本發(fā)明涉及一種用于檢查核電站設(shè)備的表面的方法。

本發(fā)明還涉及一種用于檢查核電站設(shè)備的表面的裝置，使得可以執(zhí)行這種方法。

背景技術(shù)：

上述類型的方法尤其從文獻(xiàn)us2010/0129059中是已知的。該方法描述了根據(jù)視頻來重建表面的圖像以利于檢查核容器。

然而，該方法使用基準(zhǔn)點(diǎn)(即可易于辨別的點(diǎn))的原理，識(shí)別該基準(zhǔn)點(diǎn)以使得可以重建圖像。因此，用該方法對(duì)圖像進(jìn)行處理是復(fù)雜的。

另一個(gè)解決方案包括如wo2013/007951中所述，使用在待分析的表面前方掃描的線性傳感器以用于檢查包裹。然而，對(duì)于大表面來說，這種方法是耗時(shí)的，因?yàn)槊總€(gè)鏡頭只能采集單條線。此外，當(dāng)今可商購(gòu)的線性傳感器都非常龐大，因此無法使用該方法來檢查小空間中的表面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種快速簡(jiǎn)單的方法，使得可以檢查核電站設(shè)備的表面。

為此，本發(fā)明涉及上述類型的方法，該方法包括以下步驟：

-使用矩陣陣列照相機(jī)的采集場(chǎng)對(duì)所述表面進(jìn)行掃描，所述采集場(chǎng)以一移動(dòng)速度相對(duì)于所述表面進(jìn)行移動(dòng)；

-借助于所述矩陣陣列照相機(jī)以一定的采集頻率來采集所述采集場(chǎng)的圖像，每個(gè)圖像包括第一數(shù)目的像素線；

-從每個(gè)圖像中提取線的第一集合，所述第一集合包括第二數(shù)目的連續(xù)的像素線，所述第二數(shù)目在2和所述第一數(shù)目之間；

-通過將從每個(gè)圖像提取的所述線進(jìn)行并置來構(gòu)成所述表面的最終圖像，所述移動(dòng)速度、所述采集頻率、線的所述第一數(shù)目以及線的所述第二數(shù)目被選擇為使得所述最終圖像不中斷地覆蓋整個(gè)表面。

使用矩陣陣列照相機(jī)使得可以同時(shí)采集多條線，從而使得能夠更快地采集。對(duì)于持續(xù)時(shí)間與通過線性傳感器進(jìn)行檢查的持續(xù)時(shí)間相同的檢查，因此移動(dòng)速度較低，由此圖像更精確。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該方法具有以下特征中的一個(gè)或多個(gè)特征，單獨(dú)考慮這些特征或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合來考慮這些特征：

-所述方法還包括用于在所述表面的所述最終圖像中搜索存在于所述表面上的指示的步驟，

-在所述方法期間，所述采集場(chǎng)相對(duì)于所述核電站移動(dòng)，使得待檢查的所述表面相對(duì)于所述核電站是不動(dòng)的，

-所提取的線是相鄰的，

-所述方法還包括下述步驟：

-從每個(gè)圖像中提取線的第二集合，所述第二集合包括第二數(shù)目的連續(xù)的像素線，使得所述第二集合的線與所述第一集合的線不同，

-通過將從每個(gè)圖像提取的所述線的第二集合進(jìn)行并置來構(gòu)成所述表面的第二最終圖像，

-所述采集頻率介于0.1hz和10khz之間，

-所述照相機(jī)的采集場(chǎng)以介于0.1mm/s與2mm/s之間的速度相對(duì)于待分析的所述表面進(jìn)行移動(dòng)，

-所述線的第二數(shù)目介于2與所述線的第一數(shù)目之間，

-所述照相機(jī)的采集場(chǎng)以以下方式移動(dòng)：

-從上到下相對(duì)于待分析的所述表面進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)采集圖像，

-一旦位于所述表面的底部，則向左或向右移動(dòng)，同時(shí)不采集圖像，

-然后，從下到上移動(dòng)到待分析的所述表面的頂部，同時(shí)采集圖像，

-然后，移動(dòng)到與之前相同的一側(cè)，同時(shí)不采集圖像，

重復(fù)所述方法，直到待分析的整個(gè)表面都已經(jīng)采集完為止；以及

-所述照相機(jī)的采集場(chǎng)以以下方式移動(dòng)：

-從上到下相對(duì)于待分析的所述表面進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)采集圖像，

-一旦位于所述表面的底部，從下往上移動(dòng)到待分析的所述表面的頂部，同時(shí)不采集圖像，然后向左或向右移動(dòng)，

重復(fù)所述方法，直到待分析的整個(gè)表面都已經(jīng)采集完為止；以及

-在所述核電站的制造或維護(hù)期間，待分析的所述表面是蒸汽發(fā)生器的容器底部穿透結(jié)構(gòu)件的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)、所述容器的涂層、所述容器的蓋或者所述核電站的任何其他加壓設(shè)備。

本發(fā)明還涉及一種用于對(duì)核電站設(shè)備的表面進(jìn)行檢查的檢查裝置，包括矩陣陣列照相機(jī)和掃描設(shè)備，該矩陣陣列照相機(jī)具有采集場(chǎng)，該掃描設(shè)備使用所述照相機(jī)的采集場(chǎng)以一移動(dòng)速度對(duì)所述表面進(jìn)行掃描，所述檢查裝置包括計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)被編程為：

-借助于所述矩陣陣列照相機(jī)以一定的采集頻率來采集所述采集場(chǎng)的圖像，每個(gè)圖像包括第一數(shù)目的像素線，

-從每個(gè)圖像中提取線的第一集合，所述第一集合包括第二數(shù)目的連續(xù)的像素線，所述第二數(shù)目在2和所述第一數(shù)目之間；以及

-通過將從每個(gè)圖像提取的所述線進(jìn)行并置來構(gòu)成所述表面的最終圖像，選擇所述移動(dòng)速度、所述采集頻率、線的所述第一數(shù)目以及線的所述第二數(shù)目被選擇為使得所述最終圖像不中斷地覆蓋整個(gè)表面。

附圖說明

在閱讀下面僅作為示例提供并參照附圖進(jìn)行的描述時(shí)，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中：

-圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟的示意圖，

-圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例的某些步驟的示意圖，

-圖3和圖4是根據(jù)不同實(shí)施例的照相機(jī)的采集場(chǎng)的掃描移動(dòng)的圖。

具體實(shí)施方式

圖1中示出了用于對(duì)核電站設(shè)備的待分析表面12進(jìn)行檢查的裝置10。該裝置特別包括矩陣陣列照相機(jī)14、掃描裝置16和計(jì)算機(jī)18。

表面12例如是：容器底部穿透結(jié)構(gòu)件的內(nèi)表面的全部或一部分、容器底部穿透結(jié)構(gòu)件的外表面的全部或一部分、容器的涂層的全部或一部分、容器的蓋的全部或一部分、蒸汽發(fā)生器或核電站的任何其他加壓設(shè)備的管的內(nèi)表面和/或外表面的全部或一部分。例如，核電站正在被制造或正在進(jìn)行維護(hù)。

矩陣陣列照相機(jī)14具有采集場(chǎng)20，并且能夠采集表面12的與場(chǎng)20重合的一部分的多個(gè)圖像22。

由照相機(jī)采集的圖像22是由尺寸為i*j的像素矩陣組成的，其中i是矩陣的水平線的數(shù)目，j是矩陣的垂直線的數(shù)目，其中i嚴(yán)格大于1。例如，像素是尺寸為h*l的矩形，其中h是像素的高度，l是像素的寬度。高度h可以等于寬度l。秩是指從頂部到底部的水平線的編號(hào)，頂行24編號(hào)為1。

掃描裝置16連接到照相機(jī)14，并且使得可以按照檢查計(jì)劃沿著表面對(duì)照相機(jī)14的采集場(chǎng)20進(jìn)行掃描。采集場(chǎng)20相對(duì)于核電站進(jìn)行移動(dòng)，使得待檢查的表面12相對(duì)于核電站是不動(dòng)的。例如，照相機(jī)14相對(duì)于待分析的表面12以給定速度進(jìn)行移動(dòng)。在另一替選方案中，照相機(jī)14相對(duì)于待分析的表面12保持不動(dòng)，僅照相機(jī)的采集場(chǎng)20在待分析的表面上行進(jìn)。在這種情況下，例如，使用可傾斜的反射鏡來使采集場(chǎng)20移動(dòng)，照相機(jī)的鏡頭始終瞄準(zhǔn)反射鏡。

以下將采集場(chǎng)20相對(duì)于待分析的表面12的速度表示為v。在一個(gè)實(shí)施例中，采集場(chǎng)的速度在任何時(shí)候都是精確已知的。在另一個(gè)實(shí)施例中，速度不是精確已知的，而是處于已知的值范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，在對(duì)表面12進(jìn)行掃描期間該速度基本上是恒定的。根據(jù)一個(gè)替代方案，除了采集場(chǎng)20相對(duì)于待分析的表面12的方向和其他移動(dòng)的變化(在此期間不對(duì)圖像進(jìn)行解釋)之外，該速度基本上是恒定的。在另一個(gè)實(shí)施例中，例如，如果不需要對(duì)在移動(dòng)方向上檢測(cè)到的任何缺陷的指示標(biāo)記尺寸，則速度是可變的。

對(duì)于剩余的描述，采集場(chǎng)20相對(duì)于待分析的表面12從該待分析的表面12的頂部到其底部以介于0.1mm/s與2.0mm/s之間的基本上恒定的速度進(jìn)行移動(dòng)。任何水平線隨后稱為行，任何垂直線稱為列。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本文所描述的方法適用于任何水平或垂直移動(dòng)，以及兩者的任何組合，并且應(yīng)當(dāng)理解，線的概念是水平線和垂直線兩者。

這里的采集場(chǎng)20從上到下進(jìn)行移動(dòng)。以表示為f的采集頻率來采集圖像。隨后，將認(rèn)為f是恒定的并且介于0.01hz與10khz之間，例如在1hz與100hz之間，并且例如等于25hz。根據(jù)另一替選方案，該方法可適用于以非恒定的f進(jìn)行操作。

現(xiàn)在將參照?qǐng)D1來描述用于使用計(jì)算機(jī)18根據(jù)圖像序列來重建圖像的方法。

所采集的圖像集合形成序列26。序列中的圖像數(shù)目表示為nseq。

在步驟28中，從第一采集圖像中提取n條線，形成線的第一集合i1。該數(shù)目n介于2與所采集圖像的線的數(shù)目之間，所采集圖像的線的數(shù)目表示為i。隨后，認(rèn)為這些線是連續(xù)的并且一個(gè)接一個(gè)地排列，也就是說，是相鄰的。因此，從圖像中提取從秩r1到秩r1+(n-1)的n條線，其中r1必須介于1與i-n+1之間。

接下來，從每個(gè)所采集的圖像中提取位于與先前相同的秩處的線，即位于從秩r1到秩r1+(n-1)的線。提取的線的集合形成集合i1、i2...inseq。

在步驟30中，所提取的線的集合i1、i2...inseq被并置以重構(gòu)最終圖像32。例如，最終圖像32具有與所采集的圖像22的分辨率相同的分辨率，即，最終圖像的像素也具有h*l的尺寸。

為了使最終圖像32覆蓋整個(gè)掃描表面而不中斷，必須選擇參數(shù)以使得：n＝v/(f*h)，其中n是每個(gè)圖像提取的線的數(shù)目，v是相對(duì)于表面的采集速度，f是采集頻率，h是像素的高度(由此一條線)。

由此形成的最終圖像32是除了前面r1-1條線和最后i-r1+n-1條線之外由采集場(chǎng)20所掃描的整個(gè)表面的重建。

根據(jù)圖2所示的一個(gè)具體實(shí)施例，在步驟34中，從序列的第一圖像中再次提取n條線形成線的第二集合j1，在此處這些線依然連續(xù)并相鄰。所提取的線從秩r2到秩r2+(n-1)，其中r2必須介于1與i-n+1之間，并且使得第二集合j1的線與第一集合i1的線不同。

接下來，從每個(gè)所采集的圖像中提取位于與先前相同的秩處的線，即位于從秩r2到秩r2+(n-1)的線。所提取的線的集合形成集合j1、j2...jnseq。因此，每個(gè)集合j1、j2...jnseq與相關(guān)集合i1、i2...inseq不同。

在步驟36中，所提取的線的集合j1、j2...jnseq被并置以重構(gòu)第二最終圖像38。例如，第二最終圖像38具有與第一最終圖像32的分辨率相同的分辨率。

由此形成的最終圖像38是除了前面r2-1條線和最后i-r2+n-1條線之外由采集場(chǎng)20所掃描的整個(gè)表面的重建。

第二最終圖像38與第一最終圖像32不同，因?yàn)槊總€(gè)集合不同。相對(duì)于第一最終圖像32而言，第二最終圖像38表示略微偏移了|r1-r2|的待分析表面12。針對(duì)兩幅圖像的鏡頭是不同的，這種技術(shù)可以使得能夠?qū)Ω鶕?jù)諸如鏡頭角度或亮度之類的各種參數(shù)或多或少可見的細(xì)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。這種技術(shù)使得可以獲得兩個(gè)視角，例如可以根據(jù)這兩個(gè)視角來重建待分析的表面12的三維視圖。

或者，將該方法重復(fù)所需的次數(shù)，使得可以獲得具有不同鏡頭的該所需數(shù)量的最終圖像，然后在這些最終圖像上檢測(cè)缺陷指示。

為了掃描待分析的整個(gè)表面12，應(yīng)通過使用一系列垂直移動(dòng)和/或水平移動(dòng)對(duì)待分析的表面進(jìn)行掃描來針對(duì)該待分析的表面重復(fù)執(zhí)行整個(gè)方法。

圖3和圖4示出了照相機(jī)14的采集場(chǎng)20相對(duì)于待分析的表面12的掃描移動(dòng)的兩種可能性。描繪是平面的，但是表面可以是圓柱形的或具有特定形狀。根據(jù)特定路徑來描述掃描移動(dòng)，但是可以例如通過從右向左按另一個(gè)方向掃描表面或者從底部到頂部采集圖像來修改掃描移動(dòng)。

圖3中示出了按矩形的移動(dòng)。

照相機(jī)的采集場(chǎng)20的中心位于初始點(diǎn)40處。采集場(chǎng)20的左邊緣必須基本上位于待分析表面的左邊緣處。采集場(chǎng)20的秩為r1或r2的線必須基本上位于待分析的表面的頂部邊緣處。

然后，照相機(jī)14的采集場(chǎng)20以恒定的速度從上到下移動(dòng)，并且計(jì)算機(jī)18采集圖像。當(dāng)采集場(chǎng)20的、秩等于r1+n-1或r2+n-1的線基本上位于待分析的表面的底部邊緣時(shí)，計(jì)算機(jī)18不再采集圖像，或者在圖像序列的處理期間將不再使用這些圖像，并且采集場(chǎng)20相對(duì)于該表面從左到右移動(dòng)等于j*l的距離，其中j是圖像的列數(shù)，l是像素的寬度(由此移動(dòng)一列的距離)。

然后，照相機(jī)14的采集場(chǎng)20以恒定的速度從下到上移動(dòng)，并且計(jì)算機(jī)18再次采集圖像。當(dāng)采集場(chǎng)20的中心與初始點(diǎn)40基本上處于相同的高度時(shí)，計(jì)算機(jī)18不再采集圖像，或者在圖像序列的處理期間將不再使用這些圖像，并且采集場(chǎng)20相對(duì)于該表面從左到右移動(dòng)等于j*l的距離，其中j是圖像的列數(shù)，l是像素的寬度。

重復(fù)整個(gè)移動(dòng)直到待分析的整個(gè)表面12已經(jīng)掃描完為止。

首先針對(duì)與采集場(chǎng)20的相同下降或相同上升相關(guān)的每個(gè)采集序列執(zhí)行用于對(duì)表面的圖像進(jìn)行重建的方法，并且將由此獲得的圖像集合從左到右首尾相連進(jìn)行放置以重組完整圖像。

圖4中示出了梳狀移動(dòng)。

照相機(jī)的采集場(chǎng)20的中心位于初始點(diǎn)40處，該初始點(diǎn)類似于矩形移動(dòng)所使用的初始點(diǎn)。

接下來，照相機(jī)14的采集場(chǎng)20以恒定的速度從上到下移動(dòng)，并且計(jì)算機(jī)18采集圖像。當(dāng)采集場(chǎng)20的、秩等于r1+n-1或r2+n-1的線基本上位于待分析的表面的底部邊緣時(shí)，計(jì)算機(jī)18不再采集圖像，或者在圖像序列的處理期間將不再使用這些圖像。然后，采集場(chǎng)20從底部移動(dòng)到頂部，使得采集場(chǎng)的中心與初始點(diǎn)40處于相同的高度，然后采集場(chǎng)20向右移動(dòng)基本上等于j*l的距離。

重復(fù)整個(gè)移動(dòng)直到待分析的整個(gè)表面12已經(jīng)掃描完為止。

首先針對(duì)與采集場(chǎng)20的相同下降相關(guān)的每個(gè)采集序列來執(zhí)行用于對(duì)表面的圖像進(jìn)行重建的方法，并且將由此獲得的圖像集合從左到右首尾相連進(jìn)行放置以重組完整圖像。

可以考慮照相機(jī)14的采集場(chǎng)20在表面12上的掃描移動(dòng)的其他可能性。例如，可替選地，在要分析圓柱形元件的情況下，照相機(jī)的采集場(chǎng)20在表面12上螺旋形地移動(dòng)。在某些情況下，這提供了相對(duì)于實(shí)際失真的最終圖像，但仍然可以獲得關(guān)于缺陷指示的信息。

在要分析圓柱形元件的情況下的另一種可能性包括：圍繞圓柱形元件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(內(nèi)部或外部，取決于要觀察的內(nèi)容)，采集圓柱形元件的表面的圖像，以及在返回到已被采集的表面的一部分之后，沿著圓柱形元件的軸線移動(dòng)并再次開始。當(dāng)采集場(chǎng)使得所采集的圖像的線沿著圓柱形元件的軸線時(shí)，從每個(gè)圖像中提取列以構(gòu)成最終圖像。

因此獲得待分析的整個(gè)表面12的最終圖像。然后，操作者可以容易地查找最終圖像中的任何缺陷的指示。如果操作者僅具有所獲取的圖像集合的視頻，則他必須在視頻中進(jìn)行多次來回往返，以便能夠查看完整的缺陷指示，因?yàn)閮蓚€(gè)相鄰區(qū)域并不一定是相繼獲得的。