基于图像序列的红外锁相热像检测技术研究

介绍了红外锁相热像技术的发展和应用。红外锁相热像技术是一种主动热成像技术,采用了正弦调制光源作为激励源对试件进行激励,利用Cedip JADE MWIR 550焦平面红外热像仪采集红外图像序列,对其特殊的图像序列文件格式进行了分析,研究了数字信号的滤波算法和热波信号FFT处理算法,并采用Viscal C++开发平台编制了红外图像序列信号处理程序。试验结果表明,开发的基于红外图像序列处理的红外锁相热像软件系统可达到国外同类技术的先进水平。     

相位法红外无损检测的传热学分析与有限元仿真

由于采用红外热源作为激励的无损检测受到材料对热源吸收特性的影响,将材料对红外波长的吸收系数引入到调制加热的红外无损检测研究中,建立并求解含有内热源的热传导方程,得到相位法表达缺陷信息方式,指出材料的吸收系数对温度变化有作用,对相位无影响.用有限元方法进行了三维热传导仿真,讨论了加热周期、调制频率对实验的影响,并给出结果及分析.     

Mie散射理论测量粒子系复折射率的透射方法

粒子的光学常数并不等同于构成粒子材料的光学常数,而通过粒子光谱复折射率数据,研究粒子及聚集粒子系的辐射特性,不仅对辐射物性的研究具有较高的理论意义,而且具有广泛的实际应用价值。粒子的复折射率不能直接通过实验测量(没有直接测量的仪器),须由实验测定其他量,然后结合相应的理论模型反求,属反问题研究。用简化的Mie散射理论及Kramers-Kronig关系式,利用傅里叶红外光谱仪对Al2O3粒子及煤灰粒子进行透射率实验测量,结合相应的理论模型,反演Al2O3粒子及煤灰粒子的复折射率。并对透射率实验误差对反演结果的影响进行了分析。     

红外锁相法热波检测技术及缺陷深度测量

研究了红外锁相法热波检测技术的原理、缺陷深度测量及在蜂窝夹层结构及焊接构件检测中的应用。建立了二维热传导有限差分模型,采用该模型计算了强度按正弦规律变化的热流引起试件表面温度变化的历程,基于锁相法提取了有缺陷与无缺陷处的准稳态温度变化,并计算了二者的相位差。然后,建立了热波在试件中传导的热-电等效模型,利用该模型对红外锁相法热波检测技术进行了仿真研究,得到了缺陷深度和反射热波与入射热波相位差之间的关系。最后,采用红外锁相法热波检测技术对模拟缺陷的蜂窝夹层结构试件和实际焊接构件进行了无损检测试验。结果显示,有限差分模型和热-电等效模型计算有缺陷与无缺陷处的相位差与试验结果基本一致,偏差5%,表明采用红外锁相法热波检测技术能够快速、准确地获得缺陷大小、位置等,该技术也适用于有复杂曲面结构的构件。     

利用积分球反射法的动态热物性测量装置研制

介绍了利用积分球反射计的脉冲加热技术测量材料热物性的一种方法和测量装置的各组成部分及工作原理。被测的带状试样被一脉冲大电流加热,利用高速高温计测量试样的辐射温度,同时利用积分球反射法获得试样的半球向光谱反射率,进而得到试样的法向光谱发射率、比热、电阻率和全波长半球发射率。该装置具有试样制备简单、测试精度高等优点。     

红外热成像无损检测技术及其应用现状

科学技术的不断发展和制造工艺要求的不断提高,要求无损检测技术更加可靠、经济、准确、快速并且使用方便,此时传统的无损检测技术表现出其局限性,无法满足更高水平的要求。红外热成像技术作为非接触探测方式逐渐应用到无损检测领域,并以其快速、准确、安全的特点逐渐被人们认识并应用到多个领域。本文对目前红外热像仪的应用做了简单总结,重点是其在红外无损检测领域中的应用,并对红外热成像无损检测技术做了简要介绍,包括脉冲红外检测、锁相红外检测、脉冲相位检测等技术的原理、方法、研究现状,以促进红外检测技术与多种检测方法的融和,扩展其在更多领域的应用。     

面黑体辐射源温控系统的设计与实现

针对用于红外成像系统校正的黑体辐射源，需要在较大的面积区域里具有稳定、均匀的温度场，采用热管技术，PIC16F876微处理器和模糊PID开关切换控制算法，对这种面黑体标准辐射源的温控系统进行了设计。给出了铂电阻测温电路、PWM控制输出电路设计和利用Matlab模糊逻辑工具箱进行模糊控制器设计的过程，完成了CCSC编译器下的程序设计。仿真和实验结果表明，此温控系统在较大的温度范围内具有响应快、精确度高、鲁棒性好的特点，解决了由于辐射源的热惯性大，工作在近室温易受干扰所带来的问题。     

发电电焊机励磁调节器输入电压测量方法研究

给出了发电电焊机及其励磁调节控制部分设计原理，励磁调节控制部分的输入电压信号由弧焊逆变电源的整流滤波环节后的直流电压址取得。对有谐波时的发电机端电压平均值和有效值进行了分析计算，阐明了其差异。基于MATLAB仿真软件对励磁调节控制部分电压由Ux取得时发电电焊机的输出与常规AVR控制时发电电焊机的输出进行了仿真对比研究，表明这两种情况下发电电焊机输出的焊接电压和电流特性有较大差异。理论分析和仿真研究均表明，励磁调节控制部分的输入电压由Ux取得时发电电焊机系统具有更好的鲁棒性，焊接电弧稳定。     

光栅分振幅光偏振测量系统的研制

使用一个既能产生反射光衍射又能产生透射光衍射的特殊金属光栅作为分光器,研制一种新颖的高速光波偏振态测量系统。它没有使用转动光学部件或调制器,而是将金属光栅产生的四条1级衍射光的光强线性地转换为电信号,通过定标方法得到系统的非奇异的仪器矩阵,然后通过线性运算得到入射光的待测Stokes矢量。该系统结构紧凑、安装方便,可用作实时偏振测量术和椭偏测量术中的偏振态探测器。     

RBF网络在多光谱测温中的应用研究

介绍了一种人工神经网络在多光谱测温数据处理中的应用。利用人工神经网络,结合多种发射训练样本模型,可以自动辨识被测目标的发射率模型,从而得到目标的真温和光谱发射率。应用二次细分的方法进一步提高了测量精度,并分析了各种测量误差对测温精度的影响。仿真结果表明此方法是获知真温与发射率的一种较好的方法。