Способ анализа результатов активного теплового неразрушающего контроля изделий из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий методом теплового контроля и может быть использовано для повышения надежности диагностики при ручном и автоматизированном активном тепловом контроле изделий из полимерных композиционных материалов. Способ включает проведение тепловизионной съемки поверхности изделия под внешней стимуляцией, измерение интенсивности излучения изделия в инфракрасном спектре, получение массива термограмм. Термограммы преобразуют в числовые матрицы, элементами которых являются значения яркости каждого из пикселей, получают трехмерный числовой массив введением номера термограммы в качестве третьего измерения, применяют робастный метод оценки, основанный на вычислении медианы всевозможных частных углов наклона, получают матрицы скоростей нагрева, затем генерируют искусственную термограмму скоростей нагрева. Технический результат - обеспечение достоверной интерпретации результатов контроля, повышение температурного сигнала дефекта и удаление ложных дефектных областей. 3 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий методом теплового контроля и может быть использовано для повышения надежности диагностики при ручном и автоматизированном активном тепловом контроле изделий из полимерных композиционных материалов.

Изобретение предназначено для обеспечения достоверной интерпретации результатов контроля, повышения температурного сигнала от дефекта и исключения ложных дефектных областей.

Для анализа результатов теплового контроля широко применяется преобразование массива полученных в ходе контроля термограмм в искусственную термограмму, на которой температурный сигнал дефекта максимален.

Известен способ активного одностороннего теплового контроля, основанный на нормализации последовательности термограмм, которая заключается в том, что все термограммы последовательности делят на опорную термограмму (одну из термограмм в начале нагрева), в которой присутствуют оптические помехи, но еще отсутствуют температурные аномалии от дефектов (В.П. Вавилов. Инфракрасная термография и тепловой контроль. - Москва, ИД «Спектр», 2009. С. 570). Недостатком данного метода является то, что в результате его применения температурный сигнал от дефекта на искусственной термограмме не возрастает, что затрудняет процесс расшифровки полученной термограммы.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является метод обработки результатов активного теплового контроля с применением анализа Фурье и метода главных компонент (Применение Фурье-анализа и метода анализа главных компонент для обработки данных динамического теплового контроля [В.П. Вавилов и др.] // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. - 2008. - Т. 312, № 2: Математика и механика. Физика. Приложение: Неразрушающий контроль и диагностика. - С. 279-285). К недостаткам данного метода относятся высокая трудоемкость и невысокое быстродействие в силу сложности алгоритма обработки.

Задачей заявленного изобретения является упрощение процесса анализа результатов теплового контроля при сохранении достоверности выявления дефектов.

Задача решается следующим образом.

Способ анализа результатов активного теплового неразрушающего контроля изделий из полимерных композиционных материалов, включающий проведение тепловизионной съемки поверхности изделия под внешней стимуляцией, измерение интенсивности излучения изделия в инфракрасном спектре, получение массива термограмм, отличающийся тем, что термограммы преобразуют в числовые матрицы, элементами которых являются значения яркости каждого из пикселей, получают трехмерный числовой массив введением номера термограммы в качестве третьего измерения, применяют робастный метод оценки, основанный на вычислении медианы всевозможных частных углов наклона, получают матрицу скоростей нагрева, затем генерируют искусственную термограмму скоростей нагрева.

В результате активного теплового контроля изделий из ПКМ получают массив термограмм, разрешение которых соответствует разрешению матрицы тепловизора. Количество термограмм в массиве зависит от времени нагревания и частоты регистрации тепловизором. Пример термограмм в начале измерения и при нагреве приведен на фиг. 1.

На первом этапе анализа результатов термограммы преобразовывают в числовые матрицы, элементами которых являются значения яркости каждого из пикселей. Затем из полученных числовых матриц получают трехмерный числовой массив, вводя номер термограммы в качестве третьего измерения. На фиг. 2 представлена зависимость яркости двух случайно выбранных пикселей от времени нагревания образца.

Наклон касательной к графику после точки изгиба (фиг. 2) определяется скоростью нагрева соответствующего участка образца. Для дальнейшего преобразования применяют робастный метод оценки, основанный на вычислении медианы всевозможных частных углов наклона:

при i < j,

где yj, уi - значения яркости пикселя на термограммах с номерами i, j,

xj, xi - порядковые номера термограмм i, j.

Такой подход избавляет от необходимости определять точку начала нагрева (точка изгиба). В результате применения алгоритма получают матрицу скоростей нагрева (углов наклона).

На последнем этапе полученная числовая матрица скоростей нагрева (углов наклона) визуализируется (по значениям матрицы генерируется искусственная термограмма) с использованием различных фильтров (числа градаций по яркости). Примеры такой визуализации приведены на фиг. 3.

В результате применения описанного способа анализа существенно повышается температурный сигнал от дефектов, уменьшаются шумы, облегчается процесс поиска дефектных областей. Описанный способ имеет существенно меньшую трудоемкость, чем имеющиеся аналоги, и вследствие простоты алгоритма обладает большим быстродействием.

Способ анализа результатов активного теплового неразрушающего контроля изделий из полимерных композиционных материалов, включающий проведение тепловизионной съемки поверхности изделия под внешней стимуляцией, измерение интенсивности излучения изделия в инфракрасном спектре, получение массива термограмм, отличающийся тем, что термограммы преобразуют в числовые матрицы, элементами которых являются значения яркости каждого из пикселей, получают трехмерный числовой массив введением номера термограммы в качестве третьего измерения, применяют робастный метод оценки, основанный на вычислении медианы всевозможных частных углов наклона, получают матрицу скоростей нагрева, затем генерируют искусственную термограмму скоростей нагрева.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к воспроизведению тепловых режимов головной части (обтекатель) ракеты в наземных условиях.

Изобретение относится к области технологических процессов и может быть использовано для лазерного отжига пластин из полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов.

Изобретение относится к области технологических процессов и может быть использовано для лазерного отжига пластин из полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов.

Группа изобретений относится к области измерительной техники, а именно к способу контроля качества композитных броневых преград из ткани и устройству для его осуществления.

Изобретение относится к области технической физики, а именно к способам исследования теплозащитных свойств высокотемпературных покрытий и устройствам для их осуществления, и может быть использовано при испытаниях высокотемпературных покрытий деталей преимущественно газотурбинных двигателей (ГТД).

Изобретение относится к строительной области, включая дорожное строительство, а также к смежным областям и непосредственно касается методов и устройств, используемых для определения устойчивости покрытий, применяемых в условиях воздействия климатических перепадов температур и воздействия противогололедных материалов.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля вращающихся элементов авиационного двигателя. Объектами изобретения являются система и способ обнаружения дефектов на объекте, содержащий этапы, на которых: формируют изображение (13), характеризующее указанный объект (11), на основании сигналов (9), связанных с объектом, разбивают указанное изображение на участки (15) в соответствии с самоадаптирующимися разрешениями и вычисляют расхождения между различными участками для обнаружения аномального участка, указывающего на возможность повреждения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценки стабильности технологии изготовления сложных пространственных конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ).

Изобретение относится к электронной промышленности, в частности к средствам и методам тестирования электронных компонентов, в том числе при их производстве. Предложен способ тестирования электронных компонентов, включающий следующие этапы: осуществляют размещение по меньшей мере одного тестируемого электронного компонента на заданной позиции в емкости для тестирования; осуществляют опускание термогруппы, смонтированной над контактной поверхностью с контактными прессорами, расположенными в соответствии с расположением электронных компонентов, и содержащей по меньшей мере один элемент Пельтье, на указанный по меньшей мере один электронный компонент, причем прессоры соприкасаются с электронными компонентами без зазора; осуществляют управление питанием указанной термогруппы для достижения заданной температуры по меньшей мере одним указанным элементом Пельтье и по меньшей мере одним электронным компонентом, при этом изменение температуры при помощи прессоров происходит за счет теплопроводности; осуществляют тестирование параметров по меньшей мере одного электронного компонента при заданной температуре; прекращают тестирование электронных компонентов с последующим подъемом термогруппы и извлечением по меньшей мере одного электронного компонента из емкости для тестирования.

Группа изобретений относится к диагностике систем управления и контроля в промышленных процессах. Способ проведения диагностики с помощью полевого устройства и идентификации в ответ на это диагностируемого состояния в промышленном процессе, содержит этапы, на которых: измеряют инфракрасные излучения из места в промышленном процессе с помощью матрицы инфракрасных датчиков, содержащей множество инфракрасных датчиков; сравнивают выходной сигнал с первого участка матрицы датчиков с выходным сигналом со второго участка матрицы датчиков; в ответ на сравнение предоставляют выходной сигнал, указывающий диагностируемое состояние, на основе соотношения между выходным сигналом от первого участка матрицы датчиков и выходным сигналом от второго участка матрицы датчиков, определенного на этапе сравнения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения скорости и температуры раскаленных газовых потоков, включая пламена.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для автоматического контроля размеров, шероховатости поверхности и температуры изделий. Технический результат – повышение точности измерений.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и касается способа измерения пороговой разности температур инфракрасного матричного фотоприемного устройства.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения повышенной сейсмической активности. Сущность: регистрируют тепловые аномалии земной поверхности и атмосферы пассивным СВЧ-радиометром, установленным на борту космического аппарата.

Изобретение относится к способу бесконтактного определения температуры движущегося объекта, имеющего неизвестный уровень излучения, в особенности объекта в виде металлического провода, транспортируемого вдоль его продольной оси.

Изобретение относится к оптоэлектронным измерительным устройствам и может быть использовано для бесконтактного измерения температуры объекта по его излучению. Устройство включает фокусирующую оптическую систему (2), фотодетектор (1), совмещенный с изображением измеряемой области (4) объекта (5), по меньшей мере три полупроводниковых излучателя (3) видимого диапазона спектра, расположенных вокруг оптической оси фокусирующей оптической системы (2).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения исправности бурового оборудования. Описывается система и способ определения исправности бурового оборудования.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит вакуумную камеру, исследуемый образец, механизм вращения образца, два плоских омических нагревателя с расположенными в них датчиками температуры и тепловых потоков.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании излучательных свойств материалов. Способ измерения интегральной излучательной способности заключается в закреплении в отдельной камере исследуемого образца твердого тела, нагревании указанного образца до установленной температуры T на его поверхности и регистрации термоприемником лучистой энергии, испускаемой с поверхности исследуемого образца.

Изобретение относится к области измерений температуры тонких поверхностных слоев, в частности пористого диэлектрического слоя в химической промышленности (катализ), при изготовлении оптических и химических сенсоров, а так же в процессе криогенного травления диэлектриков в технологии микроэлектроники.

Изобретение относится к способам определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) и может быть использовано при исследованиях в области аэродинамики, баллистики и т.д.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий методом теплового контроля и может быть использовано для повышения надежности диагностики при ручном и автоматизированном активном тепловом контроле изделий из полимерных композиционных материалов. Способ включает проведение тепловизионной съемки поверхности изделия под внешней стимуляцией, измерение интенсивности излучения изделия в инфракрасном спектре, получение массива термограмм. Термограммы преобразуют в числовые матрицы, элементами которых являются значения яркости каждого из пикселей, получают трехмерный числовой массив введением номера термограммы в качестве третьего измерения, применяют робастный метод оценки, основанный на вычислении медианы всевозможных частных углов наклона, получают матрицы скоростей нагрева, затем генерируют искусственную термограмму скоростей нагрева. Технический результат - обеспечение достоверной интерпретации результатов контроля, повышение температурного сигнала дефекта и удаление ложных дефектных областей. 3 ил.

Наверх