【摘 要】
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无损检测是指在不破坏被检测对象的前提下,对被测对象内部构造、物理性质以及状态进行检测。无损检测技术对于保障产品质量与设备安全服役等多个方面具有重大意义。其中脉冲热成像技术是一种基于瞬态加热的主动式红外热成像检测技术,以其检测速度快、检测环境要求低、易于定量计算等优点广泛应用于设备与产品内部缺陷的检测与量化。目前基于脉冲热成像的内部缺陷量化的相关研究中,大多仅基于缺陷中心研究不同深度量化方法,没有有
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无损检测是指在不破坏被检测对象的前提下,对被测对象内部构造、物理性质以及状态进行检测。无损检测技术对于保障产品质量与设备安全服役等多个方面具有重大意义。其中脉冲热成像技术是一种基于瞬态加热的主动式红外热成像检测技术,以其检测速度快、检测环境要求低、易于定量计算等优点广泛应用于设备与产品内部缺陷的检测与量化。目前基于脉冲热成像的内部缺陷量化的相关研究中,大多仅基于缺陷中心研究不同深度量化方法,没有有效地利用缺陷表面其余位置的温度信息,并且没有充分考虑缺陷检测结果对量化精度的影响。本文立足于脉冲热成像的缺陷检测与量化技术,提出基于温度响应相似度的热图像序列特征提取方法,该方法能够有效地将缺陷表面进行提取与分割,并利用缺陷表面各个位置的温度信息提高内部缺陷的量化结果。本文的主要研究内容如下:（1）深度量化方法的研究。基于脉冲热成像的纵向传热模型,定量地给出缺陷处温度响应曲线与内部缺陷深度之间的数学关系,通过热传导过程的模糊效应解释不同量化方法的深度量化精度差异。同时将缺陷表面各个位置的温度信息作为量化方法的输入,提高内部缺陷的深度量化的精度与稳定性。基于深度量化方法的对比结果采取相对较优的量化方式对内部缺陷进行量化。（2）基于温度响应相似度的特征提取与量化方法。基于温度响应相似度的特征提取方法对热图像序列进行处理,该方法能够有效地剔除热图像序列中的冗余信息,去除噪声,增强深层缺陷信息。基于该方法对标准样件与被测样件进行缺陷分割,利用分割图像对内部缺陷的表面温度平均值进行深度量化。同时,温度响应相似度值基于脉冲热成像机理,与传统量化计算方式类似,能够作为量化参数对内部缺陷进行埋藏深度量化。（3）实验验证。通过仿真数据与热成像实验数据对不同量化方式进行对比论证。对比缺陷面量化精度与缺陷中心量化精度进,在仿真模型中能够降低深度量化1.5%-2.0%相对误差;在热成像实验中降低深度量化3.0%-4.0%相对误差。对比温度响应相似度与传统深度量化方法,在仿真模型中降低深度量化1.0%相对误差,达到5%以内的相对误差;在热成像实验降低深度量化1.4%相对误差,相对误差稳定在9%左右。
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