红外快速缺陷检测的数值模拟

为了定量研究红外无损检测中缺陷深度和形状的问题,首先对带有内部缺陷的平板试件建立了热传导的物理和数学模型,并对不同深度缺陷的情况进行了仿真分析和理论计算,得出了缺陷深度的理论计算方法;然后在已知缺陷深度的情况下利用ANSYS对内部具有不规则缺陷的试件进行了仿真试验,并采用共轭梯度法来定量计算内部缺陷的形状.研究结果表明...     

小波分析在裂纹型缺陷超声无损定量检测中的应用研究

根据超声检测的基本原理,建立了缺陷深度定量识别模型,结合超声信号自身的特点,应用具有多分辨率分析能力的小波方法对超声信号进行处理,提出了超声信号小波分析基函数的选择以及分解最大尺度的确定方法。对超声信号进行小波压缩,发现处理后的信号比原始波形更能体现出缺陷波的时域特征,提出了缺陷小波特征峰的概念,根据该特征峰所对应的时域位置建立了缺陷深度的物理测算方法。     

表面缺陷的检测与评定

表面缺陷是评定机械加工工件表面质量的几何参量。我国和 ISO及各国标准都不把表面缺陷算作表面粗糙度范围 ,并要从测量中排除。但一般都指出 ,对表面缺陷如有要求 ,应另作规定。在执行 GB10 31— 83表面粗糙度国家标准时 ,正确理解表面缺陷的含义 ,合理区分与评定表面缺陷和表面粗糙度是一个很重要的问题。它不仅可以避免表面粗糙度的误测误判 ,而且有利于产品表面质量的提高。1　表面缺陷与表面粗糙度　　表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状误差。这种误差在加工表面上通常表现为刀具切削留下的刀痕 ;…     

活塞环缺陷检测实验的图像评价

在活塞环缺陷检测过程中,数据采集是缺陷分析处理的第一步,图像质量的优劣直接影响后续图像处理的准确性。相机的曝光时间以及相机与活塞环之间的相对运动速度直接影响图像的质量。实验从曝光时间与转台转速两个方面着手,应用图像质量评价函数分析获取的图片,得到适合的曝光时间及转台转速,作为整个活塞环缺陷检测系统的实验基础。     

基于ABAQUS含分层缺陷塑料内胆纤维缠绕气瓶红外检测研究

将ABAQUS有限元分析方法的计算结果和含分层缺陷塑料内胆纤维缠绕气瓶红外检测试验的实测结果进行对比。结果表明,基于ABAQUS的有限元计算结果与试验结果最大误差为16.36%,网格独立性检验表明,网格数量对有限元计算结果影响很小,最大误差为0.25%,在实际工程允许误差范围内,证明了有限元计算结果的准确性,为后续基于有限元方法研究含缺陷塑料内胆纤维缠绕气瓶红外检测提供借鉴。     

基于机器视觉的LED芯片缺陷检测系统研究

近年来计算机及信息技术飞速发展,并在各个领域得到了广泛应用,极大地促进了社会的发展.数字图像处理技术以其高效准确性,在工业产品缺陷检测中发挥了重要作用.利用该技术可以代替人工检测,极大地提高了工作效率,降低了人工成本,增加了企业收益.因此,研究基于图像处理的LED芯片缺陷检测系统,对比不同LED芯片缺陷类型及传统检测方...     

基于红外图像分析的TSV内部缺陷识别方法研究

TSV三维封装内部缺陷难以用传统方法检测。然而其内部缺陷的存在会导致热阻发生变化,对系统温度分布产生影响,因此可以通过对红外图像的分析达到对缺陷进行识别及定位的目的。文中研究了缺陷对温度场的影响,分别通过理论分析、有限元仿真及实验方法对TSV三维封装系统进行了热-电耦合分析,得到了缺陷铜柱类型及位置不同时的温度分布数据集,搭建了卷积神经网络(CNN)模型对2组数据集单独进行分类预测。实验结果表明：利用仿真数据集与试验数据集分别对CNN模型进行特征训练,得到的缺陷识别与定位准确率为98.65%,98.36%。由上可知,缺陷类型及位置的不同会对温度场产生不同影响,利用CNN模型对TSV红外热图像进行特征训练可以有效识别与定位内部缺陷。     

基于红外测温的设备内部缺陷诊断

依据数值传热学理论建立了一个三维导热数学模型,并利用大型计算分析软件Ansys对设备内内部不同深度的缺陷温度场进行了模拟计算,结果显示随着缺陷深度的变化,设备表面温度分布也会发生相应变化;根据理论分析结论,在图像处理的基础上,对一根存在保温层的蒸汽管道进行了实验验证,结果显示红外无损检测技术可以有效的评估设备的损伤程度,避免事故的发生.     

工业CT断层图像缺陷检测的可视化方法研究

针对工业CT断层图像缺陷检测中的传统二维图像处理方法,提出了将三维可视化技术应用于二维灰度图像缺陷检测领域的算法流程.应用该算法流程,系统能够充分利用CT断层灰度图像信息,获得清晰的三维视觉效果,从而显著增强了系统检测缺陷的能力.在大型工业CT图像重建与检查分系统中采用该算法流程取得了较为理想的效果.     

基于图像处理的啤酒瓶瓶口缺陷检测

提出一种利用图像处理采检测啤酒瓶瓶口的方法,以代替手工操作,提高检精度和速度.该方法采用合适的打光方式,通过线阵CCD得到啤酒瓶瓶口的图像,再经过预处理及分割,最后判断啤酒瓶瓶口的缺陷,获得了比较理想的效果.     

复合材料低速冲击损伤超声红外热波检测能力评估

为评估超声红外热成像对复合材料低速冲击损伤的检测能力,提出了评估流程和评估标准。设计并制作了复合材料层合板,分别采用超声红外热成像和超声C扫描两种方法对不同冲击能量下的冲击损伤进行了检测研究,以超声C扫描结果作为参照,对比分析了超声红外热成像的检测结果并对损伤大小进行了定量识别。结果表明:超声红外热成像不仅能够对冲击损伤进行准确的定位,还能有效地检测出冲击引起的纤维断裂、基体开裂和分层等具体的损伤形式,检测速度快,非常适合用于在线检测;与超声C扫描相比,超声热成像方法对冲击损伤大小的识别误差小于6%,检测精度较高,满足检测要求。     

某型红外热像仪视场误动作故障分析

针对红外热像仪视场误切换问题,分析了其故障机理及故障位置,并搭建仿真实验环境复现其故障,提出了相应的红外信号处理板逻辑修改,完善了调焦变倍控制板软件。     

超声锁相热像技术检测接触界面类型缺陷

为了提高超声锁相热像技术(ULT)的检测效率并获得最佳检测结果,对超声波调制、热图序列处理和检测参数选择进行了研究。阐述了超声锁相热像技术的检测原理并进行了理论分析,建立了ULT的检测系统。采用方波调制的超声波激励试件,用红外热像仪记录试件表面热图,并用瞬态处理方法对热图进行锁相处理得到相位图和幅值图实现对缺陷的检测。用该方法检测了钢板表面及近表面的微裂纹(微米级)和铝合金板内不同深度缺陷等接触界面类型缺陷。结果表明,检测A3钢板材料表面(近表面)裂纹时,调制频率可选择0.5Hz,接触压力约0.25kN,激励头与微裂纹的距离对检测结果几乎无影响,激励位置可根据试件结构而确定;由于降低调制频率可提高缺陷的检测深度,检测铝合金材料时,调制频率≤0.3Hz能够探测到4mm深度的缺陷;另外,该方法能够准确检测蜂窝夹层结构的脱粘缺陷。研究表明,研制的检测系统数秒内即可完成对接触界面类型缺陷的准确检测。     

钢板表面微裂纹的超声锁相热像检测技术研究

为了提高超声锁相热像技术(ULT)的检测效率并获得最佳检测结果,对超声波调制、热图序列处理和检测参数选择进行了研究。阐述了超声锁相热像技术的检测原理,进行了理论分析;建立了ULT的检测系统,采用幅值方波调制的超声波对试件进行激励,利用红外热像仪记录热图,通过锁相处理得到试件表面热波的相位图和幅值图,利用幅值图和相位图实现钢板表面微裂纹的检测。结果表明：对于A3钢板材料,调制频率选择0.5Hz,接触压力仅需保证激励试件时激励头与试件接触不脱离,约0.25kN,激励头与表面微裂纹的距离对检测结果几乎无影响,激励位置可根据试件结构而确定。研制的超声激励装置组成的检测系统可数秒内即可完成对钢板表面微裂纹（微米级）的准确检测。     

聚乙烯管道缺陷的红外热成像模拟及实验研究

针对聚乙烯(PE)管道内部缺陷检测中存在的问题,利用了有限元法模拟了PE管道的瞬态传热过程。计算模型中,在管道的内表面施加恒热流边界条件,内部缺陷会对管道表面的温度分布产生影响,从而建立起了温度分布与缺陷的大小和位置之间的关系。为了验证有限元模拟热像图,搭建了基于电加热棒热激励方式的聚乙烯管道红外热成像实验平台,该平台采用高灵敏度高速红外热像仪作为检测设备。通过模拟和试验,比较研究了不同深度、不同直径的缺陷的温度随位置的变化曲线。研究结果表明,实际试验结果和有限元模拟结果基本吻合,验证了模拟结果的正确性;也说明了有限元数值计算方法可以作为研究红外热成像技术的一种手段,为基于红外热成像技术的聚乙烯管道内部缺陷检测技术提供了数值模型。     

车轮踏面动态感应热成像缺陷检测方法研究

涡流脉冲热成像是一种新型的无损检测技术,具有检测速度快,灵敏度高,探测范围大的特点。为适应车轮踏面缺陷的动态检测,本文提出了一种适应车轮踏面廓形的矩形磁轭电磁感应激励传感结构。通过传感器结构的磁路模型推导,从理论上证明了传感结构的可行性。通过数值模拟计算分析了踏面表面检测区域的磁场与涡流场分布,并对比了矩形磁轭与直导线的检测结果。在此基础上,本文搭建了一套车轮自动探伤检测系统,能够实现65 mm/s速度下的缺陷动态测量。结果表明,设计的矩形磁轭传感结构可优化感应加热的均匀性,对车轮踏面浅表层疲劳裂纹(轴向表面开口)具有更好的检测结果。     

脉冲涡流热成像的自适应异常提取算法

脉冲涡流热成像通过检测试样表面温度场异常来进行缺陷检测。试样的表面不平整带来的非相关显示,使得缺陷引起的温度异常很难被检测出来。本文提出了自适应异常提取算法,该算法使用基于局部信息模糊C均值聚类图像分割将非相关显示的干扰区域分割开来,然后采用自适应模板对各个分割区域内的像素进行预测。该算法能够用于原始热图像和其他检测算法得到结果图的异常提取。以表面不平整的焊缝裂纹试样为对象来验证算法的有效性,并进行信噪比评价。结果表明该算法能够很好地抑制非相关显示,同时激励不均匀性的干扰也得到较好的消除,缺陷的异常信息被很好地提取出来。     

Leakage quantification of compressed air using ultrasound and infrared thermography

With the leakage elimination in compressed air systems, it is possible to save up to 40% of energy. With appropriate inspection and maintenance of compressed air systems, leakage elimination should be a routine. This paper describes and compares two different noncontact methods for compressed air leakage quantification, ultrasound and infrared thermography. The potentials and limitations of these technologies are analyzed, as well as the reliability and accuracy of results thus obtained. From the results presented in this paper, it can be concluded that thermography offers good results for the leakage quantification from the orifices greater than 1.0 mm and ultrasound should be used for leakage detection for all the dimensions of orifices, but for the quantification purposes only for smaller leaks. As a support for leakage quantification, we proposed diagrams of a leak flow as a function of sound level and as a function of detected temperature change.     

复合材料缺陷的脉冲热成像有限元模拟研究

针对脉冲红外热成像对复合材料的无损检测能力问题,利用有限元数值分析法模拟了脉冲加热红外成像无损检测过程。建立了"在复合材料上表面施加不同的热流边界条件",而在其下表面施加自然对流换热边界条件的有限元模型,研究了不同复合材料内部缺陷对材料表面温度分布产生的差别,具体研究了脉冲形状、脉冲加热时间、缺陷类型等因素对含有平底孔缺陷复合材料表面温差变化和对比度变化的影响。研究结果表明,缺陷深度越浅且越大,表面温差和对比度会越大;而热流量越大,表面温差越大,但对比度不变。该有限元模拟为研究脉冲加热红外热成像的复合材料缺陷检测提供了数值模型。     

服务机器人激光测距组件的环境可靠性模型及其定量评价方法研究

服务机器人行业发展迅速,其核心零部件激光测距组件可靠性直接影响整机性能。本文基于服务机器人的应用环境,对激光测距组件工作特性进行研究,建立了测距组件普适的环境可靠性模型及其试验评价方法。以测距精度作为研究对象,以可靠性评价因子R_s作为评价指标,提出了测距组件可靠性函数通用表达式。采用自主搭建的测距精度检测平台,对5种型号的组件样品进行了测距精度环境可靠性试验及定量评价。评价结果显示仅有1款样品的R_s值小于1,表明其环境可靠性水平较高;其他4款样品在防水防尘及盐雾试验后的R_s均大于1,存在失准或失效现象,暴露了产品在设计及应用中的薄弱环节。试验及评价结果进一步验证了环境可靠性模型及其定量评价方法的通用性及可行性。