钢轨轨脚裂纹红外热波无损检测实验(英文)

目前,超声检测在钢轨裂纹检测中得到了广泛的应用,但在钢轨裂纹检测过程中,超声波检测方法存在一定的盲区,未能检测到轨脚两侧的裂纹。针对超声波检测方法的不足,搭建了一种红外热波钢轨踏面裂纹无损检测平台。钢轨裂纹红外热波无损检测平台是红外无损检测领域的一个新的研究方向,实验平台的建立主要包括3部分:热激励源的选择、实验平台的搭建、红外图像的提取。该技术用于通过热激励源加热轨底表面。根据热波理论,钢轨表面到轨底内侧的传热过程受钢轨的物理特性和内部结构的影响,如果钢轨内部存在缺陷,则缺陷类型会影响钢轨表面的温度分布。根据钢轨表面温度信息的分布,确定钢轨内部缺陷的位置,达到检测钢轨裂纹的目的。实验结果表明,裂纹对应的轨底表面温度高于无裂纹对应的轨底表面温度,证明红外热波无损检测对钢轨裂纹检测是可行的。     

基于光纤传导的钢轨踏面缺陷激光声磁检测

针对较容易产生缺陷的钢轨 踏面检测要求,建立了基于光纤传导技术的钢轨踏面裂纹缺陷激光声磁检测(EMAT)系统。 系统通过光纤传导 脉冲激光照射到钢轨踏面激发出超声表面波,表面波在传播过程中遇到钢轨踏面缺陷时发 生模式转换成 横波,再使用电磁超声技术接收超声转换成横波信号。通过本文系统对钢轨试样不同位置 进行扫查,能精 确检测出钢轨踏面裂纹缺陷。实验结果表明,本文系统具有非接触、结构灵活和灵敏度高 等优点,可实现钢轨踏面裂纹缺陷的有效检测。     

钢轨轨底裂纹红外热波无损检测数值模拟分析

针对传统超声波检测方法的不足,本文提出红外热波无损检测技术检测钢轨轨脚两侧的裂纹,在ANSYS有限元分析软件中对钢轨轨脚裂纹红外热波无损检测实验进行了数值模拟分析,并搭建了钢轨裂纹红外热波检测实验的实验平台,对仿真结果进行了验证。钢轨轨底裂纹红外热波无损检测实验仿真主要包括3部分:建立钢轨实体模型并对其进行网格划分,热流密度模拟热波载荷施加在钢轨轨脚表面进行求解分析,对求解结果生成钢轨轨脚表面的温度分布云图和温度随时间变化曲线图。仿真与实验结果表明:红外热波无损检测方法可以弥补传统超生波检测方法的不足,可以检测得到钢轨轨底两侧的裂纹。     

采用激光声磁技术检测钢轨踏面缺陷

钢轨踏面与车轮之间的滚动接触疲劳形成的大量表面缺陷严重危害着铁路行车安全,传统的无损检测(NDT)方法已不能适应铁路快速发展的需要。根据激光声磁技术的基本原理和钢轨踏面缺陷检测的特点,研究了钢轨踏面缺陷检测的激光声磁检测技术。通过对比激光声磁技术与压电超声检测钢轨踏面横向裂纹缺陷的实验,表明本文方法能准确的检测和定位踏面横向裂纹。通过小波阈值去噪技术对激光声磁信号进行处理,在保留了原始信号的各种特征的同时大大提高了信噪比(SNR),更有利于缺陷的识别和特征的提取。分析了提离效应对激光声磁信号的影响,获得了提离距离与接收信号幅值变化曲线图。实验结果表明,本文方法无需耦合剂、对钢轨表面状况要求低,可实现钢轨踏面缺陷的非接触、快速和准确的检测。     

采用激光声磁技术检测钢轨踏面缺陷

钢轨踏面与车轮之间的滚动接触疲劳形成的大量表 面缺陷严重危害着铁路行车安全,传统的无 损检测(NDT)方法已不能适应铁路快速发展的需要。根据激光声磁技术的基本原理和钢轨踏 面缺陷检测的特点, 研究了钢轨踏面缺陷检测的激光声磁检测技术。通过对比激光声磁技术与压电超声 检测钢轨踏面横向 裂纹缺陷的实验,表明本文方法能准确的检测和定位踏面横向裂纹。通过小波阈值去噪技术 对激光声磁信号 进行处理,在保留了原始信号的各种特征的同时大大提高了信噪比(SNR) ,更有利于缺陷的识别和特征的提取。 分析了提离效应对激光声磁信号的影响,获得了提离距离与接收信号幅值变化曲线 图。实验结果 表明,本文方法无需耦合剂、对钢轨表面状况要求低,可实现钢轨踏面缺陷的非接触、快速 和准确的检测。     

基于超声红外热像技术的装甲装备缺陷检测系统的设计与实现

针对装甲装备典型结构件缺陷检测效率低下等问题,设计开发了基于超声红外热像技术的装甲装备缺陷检测系统,在充分考虑便携性、精确性、扩展性基础上实现了激励控制、图像采集、图像处理、数据管理等功能。首先简要介绍了超声红外热像技术的基本原理和特点;然后着重阐述了该系统软硬件设计与开发的基本思想及该系统应用于装甲装备缺陷检测一般流程;最后以装甲板底板裂纹检测为例,验证了该系统在装甲装备缺陷检测中的适用性。     

基于图像区域划分的轨道缺陷自动检测技术研究

轨道表面缺陷检测是保障铁路运输安全的重要手段之一,本文设计了基于机器视觉的轨道缺陷自动检测系统,并对钢轨表面缺陷提取技术进行了研究。改进了最大类间方差自适应阈值分割算法,提出了基于轨道峰区检测的自适应二值图像投影法快速提取钢轨表面区域;最后,采用内部点掏空法和链码跟踪算法获取并存储缺陷轮廓信息,实现了钢轨表面缺陷区域的自动检测。实验结果表明:本文所采用的方法可快速定位钢轨区域,并自动准确提取缺陷图像,平均每幅图像耗时11 ms,从而为后续缺陷的测量和识别奠定基础。     

激光焊接缺陷多向磁场激励下磁光成像检测

为了研究交叉焊缝缺陷的磁光图像特征,对中碳钢板进行十字对接激光焊,获得同时具有横向和纵向焊后裂纹的试验样本,同时采用恒定磁场和交变磁场对试验样本进行多角度励磁, 用磁光成像传感器采集不同角度磁场激励下焊接缺陷处的磁光图像,并对磁光图像的缺陷特征进行分析。结果表明,多向磁场激励下的磁光成像技术能明显检测出多角度的焊接缺陷,且能有效避免曲线裂纹在焊接缺陷检测中的漏检现象; 同时,交变磁场激励下, 同一裂纹成像的分辨率提高了40pixel~50pixel,能更精确地定位缺陷位置。此研究为提高焊接缺陷的检出率提供了依据。     

实时动态检测钢轨磨耗系统研究

采用近红外线状光源、CCD技术及计算机图像处理等技术,实现钢轨磨耗检测系统的软硬件设计．本系统实时采集钢轨磨耗断面图像,快速、准确地计算出钢轨水平面内侧三分之一处和水平面下16mm处的两处磨耗值,判断出钢轨受伤程度．与机车里程计相结合,确定出严重受伤钢轨的具体位置,以便及时维护,为铁路的安全运行提供可靠的信息依据。     

主动红外热像技术在航空发动机叶片缺陷检测中的研究和应用进展

叶片长期工作在高温、高压、高速的恶劣工况下,极易出现损伤,及时发现并监控服役过程中叶片损伤对保证飞行安全至关重要。主动红外热成像技术是一种新型无损检测方法,具有无接触、高效率、无污染等优点,对材料近表面裂纹和涂层缺陷具有良好的效果。本文统计归纳航空发动机叶片典型缺陷类型和成因,对比主动红外热像技术的代表性激励方式;针对主动红外热像技术在叶片疲劳裂纹和表面涂层缺陷检测中的应用进行了分析,介绍机器学习和图像识别等智能算法在缺陷识别和定量评估方面的应用;总结归纳了主动红外热像技术面临的难题和未来的发展方向。总体而言,该技术在航空发动机叶片缺陷检测领域具有良好的应用前景。     

红外成像技术在转炉钢渣检测中的应用

介绍了热红外成像技术在转炉钢渣检测中的应用,叙述了红外成像技术的热成像原理和黑体辐射定律,分析了转炉钢渣检测的红外辐射原理,阐述了转炉出钢红外图像的特征,给出了图像处理的相关技术及实现算法,同时介绍了检测系统的结构组成及应用效果。     

超声红外热像检测条件的优化方法研究

在超声红外热像检测中,激励强度、激励时间和工具杆与被测对象之间的预紧力等检测条件是影响缺陷热信号的重要因素。实验和仿真分析表明:激励时间和激励强度的增加将使裂纹生热增强,而预紧力的增加却使得裂纹生热呈现先增强后减弱的趋势,且检测条件对裂纹生热存在交互影响;另外,不恰当的检测条件将导致超声激励系统报警。基于检测条件对裂纹热信号和报警数据的影响分析,文中提出了采用多元非线性回归模型和Logistic回归模型以估算特定检测条件下裂纹检出概率和检测报警概率,最终确定了检测条件的选择范围。上述检测条件的优化方法能够为超声红外热像检测技术中检测方案的制定提供理论指导。     

用红外热成像技术检测外墙空鼓时的影响因素分析

红外热成像技术在建筑工程领域具有十分广阔的应用前景。采用H2640型红外热像仪和NS9200 Report Generator分析软件对利用红外热成像技术检测外墙空鼓时的影响因素进行了归纳和分析。通过探讨天气、拍摄角度和图片分析软件对检测结果的影响,提出了拍摄红外图像的最佳时间,确定了最佳拍摄角度;对图片分析软件的误判因素和level＆span的范围标定等进行了分析,并提出了相应的处理措施。     

基于红外图像处理技术的建筑外窗缺陷面积计算研究

将红外热成像与图像处理技术结合应用于建筑外窗缺陷的检测,提出一种外窗缺陷检测和面积计算方法。通过外窗缺陷检测实验,利用压差法进行外窗空气渗透检测,求出渗透的缺陷面积。将红外热成像仪采集的外窗红外图像进行图像的预处理、外窗缺陷的检测以及检测后的面积计算,并建立外窗缺陷红外图像检测模型。结果表明:利用加权平均法进行灰度化处理,中值滤波进行降噪处理、图像锐化和直方图均衡化进行图像增强处理,处理效果明显,可作为外窗红外图像的预处理方式;Roberts算法对预处理后外窗红外图像的检测与实验值差异最小,检测信息更接近实际缺陷位置;将处理方法和检测模型与建筑整体气密性检测结合,能够在现场对外窗气密性能等级进行初步判定。     

基于卷积神经网络的超声红外热图像分类

在超声红外热像技术应用中,从红外热图像来判断被测对象是否含有裂纹,通常需要先基于人工经验,从红外热图像中提取特征再采用某种模式识别方法进行分类,裂纹的识别与定位过程繁琐且识别率较低.为此,提出一种基于卷积神经网络技术的超声红外热图像裂纹检测与识别方法,其特点是可以直接从超声红外图像中学习特征进而实现是否含有裂纹红外热图...     

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。     

超声红外热成像技术在航空发动机叶片裂纹的对比研究

由于航空发动机叶片具有复杂的曲面结构,对服役过程中形成的微小裂纹检测带来了困难,文中采用超声红外热成像技术对航空发动机叶片裂纹实施检测,开展了超声红外热成像技术研究,搭建了超声红外热成像实验平台,并对实际服役过程中产生裂纹的航空发动机工作叶片进行检测.超声红外热成像结果与渗透检测、金相检测进行了对比;实验结果表明,对于...     

基于改进高低帽变换的钢轨裂纹红外图像增强

针对钢轨裂纹红外图像对比度低、信噪比低、纹理细节模糊而难以增强目标区域的问题,借助形态学高帽变换和低帽变换,提出了多尺度高帽低帽变换的钢轨裂纹红外图像增强优化算法。首先,用改进高帽变换、低帽变换分别提取多尺度明亮、暗淡图像区域;其次对多尺度的明亮与暗淡图像区域实施最大值的提取;然后操作其最大值以构建明亮和暗淡的图像区域;最后通过加权处理,实现图像增强。实验结果表明:本文算法在抑制噪声和突出了目标图像的边缘的基础上,有效地提高图像对比度,可应用于红外图像增强的场合,为后续图像信息处理奠定了必要的基础。     

红外热像仪成像评估系统设计

红外热像仪在军民应用领域发展迅速。如何客观地评价红外热像仪成像效果,为红外热像仪成像性能提供定量的数学描述,同时也为研究红外成像系统的图像清晰度、目标探测距离和目标跟踪性能提供支撑依据,成为必须要解决的问题。本文提出的红外热像仪成像评估(质量评价)系统具有红外图像数据采集与处理功能,配合红外成像评估的靶标系统（由黑体、辐射靶标控制台、准直光学系统、数显精密转台组成）进行红外图像数据测试评估。设计了图像评估的主要性能指标,并提出了数学模型及其实现的步骤,其中包括图像不均匀性(Non-uniformity,NU)、信号传递函数(Signal Transfer Function, SiTF)、噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference, NETD）、角线性度（Angular Linearity, AL）、目标成像定位角误差（Target Imaging Positioning Angle Error, TIPAE）等主要评价技术指标。测试结果表明,该系统的性能非常优越,成为红外热像仪研制过程中必备的调试、测试设备。