[发明专利]一种定量检测设备内部三维缺陷的方法

说明书

本发明涉及定量检测设备内部三维缺陷的方法，包括如下步骤：1)在被测对象的测量表面选K个温度取样点，设定缺陷几何参数向量P；2)根据P的猜测值建立被测对象的传热模型；利用有限元法计算得到K个温度取样点的温度偏差e_k；若e_k满足迭代停止条件，则迭代过程结束，并以猜测值作为P的检测结果；反之，进入步骤3)；3)建立K个温度取样点对应的模糊推理单元；4)建立模糊推理单元的加权综合矩阵，并构造分散模糊推理模块；5)分散模糊推理，根据分散模糊推理结果对P的猜测值进行迭代修正，以修正值替代猜测值；转入步骤2)。利用本发明的方法可定量检测设备内部缺陷的三维几何尺寸和深度信息，实现定量检测。

技术领域

本发明属于材料无损检测技术领域，具体涉及一种定量检测设备内部三维缺陷的方法。

背景技术

许多工业设备长期在高温、高压和高强度交变载荷等恶劣条件下运行，设备在运行过程中形成或本身就存在的内部缺陷，可能引发重大设备故障或安全事故，所以内部缺陷识别对于设备的健康监测及事故预防都有重要意义。

现代无损检测与评价技术，不仅要定性探测缺陷的存在与否，而且更重要的是要给出有关缺陷(大小、位置、形状等)的定量检测结果，对内部缺陷的定量检测，目前多采用射线、超声检测等方式。红外热像无损检测是借助设备自身的发热或施加外部热激励，将设备内部缺陷信息体现在设备表面温度分布上，利用设备表面温度场测量的测量结果，对设备内部缺陷轮廓等相关信息做出判断的一种缺陷探测方式，随着计算机数字信号处理技术的发展，红外热像无损检测作为一种非接触的检测手段，也广泛应用于金属、合金、塑料、陶瓷以及复合材料的内部缺陷检测。

但定量检测水平过低是红外热像无损检测技术目前存在的主要问题，实际应用中，通常利用红外热像技术对被测对象内部缺陷进行定性检测，发现缺陷后往往还需要用其它检测方法进行定量验证。而射线、超声检测等方式受限于其原理，也存在短板，在对复合材料的检测中，因不同材质层的影响容易影响定量验证的准确性。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种定量检测设备内部三维缺陷的方法，解决由设备表面热像信息到设备内部缺陷信息的定量映射问题，实现基于表面热像到设备内部缺陷形状及位置参数的定量重构。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种定量检测设备内部三维缺陷的方法，包括如下步骤：

1)在存在内部缺陷的被测对象的测量表面选择K个温度取样点，设定缺陷几何参数向量P的猜测值Pⁱ，其中，i为迭代次数；

2)根据缺陷几何参数向量P的猜测值Pⁱ，建立被测对象的传热模型；根据传热模型，利用有限元法计算得到K个温度取样点处的温度计算值并与K个温度取样点处的温度的测量值进行比较，产生K个温度取样点的温度偏差e_k(k＝1,2,…,K)；若该温度误差e_k满足迭代停止条件，则迭代过程结束，并以Pⁱ作为缺陷几何参数向量P的检测结果；反之，则进入步骤3)；

3)建立K个温度取样点温度偏差e_k(k＝1,2,…,K)的模糊子集A_l、缺陷几何参数向量P的猜测值Pⁱ的模糊子集B_l，建立模糊子集A_l到模糊子集B_l的模糊推理规则,形成K个温度取样点对应的模糊推理单元FIU_k(k＝1,2,…,K)；

4)建立模糊推理单元FIU_k(k＝1,2,…,K)的加权综合矩阵Λ，并利用模糊推理单元FIU_k(k＝1,2,…,K)和加权综合矩阵Λ构造分散模糊推理模块DFIM；