激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用

对激光扫描热波成像技术与传统的闪光灯激励热波技术进行了比较,介绍了一种基于激光扫描热波成像技术的新型红外无损检测设备,通过试验对所建立的2-D理论模型进行验证,试验结果表明,当激光扫描速度在一定范围内,样品表面温度场的变化服从一维热传导模式,主要表现为厚样品的温度-时间曲线在双对数坐标中为斜率-0.5的直线,与理论模型的结果相符合。并对两种特殊涂层的人工样品进行检测,验证了激光扫描红外热波成像设备的有效性。     

激光扫描热波无损检测技术在航空发动机涂层中的应用

涂层技术在航空发动机中的应用越来越广泛,介绍了一种基于红外热波成像技术的无损检测方法,该方法采用激光扫描作为热激励源,通过红外热像仪采集红外图像序列并进行分析,从而得到检测结果。将其应用于航空发动机涂层内部缺陷的检测中,结果表明,其能快速检测出涂层的分层缺陷,并对较小缺陷具有一定的检测能力。最后,采用金相技术对试件进行解剖分析,验证了激光扫描热波无损检测的结果,表明该技术可对航空发动机涂层缺陷进行可靠地检测。     

基于脉冲红外热成像技术的航空发动机封严涂层检测研究

航空发动机封严涂层质量检测仍然没有有效的无损检测手段,目前还是采用外观检查及破坏性检测方法完成。针对航空发动机封严涂层无损检测需求,开展脉冲红外热成像技术研究,采用闪光灯激励,实现对试件表面热激励,通过热像仪采集图像数据;为了提高图像的分辨率,采用1阶导(1-D)进行图像处理。在完成对人工制作厚度为1 mm的封严涂层试件实验检测后,发现该方法能够有效检测出试件中的2个缺陷,并可有效提取出缺陷大小信息,与实际缺陷大小基本一致,验证了脉冲红外热成像技术对封严涂层检测的有效性。     

基于光学斩波的锁相热波成像技术

由于大功率热源通常具有启动慢和热惯性大等特点,很难实现高频周期性的调制。提出了采用红外卤素灯阵列结合光学斩波器的方法,实现对热激励源的高频率周期性调制。在此基础上,研制了一款新型的基于卤素灯阵列的锁相热波成像系统。该系统既可以对热源进行宽频率范围的周期性调制,从而进行锁相热波成像,也可以实现长周期的单脉冲热波成像检测。进行了几种样品的锁相热波成像试验,结果表明:采用4Hz的锁相频率可以检测太阳能电池片的黏接质量;而采用0.01Hz的锁相频率可以检测出碳纤维复合材料中深度为4.7mm处的缺陷。     

飞机复合材料构件的原位红外热成像检测

采用闪光灯激励红外热成像无损检测系统(IR-Thermography),对一组模拟飞机复合材料结构的人工缺陷试件进行了检测。结果表明,缺陷埋深是决定试验件中人工缺陷检测灵敏度和检测能力的关键因素;只要选取适当的检测工艺参数,热激励红外成像检测技术能可靠检测出复合材料结构中一定大小和埋深的分层、蒙皮脱粘及蜂窝芯体塌陷等缺陷,且检测不受工件表面形状的影响,该技术是一种高效、可靠的飞机复合材料结构原位无损检测方法。     

基于数学形态学的红外热波图像缺陷的定量分析

红外热波无损检测技术是一种主动式热激励加热的红外热成像技术。在热波检测过程中,红外热成像仪所生成的图像对比度低、背景噪声高,造成缺陷判读和定量分析困难。针对红外图像存在的问题,提出了一种基于数学形态学的分水岭方法,用其对红外热波图像进行图像分割和特征提取。该方法是一种灰值分割方法,具有很强的去噪能力。试验结果表明,该方法能够很好地消除噪声干扰,并能对缺陷的位置和面积进行定量分析,具有工程应用价值。     

风力机叶片缺陷的红外热像图像增强

针对风力机叶片的玻璃纤维复合材料的特殊性,使用红外持续热激励无损检测技术,同时用傅里叶变换与对比度受限自适应直方图均衡化(CLAHE)对红外图像进行增强处理。先对连续多幅红外热像图组成的温度序列进行快速傅里叶变换,提取出相位信息,得到相位图;在此基础上,挑选效果最好的一张相位图,对其进行CLAHE算法处理,以提高图像的全局对比度。结果表明:经过增强处理,红外图像的对比度信噪比(CNR)高于其他传统方法的,说明该处理方法有效,同时通过对现场采集的风机叶片红外图像的验证试验,验证了此方法的有效性与准确性,极大地提高了风力机叶片的红外热成像缺陷的识别能力。     

长脉冲红外无损检测的图像增强技术

利用卤素灯作为热激励源研发出了一套经济、便携的红外无损检测系统,并提出了相应的图像处理方法,可实现缺陷和缺陷边缘的高清晰显示,以便于缺陷的判定和测量。利用该系统对典型复合材料和药柱包覆层中的缺陷进行了检测,获得了高信噪比的图像,可检测出直径为3～5 mm的脱黏缺陷。     

飞机复合材料红外热像检测中的热激励方法

有效的热激励是主动红外检测成功的重要因素。分析比较了现有的热激励方法,根据实际应用要求,提出了适于外场检测的热激励方法。结合飞机复合材料红外热像检测系统研制的应用实践,重点分析了光热辐射热激励均匀性的意义和影响因素,并就热激励源的结构设计提出了具体建议。     

红外热波检测中热像信号重建引起的伪缺陷现象

在脉冲热激励红外热波检测中,热像信号重建技术（TSR）常用来分析和处理试验结果。该方法的特色是可以增加热像序列的空间和时间分辨率,提高信噪比,减少数据量。同时,该方法还能消除某些伪缺陷的干扰,比如脉冲闪光灯和热像仪镜头的反射所带来的伪缺陷。但是TSR是基于对温度变化曲线进行多项式曲线拟合的,而多项式曲线拟合中,拟合阶数和数据长度对拟合结果影响较大,在某些情况下可能会产生伪缺陷。阐述了热波数据重建技术原理,并以试件表面处于热不平衡状态和表面不均匀进行试验的结果来分析由于数据重建技术所产生的伪缺陷。     

碳纤维蜂窝结构的锁相红外自动化检测系统研制

碳纤维蜂窝结构广泛应用于航空航天领域,为确保碳纤维蜂窝结构在服役过程中的安全性,提高碳纤维蜂窝材料检测效率,设计开发了一套锁相红外自动化检测系统。该系统采用锁相红外无损检测技术,配置非制冷红外热像仪,热激励源采用LED(发光二极管)阵列方式,能实现LED高能量均匀加载与长时间连续工作。系统可完成对碳纤维蜂窝材料的自动检测,定位精度为0.1mm,单次检测面积为400mm×300mm(长×宽);采用14×7=98个子工程可最大支持尺寸为3 500mm×2 500mm的大型基板检测,并可实现对检测结果的98幅图像无缝拼接,提高检测效率。     

铁磁材料表面裂纹的涡流热成像检测

针对铁磁材料表面裂纹缺陷,采用新型涡流热成像方法进行了检测。分析了感应涡流激励引起裂纹处生热的机理,设计了基于串联谐振的涡流激励装置,构建了高频低功率激励的涡流热成像检测试验系统,利用该系统对铁磁材料试件进行了检测。针对裂纹图像序列存在的"横向模糊"效应,采用高通滤波和锐化等方法对原始热图进行了增强处理,基于直方图双峰法、迭代法和数学形态学的分水岭等方法对裂纹图像进行了分割,实现了裂纹长度参数的定量识别。结果表明:涡流热成像能够快速、高效、直观地检测出铁磁材料的裂纹缺陷,当裂纹长度为5mm时,误差不超过15%。     

基于锁相红外热成像技术的电力设备防护涂层质量检测

为解决输变电设备外绝缘表面防护涂层质量检测难题，基于锁相红外热成像技术，自主研制了一款锁相红外热成像设备并进行检测试验。研制的系统采用LED(发光二极管)作为热激励源，具有启动时间短、寿命长、加热更均匀等优点。经试验验证，该锁相红外热成像系统可检测出防护涂层内部异物、防护涂层不均匀等问题，同时可以实现防护涂层厚度的测量，有望为防护涂层质量检测提供一种新方法。     

主动红外热像无损检测技术的研究现状与进展

与渗透、磁粉、射线等传统无损检测技术相比,主动红外热像技术具有非接触、无污染、高效率等优点,已成为一种重要的材料表面和近表面缺陷无损检测技术,该技术包括主动热激励、表面热图采集和图像处理3个步骤。对热灯、超声波、电磁线圈、微波、激光等几种主要热激励手段进行了对比分析,分别总结了其特点、适用范围及研究应用现状;热图采集效果主要取决于红外热像仪的性能高低;图像处理依靠各种图像处理软件进行,当前应用于红外热像检测中的图像处理方法有背景减去、噪声去除、时间平均等。随着热激励技术和图像处理技术的发展,以及红外热像仪性能的提高,主动红外热像无损检测技术也呈现出由人工识别向自动识别、由定性检测向定量检测、由单一手段向复合手段发展的趋势。     

圆柱螺旋压缩弹簧检测系统研究

结合圆柱螺旋压缩弹簧的特点及检测要求,建立了基于上下位机的弹簧检测系统.该系统PC机通过串口发送检测参数到单片机,使得单片机控制现场设备,同时定时读取串口采集的现场检测信息,进行必要的处理,从而实现在确定的行程和速度下进行弹簧压缩性能的检测.经试用表明,该系统具有检测精度高、使用方便及性能完善等特点.     

超声热成像检测应用实例

简要介绍了超声热成像检测方法的基本原理和特点。该方法利用激励超声波在缺陷处产生机械振动,使缺陷处因热弹效应和滞后效应等原因释放出热量,用红外热像仪对此局部发热过程进行监测,最后对图像进行分析。由于激励信号的频率调制和特殊的图像处理方法,超声热成像检测法优势独特。对某航空碳纤维增强复合材料的检测表明,该方法能有效检测出裂纹、分层或破裂等缺陷,应用前景广阔。     

基于图像处理铜包铝线缆TIG焊焊缝自动跟踪方法

针对铡包铝线缆TIG焊常出现的焊偏问题,研制了一种采用视觉传感器的焊缝自动跟踪系统.以弧光为主动光源,在电弧前方20 mill处对铜皮对口缝进行摄像.对焊缝图像进行均值滤波和减噪,采用Canny边缘检测算子对焊缝边缘进行检测,通过Hough变换检测得到焊缝边缘直线,运用计算机对其进行处理求取焊缝偏差.通过控制执行机构,调整焊枪位置,自动进行焊缝纠偏.试验结果表明,该焊接过程采用图像处理技术识别铜皮对口缝方法可行,实现了铜包铝线缆TIG焊焊缝的自动跟踪控制.     

锁相红外检测中相位检测方法

介绍了调制加热阶段的一维热波导热方程。为了减少图像序列采集数量,针对相位法红外热成像检测提出了获取热波信号相位信息的方法,即相关检测算法。利用噪声信号与参考信号不相关的原理,有效地提取微弱被测信号。通过对同一组图像序列的处理,将其与4点平均算法比较,证实该算法采集信息少,具有较高检测精度。同时也验证了相位信息对样品表面非均匀性不敏感,使得相位法红外热像技术在无损检测中有广泛应用。     

一种轴承套圈漏工序在线自动检测设备的研制

研制了一种检测并分选出轴承加工过程中漏工序次品的自动检测设备。在分析检测设备所需功能的基础上,设计了系统的机械结构,描述了系统的工作原理及其基于PLC控制单元的自动控制方案。该系统具备自动上料、定位、检测、剔除次品等功能,实现了轴承漏工序次品的全自动化在线检测。生产实践证明,该设备有效提高了轴承套圈漏工序检测的可靠性及效率。     

红外热象仪微机图象处理系统

红外热成象是一种有铲的无损检测手段,针对ＡＧＡ７８０红外热象仪的图象信号和扫描方式特征,研制了一套红外图象处理系统,大大提高了热象仪的热图分析和处理能力,拓宽了红外热成象技术的应用领域。该系统具有结构简单、功能多、实时性好、可靠性高、成本低、使用方便等特点。