一種cfrp層板缺陷的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種CFRP層板缺陷的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法與系統(tǒng)，所述方法為：調(diào)整激光光源擴(kuò)束整形裝置與被測(cè)樣件的空間位置，使激光均勻照射到試樣表面，控制數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生線性調(diào)頻脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)激光功率驅(qū)動(dòng)器，使光纖激光器的功率按照線性調(diào)頻脈沖信號(hào)規(guī)律變化；采集被測(cè)CFRP試樣表面的熱波雷達(dá)信號(hào)；對(duì)采集的表面熱波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行處理，提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，通對(duì)特征信息圖像的處理與分析，提取樣件內(nèi)部缺陷的特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣件內(nèi)部缺陷及損傷的無(wú)損檢測(cè)。所述系統(tǒng)包括光纖激光器、激光功率驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)采集卡、激光光源擴(kuò)束整形裝置、焦平面紅外熱像儀及計(jì)算機(jī)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)CFRP層板缺陷的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】一種CFRP層板缺陷的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用主動(dòng)式紅外熱波檢測(cè)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)CFRP層板缺陷無(wú)損檢測(cè)的方法與系統(tǒng)，尤其涉及了一種紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著材料科學(xué)與工業(yè)檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已成為保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要手段之一。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CarbonFiberReinforcedPolymer/Plastic, CFRP)是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種新型材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶工業(yè)等領(lǐng)域。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在成型與使用過(guò)程中容易產(chǎn)生多種缺陷與損傷，目前CFRP層板缺陷的常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要有射線檢測(cè)(RT)、超聲檢測(cè)(UT)和電磁檢測(cè)(ET)。射線檢測(cè)(RT)不受材料和幾何形狀的限制，對(duì)氣孔、夾渣等體積型缺陷比較敏感，但射線檢測(cè)的設(shè)備投資較大，不易發(fā)現(xiàn)與射線垂直方向上的裂紋，安裝及安全方面有嚴(yán)格的要求，不適于現(xiàn)場(chǎng)原位檢測(cè)，檢測(cè)周期長(zhǎng)，檢測(cè)成本較高。超聲波檢測(cè)(UT)對(duì)缺陷比較敏感，檢測(cè)速度快、定位方便，但對(duì)于小而薄的復(fù)雜零件難以檢測(cè)，需要耦合劑進(jìn)行耦合，形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)難以進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)速度慢，周期長(zhǎng)。電磁檢測(cè)(ET)只用于表面和近表面缺陷檢測(cè)，對(duì)于零件幾何形狀突變引起的邊緣效應(yīng)敏感，容易給出虛假的顯示。這些方法各有所長(zhǎng)，也各有其局限性。主動(dòng)式紅外熱波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有快速、非接觸、無(wú)須耦合、大面積及遠(yuǎn)距離檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件損傷或缺陷深度、各種涂層及夾層結(jié)構(gòu)蒙皮厚度測(cè)量和內(nèi)部材料與結(jié)構(gòu)特性識(shí)另O，適用于檢測(cè)金屬與非金屬材料，不受任何材料特性的限制。紅外鎖相法熱波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的紅外熱波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一，該技術(shù)能夠克服加熱不均、檢測(cè)速度慢等缺點(diǎn)，但采用該技術(shù)檢測(cè)CFRP內(nèi)部不同深度的缺陷時(shí)，需要選擇合適調(diào)制頻率，否則將會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部缺陷的漏檢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法與系統(tǒng)，采用線性調(diào)頻脈沖信號(hào)對(duì)加熱熱源進(jìn)行調(diào)制，克服了鎖相法熱波檢測(cè)技術(shù)的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)CFRP內(nèi)部不同深度缺陷的準(zhǔn)確可靠檢測(cè)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，包括以下步驟:
51、調(diào)整激光光源擴(kuò)束整形裝置與被測(cè)樣件的空間位置，使激光均勻照射到試樣表面，利用BNC數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸出通道端口與激光功率驅(qū)動(dòng)器的模擬調(diào)制信號(hào)輸入端口相連，由計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生線性調(diào)頻脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)激光功率驅(qū)動(dòng)器，使光纖激光器的功率按照線性調(diào)頻脈沖信號(hào)規(guī)律變化；
52、利用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線將計(jì)算機(jī)與焦平面紅外熱像儀連接，利用BNC數(shù)據(jù)線連接數(shù)據(jù)采集卡脈沖信號(hào)輸出端口與焦平面紅外熱像儀的觸發(fā)信號(hào)輸入端口，打開激光器，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)焦平面紅外熱像儀運(yùn)行觸發(fā)控制，采集被測(cè)CFRP試樣表面的熱波雷達(dá)信號(hào)，記錄至少2?3個(gè)周期，為了完整地采集到熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，焦平面紅外熱像儀采樣頻率應(yīng)設(shè)置為線性調(diào)頻信號(hào)最高頻率的5?10倍，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)相應(yīng)目錄下；
S3、對(duì)采集的表面熱波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行處理，提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，利用時(shí)頻域特征信息建立表征CFRP內(nèi)部層板缺陷的特征圖像，通對(duì)特征信息圖像的處理與分析，提取樣件內(nèi)部缺陷的特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣件內(nèi)部缺陷及損傷的快速、準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)。
[0005]更具體地，以上所述的一種CFRP層板缺陷紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，所述的步驟SI中，激光光源擴(kuò)束裝置通過(guò)調(diào)整支架調(diào)整入射光線與樣件待檢區(qū)域表面外法線的夾角，其最大夾角應(yīng)小于60°，光纖激光器的調(diào)制方式可以設(shè)置為外部模擬調(diào)制方式或外部TTL調(diào)制方式。
[0006]更具體地，以上所述的一種CFRP層板缺陷紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，所述的步驟S2中，通過(guò)焦平面紅外熱像儀的觸發(fā)控制實(shí)現(xiàn)積分時(shí)間及采樣頻率的設(shè)置，焦平面紅外熱像儀的采集觸發(fā)模式可以設(shè)置為外部觸發(fā)或內(nèi)部觸發(fā)，當(dāng)設(shè)置為外部觸發(fā)模式時(shí)，焦平面紅外熱像儀的圖像采集動(dòng)作將由觸發(fā)信號(hào)輸入端口的脈沖信號(hào)觸發(fā)，當(dāng)設(shè)置為內(nèi)部觸發(fā)模式時(shí)，焦平面紅外熱像儀的采樣幀頻將由焦平面紅外熱像儀的內(nèi)部采樣時(shí)鐘控制。
[0007]更具體地，以上所述的一種CFRP層板缺陷紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，所述的步驟S3中，采用相關(guān)算法(時(shí)域信號(hào)處理分析的常用算法)、希爾伯特變換算法及傅立葉變換算法提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，利用時(shí)頻域特征圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣件內(nèi)部缺陷及損傷的快速、準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)。
[0008]一種紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，包括光纖激光器、激光功率驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)采集卡、激光光源擴(kuò)束整形裝置、焦平面紅外熱像儀及計(jì)算機(jī)，其中:
所述光纖激光器與激光功率驅(qū)動(dòng)器用以為檢測(cè)提供穩(wěn)定的熱源；
所述數(shù)據(jù)采集卡用以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的輸出與采集，具有可編程函數(shù)接口，能夠產(chǎn)生焦平面紅外熱像儀采集圖像所需的脈沖觸發(fā)信號(hào)；
所述激光光源擴(kuò)束整形裝置用以對(duì)光纖激光器輸出的激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直、擴(kuò)束及整形，本發(fā)明的激光擴(kuò)束整形裝置是根據(jù)熱播雷達(dá)成像檢測(cè)需要由準(zhǔn)直鏡、工程漫射體、套管與轉(zhuǎn)接環(huán)依次組裝而成；
所述焦平面紅外熱像儀用以采集被測(cè)試樣的表面熱圖；
所述計(jì)算機(jī)通過(guò)控制數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)的輸出與采集，控制焦平面紅外熱像儀采集被測(cè)試樣表面熱波雷達(dá)信號(hào)，提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，并形成特征圖像，確定缺陷的形狀、尺寸與位置等信息；
所述激光光源擴(kuò)束裝置與光纖激光器連接，光纖激光器與激光功率驅(qū)動(dòng)器相連，數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸出通道端口與激光功率驅(qū)動(dòng)器的模擬調(diào)制信號(hào)輸入端口相連，數(shù)據(jù)采集卡脈沖信號(hào)輸出端口與焦平面紅外熱像儀的觸發(fā)信號(hào)輸入端口連接，計(jì)算機(jī)分別與數(shù)據(jù)采集卡和焦平面紅外熱像儀連接。
[0009]本發(fā)明中，采用焦平面紅外熱像儀像素320 X 256，熱靈敏度20mK，全幅最大采樣頻率為170Hz。
[0010]本發(fā)明中，采用半導(dǎo)體光纖激光器作為激勵(lì)熱源，激光波長(zhǎng)808nm，最高功率50W，最高調(diào)制頻率為IOOkHz。
[0011]本發(fā)明中，采用數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生模擬調(diào)制信號(hào)，最高采樣率為250 kS/s。
[0012]本發(fā)明中，采用準(zhǔn)直鏡對(duì)激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后，光束直徑為7.5mm，采用工程漫射體對(duì)準(zhǔn)直后的光束進(jìn)行整形，整形后，光束發(fā)散角為20°。
[0013]本發(fā)明中，采用焦平面紅外熱像儀完成熱波雷達(dá)信號(hào)的采集，采用相關(guān)算法、希爾伯特變換算法及傅立葉變換算法實(shí)現(xiàn)熱波雷達(dá)信號(hào)時(shí)頻域特征的提取，并形成特征圖像，在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)特征圖像的處理與分析，實(shí)現(xiàn)樣件內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢測(cè)。
[0014]本發(fā)明通過(guò)對(duì)焦平面紅外熱像儀采集的紅外圖像序列進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)，紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法是一種利用數(shù)字信號(hào)處理方法提取表面熱波雷達(dá)信號(hào)特征信息并進(jìn)行分析的方法，它結(jié)合了信息處理技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的長(zhǎng)處。針對(duì)CFRP內(nèi)部層板缺陷，利用紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，可同時(shí)得到的樣件表面熱波雷達(dá)信號(hào)多個(gè)特征信息，并進(jìn)行缺陷的識(shí)別和探測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)CFRP內(nèi)部層板缺陷的快速及準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)示意圖；
圖2為激光擴(kuò)束裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0017]如圖1所示，紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法是利用計(jì)算機(jī)軟件處理紅外圖像序列實(shí)現(xiàn)樣件內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢測(cè)。圖中焦平面紅外熱像儀18與計(jì)算機(jī)14的以太網(wǎng)接口連接，利用計(jì)算機(jī)14完成焦平面紅外熱像儀18的初始化及圖像顯示。激光光源擴(kuò)束整形裝置4將激光照射到被測(cè)樣件I表面，數(shù)據(jù)采集卡11通過(guò)信號(hào)線13與激光功率驅(qū)動(dòng)器15相連，控制光纖激光器6光強(qiáng)按照線性調(diào)頻規(guī)律變化。入射光照射到被測(cè)樣件I表面，產(chǎn)生線性調(diào)頻熱波2。記錄被測(cè)樣件I表面產(chǎn)生的表面熱波雷達(dá)信號(hào)，并提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息和形成特征圖像，對(duì)特征圖像進(jìn)行處理與分析，提取被測(cè)樣件I內(nèi)部缺陷特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)樣件I內(nèi)部缺陷及損傷的快速、準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)。
[0018]本發(fā)明的具體實(shí)施包括三個(gè)部分:線性調(diào)頻規(guī)律調(diào)制的激光光源激勵(lì)、焦平面紅外熱像儀采集圖像序列和熱波雷達(dá)信號(hào)處理與特征圖像分析。
[0019]一、線性調(diào)頻規(guī)律調(diào)制的激光光源激勵(lì)步驟
步驟1:按照?qǐng)D2將工程漫射體19、套管20、準(zhǔn)直鏡21與轉(zhuǎn)接環(huán)22依次組裝激光光源擴(kuò)束整形裝置4，通過(guò)光纖5 (SMA905)與光纖激光器6連接，激光光源擴(kuò)束整形裝置4與焦平面紅外熱像儀18的鏡頭保持在同一平面內(nèi)；
步驟2:調(diào)整激光光源擴(kuò)束整形裝置4的入射角度，保證入射光盡可能照射到被測(cè)樣件I的待檢區(qū)域內(nèi)；
步驟3:數(shù)據(jù)采集卡11的模擬信號(hào)輸出端通過(guò)信號(hào)線13與激光功率驅(qū)動(dòng)器15的模擬調(diào)制信號(hào)輸入端相連，通過(guò)USB數(shù)據(jù)線12將數(shù)據(jù)采集卡11與計(jì)算機(jī)14相連；
步驟4:將光纖激光器6通過(guò)第一電源線7與激光功率驅(qū)動(dòng)器15相連，將光纖激光器6的半導(dǎo)體制冷器通過(guò)第二電源線8與激光功率驅(qū)動(dòng)器15相連，打開激光功率驅(qū)動(dòng)器15的電源開關(guān)10，將激激光功率驅(qū)動(dòng)器15設(shè)置為外部模擬調(diào)制模式，設(shè)置線性調(diào)頻脈沖信號(hào)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)光纖激光器6發(fā)出的光強(qiáng)按照線性調(diào)頻脈沖規(guī)律變化。
[0020]二、焦平面紅外熱像儀采集圖像序列步驟
步驟1:將焦平面紅外熱像儀18通過(guò)第一數(shù)據(jù)線16與計(jì)算機(jī)14上的以太網(wǎng)接口連接，將焦平面紅外熱像儀18通過(guò)第二數(shù)據(jù)線17與數(shù)據(jù)采集卡11上的脈沖信號(hào)輸出端口連接；步驟2:通過(guò)計(jì)算機(jī)14與數(shù)據(jù)采集卡11完成焦平面紅外熱像儀18的初始化設(shè)置及實(shí)時(shí)圖像顯示，調(diào)節(jié)焦平面紅外熱像儀18的調(diào)焦鏡頭，保證被測(cè)樣件I的待檢測(cè)區(qū)域在計(jì)算機(jī)15的屏幕上清晰可見(jiàn)；
步驟3:打開激光功率驅(qū)動(dòng)器15的輸出開關(guān)9，使光纖激光器6的入射光強(qiáng)按線性調(diào)頻脈沖規(guī)律激勵(lì)被測(cè)樣件I產(chǎn)生表面熱波雷達(dá)信號(hào)2 ；
步驟4:通過(guò)焦平面紅外熱像儀18的圖像采集對(duì)被測(cè)樣件I待檢區(qū)域表面產(chǎn)生的熱波雷達(dá)信號(hào)3進(jìn)行記錄，記錄2?3個(gè)周期，為了完整地獲取到熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，焦平面紅外熱像儀18采樣頻率應(yīng)設(shè)置為線性調(diào)頻信號(hào)最高頻率的5?10倍，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)15相應(yīng)目錄下。
[0021]三、熱波雷達(dá)信號(hào)處理與特征圖像分析步驟
步驟1:采用相關(guān)算法、希爾伯特變換算法及傅立葉變換算法對(duì)采集的熱波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行處理與分析，提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，并形成特征圖像；
步驟2:通過(guò)對(duì)特征圖像進(jìn)行圖像處理與分析，提取被測(cè)樣件I內(nèi)部缺陷的特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)樣件I檢測(cè)區(qū)域內(nèi)部缺陷及損傷的快速、準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)。
[0022]四、無(wú)損檢測(cè)實(shí)例
為了說(shuō)明該方法的實(shí)際檢測(cè)效果，進(jìn)行了 CFRP樣件的無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。
[0023]CFRP件的無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn):制作CFRP模擬分層缺陷試樣,缺陷最大深度為2mm,最小直徑為4mm。激光光源激勵(lì)參數(shù):功率30W，線性調(diào)頻信號(hào)的初始頻率0.01Hz，終止頻率
0.1Hz，脈沖周期為IOOs ;焦平面紅外熱像儀的記錄參數(shù):采樣頻率50Hz，采樣時(shí)間200s。
[0024]實(shí)際檢測(cè)結(jié)果為:CFRP樣件實(shí)際檢測(cè)的缺陷形狀可準(zhǔn)確的識(shí)別，未出現(xiàn)缺陷漏檢現(xiàn)象，探測(cè)缺陷深度值與實(shí)際值相接近，最大誤差<8%。采用本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)CFRP樣件內(nèi)部缺陷及損傷的快速、準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 51、調(diào)整激光光源擴(kuò)束整形裝置與被測(cè)樣件的空間位置，使激光均勻照射到試樣表面，利用BNC數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸出通道端口與激光功率驅(qū)動(dòng)器的模擬調(diào)制信號(hào)輸入端口相連，由計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生線性調(diào)頻脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)激光功率驅(qū)動(dòng)器，使光纖激光器的功率按照線性調(diào)頻脈沖信號(hào)規(guī)律變化； 52、利用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線將計(jì)算機(jī)與焦平面紅外熱像儀連接，利用BNC數(shù)據(jù)線連接數(shù)據(jù)采集卡脈沖信號(hào)輸出端口與焦平面紅外熱像儀的觸發(fā)信號(hào)輸入端口，打開激光器，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)焦平面紅外熱像儀運(yùn)行觸發(fā)控制，采集被測(cè)CFRP試樣表面的熱波雷達(dá)信號(hào)，記錄至少2~3個(gè)周期，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)相應(yīng)目錄下； 53、對(duì)采集的表面熱波雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行處理，提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，利用時(shí)頻域特征信息建立表征CFRP內(nèi)部層板缺陷的特征圖像，通對(duì)特征信息圖像的處理與分析，提取樣件內(nèi)部缺陷的特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣件內(nèi)部缺陷及損傷的快速、準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述激光光源擴(kuò)束整形裝置通過(guò)調(diào)整支架調(diào)整入射光線與樣件待檢區(qū)域表面外法線的夾角，其最大夾角應(yīng)小于60。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述光纖激光器的調(diào)制方式設(shè)置為外部模擬調(diào)制方式或外部TTL調(diào)制方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述焦平面紅外熱像儀采樣頻率設(shè)置為線性調(diào)頻信號(hào)最高頻率的5~10倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述焦平面紅外熱像儀的采集觸發(fā)模式設(shè)置為外部觸發(fā)或內(nèi)部觸發(fā)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述焦平面紅外熱像儀的像素為320 X 256，熱靈敏度為20mK，全幅最大采樣頻率為170Hz。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述光纖激光器的激光波長(zhǎng)為808nm，最高功率為50W，最高調(diào)制頻率為IOOkHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集卡最高采樣率為250 kS/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于所述激光光源擴(kuò)束整形裝置由準(zhǔn)直鏡、工程漫射體、套管與轉(zhuǎn)接環(huán)依次組裝而成；采用準(zhǔn)直鏡對(duì)激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后，光束直徑為7.5mm，采用工程漫射體對(duì)準(zhǔn)直后的光束進(jìn)行整形，整形后，光束發(fā)散角為20°。
10.一種紅外熱波雷達(dá)成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括光纖激光器、激光功率驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)采集卡、激光光源擴(kuò)束整形裝置、焦平面紅外熱像儀及計(jì)算機(jī)，其中: 所述光纖激光器與激光功率驅(qū)動(dòng)器用以為檢測(cè)提供穩(wěn)定的熱源； 所述數(shù)據(jù)采集卡用以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的輸出與采集，具有可編程函數(shù)接口，能夠產(chǎn)生焦平面紅外熱像儀采集圖像所需的脈沖觸發(fā)信號(hào)； 所述激光光源擴(kuò)束整形裝置用以對(duì)光纖激光器輸出的激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直、擴(kuò)束及整形； 所述焦平面紅外熱像儀用以采集被測(cè)試樣的表面熱圖；所述計(jì)算機(jī)通過(guò)控制數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)的輸出與采集，控制焦平面紅外熱像儀采集被測(cè)試樣表面熱波雷達(dá)信號(hào)，提取熱波雷達(dá)信號(hào)的時(shí)頻域特征信息，并形成特征圖像，確定缺陷信息。
【文檔編號(hào)】G01N25/72GK103926274SQ201410162717
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】劉俊巖, 龔金龍, 王揚(yáng), 秦雷, 宋鵬 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)