万群[1]2003年在《飞机蜂窝复合材料红外成像检测与图像处理系统》文中进行了进一步梳理本文主要论述了针对飞机蜂窝复合材料红外检测而建立的一套红外图像处理系统及其实现的方法。 在介绍了数字图像处理的基础理论以及Windows下图像处理程序设计的基础上，简述了本系统的一些基本图像处理功能和一些特有的功能程序实现方法，如任意角度旋转、多功能直方图、灰度曲线图等。详细介绍了本系统特有的几种针对于红外图像特点的图像处理算法，如解决红外图像光照不均匀的同态滤波算法。为了适应网络化软件的要求，系统具有图像远程采集及网络视频传输功能。系统还具有基于ADO访问方式的红外图像数据库，方便检测数据管理。程序运行的核心函数都是以DLL形式运行，本文对Windows DLL的高效性和系统安全性做了简要的介绍。系统用VC++开发。
田裕鹏[2]2009年在《红外辐射成像无损检测关键技术研究》文中研究表明红外辐射成像检测由于其非接触、快速、一次检测面积大等特点,成为引人注目的无损检测方法。本文对红外辐射成像检测中的关键技术及其定量化问题进行研究,所涉及的主要关键技术有:红外辐射成像检测实验及序列热图的预处理技术;红外辐射成像检测的热传导模型及有限元分析计算;脉冲相位辐射成像检测技术;红外辐射成像检测中的图像融合技术。针对红外辐射成像检测定量化水平不高的问题,分别在时间域、频率域中对缺陷检测的定量化问题开展研究。全文的主要内容如下:构建了红外辐射成像检测的实验系统,针对热激励源控制、检测参数设置、检测条件及检测结果等,开展红外辐射成像的实验研究。主动式红外辐射检测面临加热不均、检测对象表面发射率、表面状况对检测的影响等问题,为此根据红外图像检测的特点和需要,提出并实现了图像k近邻高斯平滑滤波、缺陷中心位置检测、旋转跟踪最大梯度缺陷边缘检测及改进的判断分析缺陷分割等预处理功能,为进一步的缺陷定量化分析打下基础;首次采用本征模分解这一具有局部自适应分析能力的信号分析方法,对红外辐射检测的热图像进行处理,指出热图像噪声和加热不均的本征模式特征,通过一次本征模分解实现了热图像噪声抑制和加热不均的修正,改善了图像对比度。在红外辐射热传导分析的基础上,对缺陷深度和面积大小的红外定量检测问题进行实验和有限元模拟计算研究。采用对时间序列图像求强度平均的方法,由信号本身确定检测中激励开始和结束时间点,为分析缺陷与时间信息的关系建立时间基准。分析了缺陷深度与序列图像对比度时间变化的关系,给出了起始分离时间点的概念,提出并实现了根据温度信号随时间的变化确定上述时间点的方法,对缺陷大小、激励强度、激励时间对缺陷深度分析的影响进行研究,验证了根据上述时间点确定缺陷深度的可靠性,并与对比度最大值时间点等进行对比。在缺陷面积大小的定量分析中,根据时间序列图像中缺陷面积大小检测变化的规律,确定缺陷面积大小检测的最佳时间段,根据对实际缺陷温度异常分布及热传导的分析,对半最大对比度宽度方法进行了改进,提高了检测精度。脉冲相位热成像检测技术是近年来出现的新型红外无损检测技术,由于其抗干扰能力、探测深度缺陷的能力强,引起人们广泛关注。本文对脉冲相位热成像检测技术中频谱分析的有关问题进行研究,指出合理选择采集频率、采集窗口大小要考虑的影响因素;对通过拟合扩展和插值,相应改变采样时间和采样频率,实际上提高了傅立叶变换的窗口长度和频谱范围进行探讨,一定程度上改善了缺陷检测效果;并分别采用组合平滑滤波、分段拟合的方法改善了频谱变换的实际效果。对脉冲相位辐射检测的定量化问题进行研究,采用有限元方法对缺陷深度检测的盲频率理论进行了计算分析;对缺陷面积大小检测中热扩散对相位、振幅、对比度图像的影响及其造成的误差进行分析,总结其规律,指导缺陷的定量化分析工作。任何一种无损检测技术都有其局限性,探索多种检测方法的融合处理是无损检测的发展方向。针对红外辐射成像检测易受干扰、检测结果解释困难等问题,开展了红外辐射成像检测中可见光与红外图像的像素级图像融合及其应用的研究。首先根据像素级图像融合的要求,进行基于特征点的多模式图像配准研究,采用CCS方法提取角点作为特征点,设计了一种新的形状描述子完成特征点的匹配。在像素级图像融合方法方面,根据红外辐射成像检测的目的和要求,实现了对比度调制融合、金字塔变换法、小波变换法和EMD分解的多分辨图像融合、透明度图像融合等多种图像融合算法。实验和现场检测结果都证明图像融合有助于红外无损检测中的缺陷解释和定位,明晰了检测结果。
王卫国[3]2009年在《复合材料结构缺陷细节测试分析》文中提出本文针对复合材料夹层结构实际构件的性质和缺陷类型特征,研究了采用红外热成像技术与激光剪切散斑干涉技术进行缺陷细节测试分析问题。在分别对这两种方法的有关理论进行分析的基础上,研究了动态热激励和图像信息分析方法,并进行了实验验证。研究表明,激光散斑剪切技术对于金属铝合金复合材料、双层非金属复合材料结构中的次表面脱粘缺陷十分有效并可以进行定性、定量分析,确定出缺陷的大小以及其形状的中心位置,而所得结果也与实际情况比较吻合;但该方法对于积水类型缺陷则无法进行有效检测。红外热成像无损检测方法对于积水类型缺陷的检测效果较好。从加载后试件表面的红外热像图可以分析积水类型缺陷的位置以及损伤程度;但该方法对次表面脱粘缺陷识别效果不佳。为了提高实际应用中的检测效率和准确性,本文对多种算法的融合处理进行了研究,给出了红外热像图与可见光图像的多分辨率分解融合算法:小波变换融合算法和拉普拉斯金字塔融合算法以及提取梯度特征的拉普拉斯金字塔融合算法的实际融合结果图。结果表明经过融合处理后的图像可以消除单一图像在认识上的不全面性,对于解决红外检测中的表面发射率不一致造成的问题十分有效,可以有效降低实际检测中的误判问题的发生。
纪瑞东, 张旭刚, 王珏[4]2016年在《飞机复合材料构件的原位红外热成像检测》文中研究指明采用闪光灯激励红外热成像无损检测系统(IR-Thermography),对一组模拟飞机复合材料结构的人工缺陷试件进行了检测。结果表明,缺陷埋深是决定试验件中人工缺陷检测灵敏度和检测能力的关键因素;只要选取适当的检测工艺参数,热激励红外成像检测技术能可靠检测出复合材料结构中一定大小和埋深的分层、蒙皮脱粘及蜂窝芯体塌陷等缺陷,且检测不受工件表面形状的影响,该技术是一种高效、可靠的飞机复合材料结构原位无损检测方法。
郭兴旺, 许文浩[5]2011年在《蜂窝结构积水的脉冲红外热像无损检测的传热分析》文中研究指明脉冲红外热像无损检测是一种可以检测材料内部缺陷的先进技术,在飞机蜂窝板内部积水的无损检测中有应用前景。用有限元分析软件ANSYS对蜂窝板积水的脉冲热像检测法进行数值模拟,研究可检信息参数(如最大温差和最大对比度)与积水量的关系。分析了从近水测检测、从远水侧检测和蜂窝板立放检测叁种检测模式。结果表明:在这叁种检测模式下,最大温差和最大对比度与积水高度均呈非线性关系,随着积水高度的增加而增大。从近水侧检测时灵敏度最高,其次是蜂窝板立放,而从远水侧检测时灵敏度最低。根据可检信息参数与积水高度的关系曲线可以反向估计积水高度。这些研究结果为蜂窝板积水的脉冲热像检测及表征提供了基本理论依据。
赵延广[6]2012年在《基于锁相红外热像理论的无损检测及疲劳性能研究》文中提出复合材料网格加筋结构是目前认为有前景的新一代先进复合材料构型,它综合了新材料技术和新结构设计的优点,以可设计性和多种优良性能而得到广泛应用。然而,复合材料网格加筋结构在研制、生产、应用的过程中,会不可预知的产生各类缺陷,这将严重限制其使用性能和应用前景。疲劳破坏是飞机、船舶、汽车以及建筑物等重要的失效形式之一,疲劳破坏经常发生在低应力水平下,而且具有突然性和不可预知性,因此并未得到人们的足够重视。鉴于以上因素,本研究基于锁相红外热成像理论对含不同缺陷类型的复合材料网格加筋结构试件进行了无损检测,并对含缺陷的疲劳试件和焊接接头进行了实时健康检测,在此基础上进而得到了其相关疲劳性能指标。本文的研究工作是基于国家自然科学基金“先进复合材料网格结构共固化工艺与软模成型参数优化分析”(N0.10702012)、工业装备分析国家重点实验室自主研究课题“基于热像法测定金属疲劳特性的实验与机理研究”(S08204)以及国家自然科学基金“基于能量耗散与结构损伤的金属疲劳机理研究与工程应用”(N0.11072045)展开的。本文的主要研究工作如下：1.基于锁相红外热成像理论的复合材料网格加筋结构的无损检测复合材料网格加筋结构由于其自身优良性能得到了广泛的应用,但常规检测方法并不能有效地对其可能存在的各种缺陷进行无损检测,这样就限制了它的适用范围和应用领域。本文基于锁相红外热成像理论,对其可能存在的夹杂、开裂、脱粘等缺陷进行了无损检测,并用法国Cedip公司开发的红外热像系统进行了验证。讨论了检测时选取的加载频率、加载强度等参数对检测结果的影响,并结合拉伸力学实验,对帽型加筋复合材料层合板进行检测,实现了未知缺陷的锁相红外热成像无损检测。2.含缺陷疲劳试件的无损检测及其疲劳性能分析疲劳破坏大量存在于工业生产和人们的日常生活中,疲劳事故的发生危险性和破坏性都很大,然而对疲劳情况进行实时监测并预知其发生是很困难的。本文对含不同缺陷类型的疲劳试样进行了光激励加载下的无损检测,讨论了检测频率、缺陷面积等因素和检测精度之间的关系,指出检测频率是检测成功与否的关键因素。确定了热弹性应力集中系数并分析了加载应力幅对其影响,通过Lung法快速测定了构件的疲劳极限,并讨论了缺陷深度对疲劳极限的影响。3.基于定量热像法的焊接构件疲劳性能评估焊接构件疲劳性能评估是焊接结构设计需要考虑的重要环节,焊缝区存在应力集中和残余应力是焊接结构最危险的区域,目前对焊接结构寿命预测要求准确可靠,需要发展新的有效的评估体系以解决传统方法的不足。作者基于焊接构件的实际工作环境,考虑恒定平均应力的影响,建立了快速预测疲劳参数和残余寿命的模型。通过红外热像仪监测焊接接头表面局部热点的变化,定性分析了损伤演变过程,克服了传统疲劳试验方法的局限性,实现了实时健康检测。
何银行[7]2009年在《基于红外锁相法的飞机蒙皮损伤检测试验研究》文中认为红外锁相法热波检测技术是国际上极为关注的新型无损检测技术,具有单次检测面积大、速度快、非接触、安全可靠等优点,弥补了常规检测技术的不足。它结合了红外热波技术与数字锁相技术的优势,减少了激励源的能量,降低了对加热均匀性和表面发射率一致性的要求,提高了信噪比,探测的灵敏度和探测能力得到了大大的提高。本文将红外锁相法热波检测技术应用于飞机蒙皮损伤检测,为我国飞机维护检测技术提供了新方法和新途径。首先,对红外锁相法热波检测进行了理论分析和仿真研究。阐述了红外锁相法热波检测技术的原理,进行了一维解析解分析,研究了正弦规律变化的热流对热传导过程影响的主要因素。同时,利用Ansys软件对平板构件进行了叁维有限元仿真,利用Matlab软件采用FFT变换算法进行锁相信号提取和分析。仿真分析得到了分析周期数、热流密度和调制频率对检测结果的影响规律。同时对不同蒙皮材料、不同蒙皮厚度的蜂窝夹层结构的脱粘类损伤,和铝蒙皮蜂窝夹层结构的积水类损伤进行了仿真,结果比较理想。其次,对模拟损伤试件进行了单因素试验研究,研究采样分析周期数、光源功率、光照角、调制频率及检测距离等因素对损伤检测效果的影响。试验结果表明采样分析周期数、光源功率、光照角对检测效果影响较小;调制频率对检测影响较大,是检测过程中要选择的主要参数;检测距离直接影响损伤的分辨情况,检测距离减小,线分辨率提高,可提高损伤检测精度。单因素试验结果验证了理论分析和仿真的正确性,为下一步检测研究时参数选择提供依据。最后,进行了实际试件检测试验及应用研究。对埋藏在不同深度、不同直径损伤的铝板进行检测,证明了检测深度在4mm以上,最小尺寸可达直径2mm。对不同蒙皮材料、不同蒙皮厚度的蜂窝夹层结构的脱粘类损伤,和铝蒙皮蜂窝夹层结构的积水类损伤进行检测,发现红外锁相法热波检测技术对脱粘类和积水类损伤的识别能力较高。对在役飞机蒙皮损伤情况进行现场检测试验,一些表面完好的飞机蒙皮,检测出来了较为明显的内部损伤,证明红外锁相热波检测技术可应用于飞机蒙皮检测。
李毅洋[8]2016年在《民航客机维修中红外检测技术的应用及开展》文中认为中国民用航空维修系统已经越来越多的应用红外热像技术检测飞机复合材料构件在服役过程中产生的缺陷。从发展趋势来看,红外热像检测技术将会成为航空器无损检测的常规检测手段;从维修工作的实际效果来看,采用红外热像技术检测复合材料蜂窝内部积水的方法效率高、结果准确。
魏敦军[9]2007年在《军用飞机红外热波无损检测技术研究》文中认为目前，先进复合材料正逐步成为现代新型战机的主要结构材料，应用于雷达罩、机翼、垂尾、方向舵等部件。现有针对飞机复合材料的无损检测方法基本上沿用以往金属材料的检测方法，以超声波法和声阻抗法等为主，从实际情况看，将此类方法用于对复合材料的检测并不理想，存在可检测损伤类型少、检出率低、检测速度慢、检测结果不能存储、定量分析困难等不足。由于复合材料与金属材料在物理性能、力学性能、结构特点和制造工艺等方面的较大差异，所以用现有的金属无损检测方法并不能完全解决复合材料及结构件的损伤检测问题。本文着眼于当前存在的实际问题和需要，在总装备部武器装备军队科研计划项目“飞机红外热成像检测技术研究”的资助下，进行了用于现役飞机复合材料结构件损伤检测的红外热波无损检测技术的研究和项目开发工作。本文首先阐述了红外辐射和红外热成像检测技术的有关知识，进而引出红外热波无损检测技术，分析了该技术的基本理论和技术特点。结合我军现役飞机复合材料结构件外场损伤检测的实际需求，提出具体性能指标要求，对拟研制的飞机红外热波无损检测系统进行了总体方案设计。从技术实现的需要出发，分析了对关键部件(红外热像仪和闪光灯电源)的具体要求并确定选型方案。对应用软件的总体需求进行分析，制定了详细的功能和结构设计方案，说明并阐述了主要模块的具体功能及设计思想，设计了一种将红外热波图像转换为位图的算法，并在此算法的基础上实现了将红外序列图像转换为AVI文件；在对应用软件中的红外热图像处理方法进行了简要说明的基础上详细介绍了红外热波图像的损伤面积和埋藏深度的计算方法。试验结果表明，检测系统能够完成对试件的热波激励和记录试件表面温度场的变化情况，能够准确测试出损伤的面积大小和埋藏深度，达到了方案设计中有关技术指标的要求。文章最后就系统中存在的问题提出了改进措施和进一步的工作计划。
刘斌[10]2016年在《散斑干涉自动化测试技术与工程应用》文中研究说明电子剪切散斑干涉技术可直接测量位移导数,具有光路简单、非接触、大面积、全场检测和隔振要求低等特点,成为航空航天、船舶、军工、电子等领域复合材料无损检测非常有效的手段,是现代无损检测领域的研究热点。本文在全面分析国内外相关研究的基础上,研究了剪切散斑的条纹自动化处理方法、自动加载技术和散斑干涉集成化系统的研制。论文的主要工作分为以下几个部分:1.运用剪切散斑干涉技术对橡胶金属粘接结构进行无损检测实验,评估该技术的无损检测能力,同时采用数值计算方法分析不同加载方式的橡胶金属粘接结构的变形机理;2.研制了便携式剪切散斑无损检测系统,详细介绍了各部分的主要功能和技术特点;3.研究了光纤传导的剪切散斑干涉技术,利用光纤实现激光传输和干涉图像的传输,该系统可用于容器内壁粘接质量的无损检测;4.将实时相移技术引入到散斑干涉技术中,研制了一套散斑干涉叁维变形测量系统,并对周边固支圆盘进行面内变形和离面变形测量;5.对比目前常用的两种非接触式光学无损检测技术——剪切散斑干涉和红外热成像技术,通过一系列复合材料样件的检测对比,分析了两种方法的适应性。
参考文献：
[1]. 飞机蜂窝复合材料红外成像检测与图像处理系统[D]. 万群. 南京航空航天大学. 2003
[2]. 红外辐射成像无损检测关键技术研究[D]. 田裕鹏. 南京航空航天大学. 2009
[3]. 复合材料结构缺陷细节测试分析[D]. 王卫国. 南京航空航天大学. 2009
[4]. 飞机复合材料构件的原位红外热成像检测[J]. 纪瑞东, 张旭刚, 王珏. 无损检测. 2016
[5]. 蜂窝结构积水的脉冲红外热像无损检测的传热分析[J]. 郭兴旺, 许文浩. 红外技术. 2011
[6]. 基于锁相红外热像理论的无损检测及疲劳性能研究[D]. 赵延广. 大连理工大学. 2012
[7]. 基于红外锁相法的飞机蒙皮损伤检测试验研究[D]. 何银行. 哈尔滨工业大学. 2009
[8]. 民航客机维修中红外检测技术的应用及开展[J]. 李毅洋. 国防制造技术. 2016
[9]. 军用飞机红外热波无损检测技术研究[D]. 魏敦军. 武汉理工大学. 2007
[10]. 散斑干涉自动化测试技术与工程应用[D]. 刘斌. 上海大学. 2016
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