализе, определяется соотношение сорбитообразного и пластинчатого перлита в структуре стали. Доступны настройки для отделения феррита от цементита в перлите для анализа перлита различной степени дисперсности.

Оценка металлургического качества жаропрочных никелевых сплавов

В этом модуле автоматизирована методика английской фирмы Willan Metals, которая предусматривает изучение образца площадью 20 мм2 при увеличении x200 с оценкой загрязненности металла рейтинговым баллом, рассчитанным с учетом количества и размера обнаруженных на образце оксидных плен, нитридных скоплений и шлаковых глобул. Здесь же определяется пористость в контрольном сечении отливки. Для правильного распознавания дефектов и адекватной оценки их размеров используются такие параметры настройки, как дефрагментация оксидных плен или кластеризация шлаковых глобул и нитридных кластеров. Если дефект не помещается на одном поле зрения, то исследуют панорамные изображения. По результатам измерений публикуется отчет, на основании которого производится входной контроль паспортной шихтовой заготовки для получения турбинных лопаток.

Оценка качества двухфазных титановых сплавов

Этот модуль разработан для оценки двухфазных титановых сплавов, но позволяет анализировать и другие сплавы, например эвтектические. Программа позволяет отделить первичную α- фазу от дисперсной α-β смеси, оценив метрические параметры первичной α-фазы. Тонкие настройки, включающие дисперсность α-β смеси и степень разделения первичной α-фазы, позволяют распознать двухфазные структуры, имеющие практически любую морфологию и дисперсность.

Автоматизация измерений твердости

Этот модуль используется для автоматизации процедуры измерения микро- и макро- твердости по Виккерсу, Кнупу или Бриннелю. Распознавание отпечатков индентора на панораме производится автоматически с возможностью коррекции результата распознавания или вручную с помощью специального измерительного инструмента. Отпечатки можно объединять в группы с построением соответствующих кривых изменения твердости вдоль группы отпечатков на фоне панорамного изображения исследуемой микроструктуры.

Измерение слоев покрытий

Определение глубины обезуглероженного слоя реализовано в накопительном режиме «от поля к полю» или «от панорамы к панораме» в ручном или автоматическом режиме. В автоматическом режиме распознаются кромки образца и границы зоны обезуглероживания. Инструментами тонкой настройки можно задавать требуемое соотношение «феррит- перлит», по которому будет найдена граница обезуглероживания, а также спрямлять форму этой границы, отражающей неравномерность распределения перлита вдоль границы. Рассчитываются соответствующие средние значения и статистика измерений. Имеется возможность измерения многослойных структур.

Анализ поверхности изломов

Методами текстурного анализа распознаются области вязкой и хрупкой составляющих в изломах образцов после испытаний на ударную вязкость или падающим грузом (ИПГ). Исследуются предварительно созданные панорамные изображения, улучшенные с помощью алгоритма расширенного фокуса.

Методы сравнения с эталонами

В этом модуле оценка микроструктур производится методом сравнения с эталонами, полупрозрачные изображения которых накладываются на изучаемое изображение микроструктуры. По результатам сравнения рассчитываются статистические параметры и формируется отчет. Имеется базовый набор стандартных шкал, который может быть неограниченно расширен пользователем.

Специальная редакция ПО "Thixomet" для автоматизации работы с моторизированными микроскопами, оснащенными приводами координатного столика, турели и настройки фокуса.

Автоматическая съемка панорамных изображений образцов

  • Для автоматической съемки панорам пользователю необходимо задать шаблон определяющий координаты фрагментов для съемки.
  • Если образцы имеют неровную поверхность, выполняется подстройка фокуса с использованием интеллектуального алгоритма, с заданной частотой.
  • Если образцы имеют ровную поверхность, но расположены под углом, выполняется подстройка фокуса по трем точкам. Для этого перед съемкой пользователь задает положение острого фокуса в трех точках образца или нескольких образцов.
  • В особо сложных случаях можно использовать ручную фокусировку. При этом столик будет останавливаться с заданной частотой для ручной подстройки фокуса.
  • Можно использовать склейку панорам по координатам или с использованием уникального алгоритма(SmartPano).

Автоматический расширенный фокус

Пользователю необходимо только задать начальное положение и направление фокусировки.

Режим навигации

Указывая нужное место на панораме можно перемещать предметный столик, для более детального изучения структуры.

Автоматический попольный анализ

Для выполнения попольного анализа в автоматическом режиме пользователю необходимо задать шаблон определяющий координаты фрагментов для исследования.
Предметный столик автоматически перемещается от поля к полю, производятся необходимые измерения и формируется отчет.

Thixomet SmartDrive MHT

Автоматизированный микротвердомер полностью моторизован: управление столом, турелью с объективами и инденторами, автофокусом производится программным обеспечением Thixomet SmartDrive MHT через контроллер, встроенный в персональный компьютер. Все действия, начиная от нанесения отпечатков до формирования отчета, выполняются в автоматическом режиме.

Планирование отпечатков

Для измерений микротвердости достаточно задать желаемое положение отпечатков на предварительно изготовленном панорамном изображении или непосредственно на живом изображении, транслируемом с камеры. Имеется специальный инструмент, ограничивающий возможное расположение отпечатков из-за требований минимального расстояния между ними.

Нанесение отпечатков

Можно задавать положение отдельных отпечатков или правило размещения серии отпечатков по различным шаблонам (например, число отпечатков и расстояние между ними в заданном направлении или по заданной траектории). Далее производится автоматическое нанесение отпечатков, распознавание и измерение, при этом, если необходимо, то производится автоматическая фокусировка изображения при перемещении объектива от одного отпечатка к другому.

Распознавание отпечатков

С помощью специального инструмента пользователь имеет возможность скорректировать вручную неверно распознанные или неточно измеренные отпечатки. По результатам измерений строится график изменения микротвердости, синхронизированный с панорамным изображением микроструктуры. Все полученные данные доступны в графической и численной форме и содержатся в отчете.

Определение кромки образца

Для удобства работы в Thixomet предусмотрена возможность восстановления контура исследуемого образца.

Основные возможности:

  • Оценка макроструктуры, в том числе параметров дендритной структуры;
  • Оценка глубины обезуглероживания;
  • Оценка геометрии образцов (отклонений форм, размеров, экцентриситетов);
  • Размеры исследуемых образцов ограничены только ходом столика и габаритами штатива;
  • Оценка пористости;
  • Построение панорамы в реальном времени;
  • Использование шкал из разнообразных государственных и отраслевых стандартов для оценки макродефектов металлопродукции;
  • Расширенный фокус

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, пр-т. Гагарина 20, оф. 2319

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

Со стационарных:
+38 (057) 768-09-02

С мобильных:
+38 (066) 613-23-24; +38 (073) 022-36-96
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.