Применение металлографического программного комплекса анализа изображения Vestra IS при изучении

Применение металлографического программного комплекса анализа изображения Vestra IS при изучении дисциплины «Материаловедение» Рассматриваются вопросы внедрения в учебный процесс современного комплекса анализа изображения Vestra IS для использования при изучении дисциплин «Материаловедение», «Технология конструкционных материалов», «Термическая обработка металлов» и других.

Применение металлографического программного комплекса анализа изображения Vestra IS при изучении дисциплины «Материаловедение»

Рассматриваются вопросы внедрения в учебный процесс современного комплекса анализа изображения Vestra IS для использования при изучении дисциплин «Материаловедение», «Технология конструкционных материалов», «Термическая обработка металлов» и других. Роль современного оборудования и систем анализа изображения для молодых специалистов технических направлений. Задачи металлографического анализа, решаемые комплексом анализа изображения Vestra IS, разработанным ООО «Вестра технолоджи».

Одной из основных целей изучения дисциплины «Материаловедение» в высших технических учебных заведениях является не только приобретение выпускниками качественных знаний, но и подготовка к дальнейшей работе на промышленных предприятиях; формирование совокупности знаний о свойствах и строении материалов. Металлографические лаборатории промышленных предприятий переоснащаются современным оборудованием. Повышенные требования к контролю качества, требования международных стандартов можно реализовать, только используя автоматизированные системы количественного анализа материалов. Таким образом, выпускник должен обладать не только теоретическими и практическими навыками, но и иметь навыки работы с современным оборудованием и автоматизированными комплексами при решении задач физического материаловедения.

В современных ВУЗах, при изучении дисциплины «Материаловедение» оценку параметров микроструктуры и неметаллических включений проводят визуально по шкалам, таблицам и классификаторам [1,2]. Для количественной оценки параметров микроструктуры применяют существующие известные расчетные методы [3,4]. Данные методы не нашли широкого практического применения на металлургических предприятиях из-за длительного набора данных, громоздких расчетов и значительных погрешностей в определении исследуемых характеристик. Применение компьютерных анализаторов изображений микроструктуры материалов открывает большие возможности в области количественной металлографии.

В практике металлографического анализа все большее место занимает компьютерный анализ изображений микроструктуры материалов. В настоящее время основной целью такого анализа является количественная оценка микроструктуры, то есть измерение различных параметров как изображений в целом, так и отдельных объектов на изображении. В современных системах компьютерного анализа и обработки изображения выделяют четыре основных этапа обработки:

- ввод изображения в компьютер (оцифровка);

- предварительная обработка, повышение качества изображения;

- сегментация изображения, выделение измеряемых объектов;

- измерение параметров выделенных объектов.

Компания «Вестра технолоджи» более 8 лет занимается разработкой и внедрением автоматизированных комплексов анализа изображений. В настоящее время комплекс VESTRA Imaging System успешно работает более чем в 40 контрольных и исследовательских лабораториях предприятий России и стран СНГ. Комплекс VESTRA Imaging System разрабатывался совместно с известными Российскими ВУЗами и предлагает комплексное решение для автоматизированного анализа макро- и микроструктур материалов. Данный комплекс широко используется во многих лабораториях промышленных предприятиях и ВУЗах России, так как дает возможность легко и быстро осуществлять контроль поступающего на производство сырья, контролировать выпускаемую продукцию, производить количественный и качественный анализ микроструктур материалов в соответствии с отечественными и международными стандартами, измерять микротвердость по методам Виккерса и Кнупа.

Программно - аппаратный комплекс VESTRA Imaging System состоит из следующих узлов:

- оптический микроскоп производства компании Carl Zeiss;

- цифровая видеокамера высокого разрешения;

- современный высокопроизводительный компьютер. Оснащенный фотопринтером;

- Специализированное металлографическое программное обеспечение VESTRA IS Pro.

Vestra IS имеет большое количество инструментов обработки изображения, и в равной степени подходит как для выполнения рутинных контрольных операций, так и для проведения лабораторных исследований. VESTRA Imaging System изначально имеет набор готовых схем обработки для решения типовых задач в материаловедении. При применении данного комплекса в крупных исследовательских лабораториях значительно повышается производительность ряда повторяющихся операций в процессе исследования для решения нестандартных задач. Это осуществимо, благодаря возможности создания «схемы обработки», то есть сохранения всей последовательности действий, произведенных с изображением на примере одного образца из партии или плавки. Это позволяет в последующих исследованиях использовать данные схемы для исследования всех образцов данной партии или плавки с составлением подробного комплексного отчета в одном из текстовых редакторов.

Помимо групповой обработки, возможен так же индивидуальный анализ отдельных образцов с использованием функционала программы.

В базовую комплектацию системы VESTRA Imaging System сразу входят модули для решения таких стандартных материаловедческих задач, как оценка загрязненности неметаллическими включениями по ГОСТ 1778-70, определение балла зерна в сталях по ГОСТ 5639-82,определение балла включений графита в чугуне по ГОСТ 3443-77, соотношение ферритной и перлитной составляющих в сталях, анализ альфа и бета фазы в цветных металлах и сплавах, определение среднего условного размера зерна в сталях, алюминии, меди и их сплавах по ГОСТ 5639-82, ГОСТ 21073-75, ASTM E112, определение глубины обезуглероженного слоя по ГОСТ 1763, определение микротвердости по Виккерсу и Кнуппу.
Кроме этого комплекс VESTRA Imaging System обладает большим количеством инструментов для самостоятельного создания пользователем методик обработки нестандартных структур, что является очень полезной функцией для исследовательской деятельности.
К тому же всегда ведется разработка отдельных подключаемых модулей для решения специфичных задач по запросу пользователей в соответствии с техническим заданием.

С помощью комплекса VESTRA Imaging System не только существенно облегчается количественный металлографический анализ, что само собой является огромным преимуществом этого комплекса, но и что немаловажно, имеет удобную и продуманную форму предоставления результатов исследования: автоматическое формирование отчета о получаемых данных количественного анализа, предоставление результатов в виде гистограмм, таблиц; возможность внесения дополнений и изменений в отчет, а также внесения изображений в отчет на различных этапах обработки.

Актуально использование данных, полученных с помощью VESTRA Imaging System в диссертационных, дипломных, исследовательских работах, а также в лабораторном практикуме при обучении студентов в университете, так как комплексу VESTRA Imaging System по результатам метрологической экспертизы в Комитете РФ по стандартизации, метрологии и сертификации выдано свидетельство № 36369-07 об аттестации программного обеспечения, как средства измерения. Сертификат Гоcстандарта RU.C.27.010.A №29863.

Литература

1. ГОСТ 5632 – 82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. М.: Изд-во стандартов, 1994. - 23 С.

2. ГОСТ 1178 - 70. Стали и сплавы. Металлографические методы определения неметаллических включений. М.:Изд-во стандартов, 1970.- 24 С.

3. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970. - 375 С.

4. Чернявский К.С. Стереология в металловедении. М.: Металлургия, 1977. - 297 С.

5. Металлы и сплавы. Анализ и исследование. Физико-аналитические методы исследования металлов и сплавов. Неметаллические включения: Справочник/ Б.К.Барахтин, А.М.Немец; Под ред. Б.К.Барахтина – СПб.: НПО «Профессионал», 2006. – 490 С.

Похожие материалы

Применение программного комплекса Electronics Workbench для разработки радиоэлектронных устройств
Разработка рекомендаций по выбору программного комплекса для защиты информации в ЛВС Кунгурского сельскохозяйственного колледжа
Применение контент-анализа в изучении межэтнической напряженности
Разработка программного обеспечения для организации интерфейса программно-методического комплекса
Применение программного комплекса AnsysIcem к решению задач химической промышленности
Создание измерительного аппаратно-программного комплекса термометра на основе микроконтроллеров семьи ATMEGA
Разработка системы для моделирования радиолокационной обстановки, которая бы позволила получать файлы на персональной ЭВМ, содержащие цифровое представление радиолокационной обстановки
Программное обеспечение системы обработки изображения в реальном времени
Разработка программного продукта "Отдел кадров ВПТ"
Настольные издательские системы