[发明专利]一种微波锁相热成像系统及方法

摘要

本发明公开了一种微波锁相热成像系统及方法。系统采用被周期性锁相信号幅度调制后的连续微波对被检对象进行周期性加热，在被检对象内部产生周期性变化的热波，采用热像仪记录被检对象表面周期性变化的温度信号，该温度信号可以反映缺陷造成的热波异常。根据锁相信号或无缺陷区域的温度信号设定参考信号；对温度信号和参考信号进行快速傅里叶变换，提取特定频率（如锁相频率）的幅值和相位作为特征值；对温度信号和参考信号进行锁相相关，提取锁相频率的幅值和相位等作为特征值；采用被检区域所有像素点的特征值进行重构成像。该方法及系统具有信噪比高、可抑制发射率变化、检测深度大等优势，可广泛应用于无损检测、医学成像和目标探测等领域。

主权项

一种微波锁相热成像系统，其特征在于，主要包括：控制模块、微波产生装置、锁相信号产生装置、幅度调制装置、功率放大器、天线、热像仪、微波防护装置、平台、被检对象、计算机、参考信号设定模块、傅里叶变换模块、锁相相关模块、成像模块，系统采用被周期性锁相信号幅度调制后的连续微波对被检对象进行周期性加热，在被检对象内部产生周期性变化的热波，采用热像仪记录被检对象表面变化的温度信号；根据锁相信号或无缺陷区域的温度信号设定参考信号；对温度信号和参考信号进行快速傅里叶变换，提取特定频率的幅值和相位作为特征值；对温度信号和参考信号进行锁相相关，提取锁相频率的幅值和相位作为特征值；采用被检区域所有像素点的特征值进行重构成像；其中，锁相相关模块的实现方法是：第一步，对参考信号乘以2得到同相参考信号；第二步，对参考信号进行希尔伯特变换再乘以2后得到正交参考信号；第三步，对温度信号和同相参考信号进行相乘和快速傅里叶变换后得到实部信号；第四步，对温度信号和正交参考信号进行相乘和快速傅里叶变换后得到虚部信号；第五步，对实部信号和虚部信号求幅值和相位后，得到幅值和相位信号；第六步，把特定频率的幅值和相位作为特征值。