Page 60 - 无损检测2022年第九期

陈 烨,等:
基于图像识别的管材尺寸特征参数采集与检测系统

应用文章提出的管材参数识别方法, 对表 1 中
的管材样件进行尺寸检测, 结果如表 2 所示。
表 2 样件尺寸的图像识别数据 mm
序列 规格参数 管径 壁厚
1 16 / 1.0 [ 16.22 , 16.67 ] 1.05
2 16 / 1.0 [ 16.35 , 16.67 ] 1.11
3 16 / 1.0 [ 16.22 , 16.56 ] 1.11
4 19 / 1.0 [ 19.27 , 19.50 ] 1.03
5 19 / 1.0 [ 19.33 , 19.50 ] 1.01
6 19 / 1.0 [ 19.11 , 19.44 ] 0.94
7 22 / 1.0 [ 22.02 , 22.70 ] 1.04
8 22 / 1.0 [ 22.12 , 22.24 ] 1.06
9 22 / 1.0 [ 22.20 , 22.25 ] 1.09
10 22 / 1.2 [ 21.97 , 22.19 ] 1.17
11 22 / 1.2 [ 21.96 , 22.18 ] 1.22
[ 21.99 , 22.27 ]
12 22 / 1.2 1.20
13 22 / 1.5 [ 22.56 , 22.80 ] 1.51
图 10 管材截面形变示意
14 22 / 1.5 [ 22.51 , 22.79 ] 1.50
2 试验验证 15 22 / 1.5 [ 22.58 , 22.81 ] 1.52
16 16 / 1.5 ( 无缝管) [ 16.00 , 16.00 ] 1.50
2.1 试验部分 17 16 / 1.5 ( 无缝管) [ 16.00 , 16.111 ] 1.46
为了验证该算法的准确性和普适性, 使用电火花 18 16 / 1.5 ( 无缝管) [ 16.00 , 16.11 ] 1.48
线切割的方法制备了不同管径( 16 , 19 , 22mm )、 不同 2.2 管径的检测结果

壁厚( 1.0 , 1.2 , 1.5mm )、 不同工艺参数( 焊管、 无缝管) 为了定量分析该检测系统的识别精度, 使用偏
的管材样件。实际值通过游标卡尺进行手工测量, 为
差率对最大管径 D max 和最小管径 D min 进行分析。
了保证测量结果的准确性, 每种样件至少测量3个, 每 偏差率的计算公式为
个样件至少进行3次测量并计算平均值以获得较为准 实际值 - 理论值
确的结果。样件的尺寸测量结果如表1所示。 偏差率 = 理论值 ×100% ( 1 )
表 1 样件尺寸测量结果 mm 管径参数识别的偏差率如图 11 所示, 其中柱
测量值 状图表示 管 径 偏 差 率 的 平 均 值, 误 差 棒 表 示 该 样
序列 设计管径 / 壁厚
外径 壁厚 本偏差率的标准差; 同组样本中, 左侧柱状图为最
1 16 / 1.0 [ 15.94 , 16.36 ] [ 0.95 , 0.97 ]
小外径误 差, 右 侧 柱 状 图 为 最 大 外 径 误 差。 从 管
2 16 / 1.0 [ 15.94 , 16.34 ] [ 0.94 , 0.97 ]
径识别效 果 来 看, 最 大 外 径 与 最 小 外 径 识 别 偏 差
3 16 / 1.0 [ 15.92 , 16.37 ] [ 0.95 , 0.96 ]
[ 18.89 , 19.20 ] [ 0.86 , 0.90 ] 率的平均 值 均 在 2% 以 内, 标 准 差 均 在 2% 以 内。
4 19 / 1.0

5 19 / 1.0 [ 18.80 , 19.28 ] [ 0.88 , 0.89 ] 当管径为 22mm 时, 其最大外径的检测偏差率为
6 19 / 1.0 [ 18.92 , 19.24 ] [ 0.86 , 0.88 ]
( 0.9±0.12 ) % 。以上分析表明该识别方法对不同
7 22 / 1.0 [ 21.81 , 22.20 ] [ 0.93 , 0.94 ]
外径均具有较高的识别精度。其次, 随着管径的增
[ 21.81 , 22.18 ] [ 0.94 , 0.96 ]
8 22 / 1.0
9 22 / 1.0 [ 21.77 , 22.20 ] [ 0.95 , 0.97 ]
10 22 / 1.2 [ 21.72 , 22.00 ] [ 1.08 , 1.12 ]
11 22 / 1.2 [ 21.60 , 22.04 ] [ 1.10 , 1.12 ]
12 22 / 1.2 [ 21.64 , 22.10 ] [ 1.10 , 1.14 ]
13 22 / 1.5 [ 22.10 , 22.54 ] [ 1.38 , 1.42 ]
14 22 / 1.5 [ 22.14 , 22.46 ] [ 1.38 , 1.42 ]
15 22 / 1.5 [ 22.12 , 22.40 ] [ 1.39 , 1.44 ]
16 16 / 1.5 ( 无缝管) [ 15.92 , 15.93 ] [ 1.46 , 1.51 ]
17 16 / 1.5 ( 无缝管) [ 15.92 , 15.95 ] [ 1.47 , 1.52 ]
18 16 / 1.5 ( 无缝管) [ 15.92 , 15.95 ] [ 1.48 , 1.54 ] 图 11 管径参数识别的偏差率
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2022 年 第 44 卷 第 9 期

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