红外热像技术无损检测机理仿真研究

根据有限元理论，应用红外热成像测温技术进行无损检测的研究，并对检测的机理进行模拟和仿真，定义了最大表面温差△Ｔ，最佳理论检测时间ｔｏｐ，最佳理论检测灵敏度Ａ等新的物理量，并以陶瓷坯体为例，探讨了影响陶瓷红外热成像无损检测精度和灵敏度的主要因素。     

陶瓷制品红外热成像无损检测的模拟研究

应用红外热成像测温技术和计算机模拟的方法，研究了陶瓷制品的无损检测技术，定义了最大表面温差ΔＴ，最佳理论检测时间ｔ０，最佳理论检测灵敏度Ａ等新的物理量，探讨了影响陶瓷红外热成像无损检测精度和灵敏度的主要因素。     

红外热成像检测中的主动加热方法研究

主动红外热成像检测技术中,正确的外部加热方法是被检测对象的内部损伤或缺陷能被准确检测并记录的关键,加热方法及过程的正确与否最终影响着损伤检测灵敏度的高低.结合现役飞机外场红外热成像检测系统的建构,对几种主动加热方法进行了初步实验研究,给出实验结果,进而分析了影响红外热图像质量的因素.     

红外技术在电梯和自动扶梯上的应用

文章从红外热成像原理概述及其技术的主要特点角度出发,把红外热成像检测技术与电梯传统检测技术进行比较,分析了该技术在对电梯内部和电气系统的检测中运用情况,得出了电梯式电气系统自动检测中红外热成像技术应用的方法,以及如何应用该技术来检测电梯内部和电气元器件的不足。最后,给出了有关红外热成像检测电梯电气系统的相关事实例证。     

起重机械金属结构缺陷的热成像技术研究

对起重机械金属结构裂纹缺陷的识别是红外热成像检测技术的新方向。介绍了脉冲红外热成像技术检测原理,设计了脉冲红外热成像检测系统,并根据脉冲红外热成像检测系统搭建了脉冲红外热成像检测系统实验平台。采用中值滤波和巴特沃斯低通滤波对实验中采集到的红外图像进行图像处理,并针对以上算法处理后缺陷轮廓边缘模糊的问题,提出了巴特沃斯带通滤波算法。对图像进行阈值分割、边缘检测后提取出缺陷轮廓特征,根据平板试件的实际尺寸和轮廓特征图像像素之间的换算关系,最终得到裂纹缺陷的识别精度。经过对比验证,脉冲红外热成像技术可以满足对起重机械金属结构裂纹缺陷检测的检测需求。     

起重机械金属结构缺陷的热成像技术研究

对起重机械金属结构裂纹缺陷的识别是红外热成像检测技术的新方向。介绍了脉冲红外热成像技术检测原理,设计了脉冲红外热成像检测系统,并根据脉冲红外热成像检测系统搭建了脉冲红外热成像检测系统实验平台。采用中值滤波和巴特沃斯低通滤波对实验中采集到的红外图像进行图像处理,并针对以上算法处理后缺陷轮廓边缘模糊的问题,提出了巴特沃斯带通滤波算法。对图像进行阈值分割、边缘检测后提取出缺陷轮廓特征,根据平板试件的实际尺寸和轮廓特征图像像素之间的换算关系,最终得到裂纹缺陷的识别精度。经过对比验证,脉冲红外热成像技术可以满足对起重机械金属结构裂纹缺陷检测的检测需求。     

基于红外热像的农作物早期病害检测识别技术的研究进展

农作物早期病害检测能实现对现代农业的精细化管理,做到及时发现病害、防治病害,减少经济损失。首先对几种机器视觉技术之间和图像分类技术之间做对比分析,发现红外热成像技术与深度学习结合能高效、快速、无损地对农作物早期病害检测分类;其次介绍了红外热成像技术和深度学习的工作原理及特点,综述了红外热成像技术和深度学习在作物早期病害检测中的国内外研究进展;分析了红外热成像技术在农作物早期病害研究中的检测机理及优势和深度学习在病害图像分类的优势,得出利用深度学习算法可以对病害红外热图进行快速准确的分类并且将算法放置到计算机、手机等移动设备中可以实现实时监测及可视化分析。分析表明将红外热成像技术与深度学习相结合是农作物早期病害检测识别的重要研究方向。     

基于FPGA的红外热成像闪光灯激励电源

红外热成像技术是一种快速有效的无损检测技术,广泛应用于航空航天、轨道交通、核工业等领域。激励电源是红外热成像检测系统中的关键设备,其性能将影响缺陷的检测结果。采用线性放大产生激励的方式存在增益带宽积的限制,较难满足红外热成像技术对激励频率范围和输出功率的要求。本文采用数字的方式将电压进行调制,实现了较大功率的输出,提高了对缺陷的检测效率。为满足红外热成像技术对输出功率、参数调整、以及多种工作模式的要求,本文设计了一款基于FPGA的数字化闪光灯激励电源。该电源主要包括低频正弦产生电路、全桥斩波电路和FPGA控制系统三部分,其中控制系统为核心部分。试验证明,该电源实现脉冲和锁相两种激励模式,参数调整方便,能够满足红外热成像技术对激励电源提出的要求。     

红外序列图像的主成分分析算法研究

采用主动式红外热成像检测材料缺陷,在控制外界环境影响因素的前提下,实验研究并分析了热激励时间和探测距离两个检测因素的影响。同步采集得到最佳参数下玻璃钢平底孔试块的红外热图像序列。主动式红外无损检测通常获得包含数百帧图的红外序列,为了获取反映整个图像序列的主要信息,采用了主成分分析算法(principal component analysis, PCA)对图像序列进行处理。首次探究了融合区间对PCA算法处理结果的影响,提出了可依据温差峰值下降的百分数来选择融合区间,并对处理结果进行了主客观的对比评价分析。研究结果表明当温差峰值下降到80%时,选择大于该值对应的序列图像帧数作为融合区间时,PCA处理的效果最佳。最后探讨了PCA处理中减少红外镜头反光等影响因素的策略。     

热固性/热塑性复合材料分层损伤红外热波检测能力评估

主动红外热成像技术在不同基体复合材料分层损伤中的检测能力尚未被评估.文中通过设计制作两种典型热固性/热塑性复合材料层压板,分别采用脉冲红外热成像、超声红外热成像、超声C扫描三种方法对不同冲击能量下的分层损伤进行了检测研究.以超声C扫描结果为参照,对比了两种红外热成像技术的检测结果,同时针对热图序列损伤区域的阈值分割提取开发了基于图像强度值相似性理论的区域生长算法.损伤的定量识别结果表明:脉冲热成像对热固性复合材料的分层损伤检测效果较好,但其不适用于热塑性复合材料损伤检测,超声热成像对于两类复合材料分层损伤均有较好的检测能力且整体检测精度优于脉冲热成像.期间对不同损伤检测效果的深层次机理进行了分析,并提出了分别针对两种基体类型复合材料的红外热成像技术评估流程和标准.     

大视场红外凝视系统在靶场探测中的可行性研究

针对目前靶场试验目标丢失后(特别是在发射阶段),红外经纬仪难以寻回的问题,提出了利用大视场红外凝视成像技术进行改善的方案.首先分析了靶场目标的最佳红外工作波段;其次,分析了大视场中靶场目标的成像和运动特殊性;最后,根据靶场的探测性能要求,论证了大视场红外系统的视场大小.综合多项因素,论证了视场角在57.4°～74.65°的大视场红外系统可满足靶场的探测需求,也可改善靶场试验目标丢失后难以寻回的现状,降低了漏警率.     

热红外高光谱成像仪光谱匹配盲元检测算法

受红外焦平面阵列生产工艺及材料本身特性影响,红外焦平面阵列不可避免地存在盲元,严重困扰红外数据的处理与应用。光栅分光推扫式热红外高光谱成像仪一般以红外焦平面阵列的其中的一维作为光谱维进行推扫式成像,空间维只剩一维,与一般的热像仪具有二维空间维的成像机制有很大区别。常规的实验室定标法和开窗处理的场景检测方法不能满足该成像方式的盲元检测需求。以热红外高光谱成像仪中的盲元检测为目标,有针对性地提出了基于光谱匹配的盲元检测算法。该方法从光谱维角度出发,以不同温度实验室黑体定标数据生成温升光谱数据,在数据规则化处理的基础上,自动提取有效像元目标的伪光谱曲线,采用光谱角匹配的方式实现盲元的自动检测。以典型的热红外高光谱成像仪获取数据并开展盲元检测实验,结果表明该方法充分利用了热红外高光谱成像仪的光谱维信息,检测精度较高,盲元补偿后的数据可满足热红外高光谱数据的行业应用。     

土壤热红外辐射及其偏振辐射特性影响因素分析

针对目前地面目标热红外通道辐射特性及其偏振辐射特性的遥感探测需求,将五大典型地面目标之一——土壤作为研究对象,并利用地物热红外多角度偏振遥感测量平台及仪器获取了不同因素影响下的土壤热红外多角度热辐射与偏振辐射数据.分别从探测角、方位角、波段、偏振角和土壤类型五个方面研究了土壤的热辐射特性及其偏振辐射特性.结果 表明,当...     

基于动态红外图像的飞机姿态识别方法研究

利用成像导引头信息的红外引信可以获得目标由完整到局部的一系列动态红外图像，实现前视探测。飞机姿态识别对成像引信瞄准点具有非常重要的意义。分析了高速交会情况下飞机目标的运动特性，利用遗传算法确定像平面上目标图像的旋转情况和机头位置，以及测距装置提供的距离信息、目标图像的长度及红外探测器的系统参数确定目标的俯仰情况，最后利用弹目交会过程中目标轴线方位角和高低角的不变性实现了飞机飞行姿态的识别。     

基于卤素灯激励的红外热成像裂纹无损检测研究

钢轨安全状态的监测对保证列车的安全运行至关重要,针对钢轨裂纹的检测,本文阐述了几种不同的裂纹检测技术.重点分析了红外热成像检测技术在钢轨裂纹检测中的应用,该检测技术包括外激励加热、红外图像采集以及图像处理三部分.本文将常用激励方式进行了介绍和对比,详细阐述了卤素灯作为激励在裂纹检测中的应用;其次,搭建了基于卤素灯激励的...     

折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析

系统研究分析了红外光学系统中各个光学参数随温度变化的影响情况,根据红外硫系光学材料折射率温度系数较小的特点,并结合折反射结构良好的消热差特性,应用Code-v光学设计软件设计了一种折反式中波红外探测无热化成像系统,系统工作波段为3.7～4.8 m,焦距为109.7 mm,全视场角为6.4,F/#为2.0,满足100%冷光阑效率,采用锗、硫化锌和硫系玻璃AMTIR1三种红外材料,设计结果表明,该系统在低温-40 ℃、高温60 ℃时的成像质量和常温20 ℃的成像质量变化不大,取得了良好的成像性能,可匹配像元尺寸为30 m,像元数320256的凝视型焦平面阵列中波红外探测器。     

多谱段相机红外光学系统杂散辐射分析

杂散辐射是影响多谱段红外相机成像性能的主要因素。为了确保系统在各种工作状况下正常运行,需要分析并抑制相机光学系统中的杂散辐射。在详细分析了其红外光学系统中杂散辐射主要来源的基础上,针对系统特殊的光机结构,在杂光分析软件中建立光机系统模型;围绕遮光罩选取了8个太阳方位、16个离轴角进行光线追迹,得到太阳杂光在像面上产生的辐照度,据此来评价系统杂散辐射水平;同时分析了指向镜滚动轴和俯仰轴在两个方位内的转动以及地球大气杂散辐射对像面辐照度的影响。最后,对于影响严重的杂散辐射,进行了有效的抑制措施。结果表明,可以忽略地球大气的杂散辐射,当太阳杂光入射角大于58时,系统能满足对像面辐照度的技术要求,多谱段相机红外光学系统可在此范围内正常工作。     

航空复合材料内部缺陷差动式激光红外热成像检测

航空复合材料内部缺陷的存在严重威胁着飞行安全。以航空碳纤维复合材料层合板为检测对象,利用激光作为红外热成像检测技术的热激励源,充分利用激光的远距离精准加热、高功率密度等优点,实现对复合材料内部分层缺陷的定位检测。利用激光红外热成像技术对缺陷试件和参考试件进行多次差动检测,并且依据试件与热像仪的空间位置关系,选择温差最大时刻计算内部分层缺陷的直径。实验结果表明:激光红外热成像技术可有效检测航空碳纤维复合材料内部分层缺陷。同时,首次使用的差动式激光红外方法可有效消除激光能量分布不均对检测结果带来的影响,使缺陷成像结果更清晰。     

非制冷型640×512面阵红外导引头光学系统设计

为了增大视场角、提高探测距离,本文设计了一款采用640×512面阵非制冷机芯的红外成像导引头.首先分析了红外成像导引头多种结构型式,结合本文设计要求的特点,选择了万向支架式的结构型式;其次对红外导引头光学系统进行像质优化,并对框架角及盲区的满足情况开展分析;最后以实物样机的试验情况,说明此红外成像导引头成像质量良好,能...