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。     

电弧喷涂涂层的红外热成像检测

通过分析主动式红外热成像方法的检测原理,结合国外检测案例,确定了红外热成像方法对涂层质量检测的适用性.针对电弧喷涂涂层与基体分层缺陷,开展了涂层质量的红外热成像检测试验.结果表明,主动式红外热成像方法能够实现对涂层内部分层缺陷的准确、快速和非接触检测,利用热扩散曲线能够对分层程度进行有效区分.     

红外热成像方法对机加过程温度的监测

红外热成像技术可以测量被测目标的温度场分布,并以图像的形式表示出来。采用红外热成像方法对炸药代用药的机加切削过程的温度进行监测,得到了不同切削速率、切削进深以及有无孔洞缺陷等因素对工件温升的影响规律。试验表明:红外热成像技术可以非接触、实时监测炸药件加工过程的温度场分布并分析温度变化规律,为弹药加工安全性提供了参考。     

基于阵列超声成像法的混凝土裂缝深度检测

针对传统超声法检测混凝土裂缝深度时人为影响因素较多,检测效率十分低下的问题,引入了阵列超声成像法,研究了阵列超声成像法检测裂缝深度的原理及其计算方法,并在实验室设计制作了一块预设7条不同深度裂缝的素混凝土试件,进行了跨单裂缝和试件整体成像检测试验。试验结果表明:阵列超声成像法根据缝底反射超声波的传播时间来检测裂缝深度,生成的二维图像可以显示缝底位置,但无法显示缝身;该检测法的检测精度较高,并且随着裂缝深度的加深逐渐提高;检测时应考虑边界效应,否则无法准确检测裂缝深度;检测时存在盲区,当缝底位于盲区内时会出现漏检。     

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。     

基于红外热像的供热管道内壁腐蚀诊断及预测研究

为了实现对供热管道内部腐蚀缺陷的精确检测,采用红外热像仪获取腐蚀管道的红外热图像,分析得到腐蚀管道红外热像的温度值数据及温度-频率图像,通过对比分析,得到管道内部腐蚀缺陷的温度变化规律及红外特征。结果表明,通过对管道红外热像成像分析,能够精确诊断管道是否受损及受损位置,管道受损程度与热像图捕捉温度成近似线性关系。研究结果为供热管道内部腐蚀的诊断及预测提供了一种直接有效的新方法。     

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。     

红外热成像技术在建筑外墙检测中的应用

红外热成像技术作为一种全新的无损检测技术,在工程建设检测、监测领域的应用处于起步阶段。以某高层建筑外墙饰面施工质量检测为例,介绍了红外热成像技术在建筑外墙检测中的应用;并结合其他案例,对该技术的可靠性、灵敏度和检测条件进行了分析。结果表明,如果外界检测条件较好,检测时间段选择合理,采用红外热成像技术可以可靠、准确地对建筑外墙的质量进行检测,可为房屋建筑的验收或饰面质量的普查提供可靠的依据。     

基于红外热成像技术的管道激光/电弧复合焊质量在线监测系统

利用福禄克RAYPi20HTRC红外热像仪,获取焊接熔池的红外热成像图像,通过软件对焊接熔池热成像图像进行处理,依据焊接熔池温度梯度分布对当前时刻焊接成型和焊接质量进行判断,识别和判断焊接缺陷,利用算法和程序对焊接质量进行评估,并记录当前的焊接时间和焊接点位,生成焊接记录。系统经过油气管道激光/电弧复合焊接应用试验具有运行稳定、质量评价与缺陷判定准确的特点,可以为现场焊接质量监测和后续焊接质量检测提供重要参考,具有重要工程应用意义。     

超声相控阵井壁成像检测的回波信号处理

利用复小波变换法对井壁回波信号进行包络提取,并采用基于复小波变换的井壁回波信号处理方法进行了超声相控阵成像检测试验。试验结果表明,基于复小波变换的井壁回波信号处理方法能够准确提取井壁超声幅度数据,从而有效地提高检测系统的信噪比,增强图像对比度,获得更好的井壁成像显示效果。     

基于传感涂层的混凝土裂缝电阻层析成像检测

为验证传感涂层在钢筋混凝土梁电阻层析成像技术(ERT)裂缝检测中的可行性，提高裂缝的ERT检测精度，首先通过试验获得传感涂层力学性能与电学性能的相关性，再将传感涂层用于采集钢筋混凝土梁三点弯曲试验过程中的电势差数据，最后用差分ERT算法对混凝土梁裂缝进行成像检测。试验结果表明，传感涂层的力学韧性及其与混凝土的连接性较好，应变小于0.35%时应变与电导率呈线性相关，裂缝处传感涂层未出现脱离现象，ERT检测的原始数据可靠性较高。差分算法重建图像可提供混凝土裂缝的定性信息，能可视化检测出裂缝的位置及分布形态，较传统的直接ERT混凝土缺陷检测方法精度更高，实用性更强。     

纤维增强复合材料中缺陷的红外热波成像无损检测技术

介绍了红外热波成像技术在纤维增强复合材料缺陷检测方面的应用实例,并将红外热波成像技术与传统的无损检测技术进行了比较。结果表明,红外热波成像是一种能够快速、直观、有效、准确地检测出纤维增强复合材料中分层、脱粘、气孔等典型缺陷的无损检测技术。     

红外热波成像技术在复合材料无损检测中的应用

复合材料的缺陷检测至关重要,介绍了红外热波成像技术的原理特点,重点论述了脉冲红外热波成像技术和锁相红外热波成像技术,采用上述两种技术对多种复合材料进行了检测。试验结果表明:脉冲红外热波成像技术和锁相红外热波成像技术能对多种复合材料的缺陷进行检测。     

基于红外热成像技术的聚乙烯管道裂纹缺陷无损检测

利用ANSYS有限元法模拟了内表面有裂纹缺陷的聚乙烯管在施加热空气时的红外无损检测过程,从而确定了表面温度分布与裂纹缺陷大小和位置之间的关系。为了验证ANSYS模拟管道内表面裂纹缺陷结果的正确性,搭建了空气加热热激励方式的主动红外热成像试验平台。试验结果和模拟结果基本吻合,说明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,为聚乙烯管道内部缺陷的红外检测技术提供数值模型。     

基于小波变换的独立分量分析及其在红外热波图像中的应用

针对获取的红外热波图像存在加热不均、信噪比小、对比度低的特点,提出基于小波变换的独立分量分析法并将其应用于红外热波图像处理,该方法首先对红外图像进行小波分解,提取高频分量构建虚拟噪声通道,进而提高独立分量分析方法消噪性能。试验结果表明,该方法可以达到很好的消噪效果,使图像的缺陷显示更为清晰。     

路面裂缝检测融合分割方法

为同时获取路面裂缝的位置信息与分布路径，以及形状延展和密度信息等，对目标检测算法与图像分割算法的融合进行了研究，在分析了目标检测算法与图像分割算法的网络结构与特征融合方式后提出了一种基于YOLO V5与PSPnet的PSP-YOLO裂缝检测分割算法。同时针对裂缝图像采集困难、样本不足的问题提出一种基于GAN网络的数据扩增网络，生成以假乱真的裂缝图像对裂缝样本进行扩增。试验结果表明，PSP-YOLO检测分割算法能够同时获取裂缝的位置与形状延展等信息，在该数据集下，其路面裂缝检测的平均精度为93.18%,分割模块的平均交并比为74.68%。在相同的试验条件下，所提方法比原YOLO V5的平均精度提高了2.69%,分割模块的平均交并比比原PSPnet的提高了1.54%。     

红外隐身涂层的热图研究

用热像仪测试了具有不同发射率涂层试样和红外迷彩板的红外热图像,分析了涂层发射率和红外热图的关系.不同发射率涂层在红外热图上表观温度不相同,涂层发射率越低,其表观温度越低;由不同红外发射率涂层组成的红外迷彩板的热图斑块分割效果良好,而仅具有可见光迷彩的板在红外热涂上没有分割效果.     

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。     

闪光灯热激励红外热波成像无损检测设备及应用

介绍了基于闪光灯热激励的红外热波无损检测设备,该系统采用自主研制的非制冷型热像仪,通过灯管对称排列与反光灯罩设计使得闪光灯能量的均匀性得到提高,通过红外图像降噪处理和数据重建使得红外图像信噪比得到提高。研制的热激励电源包括多种脉冲宽度控制方式,系统的控制软件可对热波图像进行采集及数字处理,增强了图像质量;操作界面采用触屏控制,使用方便。该台式系统具有高能量和完整的图像处理能力,设备便携、结构紧凑,利于在役及原位检测。     

红外热波序列图像的图像分割与三维显示

研究了针对红外热波序列图像的图像分割和三维显示方法。红外热波无损检测只能得到被测工件表面温度变化的时间序列图像,无法直观到检测缺陷,利用三维显示技术可以产生深度三维立体图,方便技术人员更直观、精确地进行无损检测。三维显示效果的好坏直接取决于图像分割的效果。为此提出了基于局部极小值的区域生长分割算法,成功地提取出红外热波图像中缺陷成分的目标图像,并进行了三维显示,取得了较好的效果。