[發(fā)明專利]熱成像檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480066127.1
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN105793699A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 穆罕默德·諾斯拉蒂;卡爾·斯汪森;凱文·帕塔斯恩斯基;凱文·R·史密斯;路易斯·P·辛德豪爾
• 申請（專利權(quán)）人: 沃特洛電氣制造公司
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18;G01N25/72
• 代理公司: 北京萬慧達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11111
• 代理人: 朱鳳成;段曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無損檢測(NDT)，更具體地涉及熱成像檢測系統(tǒng)及用于 檢測對象的方法。

背景技術(shù)

此部分的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，而且可以不構(gòu)成現(xiàn) 有技術(shù)。

無損檢測(NDT)通常涉及將外部激勵引入對象來檢測對象，而無 需永久地改變對象的材料屬性。熱成像法是一種無損檢測技術(shù)且使用外 部能量源來加熱對象且引起對象中缺陷區(qū)域和非缺陷區(qū)域之間的溫差。 一種常用的熱成像檢測技術(shù)使用光學(xué)激勵，其中來自閃光燈(諸如氙氣 閃光燈)的脈沖光傳遞至對象。一旦到達對象的外表面，則光轉(zhuǎn)換成熱 量，其反過來以熱波的形式傳播進對象的內(nèi)部。當(dāng)熱波碰到對象中缺陷 或空隙時，熱波的傳播將被阻礙且反射回對象的外面。反射熱波引起在 外表面上的局部熱量上升。紅外攝像機可用于捕獲熱圖像，即在外表面 上的熱圖案。通過分析外表面上的溫差，可以確定缺陷或空隙的位置。

典型的由光學(xué)激勵的熱成像法具有它的局限性。閃光燈將熱波引入 進對象內(nèi)部的能力高度取決于待檢測的對象的光學(xué)屬性。具有高反射率 和低透射率的對象能夠容易地反射離開對象外表面的脈沖光，且允許較 低的熱量被轉(zhuǎn)換并進入對象。因此，進入對象的熱量可能不足以引起可 接受范圍內(nèi)、采用熱成像攝像機能夠容易看見的表面溫差。

此外，由光學(xué)激勵的熱成像法容易受環(huán)境反射以及表面幾何形狀的 影響，且并不能用于具有復(fù)雜形狀和曲率的對象。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一種形式中，提供了一種熱成像檢測系統(tǒng)，其包括熱源、 熱成像裝置，以及分析裝置。熱源被配置成可移除地附接至對象的外表 面。熱成像裝置獲得對象的熱圖像。分析裝置基于熱圖像確定對象中缺 陷的位置。

在本發(fā)明的另一個形式中，檢測對象的方法包括：可移除地將熱源 附接至對象的外表面；激勵熱源來產(chǎn)生熱量；通過熱傳導(dǎo)，將熱量傳遞 至對象的外表面；獲取外表面的熱圖像；以及基于熱圖像來確定對象中 的缺陷的位置。

在另一個形式中，檢測對象的方法包括：通過熱傳導(dǎo)經(jīng)由對象的外 表面將熱量引入到對象中；獲取外表面的熱圖像；以及基于熱圖像來確 定對象中缺陷的位置。

進一步的應(yīng)用領(lǐng)域從本文中提供的說明中變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解 的是，說明和具體示例僅僅是用于說明的目的，并不旨在限制本發(fā)明的 范圍。

附圖說明

為了可以更好地理解本發(fā)明，借助于示例給出，在此將描述其多種 形式，參考附圖，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的熱成像檢測系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的熱成像檢測系統(tǒng)的像素加熱器的橫 截面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的熱成像檢測系統(tǒng)的像素加熱器的平 面圖；以及

圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)檢測對象的方法的流程圖。

本文所述的附圖僅僅用于說明的目的，并不旨在以任何方式來限制 本發(fā)明的范圍。

具體實施方式

以下的說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，且并不旨在限制本發(fā)明、應(yīng) 用或用途。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的熱成像檢測系統(tǒng)10包括像素加熱器12 和控制系統(tǒng)14。控制系統(tǒng)14包括用于控制像素加熱器12的加熱器控制 器16、獲取像素加熱器12的熱圖像的成像裝置18，以及確定對象26中 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(諸如缺陷或空隙24)的位置的分析裝置20。像素加熱器12 形成為片狀結(jié)構(gòu)并且可移除地附接到對象26的外表面28。術(shù)語“片狀” 在本文被定義為板、大體上扁平的材料片。片狀結(jié)構(gòu)可以因此具有許多 整體形狀，諸如矩形、正方形、圓形、三角形等，或可以定制形狀以配 合特定對象26。優(yōu)選地，加熱器12的片狀結(jié)構(gòu)是柔性的以適合正被分析 的對象26的輪廓。同樣地，片狀結(jié)構(gòu)本身可以包括用于特定應(yīng)用的輪廓 (即，大體上對應(yīng)于對象26的輪廓)，更相似地，材料片是波狀外形， 并形成衣服的形狀以配合人類的外形。