一種基于Mie散射檢測玻璃內(nèi)部氣泡缺陷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于玻璃缺陷無損檢測領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于Mie散射的平板玻璃內(nèi)部 氣泡缺陷的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣泡是玻璃中能看見的氣體形態(tài)，與玻璃烙體對比，氣泡屬于另一種物態(tài)，在浮法 玻璃中是種較難判斷和解決的缺陷。氣泡缺陷的存在，嚴(yán)重影響玻璃質(zhì)量的提高。傳統(tǒng)玻 璃探測技術(shù)一般有W下兩種：第一種是人工抽樣的檢測方法，用強(qiáng)集中光源，透射玻璃樣品 使其在屏幕上成像，與普通平板玻璃標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較，測量玻璃的缺陷，其缺點(diǎn)是受到人眼 分辨能力等主觀因素的影響，且檢測速度慢，自動化程度低；第二種是在線缺陷檢測系統(tǒng)， 由光源背向照射玻璃表面，利用CCD獲取缺陷圖像，然后由計算機(jī)通過圖像處理獲得缺陷 的大小及二維位置，其關(guān)鍵問題就是圖像處理的過程，信息采集后，尋找合適的算法處理圖 像，其不同主要表現(xiàn)在圖像的預(yù)處理，拼接，去噪，分割等過程。其缺點(diǎn)是不能直接得到缺陷 深度信息，且散射的作用使所成像與缺陷自身大小不完全一致，因此不能得到缺陷精確的 深度及大小信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測平板玻璃內(nèi)部氣泡缺陷的 方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種基于Mie散射檢測玻璃內(nèi)部氣 泡缺陷的方法，包括W下步驟：
[0005] (1)將532皿單色激光器1的能量調(diào)至小于0. 5mW后，背光照射被測玻璃2,通過 CCD探測裝置4采集被測玻璃2的散射光光強(qiáng)，得到散射光光強(qiáng)的灰度圖像；
[0006] (2)對步驟1得到的灰度圖像進(jìn)行平滑及線性分環(huán)處理，利用李查遜外推加速法 對不同環(huán)形分布的強(qiáng)度積分，得到激光束通過玻璃內(nèi)部氣泡的散射光強(qiáng)隨角度變化的分布 曲線A ;
[0007] (3)獲得被測玻璃內(nèi)部氣泡的粒徑大小，具體包括W下子步驟：
[000引 （3. 1)設(shè)定楠球粒子半焦距長度的初值a和長短軸之比的初值b，根據(jù)高斯光束對 楠球粒子的Mie散射理論得到理論上的楠球粒子的散射光強(qiáng)隨角度變化的分布曲線B，作 為目標(biāo)光強(qiáng)分布；
[0009] (3. 2)利用五點(diǎn)S次法對步驟2得到的分布曲線A進(jìn)行平滑處理，將分布曲線A、B 的誤差值作為目標(biāo)參量，利用單純形優(yōu)化算法在分布曲線B的半焦距長度的初值a和長短 軸之比的初值b確定的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)尋找半焦距長度和長短軸之比最優(yōu)解，直至目標(biāo)參量小 于設(shè)定闊值，最后得到的最優(yōu)解即為楠球粒子的粒徑數(shù)值；
[0010] (4)將被測玻璃在水平方向上移動距離Z，獲得在該位置處的散射光光強(qiáng)的灰度 圖像；通過步驟2所述方法計算該位置處的散射光強(qiáng)隨角度變化的分布曲線C ;分布曲線 A、C的最大值連線與分布曲線A、C的第一極小值連線的交點(diǎn)即為被測玻璃內(nèi)部氣泡的深度 h，具體公式如下；
[0011]
【主權(quán)項】
1. 一種基于Mie散射檢測玻璃內(nèi)部氣泡缺陷的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將532nm單色激光器1的能量調(diào)至小于0. 5mW后，背光照射被測玻璃2,通過(XD 探測裝置4采集被測玻璃2的散射光光強(qiáng)，得到散射光光強(qiáng)的灰度圖像； (2) 對步驟1得到的灰度圖像進(jìn)行平滑及線性分環(huán)處理，利用李查遜外推加速法對不 同環(huán)形分布的強(qiáng)度積分，得到激光束通過玻璃內(nèi)部氣泡的散射光強(qiáng)隨角度變化的分布曲線 A； (3) 獲得被測玻璃內(nèi)部氣泡的粒徑大小，具體包括以下子步驟： (3. 1)設(shè)定橢球粒子半焦距長度的初值a和長短軸之比的初值b，根據(jù)高斯光束對橢球 粒子的Mie散射理論得到理論上的橢球粒子的散射光強(qiáng)隨角度變化的分布曲線B，作為目 標(biāo)光強(qiáng)分布； (3. 2)利用五點(diǎn)三次法對步驟2得到的分布曲線A進(jìn)行平滑處理，將分布曲線A、B的 誤差值作為目標(biāo)參量，利用單純形優(yōu)化算法在分布曲線B的半焦距長度的初值a和長短軸 之比的初值b確定的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)尋找半焦距長度和長短軸之比最優(yōu)解，直至目標(biāo)參量小于 設(shè)定閾值，最后得到的最優(yōu)解即為橢球粒子的粒徑數(shù)值； (4) 將被測玻璃在水平方向上移動距離z，獲得在該位置處的散射光光強(qiáng)的灰度圖像； 通過步驟2所述方法計算該位置處的散射光強(qiáng)隨角度變化的分布曲線C;分布曲線A、C的 最大值連線與分布曲線A、C的第一極小值連線的交點(diǎn)即為被測玻璃內(nèi)部氣泡的深度h，具 體公式如下：
其中，Z(l為CCD探測裝置4初始位置時與被測玻璃2的距離，z為玻璃樣品的移動距離，Xp12分別為分布曲線A、C的第一極小值位置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于Mie散射檢測玻璃內(nèi)部氣泡缺陷的方法，本發(fā)明利用Mie散射原理分析高斯光束經(jīng)過玻璃內(nèi)部氣泡發(fā)生散射的過程，利用CCD探測裝置探測到高斯光束經(jīng)過玻璃內(nèi)部氣泡后散射灰度圖像，經(jīng)過平滑及線性分環(huán)計算出散射光強(qiáng)隨角度變化的分布曲線，利用單純形優(yōu)化算法計算出氣泡的粒徑大?。徊⑼ㄟ^改變CCD探測裝置的測量位置得到不同位置的光強(qiáng)分布圖，根據(jù)光強(qiáng)分布極值位置計算出氣泡的深度。本發(fā)明為玻璃內(nèi)部氣泡缺陷檢測提供了一種高精度的無損檢測方法，可實現(xiàn)玻璃內(nèi)部微米及亞微米量級氣泡粒徑及深度的精確檢測。
【IPC分類】G01N21-958, G01N21-49, G01B11-22
【公開號】CN104568990
【申請?zhí)枴緾N201510014535
【發(fā)明人】張賽, 汪凱巍, 王晨, 茹鋒
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月10日