Page 28 - 理化检验-物理分册2024年第七期

王晓东，等：影响全自动夹杂物分析系统识别效果的因素

表3 不同基体-参比灰度下夹杂物的统计结果
试样编号 总数/个 阈值与参比灰度差 阈值与基体灰度差 灰度差异比 检测时间/min

Con-80-200-170 2 011 90 30 3.0 42
Con-60-190-170 2 099 110 20 5.5 61
Con-60-200-170 2 076 110 30 3.7 45
表4 协同改变基体-参比灰度和夹杂物检出阈值后夹杂物的统计结果
试样编号 总数/个 阈值与参比灰度差 阈值与基体灰度差 灰度差异比 检测时间/min
Con-50-220-160 1 688 110 60 1.8 32
Con-40-180-150 2 074 110 30 3.7 46
Con-50-210-175 2 086 125 35 3.6 46

的灰度也会随之变化，只有将灰度及阈值进行协 约为 3.7 时，可以得到最佳的识别效果。过大的灰
同设置，才可得到理想的结果。不同灰度和阈值 度差异比会导致识别时间过长，过小的灰度差异
下夹杂物 SEM 形貌如图 3 所示，夹杂物识别阈值 比会导致部分夹杂物无法被识别。推荐使用基体 -
需要恰好将夹杂物的灰度部分完全包裹，并将基 参比灰度为 200-60，夹杂物阈值为 0~170 的参数
体灰度部分排除在外。由图 3 可知： 当灰度差异比 对夹杂物进行检测。

图 3 不同灰度和阈值下夹杂物 SEM 形貌
除此之外，对于包含重元素（稀土元素、Nb元 据设置保护区比例调整内缩区域尺寸（见图4）。设
素、Sb元素等） 夹杂物的试样，其部分夹杂物的亮度 置保护区的范围越大，内缩尺寸也越大，单视场有效
会高于基体Fe，需要设置两个以上的阈值进行夹杂 区域越小，对应的扫描视域数增大，扫描时间延长。
物识别，传统的灰度与阈值设置通常识别的是平均 对帘线钢试样同一区域进行采集，设置保护区
原子序数低于基体Fe的夹杂物，而对于平均原子序 范围为0，10%，20%，30%，试样编号分别为Safe-
数高于基体Fe的夹杂物,则需要对灰度与阈值进行 0、Safe-10、Safe-20、Safe-30，对应保护区尺寸为
调整，建议将基体Fe和参比Al的灰度减小，避免系 0~75 μm，夹杂物的统计结果如表5所示。由表5可

统识别扫描图像的噪点，给重元素夹杂物识别留出 知：保护区设置前后，试样中夹杂物的数量比较稳
空间。 定。因为试样夹杂物尺寸比较小，跨过视场边界可
2.3 保护区设置对夹杂物统计结果的影响 能性较低，保护区的加入对统计的结果影响很小。
为避免夹杂物跨过视场导致重复记录，因此需 易切削钢试样中富含硫化锰等尺寸较大的夹
要设置保护区。将试样扫描的小方格进行内缩，根 杂物，因此必须对其设置保护区。设定保护区范围
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