измерениям - Видеоэндоскоп MENTOR VISUAL IQ
advertisement
VideoProbe* Руководство по 3Dизмерениям Руководство по продвинутым технологиям, методикам и задачам 3D-измерений для видеобороскопов, используемых для удаленного визуального контроля. Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 1 Используйте ваш Mentor Visual iQ* по-максимуму! (Относится к ПО Mentor Visual iQ версии 2.5 или выше) СОДЕРЖАНИЕ Введение ................................................................................................................................................................ 3 Важность точных измерений ............................................................................................................................... 3 Используемые технологии и возможности подключения ................................................................................ 3 Измерительные технологии 3-мерное фазовое измерение ........................................................................................................................................................................ 4 3-мерное объемное измерение ..................................................................................................................................................................... 4 Объемное измерение ...................................................................................................................................................................................... 4 Сравнение ......................................................................................................................................................................................................... 4 Повторное измерение на ПК ........................................................................................................................................................................... 4 Передовой опыт 3-мерных измерений: методики и советы ............................................................................ 5 Выбор правильного метода измерения для вашей задачи .............................................................................. 6 Типы измерений Длина ................................................................................................................................................................................................................ 7 От точки до линии ............................................................................................................................................................................................ 8 Глубина ............................................................................................................................................................................................................. 9 Площадь ......................................................................................................................................................................................................... 10 Несколько участков ........................................................................................................................................................................................ 10 Профиль по глубине ...................................................................................................................................................................................... 11 Профиль площади по глубине ...................................................................................................................................................................... 12 Плоскость измерения .................................................................................................................................................................................... 13 Данные о точности измерений .......................................................................................................................... 18 Артикулы и характеристики оборудования для 3-мерных измерений ......................................................... 20 Глоссарий ............................................................................................................................................................. 21 2 Введение Наработки в области 3-мерных измерений по изображениям превращают видеобороскоп во все более мощный инструмент в арсенале инспектора. Раньше инспекторы могли находить индикаторные следы и снимать изображения; сегодня передовые видеобороскопы позволяют им составлять карты, измерять и анализировать индикаторные следы в 3 измерениях, а также передавать изображения и данные экспертам по беспроводному соединению. Благодаря повышенной точности эти новые функции позволяют видеоскопии дополнять, а в некоторых случаях даже заменять другие методы неразрушающих испытаний. Это руководство составлено с целью помочь инспекторам и владельцам оборудования понять технологии измерения, заложенные в Mentor Visual iQ, а также порядок их применения для упрощения принятия решений в задачах удаленного визуального контроля. Многие владельцы видеобороскопов не используют всех продвинутых функций своего оборудования из-за недостаточного обучения. Используя данное руководство в качестве справочника, вы сможете научиться применять новые методики и превратить ваши знания в конкурентное преимущество для вашей организации. Важность точных измерений Удаленный визуальный контроль часто используется для определения ремонтопригодности объекта. Для этого часто используется измерение индикаторных следов или признаков внутри объекта. Неточные измерения могут привести к нежелательному простою, браку и расходам на обслуживание, а также снижению безопасности и надежности. Поэтому очень важно, чтобы инспекторы понимали, как правильно применять имеющееся измерительное оборудование для максимального повышения качества принимаемых решений. В случае с традиционными технологиями, такими как объем, тень или сравнение, у инспектора мало возможностей оценить как качество данных, используемых для расчета результата измерения, так и правильность установки курсора для необходимого измерения. Это часто может приводить к неточным измерениям и дорогостоящим неверным решениям. Новейшие технологии 3-мерных измерений позволяют в реальном времени использовать 3-мерное облако точек XYZ для проверки качества данных и точности размещения курсора под различными углами и с разных ракурсов. Это дает инспекторам беспрецедентную возможность проверять свою работу и избегать дорогостоящих ошибок. Для точного измерения при помощи VideoProbe требуются: • • • • • Обученный оператор Оборудование, прошедшее надлежащую калибровку и обслуживание Выбор правильной технологии измерения для конкретной задачи Правильное расположение измерительного наконечника и правильные настройки измерений Анализ качества данных и точности установки курсора Используемые технологии и возможности подключения Если критически важное оборудование зависит от точных измерений, пришло время получить независимое мнение. Впервые видеоряд с контрольного прибора можно просматривать в реальном времени на ПК, планшете или смартфоне из любой точки помещения или мира. Средство удаленной совместной работы InspectionWorks Connect делает возможным двустороннюю совместную работу и комментирование видеоряда инспекторами на объекте в реальном времени по Wi-Fi или Ethernet. Привлекая дополнительный персонал к процессу контроля, вам на пользу начинает работать опыт этих людей, повышается вероятность обнаружения, эффективность контроля, а также снижаются расходы. InspectionWorks Connect можно приобрести отдельно для всех моделей Mentor Visual iQ. Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 3 Измерительные технологии (см. руководство к Mentor Visual iQ – Преимущества типов измерений) 3-мерное фазовое измерение Используя запатентованную технологию структурированного освещения, 3-мерное фазовое измерение позволяет инспекторам обнаруживать, измерять и анализировать индикаторные следы при помощи одних и тех же наконечников. Широкий обзор и большая глубина резкости обеспечивают измерение при помощи тех же наконечников, что использовались для контроля, что позволяет устранить дополнительные шаги, требуемые для извлечения наконечника, его замены и повторного поиска индикаторного следа. В действительности, 3-мерное фазовое измерение обеспечивает точные измерения "по запросу", экономя время и повышая общую эффективность контроля. При 3-мерном фазовом измерении применяются шаблоны структурированного освещения, которые проецируются из наконечника для 3-мерного сканирования поверхности изучаемой области и измерения всех параметров индикаторных следов на поверхности. Преимущества: • Просмотр и манипулирование 3-мерным облаком точек для подробного анализа формы поверхности и точности измерений • Просмотр измеряемого изображения на весь экран для повышения разрешения • Навигация, контроль и измерения без замены зондов или наконечников • В продаже имеются зонды диаметром 6,1 мм 3-мерное объемное измерение Технология 3-мерных объемных измерений, представленная в 2015 году, – это новейшая технология для видеобороскопов. При 3мерном объемном измерении используются те же наконечники, что и при обычном объемном измерении, но задействуются более продвинутые алгоритмы калибровки и обработки для получения полного представления целевой поверхности в виде 3-мерного облака точек, которое можно рассматривать, изменять и анализировать. Преимущества: • Более точные и воспроизводимые измерения по сравнению с традиционными устаревшими объемными или теневыми измерениями • Обеспечивает более широкие возможности сопоставления, чем при объемных измерениях на горизонтальных и повторяющихся индикаторных следах • Просматривайте изображение с камеры и 3-мерное облако точек совместно для максимально эффективного анализа измерений • Точные измерения на блестящих (или сильно отражающих) поверхностях с различными деталями • Измерение на поверхностях с мелкими перемещениями • Доступно для зондов диаметром 4,0, 6,1 и 8,4 мм Объемное измерение Традиционное объемное измерение, в котором, как и в 3-мерном объемном измерении, используется запатентованная призма для получения левого и правого объемных изображений с немного различающихся ракурсов. Сопоставление точек поверхности на левом и правом изображениях под курсором позволяет рассчитать 3-мерные координаты и результаты измерения. Эта технология, которой уже более 10 лет, полезна для систем с ограниченной вычислительной мощностью, но не создает 3-мерное облако точек, поэтому ограничивает возможности инспектора по оценке качества измерений. Сравнительное измерение Более традиционная технология 2-мерного измерения, в которой используется физическая эталонная цель, установленная производителем или инспектором на том же расстоянии от наконечника, что и индикаторный след. Повторное измерение на ПК Используйте такие программы, как Inspection Manager, чтобы проводить измерения и анализ на сохраненном изображении после проведения контроля. Сегодня функции повторного измерения также доступны на самом устройстве благодаря системе Mentor Visual iQ или на ПК. 4 Выбор правильного метода измерения для вашей задачи Поскольку для определенных задач можно использовать несколько типов измерений, в этой таблице показаны рекомендации экспертов. Длина • Простое измерение признаков или компонентов • Длина растрескивания • Изменение размеров компонента из-за расширения или эрозии/коррозии/износа • Оставшаяся часть индикаторов износа • Расположение/зона индикаторных следов на детали • Площадь Углы лопаток • Потеря покрытия • Площадь поверхности точечной или обычной коррозии • Площадь повреждения посторонним предметом Несколько отрезков Точка-линия • Повреждения краев лопаток турбин • Ширина зазора • Ширина сварного шва • Отсутствующие углы лопаток • Общая длина трещины • Сопряжение краев лопаток или угол входа индикаторного следа • Более высокая точность по сравнению с измерением длины на изогнутых или неравномерных поверхностях Профиль по глубине Глубина • Зазоры между концами лопаток и кожухом • Лунки или вмятины из-за коррозии, эрозии или повреждения посторонним предметом • Внутренний диаметр трубы • Высота сварного шва • Качание лопаток статора • Ширина зазора Профиль площади по глубине • Коррозия, эрозия и образование раковин • Повреждение посторонним предметом • Максимальная высота шва • Максимальная глубина дорожки износа 6 • Глубина отдельных лунок коррозии или эрозии • Глубина повреждения посторонним предметом • Высота шва или глубина дорожки износа • Быстрая оценка контуров поверхности Плоскость измерения • С участком для пропущенных углов • "Расстояние от точки до линии" для повреждений краев лопаток • "Глубина" для зазоров между концами лопаток и кожухом • "Длина" или "Расстояние от точки до линии" для мелких признаков • "Профиль площади по глубине" при измерении в скоплении раковин ТИПЫ ИЗМЕРЕНИЙ В этом разделе подробно описываются все типы измерений, доступные в видеоскопе Mentor Visual iQ, предлагаются задачи, наиболее эффективно решаемые при помощи каждой методики, а также советы и предложения по точной настройке измерений. Длина Измеряет расстояние по прямой линии между двумя выбранными точками курсора. Примеры задач: • Простое измерение признаков или компонентов • Измерение длины индикаторных следов (например, трещины) • Измерение изменения размеров компонента изза расширения или эрозии/коррозии/износа • Определение оставшейся части индикаторов износа • Измерение расположения/зоны индикаторных следов на детали Передовой опыт по повышению точности измерений: • Длина измеряется по прямой линии. Этот метод не подходит для измерения расстояния по искривленной поверхности. • Проверьте 3-мерное облако точек и убедитесь, что ваши курсоры установлены правильно. Измерения по диагонали или под углом приводят к ошибкам. • Придвиньте наконечник ближе, чтобы целевая зона стала как можно больше на экране, при этом удерживайте точки курсора в фокусе. • Следите за оранжевыми индикаторами, чтобы расстояние измерения находилось в доверительном интервале. • При 3-мерных фазовых и объемных измерениях важно начать с четкого изображения, чтобы курсоры можно было правильно разместить на индикаторном следе. • Используйте измерительную плоскость, когда красные зоны не дают правильно установить курсор, или 3мерный шум влияет на результаты. Подробности в разделе "Плоскость измерений". Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 7 От точки до линии Измеряет перпендикулярное расстояние между линией (определяется двумя точками) и выбранной точкой. Примеры задач: • Повреждения краев лопаток турбин • Оценка отсутствующей площади углов при помощи нескольких измерений от точки до линии • Ширина зазора или дорожки • Ширина сварного шва Передовой опыт по повышению точности измерений: • Проверьте 3-мерное облако точек и убедитесь, что ваши курсоры установлены правильно. • Проверьте облако точек и убедитесь, что опорная линия не наклонена по отношению к опорному краю на детали. Это особенно важно, когда оба курсора опорной линии находятся с одной стороны и на удалении от третьего курсора. • Также проверьте облако точек и убедитесь, что измеренное расстояние – не диагональ, что может привести к результату, превышающему фактический. • Используйте измерительную плоскость, когда красные зоны не дают правильно установить курсор, или 3мерный шум влияет на результаты. Подробности в разделе "Плоскость измерений". 8 Глубина Измеряет расстояние от опорной плоскости (задается тремя выбранными точками) до четвертой выбранной точки выше или ниже плоскости. Передовой опыт по повышению точности измерений: Примеры задач: • Зазоры между концами лопаток и кожухом • Лунки или вмятины из-за коррозии, эрозии или повреждения посторонним предметом • Внутренний диаметр трубы • Высота сварного шва • Качание лопаток статора • Ширина зазора • Измерительный наконечник должен быть как можно ближе к индикаторному следу, чтобы повысить точность измерений. • При использовании 3-мерных фазовых измерений • • • • • • неперпендикулярные ракурсы дают наилучшие результаты при измерении глубины, особенно при измерении объектов с блестящими поверхностями. Зеленый шаблон поверхности, который появляется, когда курсор опорной плоскости активен, показывает точки, находящиеся очень близко к опорной плоскости. Отрегулируйте положение курсоров, чтобы максимально увеличить площадь зеленого цвета на опорной поверхности. 3-мерное облако точек также можно использовать для проверки того, что опорная плоскость, обозначенная синим квадратом, точно выровнена относительно опорной поверхности. После установки третьего курсора функция поиска глубины зачастую автоматически устанавливает четвертый курсор на самой глубокой точке или на краю лопатки неподалеку. Проверьте положение автоматически установленного курсора и отрегулируйте его при необходимости. Включите режим карты глубины в облаке точек, чтобы лучше видеть контуры поверхности и быть уверенным, что вы измеряете желаемую точку — часто самую высокую или низкую на индикаторном следе — и что индикаторный след четко выделяется в 3-мерном шуме. Линия, выходящая из точки измерения глубины, должна заканчиваться возле или внутри треугольника, образованного курсорами опорной плоскости для минимизации неточности изза наклона плоскости. Если вам требуется измерить точку, находящуюся далеко за пределами опорного треугольника, увеличьте размер вашего опорного треугольника для компенсации (это относится только к плоским поверхностям, не к изогнутым). Используйте плоскость измерений при измерении зазора от измерительного наконечника до кожуха, красные области вдоль края лопатки мешают правильному размещению четвертого курсора или 3-мерный шум влияет на результат. Подробности в разделе "Плоскость измерений". Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 9 Площадь Измеряет площадь плоской поверхности путем установки множества курсоров по контуру индикаторного следа. Примеры задач: • Отсутствующие углы лопаток при помощи плоскости измерений • Потеря покрытия • Площадь поверхности точечной или обычной коррозии • Повреждение посторонним предметом Передовой опыт по повышению точности измерений: • Проверьте облако точек и убедитесь в правильной установке курсора. • При измерении изогнутой поверхности можно уменьшить погрешность путем измерения нескольких небольших участков и объединения результатов. • Используйте вместе с плоскостью измерений для измерения площади и длин отсутствующих углов лопаток. Подробности в разделе "Плоскость измерений". Несколько отрезков Измеряет общую длину вдоль искривленной или неровной траектории при помощи нескольких курсоров, расположенных вдоль индикаторного следа. Когда используется три курсора, также образуется 3-мерный угол между отрезками прямой. Примеры задач: • Общая длина сложной трещины • Общая длина вдоль искривленной поверхности • Используйте три курсора для измерения угла между краем лопатки турбины и индикаторным следом или зоной сопряжения 10 Передовой опыт по повышению точности измерений: • Проверьте облако точек и убедитесь в правильной установке курсора. • Расположите курсоры как можно дальше друг от друга, следуя по траектории индикаторного следа для снижения влияния 3-мерного шума на результат. • При измерении угла (только в случае трех курсоров) вдоль края точность можно повысить путем использования плоскости измерения. Профиль по глубине Из любого ракурса отображает перпендикулярное расстояние от опорной плоскости вдоль линии между двумя выбранными точками и автоматически определяет самую глубокую или самую высокую точку. Примеры задач: Передовой опыт по повышению точности измерений: • Глубина отдельных лунок коррозии или эрозии • Глубина повреждения посторонним предметом • Высота шва или глубина дорожки износа • Быстрая оценка контуров поверхности • Расположите измерительный наконечник как можно • • • • • • ближе к индикаторному следу, чтобы повысить точность измерений. Включите режим карты глубины в облаке точек, чтобы лучше видеть контуры поверхности и быть уверенным, что вы измеряете желаемую точку — часто самую высокую или низкую на индикаторном следе — и что индикаторный след четко выделяется в 3-мерном шуме. Зеленый шаблон поверхности, который появляется, когда курсор перемещается, показывает точки, находящиеся очень близко к опорной плоскости. Отрегулируйте положение курсоров, чтобы максимально увеличить площадь зеленого цвета на опорной поверхности. 3-мерное облако точек также можно использовать для проверки того, что опорная плоскость, обозначенная синим квадратом, точно выровнена относительно опорной поверхности. Если курсор становится красным, это свидетельствует о неправильном размещении. Поскольку опорная плоскость определяется путем привязки ко всем данным о поверхности в пределах периметров обоих курсоров, убедитесь, что курсоры полностью находятся на одной и той же изучаемой плоскости — не перекрывают края или не находятся на смещенных или искривленных поверхностях, которые могут привести к погрешности измерений. При измерении изогнутой поверхности, например, внутри небольшой трубы, расположите курсоры на расстоянии друг от друга в направлении, параллельном изгибу, чтобы они находились на одной плоскости. В облаке точек синий квадрат опорной плоскости должен выглядеть касающимся опорной поверхности. В задачах поиска самой глубокой или высокой точки можно использовать профиль площади по глубине или глубину вместо профиля по глубине, поскольку они автоматически определяют самую глубокую или высокую точку на участке. Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 11 Профиль площади по глубине Проводит три среза профиля по глубине по участку, который задается тремя курсорами, и определяет срез с самой высокой или низкой точкой. Зеленый шаблон поверхности, который появляется, Примеры задач: когда курсоры перемещаются, показывает точки, • Коррозия, эрозия и образование раковин находящиеся очень близко к опорным плоскостям срезов • Повреждение посторонним предметом профиля по глубине. Если вы видите только небольшую • Максимальная высота шва, включая однонаправленные зеленую линию возле двух опорных линий профиля, швы скорее всего, вы неправильно расположили линии на • Максимальная глубина дорожки износа изогнутой поверхности. См. рисунки ниже. • Опорные линии профиля следуют за искривлениями Передовой опыт по повышению точности поверхности и используются для определения опорных измерений: плоскостей для срезов профиля. Расположите курсоры так, чтобы опорные линии профиля полностью • Расположите измерительный наконечник как можно находились на опорной поверхности. ближе к индикаторному следу. • Используйте 3-мерное облако точек для проверки того, • Используйте опорные поверхности, которые являются что опорная плоскость для получившегося среза, плоскими или изогнуты только в одном направлении, обозначенная синим квадратом, точно выровнена например, прямой участок трубы. Не используйте на относительно опорной поверхности по месту конечного поверхностях со сложными изгибами, например, колено среза. трубы или корень лопатки турбины на переднем или • Первые два курсора определяют первую опорную заднем концах. линию профиля. Третий курсор задает расстояние • При измерении по изогнутой поверхности расположите между второй опорной линией профиля и первой. курсоры так, чтобы опорные линии профиля были Система определяет конечные точки второй опорной изогнуты. Если вы не уверены в правильности линии профиля, чтобы сопоставить искривление ориентации, попрактикуйтесь на тестовом образце той поверхности вдоль первой. Если вам сложно получить же формы. Когда курсоры установлены правильно, вы вторую опорную линию профиля там, где нужно, вы, должны получить результат, близкий к нулю, а скорее всего, неправильно настроили измерения по большая часть области должна быть показана зеленым. отношению к искривлению поверхности. См. рисунки ниже. • 12 Плоскость измерения A Средства помощи при измерениях, используемые совместно с другими типами измерений для размещения курсоров в красных зонах, где отсутствуют 3-мерные данные или где шум в 3-мерных данных может снижать точность измерения. Примеры задач: • "Площадь" для измерения пропущенных углов • "Расстояние от точки до линии" для повреждений краев лопаток • "Глубина" для зазоров между концами лопаток и кожухом • "Длина" или "Расстояние от точки до линии" для мелких признаков, когда не удается подобраться ближе • "Профиль площади по глубине" при измерении в скоплении раковин на плоской поверхности • "Профиль по глубине", когда вы не можете полностью привязать курсоры к плоской опорной поверхности Влияние плоскости измерений на прочие типы измерений: • Длина, от точки до линии, несколько отрезков, площадь: Все курсоры проецируются на плоскость измерений, а результат вычисляется с использованием спроецированных точек на плоскости. • Глубина: Первые три курсора позволяют выбрать отдельные точки поверхности, как при обычном измерении глубины. Только четвертый курсор проецируется на плоскость измерений. • Профиль по глубине: Плоскость измерений используется в качестве опорной плоскости, поэтому курсоры профиля по глубине могут накладываться на края или находиться в красных зонах. Результатом является высота или глубина от плоскости измерений. Использовать только с плоскими опорными поверхностями. • Профиль площади по глубине: Обе опорные линии располагаются на плоскости измерений, что позволяет им проходить через красные зоны или раковины на поверхности, не влияя на профили, находящиеся между опорных линий. Результатом является высота или глубина от плоскости измерений. Использовать только с плоскими опорными поверхностями. • На изображении можно использовать только одну плоскость измерений. • Если присутствует плоскость измерений, она используется для всех прочих измерений вне зависимости от порядка, в котором они расположены. Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 13 Предупреждения EVA для плоскости измерений Некоторые моменты касательно угла вида с края (EVA): • Это угол между плоскостью измерений и плоскостью вида с края, которая определяется двумя 3-мерными координатами на краю и в начале координат обзора, где сходятся четыре пунктирные линии 3-мерной перспективы облака точек всего изображения. Чтобы лучше понять эту концепцию, откройте переднюю обложку книги с твердым переплетом и поднесите край обложки к глазам. Эта обложка представляет собой плоскость вида с края, первая страница – это плоскость измерений, стык между ними – край поверхности, а угол между ними – EVA. • Перемещение курсоров по прямому краю почти не влияет на EVA, поскольку плоскость вида с края не меняется. • EVA зависит от положения края на изображении. На верхнем При использовании плоскости измерений с функциями "От точки до линии", "Площадь" или "Глубина" для измерения возле края, ракурс может влиять на точность, в частности, если край имеет значительный радиус. Чтобы помочь пользователю повысить точность, система показывает значение угла вида с края (EVA) возле MTD и линию EVA в облаках точек. Идеальный EVA, равный 0°, возникает, когда линия EVA перпендикулярна плоскости измерений. Погрешность измерений обычно увеличивается по мере роста EVA при измерении возле скругленного края. Если EVA превышает верхний предел (25° для "От точки до линии", 35° для "Площадь" и "Глубина"), когда курсоры установлены возле края, система показывает предупреждение, вокруг значений MTD и EVA мигает оранжевый контур, и линия EVA становится оранжевой. Чтобы уменьшить EVA, проверьте облако точек всего изображения, на котором четыре пунктирные линии 3-мерной перспективы показывают углы обзора, а также порядок регулировки относительных положений наконечника и объекта с тем, чтобы линия EVA была более перпендикулярна к плоскости измерений, показанной в виде синего прямоугольника. Сделайте новое изображение после исправления положений и повторите измерение. 14 левом изображении показан плохой EVA при измерении возле левого края изображения с перпендикулярным видом по центру. На изображении справа показана гораздо более выгодная перспектива на краю детали, поскольку EVA мал. • Вращение наконечника вида сбоку в фиксированном положении (например, порт бороскопа) почти не влияет на EVA. Обычно требуется перемещение изучаемого объекта или наконечника. • Как показано на нижнем левом изображении, для достижения малого EVA не требуется перпендикулярный вид на деталь. В аналогии с книгой вы можете наклонить и переместить книгу, поддерживая угол 90° между обложкой и первой страницей. • Если край, вдоль которого выполняется измерение, имеет небольшой радиус относительного измеренного размера, точные результаты можно получить даже при наличии предупреждения EVA, когда край приближается к наконечнику зонда. Не выполняйте измерения с высокими значениями EVA по краям, двигаясь всегда от наконечника. • Измерения на скругленных краях с высокими значениями EVA описаны в следующем разделе. Направляющие линии плоскости измерений Направляющие линии показаны на видах с облаками точек при использовании плоскости измерений с функциями "Длина", "От точки до линии", "Несколько отрезков" или "Площадь". Это черные линии, перпендикулярные плоскости измерений и простирающиеся от точек курсоров на плоскости измерений до точек поверхности прямо над или под курсорами. В местах пересечения направляющих линий с поверхностью показаны сферы. Примеры задач: • Повреждения скругленных краев лопаток или лопастей турбины • Зазоры между платформой лопаток турбины и кожухом • Оценки радиуса края • Ширина зазора • Любые размеры на плоскости между точками, не лежащими на одной плоскости Передовой опыт по повышению точности измерений: • Отрегулируйте положение курсоров на 2-мерном изображении, чтобы направляющие линии и сферы поверхности заняли нужные места на поверхности. • Используйте, если требуется измерение на скругленных краях и измерение на плоскости, полученное при использовании оптического компаратора. Традиционное измерение от точки до линии для индикаторного следа скругленного переднего края на нижнем левом изображении выполняется по диагонали, поэтому дает больший результат, чем в случае использования оптического компаратора. Тот же след измеряется на верхнем левом изображении при помощи плоскости измерений с направляющими линиями для устранения угла. • Нельзя надежно использовать, если EVA превышает 10°, а скругленный край находится на удалении от наконечника зонда. • Нельзя использовать, если 3-мерные данные не распространяются до края поверхности. • Следует использовать для упрощения расположения курсора на скругленных краях по направлению к наконечнику зонда, особенно если EVA превышает 15°. Скругленный край находится вне плоскости измерений, поэтому пока EVA большой, курсоры не получится установить правильно, используя только 2-мерное изображение. Это особенно относится к случаям, когда EVA большой, что приводит к выдаче предупреждений, показанных на двух рисунках выше. Традиционное измерение по диагонали Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 15 Примеры плоскостей измерений Размеры отсутствующих углов лопаток турбин: • Используйте плоскость измерений вместе с функцией "Площадь". • Расположите наконечник зонда согласно рекомендациям в разделе "Предупреждения EVA для плоскости измерений". • Установите плоскость измерений на грань лопатки возле отсутствующего угла. • Расположите один курсор измерения "Площадь" на каждом оставшемся угле, один курсор в том месте, где раньше был угол, и необходимое количество курсоров для отслеживания нарушенного края. • Нажмите Done, отрегулируйте курсоры так, чтобы продленные линии были выровнены с краями лопаток возле отсутствующего угла. • Вы увидите отсутствующую область, размеры отсутствующего угла и значение угла в градусах без дополнительных измерений. Индикаторный след краев лопаток турбин: • Используйте плоскость измерения с функцией "От точки до линии", если 3-мерные данные вдоль края лопатки отсутствуют или неточные. • Расположите наконечник зонда согласно рекомендациям в разделе "Предупреждения EVA для плоскости измерений". • Установите плоскость измерений на грань лопатки возле индикаторного следа. 16 • Добавьте измерение "От точки до линии", для этого установите два курсора на край лопатки, а третий – на внутренний край индикаторного следа. • Значение угла вида с края (EVA) отображается возле MTD. Чем ниже EVA, тем выше точность, особенно при измерении на скругленном переднем крае. При выполнении важных измерений постарайтесь уменьшить EVA ниже 15°. Примеры плоскостей измерений Зазор между краем лопасти и кожухом: • Используйте плоскость измерений с функцией "Глубина", если 3-мерные данные на краю лопатки отсутствуют, неточные или искажены вниз и назад по направлению к кожуху, как показано на нижнем правом изображении. • Расположите наконечник зонда внизу относительно кожуха, чтобы увидеть заднюю часть под лопаткой. Левое изображение ниже получено из слишком высокого положения над кожухом, о чем говорит EVA 46°. курсорами возле края лопатки может увеличить погрешность из-за кривизны лопатки. • Установите первые три курсора глубины на кожухе. • Установите четвертый курсор глубины на краю лопатки на 2-мерном изображении. Курсор проецируется на плоскость измерений, поэтому он может быть слегка смещен относительно края на облаке точек из-за отсутствия или неточности 3-мерных данных на краю. • Установите плоскость измерений на грань лопатки возле желаемой точки измерения. Слишком большое расстояние между Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 17 ДАННЫЕ О ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ Кривые точности измерений на страницах 18-19 были построены на основе результатов измерений обученного подрядчика с использованием 3DPM на Mentor Visual iQ в управляемых условиях с матовым испытательным образцом. Они отражают возможности системы в идеальных условиях. Фактические результаты меняются в зависимости от задачи, состояния поверхности, состояния оборудования и опыта пользователя. Погрешность длины и MTD Усреднено по значениям угла обзора от 0° до 50° Признак длиной 5,33 мм Погрешность "точка-линия" и MTD Усреднено по значениям угла обзора от 0° до 50° Признак вмятины на крае 1,803 мм 0,004 0,002 1,00% 0,001 0,50% 0 0,00% 1,2 0,2 0,4 0,6 0,8 1 4,00% 0,002 3,00% 2,00% 0,001 1,00% 0 0,2 MTD (дюймы) 0,4 0,6 0,8 MTD (дюймы) 1 0,00% 1,2 0,1 0,1 0,05 1,00% 0,025 0,50% 0 0,00% 30 5 10 15 20 25 5,00% 0,075 4,00% 0,05 3,00% 2,00% 0,025 0 1,00% 5 10 15 MTD (мм) Кривая точности для измерения длины трещины. 20 25 MTD (мм) 30 0,00% 35 Средняя абсолютная погрешность (%) 1,50% Средняя абсолютная погрешность (мм) 0,075 Средняя абсолютная погрешность (%) Средняя абсолютная погрешность (мм) 5,00% 0,003 Средняя абсолютная погрешность (%) 1,50% Средняя абсолютная погрешность (дюймы) 0,003 Средняя абсолютная погрешность (%) Средняя абсолютная погрешность (дюймы) 0,004 Кривая точности для измерения от точки до линии для вмятины на крае. Погрешность "точка-линия" и MTD Усреднено по значениям угла обзора от 0° до 50° Признак отсутствия угла 0,94 мм 0,1 0,002 6,00% 0,001 3,00% 0 0,2 0,4 0,6 0,8 MTD (дюймы) 1 0,00% 1,2 12,00% 0,075 9,00% 0,05 6,00% 0,025 3,00% 0 5 10 15 20 25 MTD (мм) Кривая точности для измерения от точки до линии для отсутствующего угла. Примечание: Плоскости измерений не использовались в этом испытании, но с высокой вероятностью улучшают результаты по некоторым признакам. 18 30 0,00% 35 Средняя абсолютная погрешность (%) 9,00% 0,003 Средняя абсолютная погрешность (мм) 12,00% 0,004 Средняя абсолютная погрешность (%) Средняя абсолютная погрешность (дюймы) 0,005 Погрешность глубины и MTD Усреднено по значениям угла обзора от 0° до 50° Признак глубиной 0,381 мм Погрешность профиля по глубине и MTD Усреднено по значениям угла обзора от 0° до 50° Признак глубиной 0,381 мм 10,00% 0,001 5,00% 0 0,00% 0, 8 0,1 0,05 15,00% 5,00% 0,00% 5 10 15 2 0 MTD (мм) 0,003 3,00% 0,002 2,00% 0,001 1,00% 0 0,1 0,8 1 MTD (дюймы) 1,2 1,4 3,00% 0,05 2,00% 1,00% 0,00% 20 25 30 35 40 MTD (мм) Кривая точности для измерения глубины расстояния от наконечника до кожуха. 5 10 15 Средняя абсолютная погрешность (мм) 0,075 0 0,075 20,00% 0,05 15,00% 10,00% 0,025 5,00% 0,00% 0 5 10 15 2 0 20,00% 0,003 15,00% 0,002 10,00% 0,001 5,00% 0,00% 0 0,2 0,4 0,1 4,00% 0,025 0,00% 25,00% 0,004 0,00% 0,6 0, 8 Кривая точности для измерения профиля по глубине лунки или вмятины. Средняя абсолютная погрешность (дюймы) 4,00% Средняя абсолютная погрешность (%) 0,004 0,4 0,4 0,6 MTD (дюймы) Погрешность профиля по глубине и MTD Усреднено по значениям угла обзора от 0° до 50° Признак сварного шва высотой 0,483 мм Средняя абсолютная погрешность (%) Средняя абсолютная погрешность (дюймы) Погрешность глубины и MTD Усреднено по значениям всех углов обзора Признак от наконечника до кожуха 2,464 мм 0,2 0,2 MTD (мм) Кривая точности для измерения глубины лунки или вмятины. Средняя абсолютная погрешность (мм) 0 0,1 10,00% 0,025 5,00% 0,001 Средняя абсолютная погрешность (мм) 20,00% 0 10,00% 25,00% 0,075 15,00% 0,6 0,8 MTD (дюймы) 1 1,2 20,00% 0,075 15,00% 0,05 10,00% 0,025 5,00% 0,00% 15 20 25 30 MTD (мм) Кривая точности для измерения профиля по глубине для высоты сварного шва. 0 Средняя абсолютная погрешность (%) 0,4 0,6 MTD (дюймы) 0,002 5 10 Средняя абсолютная погрешность (%) 0,2 20,00% Средняя абсолютная погрешность (%) 15,00% 25,00% 0,003 Средняя абсолютная погрешность (%) 0,002 Средняя абсолютная погрешность (дюймы) 20,00% Средняя абсолютная погрешность (%) 0,003 Средняя абсолютная погрешность (мм) 0,004 25,00% Средняя абсолютная погрешность (%) Средняя абсолютная погрешность (дюймы) 0,004 Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 19 ХАРАКТЕРИСТИКИ Характеристики оптики измерительного наконечника и номера деталей для Mentor Visual iQ Наконечники 4,0 мм для Mentor Visual iQ Наконечники для 3-мерных объемных и объемных измерений № детали Цвет TM405555FG Черный TM405555SG Синий Обзор (°) Глубина резкости мм (дюймы) 55/55-ВПЕРЕД 5-бесконечность (0,20-бесконечность) 55/55-ВБОК 4-бесконечность (0,16-бесконечность) Наконечники 6,1 мм для Mentor Visual iQ Наконечники для 3-мерных фазовых измерений XL4TM61105FG (передняя версия) Черный 105 8-250 (0,31-9,84) Синий 105 7-250 (0,27-9,84) Оранжевый 105 3-120 (0,12-4,72) 60/60-ВПЕРЕД 4-80 (0,16-3,15) 50/50-ВБОК 2-50 (0,8-1,97) 60/60-ВПЕРЕД 4-50 (0,16-1,97) 60/60-ВБОК 4-50 (0,16-1,97) XL4TM61105SG (боковая версия) XL4TM61105FN-8651 Наконечники для 3-мерных объемных и объемных измерений XLG3TM616060FG Черный XLG3TM615050SG Синий Наконечники 8,4 мм для Mentor Visual iQ Наконечники для 3-мерных объемных и объемных измерений XLG3TM846060FG Черный XLG3TM846060SG Синий Артикулы ПО для измерений 3-мерные объемные измерения MVIQ-3DPM 3-мерные фазовые измерения MVIQ-3DST Объемные измерения MVIQ-ST Измерения на спроецированной плоскости Профиль площади по глубине 20 MVIQ-PPM MVIQ-ADP Глоссарий Линии 3-мерной перспективы – Пунктирные синие линии, которые показывают четыре угла обзор наконечника в облаке точек всего изображения, чтобы помочь пользователю понять и улучшить ориентацию наконечника относительно поверхности. Можно показать или скрыть в меню настроек. FOD – Повреждение посторонним предметом. 3-мерные фазовые измерения – Технология измерений, которая проецирует разметку в виде линий на объект посредством ряда светодиодов. Измерения рассчитываются с использованием концепции анализа сдвига фаз в сочетании с запатентованной технологией обработки. Направляющие линии – Линии на видах с облаками точек при использовании плоскости измерений с функциями "Длина", "От точки до линии", "Несколько отрезков" или "Площадь". Они помогают пользователю устанавливать курсоры для выравнивания с точками поверхности вне плоскости. 3-мерное облако точек – 3-мерное графическое представление поверхности, осматриваемой при помощи линий и сфер, добавляемых для отображения измерений, выполненных на этой поверхности. 3-мерное облако точек можно вращать и просматривать с различных углов и ракурсов. Оно позволяет инспектору проверить расположение точек измерений и курсоров. Индикатор диапазона 3DPM – Визуальное средство помощи, отображаемое при просмотре потокового видео с наконечника 3DPM, установленного для демонстрации возможности системы добиваться значительной яркости при помощи светодиодов наконечника для высококачественного сканирования. Повышение числа полосок при приближении к цели повышает качество 3мерных данных и точность измерений. 3-мерные объемные измерения –Используются те же оптические принципы, что и в объемных измерениях, а также возможность создания, манипулирования и анализа 3-мерного облака точек для данных измерений. Активный курсор – Курсор, которым в данный момент манипулируют, показан синим кругом. Информационное сообщение – "For best results the reference cursors should be on the same plane" (Для наилучших результатов опорные курсоры должны находиться на одной плоскости) – При измерении профиля по глубине это сообщение указывает, что опорные курсоры не находятся на одной плоскости. Информационное сообщение – "Move closer to target or move cursors for better results" (Приблизьтесь к цели или переместите курсоры для получения лучших результатов) – Указывает, что измеренное значение слишком маленькое при текущем расстоянии от наконечника до цели. Можно устранить путем перемещения наконечника ближе к индикаторному следу или путем выбора большей площади измерения. CSV – Значения, разделенные запятыми, используется для экспорта данных облака точек в файл. Файл можно открыть в САПР-программе. Помощник по глубине – Функция, при которой система ищет данные о поверхности поблизости от первых трех курсоров измерения глубины и автоматически устанавливает четвертый курсор на самую глубокую точку, самую высокую точку или на точку на краю лопатки, и пользователю не приходится тратить время на ручную расстановку точек. Карта глубины – Режим просмотра 3-мерного облака точек, в котором либо расстояние от наконечника до цели (полное изображение), либо перпендикулярное расстояние от опорной плоскости измерений (изображение для измерений) имеет цветовую маркировку для лучшего понимания уровней шумов 3-мерных данных и контуров поверхности. Вид профиля по глубине – Альтернативный 2-мерный вид профиля по глубине вдоль выбранной линии профиля. Угол вида с края (EVA) – Отображается возле MTD, чтобы помочь пользователю оценить пригодность ракурса при измерении расстояния от точки до линии, глубины или площади возле края поверхности с использованием плоскости измерений. Облако точек полного изображения – Показывает все измерения и данные о поверхности. Карта глубины показывает расстояние от измерительного наконечника до поверхности. InspectionWorks Connect – Средство удаленной совместной работы для просмотра видеоряда в реальном времени, двустороннего общения и комментирования. Можно включить прямо на устройстве Mentor iQ. Неактивный курсор – Не выбранные в данный момент курсоры показаны зеленым кругом. Inspection Manager – Средство повторного измерения для ПК для визуальной проверки изображений. Облако точек изображения для измерений – Показывает только активные измерения и данные о поверхности поблизости. На карте глубины показано перпендикулярное расстояние от точек поверхности до опорной плоскости измерений. Отсутствующий угол – Угол лопатки турбины, который отломился вследствие попадания постороннего предмета в турбину. MTD – Максимальное расстояние до цели. Определяет расстояние самой далекой точки курсора в определенном измерении от наконечника датчика. Помехи в облаке точек – Артефакты в 3-мерных данных, которые искажают истинную форму поверхности. Помехи обычно сокращаются путем перемещения наконечника ближе к целевой поверхности или изменения угла сближения для уменьшения отражений. Оранжевый контур вокруг результатов измерения и значения MTD – Указывает, что измеренное значение слишком маленькое при текущем расстоянии от наконечника до цели. Можно устранить путем перемещения наконечника ближе к индикаторному следу или путем выбора большей площади измерения. Срезы профиля – Траектории вдоль поверхности между опорными линиями профиля при измерении профиля площади по глубине, которые отображают перпендикулярное расстояние между точками поверхности и опорной поверхностью. Измерения на спроецированной плоскости – Использование плоскости измерений в сочетании с другим типом измерений для математического проецирования плоскости поверхности по всему изображению и измерения по этой плоскости. Красные курсоры на профиле по глубине – Указывает, что курсор не находится на плоской поверхности или не находится на одной плоскости. Курсор необходимо переместить для точных измерений. Красный участок на изображении – Указывает, что данные о поверхности на этом участке недоступны для измерения. Красный участок можно уменьшить, приблизившись к цели или изменив ракурс. Опорная линия – При измерении расстояния от точки до линии первые два курсора, расположенные в неизмененных точках поверхности, задают прямую опорную линию в 3-мерном пространстве, от которой измеряется расстояние до точки третьего курсора. Линия угла вида с края (линия EVA) – Линия в облаке точек, показывающая, где определен EVA. EVA равен 0°, когда линия EVA перпендикулярна плоскости измерений. Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 21 Опорная плоскость – Плоскость, определяемая тремя или более точками на опорной поверхности, на основе которой вычисляется перпендикулярное расстояние до других точек поверхности. Синий квадрат показывает положение опорной плоскости в 3-мерном облаке точек изображения для измерений. Примечание: Опорная плоскость вычисляется как плоская, даже если поверхность, на которой она покоится, не плоская. Это – потенциальный источник погрешности. Опорная линия профиля – Линии профиля площади по глубине, задаваемые измерительными курсорами, которые следуют за контурами поверхности и используются для определения площади и опорных плоскостей для срезов профиля. Опорная поверхность – Неизмененная частичная поверхность, используемая в качестве опорной для различных измерений. Результирующий срез – Срез профиля площади по глубине, который включает в себя самую высокую или самую низкую точку и показан на изображении и облаке точек. Шаблон поверхности – Показывает зеленым точки поверхности, находящиеся очень близко к опорной плоскости измерений, что помогает пользователю определить точные опорные плоскости при помощи плоскости измерений и измерения глубины, профиля по глубине и профиля площади по глубине. Желтый участок на изображении – В случае с 3-мерными фазовыми измерениями показывает данные о поверхности, которые могут быть низкого качества для измерений. Существует вероятность снижения точности, особенно для измерений глубины или небольших измерений. Желтые участки часто вызваны отражениями между поверхностями. Изменение ориентации зонда с целью отвода таких отражений от наконечника зонда может повысить качество данных и сократить или устранить желтые участки. 22 Руководство по 3D-измерениям с помощью VideoProbe | 23 GE Inspection Technologies 721 Visions Drive Skaneateles, NY 13152 315-554-2000 www.gemeasurement.com *Означает торговую марку компании General Electric. Все прочие торговые марки являются собственностью соответствующих владельцев. © 2016 Компания General Electric. Все права сохранены. GEA31907A 02/2016
