基于对数二阶微分峰值法的缺陷深度测量研究

红外检测中定量分析方法常以特征时间和缺陷深度的关系为基础.本文预设6个平底洞的不锈钢为实验试件,选取一种不需要参考区域的PSDT法进行测厚计算.以对数温度曲线的二阶微分峰值时刻作为特征时间,利用特征时间与试件深度的平方成正比关系,达到测厚的目的.用VC软件编程实现任意点的数据计算,先用最小二乘多项式的方法拟合数据,再计算对数温度-对数时间的二阶微分峰值时刻,将结果用图形直观精确地显示出来,最终实现缺陷深度的自动测量.     

脉冲红外无损检测缺陷深度定量测量的数值模拟

缺陷深度定量测量是脉冲红外热波技术定量测量的重要应用,在一维热传导理论模型基础上分析了对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算原理。以背面有6个大小相同深度不同的平底洞不锈钢试件为例,利用Ansys模拟脉冲红外无损检测过程,采用对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算缺陷深度。比较和分析了Ansys和脉冲红外热波实验结果,结果表明所建立Ansys模型与脉冲热波实验结果相符,可为脉冲红外热波技术缺陷深度定量测量应用提供理论依据。     

红外热波技术在热障涂层厚度检测上的应用研究

为快速准确地测量热障涂层厚度,采用基于热图序列特征时间的闪光灯激励红外热波测量方法,通过建立半无限大和有限厚度两种平板传热模型,提出根据热障涂层表面温度对数曲线线性回归时间选择二阶微分曲线负峰值时间的方法,解决了采用普通帧频热像仪采集的涂层表面温度曲线二阶微分负峰较多,无法确定特征峰值时间的困难,热障涂层厚度测量相对误差小于10%,满足工程应用要求.     

透射法的红外热波缺陷定量检测研究

脉冲红外热波检测是一种新兴的无损检测技术,通常采用反射型激励方式。针对反射法缺陷深度检测误差大的不足,系统分析了透射法的红外脉冲热波定量检测缺陷深度。通过分析材料在脉冲热激励下的一维热传导模型,探讨了缺陷深度的红外测量原理。利用表面温度一阶微分峰值时间法建立特征时间与缺陷深度的关系,实现对缺陷深度的定量检测。以PVC板人工楔形槽缺陷为例,采用透射法与反射法对比实验分析缺陷深度的测量误差。结果表明,反射法在对缺陷进行定量计算时需要选取参考区域,而透射法对数据的处理不依赖参考区域,避免参考区域所带来的误差。透射法直接加热缺陷面,响应时间短,通过求解缺陷处的特征时间计算缺陷深度,检测精度得到大幅度提高。     

锅炉炉墙耐火砖出现裂纹时的红外温度场分析

针对带有缺陷的炉膛试件的内部传热建立了三维物理和数学模型,运用有限体积法研究了 在不同方位进行缺陷检测时的表面温度分布及红外特征。计算分析表明,耐火砖在炉膛保温效果方面起到主要作用。 当耐火砖出现故障时,外表面温度出现异常,缺陷处的最高温度与正常工作时的温差随缺陷深度的增加近似呈指数关系。     

红外系统的定量缺陷识别算法研究

对带有二维内部缺陷的试件的传热建立了物理和数学模型,并根据Levenberg—Marquardt法提出了根据表面红外测温确定内部缺陷尺寸和深度的识别算法,并通过正反问题的求解对计算方法进行了验证。同时,分析了表面测温误差,表面最大温差等对计算结果的影响。通过计算分析可以得到结论：本方法可以精确地识别试件内部的缺陷尺寸和深度;温度测量误差对计算结果的影响不大;表面最大温差越大,缺陷的识别精度越高。本方法适用于可用有限个参数描述的任何形状缺陷的识别。     

线性调频激励的红外热波成像检测技术

线性调频激励的红外热波成像检测技术是一种基于线性调制热波信号处理的主动式红外热成像技术,能够弥补传统红外锁相热像检测的单一调制热波只能探测相应扩散深度缺陷的不足,可准确检测不同深度范围内的缺陷形状及尺寸。阐述了线性调频红外热波成像检测技术的原理、分析方法和实验。采用有限元方法对线性调频啁啾(Chirp)规律变化热流在构件中的传递过程进行了分析。利用相关算法计算了表面温度(热波)信号的相关峰值及其对应的时间,形成了表面温度相关峰值图像与峰值时间图像。利用Chirp规律调制卤素光源作为热激励源对金属平底孔试件进行激励加载,通过Jade MWIR 550 焦平面红外热像仪进行图像序列采集。分别利用时域相关处理与频域FFT扫描得到了表面温度(热波)信号的相关峰值及对应时间图像和不同频率下的相位图像。试验结果表明,在给定激励条件下,相关峰值图像和频域相位图像能够可靠地确定不同深度缺陷的几何特征。     

玻璃钢平底洞缺陷试件红外热波检测方法

采用主动式红外检测技术,用闪光灯脉冲热源加热试件,来研究试件材料的均匀性和 内部结构信息。介绍了红外热波检测原理,并用玻璃钢平底洞试件验证了热波理论。通过对热图序列和温度- 时间关系曲线的分析检验了热波的单向测厚方法。     

缺陷尺寸对红外热波技术缺陷深度测量的影响研究

缺陷深度测量是脉冲红外热波技术定量测量的一个重要应用,常用的几种测厚方法都是基于一维热传导模型。而实际测厚都是针对有限缺陷尺寸,因而三维热扩散会对深度测量产生一定影响。文中以表面阳极化处理后的铝和玻璃钢材料为例,采用脉冲红外热波技术作为实验方案。提取所获得的热图序列不同缺陷宽度位置处热波降温数据,利用这些数据近似模拟不同深度缺陷在相同缺陷尺寸时受到不同程度的三维热扩散影响。通过研究一维热传导理论模型分析了3种常用方法的测厚原理,并建立了测厚特征时间与缺陷深度平方线性关系。结果表明:缺陷尺寸对各线性关系的斜率和截距均有影响,且热扩散系数较小材料的斜率明显大于热扩散系数较大材料。     

激光瑞利波的时间依赖性探测表面缺陷深度

针对金属构件表面微小缺陷非接触式定量检测的难题,本文采用有限元法模拟了激光产生的瑞利波与不同深度的表面缺陷的相互作用,研究了瑞利反射波与表面缺陷深度的时间依赖关系。通过分析该时间依赖关系的产生机制,提取出能够定量表征表面缺陷深度的时域特征量,得出了该时域特征量与表面缺陷深度的数学关系表达式,并利用该数学关系表达式进行了激光超声表面缺陷检测实验中的深度计算。结果表明,实验结果与数值模拟结果具有良好的一致性,该时域特征量与缺陷深度呈线性关系,能够定量表征表面缺陷深度的范围为0.1~0.5 mm,最大误差≤0.06 mm。     

Iterative second-order derivative-based deinterlacing algorithm

In this paper, we introduce an iterative second-order derivative-based intra-field deinterlacing algorithm (ISDD). The proposed ISDD is composed of two steps: (1) preprocessing by a fast second-order derivative-based deinterlacing algorithm (FSDD), (2) iteratively refining the interpolated pixel by minimizing a mass second-order function. The function includes three components: the derivative difference, directional derivative, and isophote smoothing. The derivative difference is used to detect any intensity discontinuity in an image; the directional derivative is a supplement to the derivative difference to avoid oversmoothing; and isophote smoothing can reduce artifacts. The proposed ISDD can preserve image features and reduce the artifacts caused by conventional deinterlacing methods. Compared with existing deinterlacing algorithms, the proposed algorithm improves the peak signal-to-noise ratio while maintaining high efficiency.     

小径管内壁缺陷的涡流热成像定量检测

管道内壁腐蚀对化工企业的安全生产造成重大隐患,因此对于内壁腐蚀缺陷深度的预估极其重要.本文采用涡流热成像技术对内壁不同深度的腐蚀缺陷进行检测与评估.利用COMSOL建立不同深度缺陷的3维有限元模型,提取不同深度缺陷在冷却阶段温度信号,并进行数据归一化处理,分析缺陷深度对于热传导影响.同时,通过实验对数值模拟分析结果进行...     

An adaptive `Wiener'' filter for estimating the time-derivative ofthe left ventricular pressure signal

This communication presents the development of an optimal digital differentiating filter based on the Wiener theory for estimating the peak derivative of the left ventricular pressure (LVP) signal. The magnitude coherence function is used to estimate the signal and noise spectra. The peak derivative obtained by this method is found to be within 2% of the results obtained by a seven-point second-order data fit and a DFT technique.     

Ageing in ZnSe:Mn light emitting diodes

We report the fabrication of ZnSe light emitting diodes with useful lifetimes of at least 10⁴ hr, whereas early ZnSe Schottky diodes suffered from degradation after a few tens of hours of operation. This ageing took the form of an increase in series resistance, logarithmic with time for the initial 10³ hr, and later increasing as the square root of time. The change is consistent with the current-assisted growth of an insulating layer beneath the Schottky contact. The initial growth rate is probably controlled by oxidation proceeding preferentially at stress-relieving cracks in the layer, and the later rate is characteristic of oxidation limited by transport through the layer. Both processes can be inhibited: by adding a known insulating layer before deposition of the Schottky contact, to seal any cracks which may develop, and by using effective epoxy encapsulation.     

光纤光谱结合模式识别无损检测苹果表面疤痕

为了实现基于光纤光谱技术结合模式识别无损检测苹果表面疤痕, 利用光纤光谱采集系统采集了完好无损和表面有疤痕苹果的光谱数据, 采用标准正态变换(SNV)和1阶导数对原始光谱数据进行预处理; 利用主成分分析方法对预处理后的光谱数据进行降维, 以提取能反映苹果表面疤痕的特征光谱; 利用k最近邻(KNN)模式识别方法和偏最小二乘判别分析方法, 建立了苹果表面疤痕的识别模型。结果表明, 采用主成分分析法选择了累计贡献率超过99%的前8个主成分作为样本集特征光谱数据, 很好地实现了光谱数据的降维; 利用1阶导数+KNN识别模型对校正集以及SNV+KNN识别模型对预测集中正常果和疤痕果的正确率识别均高达96.0%。验证了基于光纤光谱技术结合模式识别方法无损检测苹果表面疤痕的可行性。     

基于有限元的材料红外无损检测研究

通过有限元求解材料的二维导热模型,利用ANSYS仿真获取材料表面的温度分布,把表面温度计算值和仿真结果的误差平方和作为目标函数,借助于共轭梯度法来优化该目标函数.仿真结果验证了算法的可行性,可以达到红外无损检测的目的.研究表明:材料内部缺陷深度和材料的热导率是影响表面温差的重要因素,缺陷距离表面的深度越小,材料表面的温差越大;材料表面温差随热导率的增加呈现为先增大后减小的趋势.该方法可获得材料内部缺陷较为准确的位置和缺陷大小信息,为红外成像无损检测提供了可行的手段.     

激光激发表面波测量表面缺陷深度的数值研究

为了研究声表面波与表面缺陷的作用机理,实现激光超声技术对表面微缺陷定量检测,本文采用有限元法首先分别研究了声表面波与缺陷前沿、缺陷后沿的作用,然后讨论了缺陷宽度的存在对缺陷前沿与声表面波作用的影响,最后通过分析矩形缺陷与声表面波的作用,给出了能定量表征表面缺陷的特征量。研究结果表明:RS波(特征点Q)后的振荡信号(特征点W、E)来源于透射表面波在缺陷后沿所产生的振荡。特征点Q的到达时间随表面缺陷深度或宽度增大都呈现微小的线性增长；特征点W、E的到达时间差随表面缺陷深度的增大呈线性增长,与缺陷宽度的变化无关。最后,根据特征点的到达时间实现了缺陷深度的定量计算。研究结果为表面缺陷的定量检测提供了理论依据。