[發明專利]基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201610107271.6
• 申請日: 2016-02-27
• 公開（公告）號: CN105738414A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 劉俊巖;王飛;王揚
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N25/72
• 分類號: G01N25/72;G01J5/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明適用于航空航天、微電子、核電等領域的復合材料缺陷檢測與定量評價。

背景技術

由于復合材料優異的力學性能與熱學性能，使其在國防科技工業領域得到廣泛的應用，但由于復合材料在制備過程中工藝復雜，容易造成多種缺陷（如脫粘、纖維斷裂及局部裂縫等），進而對國防工業產品安全穩定性造成嚴重隱患。在無損檢測領域，紅外熱波成像檢測特別適用于復合材料檢測，同時具有非接觸、無損傷、直觀、探測面積大及效率高等優勢，因此，紅外熱波成像檢測方法在國防科技工業及民用工業產品檢測領域具有廣泛的應用前景。

紅外相機是紅外熱波成像檢測系統核心部件，由于紅外相機對熱輻射探測靈敏度與探測器所處溫度有關，所以又分為制冷型紅外相機和非制冷型紅外相機。制冷型相機由于其造價昂貴，長期以來一直較多的適用于科研研究，而非制冷型相機由于造價低廉且易于攜帶，主要用于工業設備及產品的被動式在線檢測，但探測結果分辨率低。

發明內容

本發明目的是克服目前紅外熱成像檢測造價高昂與技術的不足，提供了一種基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置及方法。

本發明所述基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置，它包括非制冷型紅外相機、實時顯示器、計算機、小型函數發生器、功率放大器、四只鹵素燈管和三維移動臺；

測試樣件置于三維移動臺上，四只鹵素燈管同時照射測試樣件，非制冷型紅外相機對測試樣件進行實時圖像數據采集；

非制冷型紅外相機的顯示信號輸出端通過AV視頻輸出線與實時顯示器的顯示信號輸入端相連接；

非制冷型紅外相機的數據信號輸出端通過USB3.0圖像采集信號線與計算機的數據信號輸入端相連接，計算機的控制信號輸出端通過USB2.0信號控制線與小型函數發生器的控制信號輸入端相連接，小型函數發生器輸出信號端通過BNC觸發信號線與非制冷型紅外相機的采集控制端相連，小型函數發生器輸出信號端通過BNC觸發信號線與功率放大器的輸入端相連接，功率放大器的輸出端通過電源線與四只鹵素燈管相連。

基于所述基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置來實現的，該方法包括以下步驟

步驟1、確定要測量的材料，將測試樣件放置到三維移動臺上；

步驟2、首先開啟基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測系統，此步驟包括計算機、非制冷型紅外相機、實時顯示器及小型函數發生器設備的開啟；

步驟3、檢查小型函數發生器輸出模擬信號電壓值是否處于0~10V之間，若電壓值超限，則通過計算機控制小型函數發生器，將其電壓值控制在0~10V之間；

步驟4、通過觀察實時顯示器判斷非制冷型紅外相機對焦是否合理，通過調節三維移動臺使圖像成像清晰；

步驟5、計算機輸出的脈沖/調制控制信號通過小型函數發生器輸出，使其控制四只鹵素燈管的光強按調制規律變化，同時此控制信號通過BNC觸發信號線控制非制冷型紅外相機進行實時圖像數據采集；

步驟6、計算機通過USB3.0圖像采集信號線對非制冷型紅外相機采集的圖像序列進行記錄，并通過計算機控制軟件進行圖像數據處理與信號提取，進而進行缺陷識別與判定。

本發明的優點：

（1）本發明采用基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置，可以實現材料完全無損傷、非接觸、高效檢測，同時不受檢測材料尺寸限制；

（2）本發明采用基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置采用的為國產非制冷型紅外相機，進而壓縮了產品成本；

（3）本發明為主動式紅外無損檢測技術，所以相較于被動式紅外無損檢測具有成像分辨率高的優勢。

附圖說明

圖1是本發明所述基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置的結構示意圖；

圖2是相機采集第100幀熱像圖；

圖3是最終檢測缺陷結果示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述基于非制冷型紅外相機的熱波成像檢測裝置，它包括非制冷型紅外相機1、實時顯示器2、計算機3、小型函數發生器4、功率放大器5、四只鹵素燈管6和三維移動臺8；

測試樣件7置于三維移動臺8上，四只鹵素燈管6同時照射測試樣件7，非制冷型紅外相機1對測試樣件7進行實時圖像數據采集；

非制冷型紅外相機1的顯示信號輸出端通過AV視頻輸出線與實時顯示器2的顯示信號輸入端相連接；