当前位置: 首页 » 政策法规 » 工程师园地 » 正文

红外热像无损检测图像处理研究现状与进展


  来源: 《红外技术》 时间:2019-12-27 编辑:仪器仪表WXF
分享到:



引言


红外热像(infrared thermography)是目前运用非常广泛的一种快速高效的无损检测技术,通过外部施加的热或冷激励使被测物体内的异性结构以表面温度场变化的差异形式表现出来,从而达到缺陷部位的定性和定量分析。其成像原理是利用红外探测仪将接受到的被测物体的红外辐射映射成灰度值,再转化为可视温度分布图(红外热像图)。最早在二战末期应用于军事侦察领域,因其本身具有快速高效、无需停运、无需取样、可进行无污染、非接触、大面积检测、以及其直观成像等优点,而被作为复合材料的无损检测技术应用于工业领域,如航空航天、机械、油气、建筑等领域。


1 、红外热像技术的发展现状

 

20世纪以来,红外热像技术得到快速发展。20世纪90年代,美国无损检测协会和材料试验协会针对红外热成像技术指定了相应标准,并在无损检测手册红外与热检测分册中描述了基于红外热像的无损检测技术在各个领域的运用。目前美国、俄罗斯、法国、德国、加拿大、澳大利亚等国已将红外热像技术广泛运用于航空航天复合材料构件内部缺陷及胶接质量的检测、蒙皮铆接质量检测等。近年来,红外热像技术与智能手机、无人机等设备充分结合,并在各个领域广泛使用,如美国的FlukeFLIR、德国Testo、国内武汉高德、浙江大立等企业。

 

国内的红外热像检测技术比欧美、俄罗斯等发达国家起步较晚,但经过十几年的发展,目前也取得较为显著的成果。中国特种设备研究院和武汉工程大学将红外热像技术运用于压力设备缺陷检验,取得了一系列显著的成果。西南交通大学、昆明物理研究所、北京航空材料研究院、北京理工大学、西北工业大学等将红外热像技术运用于航空航天夹层结构件的缺陷检测,取得了有效进展。在石油化工领域,各位学者将红外热像技术用于高温高压容器和管道的缺陷、保温层破损、以及内部液体流动情况的检测,也取得了许多成果。


2 、红外图像预处理

 

红外技术应用的核心工作在于图像的处理及利用,不仅在无损检测领域,在军事监测、人脸识别等领域的应用更加重要。红外图像的处理主要分为图像预处理和图像识别,预处理是开展后续工作的基础,其主要分为图像的非均匀性校正和图像增强两个方面。


2.1 图像的非均匀性校正

由于材料、生产工艺等因素,红外设备探测元存在响应不一致的问题,因此导致红外图像的非均匀性,其严重影响了成像的质量。目前非均匀性校正算法主要分为两大类:一类基于标定的校正算法,如两点校正算法、多点校正算法、多项式拟合算法,具有算法简单、精度高等优点,所以被广泛使用。另一类基于场景的校正算法,如时域高通滤波算法、神经网络算法、统计恒定法在克服红外焦平面器件响应偏移误差方面存在优势,但相关硬件要求较高,且算法复杂耗时。

 

两点校正法是开展最早、且最为成熟的算法之一,其原理简单,计算量小,目前仍被广泛使用。该校正算法是建立在两个假设条件下:一是每个探测单元的响应是线性的;二是探测单元的响应具有时不变性,其原理如图1所示。


1 两点校正示意图


但两点校正法是假设探测单元的响应是线性的,但实际情况却更为复杂,因此在两点校正法的基础上提出了多点温度校正算法。多点校正的实质是在图像上选取多个温度点,就相邻两点之间进行两点校正,所适用的温度范围也就更广。中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院大学等验证了多点温度校正法实时性的优点,且有效提高非均匀性校正的精度。

 

关键词:红外热像 无损检测 图像处理 研究现状    浏览量:477

声明:凡本网注明"来源:仪商网"的所有作品,版权均属于仪商网,未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用,并注明"来源:仪商网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品,归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载,如有作品内容、版权以及其它问题的,请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜,请联系本网。
QQ:2268148259、3050252122。


让制造业不缺测试测量工程师

关注仪商网公众号

0条 [查看全部]  发表评论

最新发布
行业动态
政策法规
国际资讯
仪商专题
按分类浏览
Copyright © 2006- 861718.com All rights reserved 版权所有 © 星球国际资讯集团 广州德禄讯信息科技有限公司
本站转载或引用文章涉及版权问题请与我们联系。电话:020-34224268 传真: 020-34113782