[发明专利]用于复合材料分层损伤检测的热像数据处理方法

说明书

本发明公开了一种用于复合材料分层损伤检测的热像数据处理方法，包括先获取含分层损伤的复合材料层合板被测试件的热像图序；将每一帧热像图转化为对应的灰度矩阵，并提取出灰度矩阵中的灰度最大值；然后根据热像图序的温度最大值分布规律，剔除热像图序中灰度最大值变化不稳定的热像图，得到优化后的热像图序；再对优化后的热像图序列进行热像重构，得到重构后的热像图。在得到重构后的热像图之后，还包括判断重构后的热像图是否存在加热不均，根据重构后的热像图的灰度值分布规律，消除加热不均的影响；对热像图进行图像分割，最终获得高信噪比的损伤图像。本发明能够简单有效地处理热像数据，提高对复合材料分层损伤的识别能力和检测精度。

技术领域

本发明涉及损伤检测技术领域，特别涉及一种用于复合材料分层损伤检测的热像数据处理方法。

背景技术

脉冲热成像作为一种非接触的检测手段，广泛应用于航空航天、机械、医疗、石化等领域，与其他常规检测手段相比，它具有快速、无需耦合、大面积检测的特点。脉冲热成像损伤检测是基于热传导理论和热辐射原理。当热脉冲作用于含损伤的试件表面之后，热量向试件内部传递，由于损伤部位与无损区的导热性能不同，从而引起试件表面温度分布出现不均匀现象，利用红外热像仪采集表面温度分布信息，并以热像图的形式记录下来。

由于在采集热像图的过程中，热像信号容易受到环境噪声及加热不均匀等因素影响，导致热像图的损伤区与无损区的对比度差、信噪比低，极大地降低了脉冲热成像技术对损伤的识别能力和检测精度。

因此，对采集的原始热像图序进行热像重构是脉冲热成像损伤检测技术中至关重要的环节，而能否重构出高清晰度、高检测精度的热像，取决于能否有效消除环境噪声和加热不均匀的影响。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于复合材料分层损伤检测的热像数据处理方法，该方法可以简单有效地剔除受加热条件及环境因素影响大的热像图，优化热像数据。

本发明的第二目的在于提供一种用于复合材料分层损伤检测的热像数据处理方法，该方法可以获得高对比度和高信噪比的损伤热像，提高对复合材料分层损伤的识别能力和检测精度。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种用于复合材料分层损伤检测的热像数据处理方法，包括如下步骤：

S1、获取含分层损伤的复合材料层合板被测试件的热像图序；

S2、将每一帧热像图转化为对应的灰度矩阵，并提取出灰度矩阵中的灰度最大值；

S3、根据热像图序的温度最大值分布规律，剔除热像图序中灰度最大值变化不稳定的热像图，得到优化后的热像图序；

S4、对优化后的热像图序列进行热像重构，得到重构后的热像图。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种用于复合材料分层损伤检测的热像数据处理方法，包括如下步骤：

S1、获取含分层损伤的复合材料层合板被测试件的热像图序；

S2、将每一帧热像图转化为对应的灰度矩阵，并提取出灰度矩阵中的灰度最大值；

S3、根据热像图序的温度最大值分布规律，剔除热像图序中灰度最大值变化不稳定的热像图，得到优化后的热像图序；

S4、对优化后的热像图序列进行热像重构，得到重构后的热像图；

S5、判断重构后的热像图是否存在加热不均，根据重构后的热像图的灰度值分布规律，消除加热不均的影响；

S6、对热像图进行图像分割，最终获得高信噪比的损伤图像。

优选的，在步骤S1中，利用红外热像仪采集得到热像图序；在步骤S2中，利用MATLAB将热像图转化为灰度矩阵。