Page 119 - 无损检测2021年第八期

无损检测新技术发展与应用专题

DOI : 10.11973 / ws j c202108016

长脉冲红外无损检测的图像增强技术

魏延杰 , 何宏军 , 周 辉 , 张东升 1
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( 1. 上海大学 力学与工程科学学院, 上海 200444 ; 2. 上海航天化工应用研究所, 湖州 313000 )

摘 要: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~
5mm 的脱黏缺陷。

关键词:红外热像; 复合材料; 药柱

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 08-0077-04

Ima g eenhancementtechnolo gy oflon gp ulseinfrarednondestructivetestin g

1
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WEIYan j ie , HEHon gj un , ZHOUHui , ZHANGDon g shen g 1

( 1.SchoolofMechanicsandEn g ineerin gScience , Shan g haiUniversit y , Shan g hai200444 , China ;

2.Shan g haiResearchInstituteofAeros p aceChemicalA pp lications , Huzhou313000 , China )

Abstract : Inthisstud y , aconvenientandeconomicalins p ections y stemusin gcommonhalo g enlam p shasbeen

constructed.Thecorres p ondin g ima g e- p rocessin gschemeisdevelo p edtoidentif ydefectswithshar p andcleared g es

under g oodcontrast.Thiss y stem hasbeena pp liedtothelocalizationofdefectsincom p ositesandrubbercoatin g

la y eredsolidp ro p ellants.Ima g eswithhi g hsi g naltonoiseratiohavebeenac q uiredanddebondin gdefectswithan

effectivediameterassmallas3~5mmareabletobedetectedatashot.

Ke ywords : infraredthermo g ra p h y ; com p osite ; ex p losive
红外热成像技术是一种新型的无损检测技术, 热像法利用卤素灯加热试样表面, 通常加热几秒钟
相较于传统无损检测技术( 如涡流检测、 超声检测、 的时间以确保足够多的热量传递至试样内部, 该加
X 射线检测等), 其具有操作简单、 检测效率高、 单次 载系统较传统的闪光灯脉冲加载系统更加经济便
检测面积大等优点, 现已广泛应用于航空航天, 工业 携 [ 5-6 ] 。受限于器件本身及成像机理, 红外热成像系
设计, 电力等领域, 具有广阔的发展前景 [ 1-2 ] 。红外 统得到的原始图像质量不理想。另外, 受检测环境
热成像技术通过采集一系列红外图像来跟踪热波在 的影响, 缺陷在红外热像图中对比度较低, 图像噪声
物体内部的传播情况, 解算出物体的内部缺陷。根 较大, 给后续的缺陷定位及尺寸测量带来不便 [ 7-8 ] 。
据热源激励方式的不同, 热像法主要分为脉冲热像 文章以卤素灯为激励源研制了一套经济、 便携
法、 锁相热像法和长脉冲热像法等 [ 3-4 ] 。长脉冲红外 的长脉冲红外无损检测系统, 并基于傅里叶位相分

析法, 提出了一种新型的红外图像增强算法, 有效抑
制了图像噪声, 获得了清晰的缺陷图像。该检测系
收稿日期: 2021-02-05
基金项目: 国 家 重 点 研 发 计 划 重 大 仪 器 设 备 研 制 专 项 统可对典型的纤维增强复合材料、 热障涂层材料、 固
( 2018YFF01014200 ); 国家自然科学基金资助项目( 12072184 )
体推进剂包覆层进行检测。
作者简介: 魏延杰( 1993- ), 男, 博士研究生, 主要研究方向为热
红外无损检测技术 1 方法及原理
通信作者: 张东升( 1967- ), 男, 博士, 教授, 主要研究方向为近
长脉冲激励下的传热可以看作是一系列闪光激
代光学测 试 技 术 与 设 备, 激 光 与 红 外 无 损 检 测 技 术, donzhan g@
staff.shu.edu.cn 励对时间的积分。设定缺陷深度为 d , 则表面温度
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2021 年 第 43 卷 第 8 期
无损检测