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 Alicona高精密光学测量仪真实3D成像在腐蚀测量中的应用

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Bruker Alicona 是全球领先的基于焦点变化原理的光学计量解决方案供应商。Focus Variation 的工作原理是在被测表面上移动焦平面并收集可靠的 3D 数据,然后可以使用这些数据从单个光学传感器测量几何形状和表面光洁度。测量过程可以完全自动化,并在所有工业和医疗领域提供 GD&T 测量功能。

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微蚀坑测量

测量石油工业中使用的管道和储罐中发生的腐蚀速率对于避免泄漏故障非常重要。储罐和管道由大量牺牲材料制成,以考虑腐蚀的影响,但了解腐蚀速率可以提前制定更换计划。

使用重量损失分析的传统方法能够评估由腐蚀引起的材料损失,这些缺陷在视觉上非常明显并且有明显的重量减轻情况下是有效的。

然而,小的缺陷虽然可能被肉眼观察到,但重量减轻不明显,这种缺陷可能会形成腐蚀的针孔,从而导致储罐和管道出现故障。随着时间的推移,带有许多小缺陷的表面与显示大缺陷的表面一样危险。

光学 3D 表面检测为这个问题提供了解决方案。

测量任务和过程:

用于该应用的系统是 Bruker Alicona InfiniteFocusSL 3D测量系统,如下图所示。

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Alicona InfiniteFocus SL

在使用中,如图 1 所示,标准平面试样直接放置在 InfiniteFocusSL 表面粗糙度轮廓测试仪的 XY 载物台上,该系统上的载物台能够移动 50 x 50mm,从而可以测量大面积区域。

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然后获得 3D 数据集,提供表面的视觉 3D 图像,缺陷清晰显示。
这一功能可以让用户检查表面。 在下面图 2 所示的数据集中可以很容易地看出大坑和小坑的标准。左图显示大腐蚀坑,右图显示小腐蚀坑。 当数据以图 3 中的高度相关的伪彩色显示时,这会更直观地显示出来。

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从该数据中可以清楚地看出,对较大凹坑的分析相对简单,并且可以在一个区域上为此使用失重。 但是,使用具有内置分析功能的 Bruker Alicona 三维扫描仪可以提供完整的表面数据。 这会显示缺陷数、最大深度、最大投影面积、最大真实面积、最大体积、缺陷面积百分比,如图 4 所示。

还可以得到特定区域的特定结果,如图 5 所示 

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较小的凹坑也可以用与下图 6 所示相同的方式进行分析

以及针对每个坑单独获得的具体结果,下图7显示了3个坑的示例。

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使用这种光学方法,还可以轻松识别肉眼难以见到的浅坑,这在下面图 8 中显示的 2 个图像中可以清楚地看到,当应用伪彩色时,缺陷清晰可见。

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所有这些过程都是需要时间的,例如 30、60、90 天,要求在这些时间段内监控损坏的增加。
这可以使用 Bruker Alicona 高精密光学测量仪系统中的数据库功能轻松实现,在该系统中可以保存数据并与之前的数据集进行比较,从而可以测量差异。 

圆形式样:

通常还需要测量圆形试样,如下图 9 所示。

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使用可选的 real3D 旋转系统,可以对试样的长度和周长进行全 3D 测量,提供与平面试样相同的测量能力。下面的图 10 显示了该设备安装在测量系统中。

关于马路科技

马路科技成立于1996年,从逆向工程与快速原型应用整合,今日为华人市场上最专业的3D列印与3D扫描专家于各种产业。

马路科技陆续引进了工业设计(ID)、工业辅助检测(CAV)、雷射加工机设备、公仔设计服务、工程服务等的关键知识与技术。

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