[发明专利]热像检验的系统和方法

说明书

技术领域

一般来说，本文所述的实施例涉及红外成像，以及更具体来说，涉及瞬时热像检验。

背景技术

热像检验(thermographic inspection)是通过对于对象表面的热图案的成像的对象的无损测试。因为热像检验所提供的各种优点，热像检验往往胜过诸如超声检验和x射线照相检验之类的其它无损测试技术。热像检验是非接触无损的，允许接近表面的表面下检测的检测，允许大表面的检验，并且提供高速检验。一种形式的热像检验是瞬时热像。瞬时热像涉及观测测试中的对象在经受诸如热脉冲或散热脉冲(a pulse of heat sink)之类的热瞬变时的表面上的温度分布，然后被允许返回到环境温度。存在的任何缺陷在这个热瞬变期间被检测为表面温度分布中的异常。瞬时热像特别好地适合于复合材料的检验。复合材料的较低热导率引起较长寿命的热瞬变，因此使热瞬变易于采用热相机来检测。

一些已知热像检验技术是操作员相关的技术，涉及操作员观看测试中的对象的热视频。然后，操作员观测视频关于因对象中的缺陷而引起的对比度的变化。这类技术是技能密集的，并且要求许多人力。还存在自动化热像检验技术。自动化热像检验使用诸如高强度闪光灯之类的热源来加热测试中的对象的表面。然后，红外相机拍摄被测对象的一系列热图像(thermal image)或热像图(thermogram)。图像则经过后处理，以便识别测试中的对象中的特征。

已知的自动化热像检验技术使用以恒定帧速率驱动的红外相机。换言之，红外相机适合以固定时间间隔来捕捉热图像。但是，热活动以非线性速率发生。这引起在热活动强烈时的热瞬变开始时捕捉过少热图像，而在热活动明显较缓慢时的热瞬变结束时捕捉过多热图像(其中较大比例为冗余图像)。这引起要求大缓冲存储器、较快的总线的极大数据文件，并且随后要求用于存储和归档的大磁盘空间。这些较高计算要求增加热像检验系统的成本。一些技术可通过从所捕捉图像的大集合中提取热图像来部分解决存储问题。但是，这类技术仍然要求大缓冲器和快速总线，以便利于高速图像捕捉。

因此，需要一种解决与已知解决方案关联的这些和其它缺点的热像检验系统。

发明内容

描述一种用于热像成像的方法。该方法在时间期间以非线性间隔来捕捉对象表面的多个热图像，每个热图像与时间数据关联。该方法还包括处理多个热图像和时间数据，并且基于该处理来识别对象中的特征。

描述一种用于热像成像的系统。该系统包括捕捉对象表面的多个热图像的红外成像装置。该系统还包括在时间期间以非线性间隔来触发红外成像装置的可变时基发生器。该系统还包括将时间数据与多个热图像的每个关联的时间模块。在一些实施例中，该系统还可包括处理器，该处理器用于考虑与多个热图像的每个关联的时间数据来处理多个热图像，并且识别对象中的特征。在一些其它实施例中，该系统还可包括用于加热对象表面的加热器。

附图说明

图1是按照一个实施例的示例热像检验系统的简化框图；

图2是按照一个实施例的、用于热像检验系统的示例时基函数；

图3是按照另一个实施例的、用于热像检验系统的示例时基函数；以及

图4是按照一个实施例的热像分析的示例过程的流程图。

附图标记说明

100热像成像系统；102IR成像装置；104帧缓冲器；106控制模块；108可变时基发生器；110时间模块；112加热器；114图像处理器。

具体实施方式

本文展示热像成像系统的实施例。该系统采用用于触发红外(IR)相机的非线性时基来实现以非线性速率的成像。在瞬时热像测试中，例如，测试中的对象以预定义温度来加热。然后停止加热，并且允许测试中的对象返回到环境温度。在热瞬变期间，测试中的对象的热活动以取决于非限制性地诸如测试中的对象的发射率、吸收率、反射率和温度之类的各种因素的非线性速率发生。具体来说，热活动在热瞬变开始时迅速发生，并且随热瞬变发展而减缓。因此，以非线性速率的成像可减少冗余图像的数量，因而降低处理能力、缓冲存储器和图像文件大小的要求。该系统存储与所捕捉图像的每个关联的时间数据供进一步处理。在一些实施例中，该系统还包括用于检测和识别测试中的对象中的特征的处理模块。