红外热波技术缺陷深度计算方法研究及软件实现

【摘要】红外热波成像技术是一种创新型的无损检测新技术,以其快捷、精确的特点被广泛应用于工业无损检测行业.借助于热波理论分析热波在介质中的传播过程,通过分析材料表面温场变化可指出材料下方结构信息,从而达到检测材料内部结构的目的。在实际测量中不仅需要定性地指出缺陷存在,也需要定量地计算出缺陷深度值,这也是该技术的难点之处。现有的缺陷深度计算方法多是以特征时间与深度平方成正比为基础的,如PCT法、PST法、PSDT法、曲线分离法等,为了研究这些计算方法的特点及适用性,本文基于VC++6.0编写了一个深度计算软件,实现最常用的三种方法计算试件深度,红外热波实验的被检材料采用热特性差距较大的铝、不锈钢、玻璃钢三种常用材料作为试件,在试件背面钻制平底洞缺陷用以模拟实际应用的空气型缺陷。使用脉冲红外热波检测系统采集试件表面的温度数据,并保存为DCB类型的原始文件,任意位置的温度数据经软件处理后实现深度计算,也能将所有采集点的深度以灰度图像形式显示出来。此外,对软件计算所得结果从三方面进行分析,首先使用MATLAB简单的编程画出试件缺陷深度图,通过比较缺陷深度的计算结果与实际深度分布图,分析深度计算值受缺陷尺寸的影响。其次计算平底洞缺陷的几何中心点的深度值,比较与理论深度的误差,以此确定出不同热特性的材料所适用的深度计算方法。最后分析计算过程中数据拟合参数设置规律,由于计算过程中采用最小二乘法多项式拟合数据,当数据拟合长度或拟合阶数变化时计算所得值也会产生相应的变化,因此将不同参数设置下深度值表示出来找出一种适宜的计算方法,有利于今后计算方面效率和精度的提高。
【作者】王中华；
【导师】张存林；
【作者基本信息】首都师范大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】红外热波成像；深度计算；方法研究；软件实现；数据分析；

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