基于小波分解灰关联的热波检测图像增强

针对热波检测图像存在的高噪声、低对比度等问题,提出一种基于小波分解和灰关联分析的图像增强方法。该方法首先采用小波变换对待处理的热波图像进行三级小波分解,得到图像相应的低频分量和高频分量,然后利用图像中干扰信号和有用信号在分解后不同分量上的分布规律,采用灰色理论中的灰色关联分析理论来区分高频分量中的干扰信号和有用信号,从而实现对图像中噪声的抑制以提高图像的质量。实验结果表明:提出的方法与常规的滤波方法、小波阈值去噪增强等方法相比,图像的对比度得到明显改善,峰值信噪比最大,因此该方法可用于热波检测图像的增强处理中。     

红外脉冲相位热像检测效率提高方法

为提高脉冲相位热像法(PPT)温度序列相位的计算速度和检测效率,对传统的傅里叶变换(FFT)进行优化,提出了适用于PPT的相位快速计算方法,使运算速度提高了1.9~12.4倍。为确定相位算法中温度序列的最佳采样长度和频率分量,结合热扩散深度公式提出了最佳采样长度估算公式。对铝合金试件和钢材料试件进行了脉冲相位热波检测,当缺陷检测效果最佳时,热图序列最佳采样长度分别为1.1 s和3.9 s,基频相位差有最佳的缺陷分辨能力。结果表明:该算法显著提高了相位计算速度,量化的最佳采样长度估算公式能直接确定热图采样长度,减少了操作的主观性和参数设置的随机性,有效提高了脉冲相位热像检测效率。     

热波检测缺陷定量识别与图像重建研究

基于红外热波方法对某型固体火箭发动机壳体含脱粘缺陷试件进行了数值仿真和实验研究。为了得到直观、精确的缺陷三维图像,采用同态滤波方法对原始图像进行降噪增强处理,利用粒子群模糊聚类算法对缺陷进行了分割,并对缺陷的大小和深度进行了定量识别,在此基础上,利用体绘制重建算法对缺陷进行三维重建。结果表明:同态滤波方法信噪比高,图像增强效果好;粒子群模糊聚类算法分割效果好,缺陷保真性高;缺陷定量识别的精度较高,三维重建效果较好,为实现缺陷的自动识别奠定了基础。     

SVM方法在火箭发动机故障预测中的应用研究

为了实时、准确、可靠地预测液体火箭发动机故障,在分析标准支持向量机回归方法(SVR)和最小二乘支持向量机回归估计法(LS-SVR)特点的基础上,建立了液体火箭发动机故障预测模型,并分别将其应用于液体火箭发动机参数预测问题。研究结果表明:SVR和LS-SVR两种方法都能有效解决液体火箭发动机故障预测过程中的非线性、高维数、小样本、局部极小等问题。     

导弹发动机壳体粘接质量红外热波检测

发动机壳体粘接质量检测对确保整个导弹武器系统的安全可靠具有重要的意义。采用平底洞和预埋聚四氟乙烯薄膜层模拟各种类型壳体与绝热层的粘接缺陷,基于主动式脉冲加热的红外热波方法进行了检测研究,采用图像序列微分增强算法提高缺陷的检测能力,并与超声C扫检测结果进行了对比,实现了缺陷大小和深度的定量识别。结果表明:红外热波方法的检测速度远远快于超声C扫,其检测效率较高;该方法适用于复杂结构及任意形状的缺陷,便于实现在线检测,具有较强的工程应用价值。最后,给出了热波方法在导弹发动机壳体粘接质量检测中的适用范围及检测策略。     

涡流热成像裂纹检测中的形状大小影响分析

涡流热成像无损检测技术可以对金属表面裂纹进行快速、准确的检测,但是不同的线圈、试件以及裂纹大小对检测效果影响很大。通过建立感应加热二维模型,选取裂纹处与非缺陷处温差作为特征量,对不同组成部分形状大小对涡流热成像检测的影响规律进行了数值模拟;对比分析了不同裂纹深度下温差随体积深度比的变化规律,采用数据拟合方法研究了相似裂纹检测规律,并提取出试件形状以及线圈形状对检测效果的影响曲线;最后进行了涡流热成像试验验证。结果表明:当裂纹深度较大时,体积深度比影响规律可分为上升阶段、平稳阶段和下降阶段;相似裂纹间温差变化符合二次变化规律;涡流热成像技术可有效检测超大或超厚试件表面裂纹;减小线圈提离、曲率和线径的大小有助于增强检测效果。实际检测过程中,可据此针对不同被检试件采用不同线圈,提高检测能力。     

固体火箭发动机壳体脱黏缺陷的热波检测

基于热波技术,对固体火箭发动机复合材料壳体/绝热层脱黏缺陷进行检测研究,采用去除背景和分水岭方法对热图进行降噪、增强和分割处理,利用表面热斑区域的面积对缺陷尺寸进行估算,根据热图序列的时间特征计算缺陷的深度,并与声-超声检测结果进行比较.结果表明,热波技术检测速度快,20 s可对缺陷准确定位,检测结果直观;5 mm深的3个缺陷最佳检测时间均为7 s;缺陷深度通过材料参数和缺陷尺寸进行计算,且缺陷越大,误差越小;与声-超声技术相比,热波检测更适合进行定量分析.     

地应力对煤层开采底板破坏控制效应实验研究

为了研究地应力对深部煤层开采底板破坏深度的控制效应,论述了地应力随地层埋深不断增加而增大的分布规律,分析了地应力、矿山压力和底板突水的内在关系,通过室内岩石应力、应变和破坏特征实验研究,结合国内现场底板破坏深度统计资料分析,得出了地应力对深部煤层开采底板损伤破坏深度具有明显的控制效应,并提出了深部煤层开采底板破坏深度计算公式。     

尖点突变理论在红外热波检测图像分割中的应用

图像分割是实现热波检测缺陷定量识别的关键。根据有缺陷区域与无缺陷区域图像灰度值不连续变化的特点,提出一种基于尖点突变理论的分割方法,在计算图像幅值和相位的基础上,通过建立尖点突变模型及相应的坐标变换,将系统变量进行归一化处理,根据处理后的尖点突变模型的判决式标记热波图像中像素值突变的点,提取突变点的骨架,对其膨胀和填充运算实现缺陷的分割。最后通过试验验证了该方法的可行性。     

突水系数计算公式的演变及实验研究

 通过对突水系数在深部煤炭带压开采中的演变过程的分析研究，提出了突水系数在计算和应用中目前存在的缺陷。通过对煤层底板隔水层的租税性能模拟实验研究，得出隔水层底板高压水导升过程中残余水压的分布规律和数字特征，并对突水系数计算公式进行了进一步的修正。