Uchambuzi wa Picha za Miundo midogo na Metallografia ya Kiasi

Faida:

• Uwezo wa kupima idadi kama vile saizi ya nafaka, uwiano wa awamu na porosity kutoka kwa picha za muundo mdogo na usindikaji wa picha na AI.
• Uwezo wa kusanidi kwa usahihi sehemu, kizingiti na hatua za urekebishaji na kuzuia makosa ya kiwango.
• Uwezo wa kuhalalisha tafsiri ya muundo mdogo wa AI na njia ya kawaida ya metallografia na uchunguzi wa kitaalam.

Ugumu, ugumu na maisha ya uchovu wa chuma hufichwa katika microstructure yake, ambayo haionekani kwa jicho la uchi: ukubwa wa nafaka, uwiano wa awamu, porosity (utupu), inclusions (mabaki ya oksidi / sulfuri katika chuma) na usambazaji wa precipitates. Metallografia ni sayansi ya kuchunguza nyenzo chini ya darubini kwa kukata, kung'arisha na kuchota (kuchota uso kwa kemikali na kufanya awamu zionekane). Metalografia ya kiasi ni kupima idadi ya nambari (nambari ya ukubwa wa nafaka, asilimia ya awamu, uwiano wa porosity) kutoka kwa picha hizi. Akili Bandia na usindikaji wa picha unaweza kupunguza saa za kuhesabu kwa mikono hadi dakika; lakini kipimo kisicho sahihi au mgawanyo duni hufanya nambari zote kuwa mbaya kimya kimya. Katika kitengo hiki utajifunza jinsi ya kupima picha za muundo mdogo kwa kutumia AI na uchakataji wa picha na uthibitishe kila kipimo.

Hatua za msingi za kipimo cha picha

Katika metallografia ya kiasi, kila kipimo hupitia mlolongo huo; Ikiwa pete ingevunjika, matokeo hayatakuwa ya kuaminika:

• Ubora wa picha: Kuzingatia, kuangaza na ubora wa etching. Katika sampuli iliyopangwa vibaya, mipaka imefichwa.
• Urekebishaji: Kubadilisha upau wa mizani kuwa pikseli. Je, kila pikseli ni mikromita ngapi? Ikiwa hatua hii itarukwa, kipimo kizima cha dimensional kitatoka kwa kiwango kisicho sahihi.
• Segmentation: Kugawanya picha katika maeneo ya kuvutia - pikseli ipi ni nafaka, pikseli ipi ni kikomo, pikseli ipi ni porosity.
• Kizingiti: Kutenganisha awamu/nafasi kwa toni ya kijivu au kizingiti cha rangi. Ikiwa awamu mbili ni za mwangaza tofauti, kizingiti kinawatenganisha.
• Kipimo na takwimu: Kuhesabu nafaka, uwiano wa eneo, hesabu ya usambazaji wa ukubwa.

Zana zinazoendeshwa na AI (miundo ya sehemu za mafunzo ya kina) hufanya vizuri zaidi kuliko kizingiti rahisi, haswa kwenye miundo changamano, ya awamu nyingi. Lakini sehemu ya AI pia ni utabiri; urekebishaji wa mizani na kukagua matokeo kwa kutumia mbinu ya kawaida (k.m., saizi ya nafaka ya ASTM E112, hesabu ya doa ya ASTM E562) ni lazima.

Angalizo: Kosa la kawaida na la siri zaidi ni kusahau kusawazisha mizani. Picha inaweza kuonekana "nzuri" katika maneno ya kiasi, lakini ikiwa ubadilishaji wa pixel-to-micrometer si sahihi, saizi ya nafaka itakuwa 25 µm badala ya 8 µm na hutaiona. Anza kila kipindi cha kipimo kwa kuthibitisha urekebishaji.

Hatua kwa hatua: kipimo cha muundo mdogo wa AI

1. Bainisha kusudi: unapima nini? Ukubwa wa nafaka, uwiano wa awamu au porosity? Kwa kiwango gani?
2. Rekebisha: Pima urefu wa pikseli wa upau wa mizani, hesabu uwiano wa µm/pixel na uiweke kwenye zana.
3. Mchakato wa awali: Marekebisho ya kulinganisha, kupunguza kelele. Uliza AI kichujio kipi kinafaa.
4. Sehemu / kizingiti: Awamu tofauti au mapungufu; Angalia kwa macho kuwa mipaka imekamatwa kwa usahihi.
5. Kipimo: Uwiano wa eneo, idadi ya nafaka, wastani na usambazaji.
6. Thibitisha: Linganisha mwenyewe matokeo na mbinu ya kawaida (k.m. kukatiza kwa mstari dhidi ya saizi ya nafaka); Rudia kwenye picha kadhaa.

Ukubwa wa nafaka, uwiano wa awamu na porosity

Ukubwa wa nafaka ni ukubwa wa wastani wa nafaka za kioo za nyenzo; Nafaka ndogo kwa ujumla hutoa nguvu ya juu na ugumu (uhusiano wa Hall-Petch). Inaonyeshwa na nambari ya nafaka ya ASTM E112 G; G inapoongezeka, nafaka inakuwa ndogo. Uwiano wa awamu ni asilimia ya ujazo/eneo la kila awamu katika muundo wa awamu mbili au nyingi (k.m., salio la ferrite-austenite linalengwa kwa ~50/50% katika duplex cha pua). Porosity ni uwiano wa voids unaosababishwa na gesi au kupungua kwa castings na hupunguza sana maisha ya uchovu.

kipimo

njia ya kawaida

AI/mchango wa usindikaji wa picha

uthibitisho muhimu

Ukubwa wa nafaka (G)

Makutano ya ASTM E112 / kulinganisha

Utambuzi na kuhesabu mpaka kiotomatiki

Urekebishaji + udhibiti wa makutano wa mwongozo

Uwiano wa awamu (%)

Kiwango cha nukta cha ASTM E562

Uwiano wa eneo na kizingiti

Etching usawa, uteuzi wa kizingiti

Porosity (%)

Uchambuzi wa picha wa ASTM E1245

Mgawanyiko wa nafasi

Ubaguzi wa vizalia vya kung'arisha

ujumuishaji

ASTM E45

Uainishaji wa sura/usambazaji

Ulinganisho wa kiolezo cha marejeleo

kesi tatu ndogo

Kesi ya 1 - Ukubwa wa nafaka bila hesabu. Fundi hupakia picha ya muundo mdogo kwenye zana inayoendeshwa na AI na ana kipimo cha ukubwa wa nafaka; Matokeo yake ni 6 µm. Walakini, picha ilichukuliwa kwa ukuzaji wa 200x badala ya 500x, na urekebishaji wa kipindi cha awali (500x) ulibaki kwenye zana. Saizi halisi ya nafaka ni ~ 15 µm. Thamani isiyo sahihi pia inapotosha ukadiriaji wa nguvu kupitia Hall-Petch. Fundi anapata mazoea ya kurekebisha tena upau wa mizani katika kila kipindi. Somo: urekebishaji ni sampuli na mahsusi ya ukuzaji na hauwezi kubebwa.

Uchunguzi wa 2 - Vizalia vya programu vya kuweka vilikosewa kuwa awamu. Uwiano wa ferrite/austenite hupimwa kwa duplex isiyo na pua. Makosa ya vizingiti matangazo ya giza katika maeneo yaliyowekwa sana kwa ferrite, kutoa uwiano wa 62% ferrite; ambapo usawa halisi ni ~ 48%. Feri ya ziada husababisha kengele ya uwongo kuhusu kutu na ugumu. Mtaalamu wa metallurgist hupata hitilafu baada ya kusawazisha muda wa kuweka na kuangalia maeneo kadhaa kwa kuhesabu doa kwa mikono. Somo: utayarishaji duni wa sampuli hupumbaza hata algorithm bora - takataka ndani, takataka nje.

Kesi ya 3 - Matumizi sahihi, ramani ya porosity. Timu ya waigizaji inataka kupima kiwango cha uthabiti katika sehemu ya msalaba ya sehemu ya alumini. Mtindo wa sehemu za AI hutenganisha kwa haraka mapengo na kutoa ramani ya usambazaji yenye porosity ya 2.3%. Timu inakagua kwa macho kuwa mikwaruzo inayoonekana wakati wa kung'arisha haikukosewa kama utupu, inathibitisha matokeo kulingana na ASTM E1245, na kuona kwamba porosity imejilimbikizia katika eneo la malisho na inaboresha muundo wa kutupwa. AI ilileta kasi, uamuzi ulifanywa kwa kiwango na uchunguzi.

Violezo vya haraka vinavyoweza kunakiliwa

KIOLEZO CHA MPANGO WA KIPIMO"Jukumu: Wewe ni msaidizi wa upimaji wa metali. Kusudi: kipimo [ukubwa wa nafaka / uwiano wa awamu / porosity] Nyenzo: [...]. Ukuzaji: [...]. Kawaida: [k.m. ASTM E112]. Nipe mpango wa kipimo cha hatua kwa hatua: maandalizi ya sampuli, etching, CALIBRATION, hatua ya kupima, CALIBRATION. Angazia urekebishaji kama hatua ya kwanza na ya lazima Matokeo Niambie ni njia gani ya kawaida ya kukagua mwenyewe.

KIOLEZO CHA KUANGALIA HITILAFU YA Mgawanyiko "Nimeweka sehemu [awamu/pengo] kwenye taswira ya muundo mdogo. Orodhesha vipengele vinavyoweza kwenda vibaya: vizalia vya awali vya maandishi, mwanzo wa kung'arisha, eneo la nje ya uwanja, mipaka inayopishana. Andika jinsi ya kuangalia kila moja na jinsi ya kuirekebisha. Je, ni ukaguzi gani wa kuona ninaopaswa kufanya kabla ya kukubali matokeo?"

KIOLEZO CHA TAFSIRI YA Ukubwa wa NAfaka "Nilipima saizi ya nafaka ya ASTM E112 nambari G = [thamani], ukuzaji [x]. Eleza jinsi thamani hii ya G inalingana na makadirio ya kipenyo cha wastani cha nafaka na athari yake kwa nguvu kulingana na Hall-Petch. Nikumbushe kwamba thamani ya G inategemea urekebishaji; niambie hatua kwa hatua jinsi ya kuthibitisha matokeo ya mstari."

KIOLEZO CHA KUCHAKATA PICHA YA PYTHON"Jukumu: Wewe ni msaidizi wa msimbo wa uchakataji wa picha. Andika msimbo wa kiunzi unaokokotoa uwiano wa eneo la awamu kwenye picha ya muundo mdogo wenye taswira ya scikit: (1) µm/pixel kutofautisha HASA juu kwa urekebishaji wa mizani, (2) ubadilishaji hadi 3 kijivu, eneo la 5) (uwiano wa 4) kuchapisha matokeo Ongeza maoni kwa kila hatua.

Agizo dhaifu / Ukumbusho thabiti

MWONGOZO DHAIFU: "Niambie ukubwa wa nafaka wa muundo huu mdogo."

STRONG PROMPT:"Jukumu: Wewe ni msaidizi wa kiasi cha metallografia. Ninataka kupima ukubwa wa nafaka kulingana na ASTM E112. Picha 500x, upau wa mizani 50 µm = 240pixel (yaani 0.208 µm/pixel). Nipe hatua za kukokotoa saizi ya nafaka kwa njia ya makutano ili kuhesabu njia nyingi za makutano, niambie njia ngapi za makutano, niambie njia ngapi za makutano. Nambari ya G. Ninahitaji kuthibitisha urekebishaji na angalau "Nikumbushe kwamba lazima nirudie katika maeneo 3 tofauti. Huwezi 'kusoma' matokeo ya mwisho; weka mbinu."

Kidokezo dhaifu huuliza AI "kusoma" picha - lakini AI haijui ukubwa na uwekaji na inaweza kuja na nambari iliyoundwa. Kidokezo chenye nguvu hurahisisha urekebishaji, huuliza mbinu ya kawaida, huhitaji marudio na uthibitishaji, na hutumia AI kama zana ya kuweka mbinu, wala si kipimo.

Makosa ya kawaida

• Kusahau kurekebisha mizani au kupima kwa urekebishaji wa kipindi kilichopita.
• Kutegemea sehemu bila kusahihisha etching mbaya/isiyo ya sare.
• Kukosea mwako wa kung'arisha au doa kwa porosity/awamu.
• Kipimo kutoka eneo moja na jumla kwa sampuli nzima; takwimu zinahitaji nyanja kadhaa.
• Kwa kudhani AI "imeona" picha na kuitumia bila kuthibitisha nambari halisi inayotoa.
• Kukubali matokeo ya sehemu bila kuiangalia kwa macho.

Kwa muhtasari

Katika metallografia ya kiasi, AI na usindikaji wa picha huharakisha ukubwa wa nafaka, uwiano wa awamu na kipimo cha porosity na kuwezesha mgawanyiko wenye nguvu wa miundo changamano. Hata hivyo, uhalali wa matokeo hutegemea urekebishaji wa mizani, utayarishaji mzuri wa sampuli, na uthibitishaji wa mtambuka kwa njia ya kawaida (ASTM E112/E562/E1245). Fanya urekebishaji kuwa hatua ya kwanza, kagua utengano kwa jicho, rudia katika maeneo kadhaa, na utumie AI kama zana inayoweka njia ya kipimo na kuandika msimbo, sio ile "inayosoma" picha.

Jukumu la maombi

Chukua picha ya muundo mdogo (sampuli yako mwenyewe au sampuli ya mihadhara) na thamani ya upau wa mizani. Ukiwa na kiolezo "PYTHON IMAGE PROCESSING SKELETON", iulize AI msimbo unaohesabu uwiano wa eneo la awamu; Hakikisha urekebishaji wa µm/pixel uko juu na umewashwa kwenye msimbo. Tekeleza msimbo na ulinganishe uwiano wa eneo unaotokana na kuhesabu pointi kwa mikono (gridi ya 10x10) kwenye picha sawa. Andika tofauti kati ya matokeo mawili na sababu inayowezekana (chaguo la kizingiti, vizalia vya programu) katika aya moja.

orodha ya ukaguzi

• [ ] Nilirekebisha upau wa mizani kuwa pikseli na kuithibitisha katika kila kipindi.
• [ ] Niliangalia kuwa utayarishaji wa etching/sampuli ulikuwa sawa.
• [ ] Nilikagua kwa macho matokeo ya mgawanyo/kizingiti na kuondoa vizalia vya programu.
• [ ] Nilirudia kipimo katika angalau maeneo machache tofauti.
• [ ] Mimi mwenyewe nilikagua matokeo kwa kutumia mbinu ya kawaida (E112/E562/E1245).
• [ ] Nilitumia AI kama njia na zana ya msimbo, sio kama "msomaji" wa picha.