[发明专利]一种热成像检测中的亚表面缺陷形状重构方法

摘要

本发明公开了一种热成像检测中的亚表面缺陷形状重构方法，分为热响应信号的采集过程、有缺陷区域和无缺陷区域相位差求解过程，以及采用包络线对缺陷形状重构过程三部分。采用线热源对试件进行线扫描，然后对采集的加热源位置的数据进行傅里叶分析，求出其他位置和无缺陷处对应的相位差，根据相位差反演出缺陷的深度，然后根据各个位置线扫描的结果即求得的深度做包络线，最终根据包络线估计缺陷的形状。本发明能够对不规则缺陷的形状进行估计和重构，有利于对缺陷进行量化评估，解决了采用面激励时对此类缺陷的定量分析问题。

主权项

1.一种热成像检测中的亚表面缺陷形状重构方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、热响应信号的采集采用线热源的激励线圈对试件无缺陷处进行加热，记录线圈处热图像中指定像素点的热响应信号I0；然后令激励线圈和红外热像仪的位置固定不动，从试件边缘位置开始依次进行加热，记录线圈处热图像中，与指定像素点同一像素位置像素点的热响应信号Ik；每次加热之后等待几分钟，待试件温度趋于均匀之后，采用五相步进电机以设定步长沿线热源的激励线圈的垂直方向移动试件即线扫描，并开始下一次加热及记录，这样得到一组热响应信号Ik，k＝1,2,…,K，K为加热记录次数；(2)、相位差的求解采集得到的热响应信号的频域信息中含有大量的谐波分量，采用傅里叶变换对每一热响应信号从时域转换到频域，将其分解为无限个不同正弦谐波分量的叠加；选取试件无缺陷处获得的指定像素点的热响应信号I0中幅度值最大的频率f0，计算其他加热源位置处指定像素点的热响应信号Ik在频率f0的相位差△Pk，各位置的相位差△Pk依据位置进行排列，构成相位差分布图；(3)、缺陷形状的重构对于每一加热源位置，根据其相位差△Pk反演出加热源位置的深度，然后以加热源位置处为圆心，以求得的对应深度为半径做半圆，所有半圆的包络线即构成缺陷重构轮廓图，在缺陷重构轮廓图中包含有缺陷的深度信息，然后结合相位差分布图，重构出缺陷的形状。