熱成像檢測中材料表面熱發(fā)射率影響機理及其抑制方法.pdf

1、現代科技的不斷進步，促使著人們對機械設備以及重大結構的質量安全提出的要求越來越高。紅外熱成像作為一種新型的無損檢測技術，在設備安全運行保障，產品質量控制方面的作用受到越來越高的重視。熱成像檢測中，材料表面熱發(fā)射率發(fā)揮的作用不容小覷。熱發(fā)射率的不均勻分布會導致熱圖像產生虛假的“高低溫”現象，嚴重地影響和干擾了熱成像檢測的結果。目前已有不少國內外學者開始關注抑制熱發(fā)射率的影響，但表面熱發(fā)射率不均勻影響熱成像的本質原因卻常常被忽略。因此，本文

2、研究材料表面熱發(fā)射率對熱成像的影響機理，并在影響機理的基礎上討論有效抑制熱發(fā)射率不均勻的方法。
　　本文基于熱成像無損檢測，利用理論推導、數值仿真、實驗驗證進行熱發(fā)射率影響機理的研究，并從三個角度討論抑制表面熱發(fā)射率不均勻的方法。重點闡述基于圖像區(qū)域信息提取的異常區(qū)域定位法，并利用實驗進行了可行性驗證：該方法在實現較好的抑制熱發(fā)射率不均勻的同時，達到了缺陷特征增強的效果。本文主要研究內容有以下幾個方面：
　　(1)研究熱成像

3、無損檢測系統(tǒng)的基本理論和熱發(fā)射率基本情況，并探究熱發(fā)射率對熱成像的影響。由紅外熱成像理論基礎，分析理解紅外熱成像無損檢測技術檢測缺陷原理。從理論和實驗結果兩個方面，分析熱發(fā)射率對熱成像的影響形式。
　　(2)建立有限差分熱傳遞模型，討論熱發(fā)射率影響機理。基于有限差分方法和熱傳遞基本理論建立熱傳遞仿真模型。在熱傳遞模型的基礎上，結合數值仿真和實驗，驗證熱發(fā)射率對溫度的影響可以忽略?；谠摻Y論，深入剖析熱發(fā)射率影響熱成像的本質，即材料

4、表面熱發(fā)射率是以幅值的形式影響熱成像檢測結果，并未改變其信號隨時間的變化規(guī)律。
　　(3)探索在熱成像檢測中抑制材料表面熱發(fā)射率不均勻的方法?；跓岚l(fā)射率與溫度的關系，分別從溫度與熱發(fā)射率分離、曲線形態(tài)相似性以及圖像區(qū)域信息提取三個方面討論抑制表面熱發(fā)射率不均勻的方法。由于前兩個方面存在或效率低下或丟失原始信號幅值信息等問題，因此本文重點從一種新的分析思維——圖像區(qū)域信息提取，來研究抑制熱發(fā)射率的異常區(qū)域定位法。實驗測試表明，該方