专利名称：基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法
技术领域：
本发明涉及无损探伤检测技术领域，特别是涉及一种红外热波技术，利用对数一阶微分峰值时间测量被测试件厚度或者缺陷深度的方法。
背景技术：
脉冲红外热波无损检测技术是二十世纪九十年代后发展起来的一种无损检测技术。此方法以热波理论为理论依据，通过主动对被检测物体施加脉冲热激励、并采用红外热像仪连续观察和记录物体表面的温场变化，并通过现代计算机技术及图像信息处理技术进行时序热波信号的探测、采集、数据处理和分析，以实现对物体内部缺陷或损伤的定量诊断。缺陷深度或者被测件厚度测量是脉冲红外热波无损检测技术定量测量的一个重要应用，一般都是通过获得温度时间曲线中的某特征时间进行计算。US5711603采用缺陷区域减掉参考区域温度曲线的微分峰值时刻作为特征时间，该专利需要首先选取一个参考区域，这在某些应用中较难实现，且引入了误差。对比度峰值方法采用缺陷区域减掉参考区域温度曲线的峰值时刻作为特征时间，但该峰值时刻受缺陷尺寸等因素影响较大，且同样需要参考区域。对数分离点方法采用温度时间对数曲线中缺陷和非缺陷区域的分离时刻作为特征时间，该方法也需要参考曲线，同时较难准确确定分离点。US6542849对温度时间曲线中选取一段相对线性区域，并拟合获得其斜率，最后根据降温理论公式拟合得到缺陷深度。X.Maldague对温度时间曲线做傅里叶变换，减掉参考曲线后的零值时刻作为特征值。反射式脉冲红外热波技术中有两个常见的热传导方程，对于有限厚平板，方程为:
权利要求
1.一种基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，包括如下步骤: a、采用与被测试件相同的材料制作标准试件，标准试件的缺陷深度已知； b、对标准试件进行加热，获得标准试件表面的热图序列； C、根据获得的热图序列得到标准试件不同缺陷深度下对数温度-对数时间一阶微分曲线，并提取各缺陷深度下对应曲线峰值的时刻t ； d、将缺陷深度平方L2与对应的峰值时刻t线性拟合，得到标准试件的时间-缺陷深度平方线性关系； e、对被测试件重复步骤b和C，得到被测试件对数温度-对数时间一阶微分曲线，曲线峰值时刻为h； f、根据步骤d所获得的线性关系和t1;求出被测试件的缺陷深度U。
2.如权利要求 1所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤b中使用脉冲加热设备进行加热。
3.如权利要求1所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤b中使用红外热像装置获得表面热图序列。
4.如权利要求1所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤b中所述热图序列存储在通用存储器中。
5.如权利要求1所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤c中得到对数温度-对数时间一阶微分曲线的方法为:根据获得的热图序列得到原始的对数温度-对数时间曲线，对其曲线拟合并求对数温度-对数时间一阶微分，得到对数温度-对数时间一阶微分曲线。
6.一种基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，包括如下步骤: a、采用与被测试件相同的材料制作标准试件，标准试件的缺陷深度已知； b、对标准试件进行加热，获得标准试件表面的热图序列； C、根据获得的热图序列得到标准试件不同缺陷深度下对数温度-对数时间一阶微分曲线，并提取各缺陷深度下对应曲线峰值的时刻t ； (W + f t ) / d、一阶微分峰值时间与缺陷深度的关系式J= -—其中η为热波反射次数， πα ，α为热扩散系数。代入已知的α、对应的缺陷深度L和步骤c得到的t，得到公式中参数η值。
e、对被测试件重复步骤b和C，得到被测试件对数温度-对数时间一阶微分曲线，曲线峰值时间h。(w -1- η — 2 )12h和求出的η代入公式 = ^求出被测试件的缺陷深度U。
7.如权利要求6所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤b中使用脉冲加热设备进行加热。
8.如权利要求6所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤b中使用红外热像装置获得表面热图序列。
9.如权利要求6所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤b中所述热图序列存储在通用存储器中。
10.如权利要求6所述的基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，其特征在于，步骤c中得到对数温度-对数时间一阶微分曲线的方法为:根据获得的热图序列得到原始的对数温度-对数时 间曲线，对其曲线拟合并求对数温度-对数时间一阶微分，得到对数温度-对数时间一阶微分曲线。
全文摘要
基于对数一阶微分峰值法的缺陷深度测量方法，包括如下步骤a、采用与被测试件相同的材料制作标准试件，标准试件的缺陷深度已知；b、获得标准试件表面的热图序列；c、得到标准试件不同缺陷深度下对数温度-对数时间一阶微分曲线，并提取各缺陷深度下对应曲线峰值的时刻t；d、将缺陷深度平方L2与对应的峰值时刻t线性拟合，得到标准试件的时间-缺陷深度平方线性关系；e、对被测试件重复步骤b和c，得到被测试件曲线峰值时刻为t1；f、根据步骤d所获得的线性关系和t1，求出被测试件的缺陷深度L1。或根据公式由标准试件得到公式中参数n值；对被测件重复步骤b和c，得到一阶微分峰值时间t1，利用公式求出被测试件的缺陷深度L1。
文档编号G01B11/06GK103148799SQ20131003771
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者曾智, 陶宁, 冯立春, 王迅, 张存林 申请人:首都师范大学, 北京维泰凯信新技术有限公司, 重庆师范大学