專(zhuān)利名稱(chēng)：液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造和冶金領(lǐng)域，具體是提出一種液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
液態(tài)金屬流動(dòng)性是液態(tài)金屬重要的鑄造性能參數(shù)之一，它代表了液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力。對(duì)液態(tài)金屬流動(dòng)性進(jìn)行可視化評(píng)價(jià)是流動(dòng)性測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，其關(guān)鍵技術(shù)之一是對(duì)液態(tài)金屬流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行圖像采集和處理，并在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示。傳統(tǒng)的圖像采集依賴(lài)于高速CCD攝像頭，由采集卡進(jìn)行圖像采集，在圖像采集中需要編制專(zhuān)門(mén)的程序進(jìn)行CCD驅(qū)動(dòng)和圖像處理，一般是對(duì)視頻區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)灰度值進(jìn)行“線掃描”采集處理，大大影響了圖像處理速度，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)流速和流長(zhǎng)的計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法，利用攝像頭跟蹤檢測(cè)液態(tài)金屬在已知形狀型腔內(nèi)流動(dòng)所產(chǎn)生的像素點(diǎn)灰度值變化，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)金屬流動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)跟蹤。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟將普通攝像頭懸架在流動(dòng)性測(cè)試用砂型上方，獲取砂型分型面圖像；試樣預(yù)定軌跡及其方程獲取根據(jù)型腔像素點(diǎn)與砂型分型面上其它各處像素點(diǎn)灰度值的差異獲取液態(tài)金屬流動(dòng)預(yù)定軌跡及其方程；液態(tài)金屬試樣動(dòng)態(tài)圖像獲取根據(jù)預(yù)定軌跡內(nèi)像素點(diǎn)灰度值的變化，判斷當(dāng)前時(shí)刻液態(tài)金屬流動(dòng)端頭在軌跡上的位置，并生成試樣動(dòng)態(tài)圖像；根據(jù)各點(diǎn)位置與試樣流長(zhǎng)關(guān)系，計(jì)算出瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)和最終流長(zhǎng)。所述的液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法，所述的試樣預(yù)定軌跡及其方程獲取根據(jù)已知砂型試樣測(cè)繪出流線軌跡方程，然后軌跡方程繪制采集圖像中的起始點(diǎn)，檢測(cè)當(dāng)前點(diǎn)像素特征值，判斷當(dāng)前點(diǎn)像素特征值是否大于閾值，根據(jù)結(jié)果計(jì)算最終流長(zhǎng)；檢測(cè)下一檢測(cè)點(diǎn)，重復(fù)上述步驟，根據(jù)公式(I)、公式(2)計(jì)算得到瞬時(shí)流長(zhǎng)r ( Θ )，瞬時(shí)流速V:
r (0)=a+b (Θ)(I)
式中b為阿基米德螺旋線系數(shù)，mm/°，表示每旋轉(zhuǎn)I度時(shí)極徑的增加量或減小
量;
Θ為極角，單位為度，表示阿基米德螺旋線轉(zhuǎn)過(guò)的總度數(shù)； a為當(dāng)θ=0°時(shí)的極徑，mm;
權(quán)利要求
1.一種液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法，其特征是該方法包括如下步驟將普通攝像頭懸架在流動(dòng)性測(cè)試用砂型上方，獲取砂型分型面圖像；試樣預(yù)定軌跡及其方程獲取根據(jù)型腔像素點(diǎn)與砂型分型面上其它各處像素點(diǎn)灰度值的差異獲取液態(tài)金屬流動(dòng)預(yù)定軌跡及其方程；液態(tài)金屬試樣動(dòng)態(tài)圖像獲取根據(jù)預(yù)定軌跡內(nèi)像素點(diǎn)灰度值的變化，判斷當(dāng)前時(shí)刻液態(tài)金屬流動(dòng)端頭在軌跡上的位置，并生成試樣動(dòng)態(tài)圖像；根據(jù)各點(diǎn)位置與試樣流長(zhǎng)關(guān)系，計(jì)算出瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)和最終流長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法，其特征是所述的試樣預(yù)定軌跡及其方程獲取根據(jù)已知砂型試樣測(cè)繪出流線軌跡方程，然后軌跡方程繪制采集圖像中的起始點(diǎn)，檢測(cè)當(dāng)前點(diǎn)像素特征值，判斷當(dāng)前點(diǎn)像素特征值是否大于閾值，根據(jù)結(jié)果計(jì)算最終流長(zhǎng)；檢測(cè)下一檢測(cè)點(diǎn)，重復(fù)上述步驟，根據(jù)公式(I)、公式(2)計(jì)算得到瞬時(shí)流長(zhǎng)r ( Θ )，瞬時(shí)流速V:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法，其特征是所述的判斷當(dāng)前點(diǎn)像素特征值是否大于閾值當(dāng)當(dāng)前點(diǎn)像素特征值大于閾值時(shí)，記錄當(dāng)前點(diǎn)，記錄時(shí)間、時(shí)間間隔，計(jì)算長(zhǎng)度及速度；當(dāng)當(dāng)前點(diǎn)像素特征值小于閾值時(shí)，判斷時(shí)間間隔是否大于設(shè)定值，如時(shí)間間隔小于設(shè)定值則繼續(xù)檢測(cè)當(dāng)前點(diǎn)像素特征值，如時(shí)間間隔大于設(shè)定值則結(jié)束檢測(cè)。
全文摘要
液態(tài)金屬流動(dòng)性瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)檢測(cè)方法。傳統(tǒng)的圖像采集依賴(lài)于高速攝像頭，影響了圖像處理速度，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)流速流長(zhǎng)的計(jì)算。本方法包括如下步驟將采用普通攝像頭懸架在流動(dòng)性測(cè)試用砂型上方，獲取砂型分型面圖像；試樣預(yù)定軌跡及其方程獲取根據(jù)型腔像素點(diǎn)與砂型分型面上其它各處像素點(diǎn)灰度值的差異獲取液態(tài)金屬流動(dòng)預(yù)定軌跡及其方程；液態(tài)金屬試樣動(dòng)態(tài)圖像獲取根據(jù)預(yù)定軌跡內(nèi)像素點(diǎn)灰度值的變化，判斷當(dāng)前時(shí)刻液態(tài)金屬流動(dòng)端頭在軌跡上的位置，并生成試樣動(dòng)態(tài)圖像；根據(jù)各點(diǎn)位置與試樣流長(zhǎng)關(guān)系，計(jì)算瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流長(zhǎng)和最終流長(zhǎng)。本方法用于計(jì)算液態(tài)金屬瞬時(shí)流速和流長(zhǎng)以及停止流動(dòng)后的最終流長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G01P5/00GK102879301SQ201210361860
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者馬旭梁, 李大勇 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)