浅谈红外热成像技术在航空无损检测中的应用

红外热成像无损检测技术研究发展现状作者：魏嘉呈刘俊岩何林王扬何宇来源：《哈尔滨理工大学学报》2020年第02期摘要：紅外热成像无损检测技术是近年来发展较快的一种新型数字化无损检测技术，因为其具有便捷、高效、直观、探测面积大以及远距离非接触探测等优点广泛应用于航天航空、军事、电池、电力、电子、建筑、医疗、文物保护等诸多领域。

本文主要对红外热成像无损检测技术中卤素灯、超声波、激光、脉冲光等几种主要热激励方法的特点及研究现状进行了介绍与对比，同时也介绍了红外热成像无损检测图像序列处理技术申热信号重建理论、锁相法、相位法、主成分分析法、动态热层析法、相似光流法等处理方法的研究现状，最后展望了红外热成像无损检测技术的未来发展趋势。

关键词：无损检测;红外;热激励;热波成像DOI：10.15938/j.jhust.2020.02.009中图分类号：TGll5.28;TN219文献标志码：A文章编号：1007-2683（2020）02-0064-090 引言无损检测技术作为一种灵活、快捷的通用技术，已广泛应用于航天航空、军事、电池、电力、电子、建筑、医疗、文物保护等诸多领域。

红外热成像无损检测技术作为一门跨学科、跨应用领域的通用型实用技术，是对传统无损检测技术的有效替代和补充。

红外热成像无损检测技术（infrared thermogra-phy，IT），是一种基于红外辐射原理，通过扫描、记录或观察被探测表面温度变化，从而实现对被检测工件的表面及内部缺陷或结构进行分析的一种无损检测（nondestructive testing，NDT）方法。

红外热成像无损检测技术相比于射线、超声、涡流、渗透以及电磁等传统无损检测技术，具有测量速度快速、测量结果直观、探测面积大以及易于实现自动化等优点，是一种新型的数字化无损检测技术。

红外热成像无损检测技术根据是否依赖于外部热源激励可分为被动式红外热成像无损检测技术和主动式红外热成像无损检测技术。

摘要：近年来，随着红外热成像技术及计算机技术的发展，红外热成像无损检测与诊断技术应用越来越广泛，其应用领域之多是其它检测方法所无法比拟的。

因为红外热成像技术能直观迅速的捕捉监测对象表面大范围的温度场，而这些温度场体现了设备的运行状况和内部特征，通过这些特征的变化我们可方便、迅速的检测设备的故障和缺陷。

红外热成像无损检测技术是利用红外热成像原理来工作的。

它是由热成像技术、红外标定技术、图象处理技术和图象压缩与恢复技术等多项高技术的集成。

举个例子，就石油化工企业生产程序来说，对这个生产线所需要的仪器设备进行检测，首先是启动设备，之后在设备工作的时候就会散发出热量，每个仪器所散发出的热量是不一样的，在设备工作的时候，可以利用红外热成像仪器检测被测仪器的热量，这些热量会发射出辐射，在自然界中一切物体都会有电磁波辐射，之后根据辐射就会在红外热成像仪器上成像，根据成像的不同可以判断被测仪器的工作状态。

1、红外热成像无损检测技术的原理相位法红外无损检测利用调制激励源在被测物体内部产生周期热波，由于物体内部缺陷产生的反射受到入射波的干扰而在物体表面形成一个可被红外热像仪记录的波形，用红外热像仪采集多幅热图像，经过图像序列信号重构，得到被测物体表面温度变化信号，提取被测物体表面各点温度变化的相位图和幅值图，据此判定缺陷的存在和特征。

1.1红外无损检测系统的组成一个典型的红外无损检测系统由以下几部分组成：热激励系统、红外热成像系统、红外图像采集、处理和分析系统。

1.2 激励系统主动式红外无损检测系统必须要有一个热激励系统，用以造成被测材料内部稳态或瞬态不均匀温度场，使被测材料内部缺陷显示出来。

光源激励系统主要包括三部分，一是函数信号发生器;二是功率放大器;三是卤素光源。

1.3 红外图像采集系统红外图像采集系统主要指红外热像仪，它负责把物体自身的红外辐射变成人眼可识别的可见图像，即把物体表面的温度分布转换成图像，以直观、形象的热图像显示出来。

红外热像无损检测图像处理研究现状与进展来源：《红外技术》引言红外热像（infrared thermography）是目前运用非常广泛的一种快速高效的无损检测技术，通过外部施加的热或冷激励使被测物体内的异性结构以表面温度场变化的差异形式表现出来，从而达到缺陷部位的定性和定量分析。

其成像原理是利用红外探测仪将接受到的被测物体的红外辐射映射成灰度值，再转化为可视温度分布图（红外热像图）。

最早在二战末期应用于军事侦察领域，因其本身具有快速高效、无需停运、无需取样、可进行无污染、非接触、大面积检测、以及其直观成像等优点，而被作为复合材料的无损检测技术应用于工业领域，如航空航天、机械、油气、建筑等领域。

1 、红外热像技术的发展现状自20世纪以来，红外热像技术得到快速发展。

20世纪90年代，美国无损检测协会和材料试验协会针对红外热成像技术指定了相应标准，并在无损检测手册红外与热检测分册中描述了基于红外热像的无损检测技术在各个领域的运用。

目前美国、俄罗斯、法国、德国、加拿大、澳大利亚等国已将红外热像技术广泛运用于航空航天复合材料构件内部缺陷及胶接质量的检测、蒙皮铆接质量检测等。

近年来，红外热像技术与智能手机、无人机等设备充分结合，并在各个领域广泛使用，如美国的Fluke和FLIR、德国Testo、国内武汉高德、浙江大立等企业。

国内的红外热像检测技术比欧美、俄罗斯等发达国家起步较晚，但经过十几年的发展，目前也取得较为显著的成果。

中国特种设备研究院和武汉工程大学将红外热像技术运用于压力设备缺陷检验，取得了一系列显著的成果。

西南交通大学、昆明物理研究所、北京航空材料研究院、北京理工大学、西北工业大学等将红外热像技术运用于航空航天夹层结构件的缺陷检测，取得了有效进展。

在石油化工领域，各位学者将红外热像技术用于高温高压容器和管道的缺陷、保温层破损、以及内部液体流动情况的检测，也取得了许多成果。

2 、红外图像预处理红外技术应用的核心工作在于图像的处理及利用，不仅在无损检测领域，在军事监测、人脸识别等领域的应用更加重要。

抗击新冠肺炎疫情特约文章基于红外热像技术的过程设备无损检测肖学文1王亚淑2刘康林2(1.荆门宏图特种飞行器制造有限公司；2•福州大学石油化工学院)摘要红外热像检测技术具有检测范围大、直观、快速等优势，在过程设备的泄漏和绝热结构完整性检测、焊接缺陷检测等领域得到广泛应用#为取得良好的检测效果，探讨了热激励源的选择、表面冷冲击、表面涂层及热像图拍摄等方面应注意的事项和改进措施。

为弥补红外热像法在埋藏缺陷检测方面存在的不足，提出了基于电脉冲热激励作用下的红外热像检测方法，通过对板状和管状试件裂纹性埋藏缺陷的测试试验，表明该方法测得的缺陷轮廓清晰、直观，红外热像图的视觉效果好$关键词无损检测过程设备红外热成像脉冲电流缺陷中图分类号TQ050.7文献标识码0文章编号0254-6094(2020)06-0742-05过程设备是能源、化工、制药及轻工等国民经济支柱领域不可或缺的关键设备"由于过程设备加工处理的气体、液体和粉体往往具有易燃、易爆，或有毒、冻害的危害，一旦发生破坏事故，可导致环境的污染、资源的浪费，甚至酿成火灾、爆炸或中毒事故。

因此,如何通过无损检测的方法及早发现缺陷或泄漏的存在，对避免事故或减少事故损失有着极其重要的作用"过程设备的无损检测有超声、射线、声发射、磁粉及红外热像检测等众多方法巴其中，红外热像法可有效、简便地测取物体表面温度场，并以红外图像的方式将表面温度信息“固化、储存”起来，具有直观性、全场性及在线性等优点，越来越受到工程界的青睐和重视"然而，该方法的检测灵敏度和对缺陷的检出率与设备表面状态、拍摄角度及热激励方法等诸多因素有关，如何提高红外热像无损检测技术的精度和可靠性，扩大其检测功能和范围，是该领域长期的热门课题[2]"为此，笔者根据红外热波的形成和传播原理，探讨提高红外热像无损检测精度的方法。

1红外热像无损检测及影响因素分析由热力学原理可知，一切温度高于绝对零度的物体都在不断地以电磁波的形式向外辐射能量⑶，其中，波长在0.76~1000|!m之间的红外光波具有很强的温度效应，其辐射强度遵循斯蒂芬-波尔兹曼定律。

无损检测在航空维修中的应用摘要：目前无损检测在飞机维修中已经得到广阔的运用，无损检测对降低飞机检修中的损耗，保证飞机寿命意义重大，而且当前飞机中对新技术、新结构和新材料的使用越来越多，传统的检测技术已经很难满足使用需求，无损检测技术在飞机维修中的应用也越来越广。

关键词：无损检测；航空维修；应用分析引言随着我国科技发展水平的不断提高，无损检测在工程建设中的应用日益成熟，无论是对工程应用安全性的提高来说，还是对工作效率的提高而言，都发挥着十分重要的作用。

通常来说，无损检测综合性较强，能够实现对工程材料内部结构的探测，从而及时发现工程中存在的缺陷，有效规避风险，提高工程应用安全。

将这一技术应用到航空维修中来，对航天器中动力单元故障的及时发现十分有利，能够降低航空维修难度，提高设备运行效率。

1 传统无损检测技术在航空维修中的运用1.1 航空维修中超声波的应用分析超声波技术，对应用环境的要求较低，灵敏性好，准确性高，在航空维修中具有十分明显的应用优势。

但就这一技术在航空维修中的实际应用来看，依旧存在着一些不足。

比如说，在对一些球形设备执行检测任务时，就无法收集到充分的回波，进而导致损伤种类确定难度的增大，不利于航空维修工作的开展。

1.2 航空维修中涡流技术的应用分析涡流检测技术的应用比较广泛，能够极大地提高航空维修工作的有效性。

这一技术的应用原理是，利用电磁感应现象对航空器中的导电设备进行检测，具有可操作性高、工作流程简单、对应用环境要求较低等优点。

除此以外，涡流检测能够在不接触的情况下完成检测作业，无需额外使用耦合剂。

涡流技术只能实现对导电设备的表面性检测，无法深入检测设备内部结构，对于损伤类型、位置等，难以进行准确检测。

所以说，这一技术主要应用于表面易出现裂缝材料的检测。

2 新型无损检测在航空维修中的应用新一代无损检测技术除了要保证尽可能地满足检测的需要，维持稳定的检测质量，更加讲求设计独特，易于操作的设备，更快的检测速度以及更低的维护成本。

红外技术的发展及其在航空中的应用红外技术的发展红外技术发展的先导是红外探测器的发展。

1800年：F·W·赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计，这是最原始的热敏型红外探测器。

1830年以后：相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。

在1940年以前，研制成的红外探测器主要是热敏型探测器。

19世纪：科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。

它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。

20世纪初开始：测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。

30年代：首次出现红外光谱代，以后，它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。

40年代初：光电型红外探测器问世，以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器，其性能优良、结构牢靠。

50年代：半导体物理学的迅速发展，使光电型红外探测器得到新的推动。

到60年初期：对于1～3、3～5和8～13微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。

在同一时期内，固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展，使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。

60年代中叶：60年代中叶起，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的现状及发展方向。

1.在1～14微米范围内的探测器已从单元发展到多元，从多元发展到焦平面阵列。

2.红外探测器的工作波段从近红外扩展到远红外。

3.轻小型化。

非致冷、集成式、大面阵红外探测器方向发展。

4.红外探测系统从单波段向多波段发展。

在红外技术的发展中，需要特别指出的是：60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，很多重要的激光器件都在红外波段，其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术，使雷达和通信都可以在红外波段实现，并可获得更高的分辨率和更大的信息容量。

在此之前，红外技术仅仅能探测非相干红外辐射，外差接收技术用于红外探测，使探测性能比功率探测高好几个数量级。

红外热成像无损检测技术现状及发展随着红外技术的发展，近年来出现了一种新的无损检测技术——红外热成像无损检测技术（又称红外热波无损检测技术）。

它是一门跨学科的技术，它的研究和应用，对提高航空航天器以及土木工程等多方面的应用具有重要意义。

标签：红外热成像；无损检测技术一、红外热成像检测特点（1）安全性极强。

由于红外检测本身是探测自然界无处不在的红外辐射，所以它的检测过程对人员和设备材料都丝毫不会构成任何危害，而它的检测方式又是不接触被检目标，因而被检目标即使是有害于人类健康的物体，也将由于红外技术的遥控探测而避免了危险。

（2）被动式。

不需要配置辐射源，完全利用目标自身的热辐射来成像。

（3）全天候。

既可以在白天工作，更重要的是能在夜间工作。

（4）全场性。

不同于一般的红外测温方法只能显示物体表面某一区域或某一点的温度值，热像仪则可以同时测量物体表面各点温度的高低，并以图像形式显示出来。

通过分析不同温度区域特征，达到对目标的健康状态的检测和诊断。

（5）较高的温度分辨率。

现代的热像仪最高的温度分辨率可以达到10-3K 级。

因此只要有小的温度差异，就可以被检测出来。

二、红外热成像无损检测技术现状（一）光脉冲热成像技术分为反射式和透射式两种。

它是利用高能脉冲闪光灯对被检物表面进行热激励，瞬间在试件表面形成一层平面热源，并以热波的形式在其中传播。

如果试件内部有缺陷（脱粘、分层等），会使该处热波的传播形式发生改变，从而引起试件表面温场的变化。

同时用热像仪捕捉这个变化的过程，找到缺陷的位置和形状。

此外，热图序列还包含了温场变化的时间信息，通过相应的数据处理算法，可以实现缺陷属性识别、缺陷深度定量测量等。

該方法是最为经典、成熟的方法，其优点是非接触、检测速度快。

但该方法也受试件表面红外发射率、试件几何形状以及加热均匀性的影响。

（二）超声激励红外热成像超声激励红外热成像又叫做振动红外热成像，该方法是利用超声能量作为热激励源，将20～40kHz的超声波耦合进试件。

红外无损检测是一种非接触式在线监测的高科技技术，它集光电成像、计算机、图像处理等技术于一体，通过接收物体发射的红外线，将其温度分布以图像的方式显示于屏幕，从而使检测者能够准确判断物体表面的温度分布状况。

它能够检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内、外部的发热情况，对发现设备的早期缺陷及隐患非常有效。

一、红外热像仪构成及原理红外无损检测所使用的设备叫红外热像仪，是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上。

在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换为电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。

二、红外无损检测技术特点红外无损检测技术与其他检测技术相比有以下特点：1）能实现非接触测量，检测距离可近可远2）精度比较高3）空间分辨率较高4）反应快5）检测时操作简单、安全可靠，易于实现自动化和实时观察6）采用周期性加热源加热时，加热频率不同可探测不同深度的缺陷。

当频率高时，有利于探测表面微裂纹；频率低时，可探测较深缺陷，但灵敏度降低7）采用热像仪检测能显示缺陷的大小、形状和缺陷深度三、红外无损检测技术应用现阶段，我国红外无损检测技术已经得到了广泛应用，主要应用于电力工业、钢铁工业、电子工业、石油化工、建筑、航空航天和医疗等领域。

1）电力方面：主要用于检测发电机组装置、输电线接头、绝缘部件等；2）在钢铁工业方面：红外检测技术可用于冶炼到轧钢的各个生产环节，例如热风炉的破损诊断、钢锭温度的测定、高炉残缺口位置的确定等；3）在电子工业方面：实现了印刷板电路的电动检测；4）在石油化工方面：对高温高压状况下的设备进行在线检测，为设备的维修和养护提供支持；5）在建筑方面：主要用于建筑节能监测和建筑物饰面层粘贴质量的检测，在建筑物渗漏和建筑结构混凝土火灾受损、受冻融等检测方面也有研究；6）在航空航天方面：夹层结构件的脱粘缺陷检测，在役飞机的蜂窝积水检测，吸波图层的缺陷检测与厚度测量，热障涂层的缺陷检测等。

浅谈红外热成像无损检测技术及其应用摘要：随着社会的进步，科学技术的发展也越来越快，传统的无损检测技术渐渐已经不能满足时代的需求了，此时红外热成像无损检测技术被广泛的应用起来，红外热成像无损检测技术在现代各种新型企业和传统的工业中发挥着很大的作用。

关键词：红外热成像；无损检测技术；优缺点从现在的新型科技企业来说，很多企业的设备在车间生产线上都安装和设置了无损检测程序，之前也有很多传统的无损检测技术出现，不过这些技术不管是在管理方面还是在实践上都存在一定的缺点，而红外热成像无损检测技术能较好的改善一些传统的无损检测技术不能达到的一些检测效果，如今它在很多领域也得到了应用，因为有它检测的便捷、准确性高等优点逐渐得到人们的认可。

1 红外热成像无损检测技术的简介红外热成像无损检测技术是利用红外热成像原理来工作的。

它是由热成像技术、红外标定技术、图象处理技术和图象压缩与恢复技术等多项高技术的集成。

举个例子，就石油化工企业生产程序来说，对这个生产线所需要的仪器设备进行检测，首先是启动设备，之后在设备工作的时候就会散发出热量，每个仪器所散发出的热量是不一样的，在设备工作的时候，可以利用红外热成像仪器检测被测仪器的热量，这些热量会发射出辐射，在自然界中一切物体都会有电磁波辐射，之后根据辐射就会在红外热成像仪器上成像，根据成像的不同可以判断被测仪器的工作状态。

2 红外热成像无损检测技术的原理相位法红外无损检测利用调制激励源在被测物体内部产生周期热波，由于物体内部缺陷产生的反射受到入射波的干扰而在物体表面形成一个可被红外热像仪记录的波形，用红外热像仪采集多幅热图像，经过图像序列信号重构，得到被测物体表面温度变化信号，提取被测物体表面各点温度变化的相位图和幅值图，据此判定缺陷的存在和特征。

图1给出了采用红外相位法技术进行无损检测的原理。

2.1 红外无损检测系统的组成如图2所示，一个典型的红外无损检测系统由以下几部分组成：热激励系统、红外热成像系统、红外图像采集、处理和分析系统。

民用航空器复合材料的无损检测技术摘要：随着复合材料在现代飞机的广泛应用，如何对在役飞机的复合材料进行无损检测成为一个关乎飞行安全的重要问题，本文简要介绍了航空复合材料的结构类型、主要缺陷和几种适用于外场操作的无损检测方法并浅析了工作原理。

关键词：复合材料缺陷无损检测随着高强度、超高强度材料在飞机结构的应用，复合材料以其优于金属材料的多项性能而迅速发展成为航天航空工业的基本结构材料。

据悉新一代波音787干线客机的复合材料用量超过50%，中国民航飞行学院引进的SR20训练飞机机身全部采用复合材料。

随着我国大量引进基于损伤容限理念设计的飞机，对在役的复合材料构件进行无损检测是机务维修中的重要工作，也是一个难点。

由于复合材料和金属材质的缺陷有很大的差异，因此复合材料所的无损检测方法和传统的无损检测方法也有着很大的不同，本文主要介绍航空复合材料无损检测技术。

1 航空复合材料简述复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，组成新的材料。

由于各种材料在性能上互相取长补短，从而使复合材料的综合性能优于原组成材料。

复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。

飞机上的复合材料主要是指碳纤维的复合材料，航空结构中常用的复合材料主要是层板结构和夹芯结构。

2 航空复合材料的缺陷2.1 由于工艺原因而产生缺陷在复合材料的成型过程中会由于工艺原因而产生各种缺陷：夹杂、分层、脱胶、裂纹、断裂及蜂窝芯的变形、弱粘接、节点脱开、发泡胶空洞等缺陷。

2.2 使用中产生缺陷使用中由于受载荷、振动、外来物损伤等环境因素的综合作用而出现层板表面裂纹、划伤、层板分层、脱胶、断裂；夹芯结脱胶、进水、蜂窝芯压塌等。

其中分层和脱胶是复合材料的主要缺陷，也是民航外场无损检测的主要方面。

3 复合材料结构外场无损检测方法3.1 目视法目视检查法是依然是复合材料无损检测中使用最广泛、最直接的无损检测方法。

可通过放大镜、内窥镜、光源、带视频的扫描器来增强灵敏度。

无损检测有哪些方法（优秀）无损检测是一种使用非破坏性方法来评估材料和构件内部的缺陷或变化的方法。

它广泛应用于各个行业，包括航空航天、汽车、能源、建筑等。

以下是几种常见和优秀的无损检测方法：1.超声波检测（UT）：通过传送超声波波束到被检测材料中，检测物体的内部缺陷或变化。

它能够检测到各种类型的缺陷，如裂纹、气泡、夹杂物等，并能提供它们的大小、形状和位置信息。

2.射线检测（RT）：使用射线（如X射线和伽马射线）照射材料或构件，通过对射线的衰减程度来检测内部缺陷或变化。

射线检测可以快速、准确地检测到各种类型的缺陷，并能够提供它们的位置和大小信息。

3.磁粉检测（MT）：通过在被检测物体表面施加磁场，然后将磁粉散布在表面上，当磁粉与表面裂纹处的磁场相互作用时，可以形成可见的磁粉沉积。

这种方法可以检测到表面和近表面的裂纹。

4.渗透检测（PT）：将可渗透性液体应用于被检测物体的表面，待其渗入表面裂纹或孔隙后，再用吸收液清洗表面，并施加显影剂使液体从裂纹或孔隙中渗透出来，可通过观察显影涂层的变化来检测缺陷。

5.磁疑检测（ET）：利用电磁感应原理，通过在被检测物体上施加交变电流产生的磁场，来检测材料中的缺陷。

磁疑检测可以检测到各种类型的缺陷，如表面裂纹、疑似裂纹等。

6.红外热成像（IR）：通过测量物体表面的热量分布来检测内部缺陷或问题。

红外热成像能够迅速扫描大面积，并提供高分辨率的热图，用于检测热损伤、漏水、电路问题等。

7.电涡流检测（ET）：通过在被检测物体上施加交变电流产生的涡流，来检测材料中的缺陷或变化。

电涡流检测可以用于检测导体材料的电导率、厚度和附着度等。

除了以上方法，还有一些其他的无损检测方法，如声发射检测、微波检测、电磁超声波检测等。

每种方法都有其适用的领域和特点，选择最合适的方法将提高无损检测的效果和准确性。

基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术
为了解决这一问题，本文提出了一种基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术。

该技术利用小波变换的多分辨率分析特性，将图像进行多层分解，得到不同尺度下的图像信息。

对于每一层图像信息，采取不同的处理策略进行分析和处理，最终得到高质量的图像结果。

具体地，本技术的处理步骤如下：
1. 图像的预处理
红外热成像图像需要进行预处理，以消除噪声和其它不必要的干扰。

在本文中，采用中值滤波和高斯滤波进行图像的预处理。

2. 小波变换
将预处理后的图像进行小波变换，以得到不同尺度下的图像信息。

在本文中，采用离散小波变换进行图像分解，得到不同频率的图像信息。

3. 峰值检测
对于小波系数进行峰值检测，将峰值信息保留下来。

这个步骤可以通过人工设置峰值阈值进行。

4. 去除噪声
根据峰值信息，将低阈值的小波系数设置为0，以削弱小波系数中的噪声。

5. 图像重构
根据处理后的小波系数，进行小波重构，得到高质量的红外热成像图像。

本技术的优点是能够自动分析和处理红外热成像图像，有效地去除噪声和干扰，提高了图像的清晰度和准确性。

同时，该方法也具有良好的鲁棒性和稳定性，适用于不同类型的红外热成像图像处理。

总之，基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术在红外热成像图像的分析和处理方面具有较高的技术优势，对于红外热成像技术的发展和应用具有重要意义。

航空航天无损检测技术发展与应用一、引言航空航天行业是现代工业中最为重要的行业之一，无损检测技术在其中具有至关重要的作用。

无损检测技术是指不侵入或对被测物体造成不可逆损伤的检测方法，其在航空航天行业的应用非常广泛，常见的应用领域包括了飞机涡扇发动机叶片、机身结构、复合材料结构等等。

本文将就航空航天无损检测技术发展与应用做深入探讨。

二、航空航天无损检测技术发展历程航空航天无损检测技术的发展源远流长，可以追溯到二战时期。

在二战期间，无数的轰炸机、战斗机都需要在空中进行飞行，因此对于这些机器需要进行无损检测，以确保这些飞机安全。

当时主要是通过视觉和听觉判断故障点和缺陷点。

当然，这样的方法不仅耗时、精度低，而且还需要专业知识和实践经验的积累，现代化程度低。

进入基于电气和电磁的检测技术主要是从60年代开始的。

在这个时期，美国等国家开始研发用来检测金属表面内部缺陷的技术，这些技术可以通过改变磁场、电场、电磁辐射等物理量来实现对金属材料的无损检测。

80年代，激光扫描技术和成像技术开始被广泛应用于无损检测技术中，进一步提高了检测的速度和精度。

2003年，法国航空工业公司首次研发出了基于红外的无损检测技术，通过红外成像技术，可以对金属表面和深部缺陷进行无损检测，并得到对应的温度和图像信息。

此外，最近随着无损检测技术不断升级及智能化程度的提升，越来越多的无损检测自动化设备被投放到市场中，并被迅速广泛应用。

三、航空航天无损检测技术应用领域1.飞机涡扇发动机叶片飞机涡扇发动机叶片是当今民用和军用航空领域中最重要的元器件之一，其在飞机飞行中所承受的高速旋转、高温高压的庞大力量和工作条件，其材料的安全性和质量极其关键和重要。

为了保证飞机的安全性能和工作效率，准确的检测飞机涡扇发动机叶片是非常必要和重要的。

在过去，涡扇发动机叶片的寿命一般为2万个小时。

但是，随着检测方法的升级和技术的发展，现在的检测方法可以精确到发动机叶片材料内部的微观缺陷，深度、精度均可达到毫米级别，以及分析结果的可靠性大大提高。

六种无损检测技术，不容复合材料机身有一丝缺陷（文章偏长，先收藏有空慢慢看）无损检测就是Non Destructive Testing，缩写是NDT（或NDE，non-destructive examination），也叫无损探伤，是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。

随着复合材料在航空结构件上应用比例的不断提高，为保障飞行安全，监控复合材料结构的内部质量受到越来越广泛的关注。

因此，航空复合材料无损检测技术也越来越多地应用于航空复合材料结构成型、装配、试验、维护和使用的全过程中。

图1 航空飞机上的复合材料接下来，小编将为大家一一介绍六种高新的飞机复合材料构建安全生命周期无损检测技术。

一、喷水超声C扫描技术超声C扫描，是超声波检测的一种，速度快而且直观显示，已成为常用的复合材料检测技术的主要组成部分。

1.原理：超声C扫描技术是将超声检测与微机控制和微机进行数据采集、存贮、处理、图像显示集合在一起的技术。

在检测时,数据的获取、处理、存贮与评价都是在每一次扫描的同时由计算机在线实时进行。

那么喷水超声C扫描就是利用超声C扫描技术，设计专用的喷水探头套，利用压力驱动水从喷水探头套喷嘴高速射出，形成喷射水注，实现发射、接收探头与复合材料之间非接触声耦合方式检测。

2.结构：超声波C扫描系统由机械传动机构和水箱，超声波C 扫描控制器,超声波C 扫描探伤仪以及PC 微机系统四部分组成；如图2和图3所示。

图2喷水超声C扫描系统结构图图3喷水超声C扫描系统原理结构简化图超声波探伤仪具有高频带,并能用尖脉冲激励高阻尼探头，以便获得窄脉冲，检测出工件中的微小缺陷。

因为窄脉冲具有较高的距离分辨率,也就是说声波的传播过程中遇到缺陷利用窄脉冲可以精确地定出缺陷所在的深度。

如图4所示是无触头超声波探头，如图5所示是有触头超声波探头，如图6所示是标准浸入式超声波探头。

红外热成像技术在承压设备检测中的应用摘要：介绍了一种用于压力型特殊装备操作检查的红外热像仪。

相对于常规接触方式，该技术具有非接触、实时监控、高精度等优点，可极大地提升产品质量监测的效率与精度。

介绍了一种新型的压力容器专用设备的红外热像仪，并对其性能进行了分析。

利用红外线热像仪可以非破坏性地探测到装置内的温度场，从而发现装置工作过程中出现的故障。

该技术在石油化工，航空航天，核电等领域有着广阔的发展空间。

关键词：红外热成像技术；承压设备；检测；应用1红外热成像无损检测的原理红外线热像仪是一种常用的非破坏性探伤方法。

其基本原理是通过对红外线辐射的测定与解析的手段与技术，来探测对象中的热传导状态。

由于材料中有裂纹，将会影响材料的导热性能，导致材料表面的温度场不均匀性，从而出现材料“热点”和材料“冷点”的低温区，从而导致材料的高温破坏和材料的高温破坏。

实验结果表明，所测量到的温度场与被测量物体的工作状况有关。

绝大部分缺陷型故障均表现出典型的局部或全局温度场的异常，其热态变化与异常是判定被测试物体真实工作状况与可靠性的关键。

利用该方法可以对各类工业装备及管线进行无损探测，如管线的腐蚀、变薄、裂纹、空洞、泄漏等。

在温度较低时，缺陷宽度较大，高度较大，深度与管壁比较大；随着流动速度的降低，其对薄壁缺陷的识别能力也随之提高。

结果表明，采用红外线热像仪进行非接触式探伤，不仅能在较低温度条件下探测到管线内的裂纹，而且还能探测到管线较大、深度较深的裂纹。

利用红外热像仪进行非破坏性探伤具有很大的优势。

该方法无需与被测对象直接接触，对被测对象无任何伤害，无需拆除仪器或管路，且能在工作条件下完成测试。

从而大幅度降低了设备的停用时间，降低了维护费用。

2红外热成像技术的检测优势红外线热像仪是一种以红外线感光元件为核心，配合热像仪进行热像仪的无接触测量技术。

常规的仪器检查必须停止工作才能完成，而红外线热像仪无需停止工作就能完成，大大减少了检查员的人身危险。

红外热波无损检测技术及其进展摘要：综述了红外热波无损检测技术的基本原理、技术特点，给出了一些典型的应用试验结果，介绍了国内外相应研究的发展状况和进展。

关键词：红外热波；无损检测；热波检测红外热波无损检测技术（简称热波检测）是一门跨学科的技术。

它的研究和应用，对提高航空航天器，多种军、民用工业设备的安全可靠性具有重要意义。

美国多家大公司（如GE、GM、福特、洛克西德和西屋等）及政府机构（如NASA、FAA、空军、海军）等已经在广泛应用和推广该技术。

2003年9月该项技术的应用研究也列入了我国国家863高科技发展计划，同时还获得了211工程重点学科建设经费等的支持。

1.热波检测原理热波（ThermalWave）理论及应用的研究重点是研究热源，特别是变化性热源（如周期、脉冲、阶梯函数热源）与媒介材料及其几何结构之间的相互作用。

被加热后，不同媒介材料表面及表面下的物理结构特性和边界条件将影响热波的传输并将影响媒介表面的温场变化。

通过控制热激励方法和测量材料表面的温场变化，可以获取材料表面及其表面以下的结构信息，从而达到检测的目的。

红外热波检测的核心是针对被检物的材质、结构和缺陷类型以及特定的检测条件，设计不同热源（如高能闪光灯、超声波、电磁、热风等）并用计算机控制进行脉冲式加热，同时采用红外热成像技术对时序热波信号进行数据采集，采用专用软件进行实时图像信号处理。

热波无损检测采用了主动式控制热激励的方法，与传统的被动式红外热成像检测是有区别的。

不同被测物、检测环境和条件，需要采用大功率闪光灯、超声波、激光、THz波、热风、电磁感应、电流、机械振动等不同方式的热激励手段及相应的机械装置、控制装置及编制控制和图像数据处理软件。

2.主要应用和技术特点2.1主要应用红外热波技术可应用于①检测航空/航天器铝蒙皮加强筋开裂与锈蚀，机身蜂窝结构材料、碳纤维和玻璃纤维增强多层复合材料缺陷的检测、表征、损伤判别与评估。

②火箭液体燃料发动机和固体燃料发动机的喷口绝热层附着检测。