[發明專利]一種熱柵格掃描熱成像無損檢測方法

有效

• 申請號: 201910325240.1
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110044963B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 張偉旭;曲直;張家宬
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N25/72
• 分類號: G01N25/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種熱柵格掃描熱成像無損檢測方法，其特征在于，通過熱像儀記錄柵格熱源在薄膜表面形成的穩態熱波的溫度信號，對薄膜內部的水平和豎直方向的裂紋進行檢測；

該方法具體包括以下步驟：

步驟一：采用柵格熱源在薄膜表面形成均勻柵格分布的熱源, 在薄膜表面形成均勻強度正弦柵格分布的熱源：A*Sin(W*x+U*t+ψ ), 其中，A 為熱源的幅值，W是空間頻率，U是時間頻率，x是薄膜表面移動方向的坐標，t為時間，ψ為相位，此為熱波輸入信號；

步驟二：固定熱像儀，使柵格熱波平行薄膜表面勻速移動，用熱像儀記錄薄膜表面溫度信號，通過熱像儀信號重新識別出薄膜表面各點的溫度信號，并通過數據擬合出各點的熱波信號A₀*Sin(w₀*x+u₀*t)+ψ₀，主要獲取熱波幅值A₀，和相位ψ₀，此熱波為輸出信號;

步驟三：通過使用MATLAB數據處理程序分析溫度信號，擬合出薄膜表面各點溫度信號的幅值和相位；

步驟四：畫出檢測結果的相位圖和幅值圖，通過對比表面熱波信號的幅值和相位，尋找幅值或相位產生突變處，即可檢測出裂紋所在位置；

針對輸出信號A₀*Sin(w₀*x+u₀*t)+ψ₀中的四個參數A₀、w₀、u₀和ψ₀，所述的MATLAB數據處理程序是基于四參數擬合法，其中，初相位的確定方法為：先隨意取一個較小的值，然后將擬合的結果再代入作為初值，結果收斂，說明初相位對擬合結果的影響較小，由于熱傳導達到穩態后，直流分量影響極小，因此可以取一個比較小的值0~1作為初值，得到相位初值后，根據正弦函數的特點，即可得到其他所需參數值；

所述的步驟四中，在對由紅外熱像儀所拍攝的溫度分布圖處理后，得到能反映裂紋信息的相位圖和幅值圖；

所述柵格熱源包括采用激光光源形成均勻的多條紋光柵、采用平行電熱絲平鋪后形成平行熱柵格、通過投影儀投影成穩定光柵或在均勻熱盤表面布置平行分布的冷卻管道。