CN115144433B - 调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统及方法，它涉及一种热波层析成像检测系统及方法。本发明所述检测系统包括计算机、第一USB数据线、函数发生器、第一BNC数据线、第二USB数据线、脉冲触发器、第三USB数据线、电磁涡流电源、电源线、电磁涡流线圈、二维移动台、焦平面红外热像仪、一维移动台、第二BNC数据线、以太网线和同步触发器。本发明属于导电材料缺陷、损伤的无损检测与评价领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种热波层析成像检测系统及方法，属于导电材料缺陷、损伤的无损检测与评价领域。
背景技术
材料缺陷位置的有效检测及其尺寸的精准量化表征是无损检测技术的主要目标，同时实现材料内部状态的三维层析成像则是其精准量化表征的主要呈现形式。目前传统的检测方法如，X射线、光声、光学等方法均实现了层析成像，与其对应的层析技术为X射线断层层析成像(CT)、光声层析成像以及光学相干层析成像(OCT)等技术。层析成像技术的探测深度与深度探测分辨率始终是一对不可调谐的参数，若想实现较深的探测深度，那必须牺牲深度分辨率，若想获取较好的深度分辨率，那探测深度就非常有效。比如光学相干层析成像技术的深度分辨率可以实现5μm，但其探测深度则仅限于1mm以内；目前工业CT的探测深度为1-2.5m，但其深度分辨率为300μm。查阅大量相关文献发现，目前针对探测深度为4mm以内，分辨率为10-30μm的层析成像方法尚属空白。而目前在航空航天、微电子及微纳结构领域有较多的材料或缺陷的检测需要此种精度的探测方法进行三维表征，如航空飞机机翼的碳环氧蒙皮蜂窝夹层结构材料，其碳环氧蒙皮厚度范围为2-4mm，蒙皮与蜂窝夹层结构的脱粘缺陷尺寸等效直径一般为1mm以内。因此，发明一种探测深度为4mm以内，分辨率为10-30μm的层析成像方法与基于该方法的检测系统是十分必要的。
主动式红外热波成像检测技术作为一种新兴的非常规无损检测技术在航空航天新材料检测领域发挥着越来越重要的作用。根据激励源不同，目前该技术主要包括，脉冲红外热波成像技术、锁相红外热波成像检测技术、热波雷达(线性调频)成像检测技术以及二进制相位编码红外热波成像检测技术等。在已有研究中，唐庆菊等(专利号：CN201310455288.7)发明了一种脉冲红外热波成像技术实现了对热障涂层材料厚度的有效检测，为了保证对表面状况的有效检测，其采用的脉冲激励时间仅为1/600s，如此短的激励时间无法保证足够多的有效能量注入，因此，探测深度小于1mm。李慧娟等(专利号：CN202110835808.1)发明了一种锁相红外热波成像检测技术对蜂窝夹层结构等进行了检测研究，但该方法采用单一频率进行热流调制，获取的结果为一定深度的积分信息，无法实现深度分辨，进而无法基于方法实现层析成像。刘俊岩等(专利号：CN201410162717.6)发明了一种针对CFRP缺陷检测的红外热波雷达成像方法，该方法采用线性频率调制激光热流对试件进行主动热激励，虽然该方法具有较好的深度分辨能力，但仍无法实现层析成像检测。西安交通大学张伟旭等(专利号：CN102954968A)发明了一种采用电磁涡流激励方式对热障涂层部件进行红外热波成像的方法，该方法主要实现了热障涂层部件损伤的检测，无法实现对损伤的量化表征。殷鹰等(专利号：CN202010104000.1)发明公开了一种适用于自然裂纹的脉冲涡流热成像缺陷检测方法，该方法考虑了目标区域与背景区域像素点温度变化，对高背景噪声下的裂纹具有较好检测结果，但并未实现尺寸量化与层析表征。
发明内容
本发明为解决目前常规红外无损检测技术无法实现层析量化表征的问题，进而提出调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统及方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统包括计算机、第一USB数据线、函数发生器、第一BNC数据线、第二USB数据线、脉冲触发器、第三USB数据线、电磁涡流电源、电源线、电磁涡流线圈、二维移动台、焦平面红外热像仪、一维移动台、第二BNC数据线、以太网线和同步触发器；
计算机的信号输出端通过第一USB数据线与函数发生器的信号输入端连接，计算机的信号输入端通过以太网线与焦平面红外热像仪的信号输出端连接，函数发生器的信号输出端通过第一BNC数据线与同步触发器的信号输入端连接，同步触发器的信号输出端通过第二USB数据线与脉冲发生器的信号输入端连接，同步触发器的信号输出端通过第二BNC数据线与焦平面红外热像仪的信号输入端连接，脉冲触发器的信号输出端通过第三USB数据线与电磁涡流电源的信号输入端连接，电磁涡流电源的信号输出端通过电源线与电磁涡流线圈连接，待测试件放置在二维移动台上，焦平面红外热像仪放置在一维运动台上。
进一步的，所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统还包括第一制冷循环水管、第四USB数据线、水冷制冷器和第二制冷循环水管；电磁涡流电源的信号输出端通过第四USB数据线与水冷制冷器的信号输入端连接，电磁涡流电源的循环水冷端子通过第一制冷循环水管与水冷制冷器连接，水冷制冷器通过第二制冷循环水管与电磁涡流线圈连接。
本发明所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像方法是通过如下步骤实现的：
步骤一、将试件放置在二维移动台上；
步骤二、开启计算机、函数发生器、脉冲触发器、同步触发器、焦平面红外热像仪；
步骤三、开启电磁涡流电源和水冷制冷器；
步骤四、计算机通过以太网线连接焦平面红外热像仪，利用焦平面红外热像仪自带实时成像软件，调整承载焦平面红外热像仪的一维移动台以及承载待检测试件的二维移动台，以实现焦平面红外热像仪成像范围可以覆盖试件待检区域；
步骤五、计算机构造调频脉冲序列数字形式激励信号；
步骤六、电磁涡流电源按照调频脉冲序列信号规律实现电磁涡流线圈对检测试件的感应加热，此时焦平面红外热像仪实时采集试件表面热辐射信号，当激励或采集时间达到Ts时，焦平面红外热像仪停止采集图像，电磁涡流线圈停止感应加热；
步骤七、计算机构造窄脉冲宽度调频脉冲信号序列，同时该参考信号序列分别与热波进行互相关匹配滤波运算；
步骤八、关闭计算机、函数发生器、同步触发器、脉冲触发器以及焦平面红外热像仪；
步骤九、间隔5分钟后，关闭电磁涡流电源及水冷制冷器，已实现电磁涡流线圈以及电磁涡流电源的充分冷却后关机。
进一步的，步骤三中设置制冷温度为25℃。
进一步的，步骤五中调频脉冲序列激励信号的时间函数满足如下方程：
公式①、②、③中Ep表示调频脉冲序列数字信号，Q表示峰值功率，t表示时间，H(t)是亥维赛单位函数，tp表示脉冲持续时间，p表示脉冲总数，δ表示狄拉克函数，fs表示起始频率，fn表示终止频率，Ts表示扫描周期，G表示扫描速率，n＝0,1,2…；构造的调频脉冲序列数字信号通过函数发生器产生模拟信号，该模拟信号传输到同步触发器，同步触发器将单路信号分解为同步触发的两路信号，其中一路信号为构造的脉冲序列信号，该信号输入到脉冲触发器，进而控制电磁涡流电源实现调频脉冲序列触发，另外一个信号则为触发脉冲信号，该信号控制焦平面红外热像仪采集热图像序列。
进一步的，步骤七中窄脉冲宽度等延迟调频脉冲信号序列信号形式如下：
Dt(t)＝λΔt λ＝0,1,2...M ⑤，
公式④和⑤中，Dt(t)表示参考信号延迟时间，λ表示参考信号个数，Δt表示单位时间，ts表示参考信号脉冲宽度时间，tp表示红外热像仪采样频率的倒数，且ts<<tp；由于实际获取的温度信号为离散数据，因此需要采用互相关匹配滤波离散形式，设温度信号采样帧数为N，温度信号T(n)，其与激励信号Refλ(t)的离散互相关运算式为：
由此定义可得到峰值特征AC-C：
AC-C＝max|(T*Refλ)(m)| ⑦，
公式⑥和⑦中，*表示互相关运算符，N表示采样帧数，m表示正向点序号，n表示反向点序号，Refλ表示参考信号，当Dt(t)为0s时，此时获取的信息表征试件表面特征，当Dt(t)为Δt时，此时获取的信息为试件深一层信息，当Dt(t)为2Δt时，此时获取的峰值信息为更深一层信息，通过多层特征图像的获取，即可实现试件的层析成像。
本发明的有益效果是：
1、本发明公开了一种基于调频脉冲序列电磁涡流激励的热波层析成像方法，该方法相比较于传统的脉冲热波成像、锁相热波成像以及热波雷达成像等检测方法而言，提高了检测深度与检测效率，同时可实现材料量化表征与几何结构的三维层析重建，其中针对材料探测深度范围内(≤4mm)分辨率为10-30μm精准层析表征；
2、本发明公开的一种基于调频脉冲序列电磁涡流激励是将电磁涡流激励与调频脉冲序列相结合，该调频脉冲序列信号可充分提取热流诱导热波信号的非线性特征，提高了缺陷检测信噪比，可较为容易的实现径深比小于1.5的缺陷检测；
3、本发明公开了一种基于调频脉冲序列电磁涡流激励的热波层析成像检测系统采用同步触发器与脉冲触发器同步控制激励信号与焦平面红外热像仪采集信号的协同一致性，进而提高缺陷尺寸特征的检测精度，对于直径>5mm，深度<2mm的缺陷而言，尺寸检测精度误差在5％以内。
附图说明
图1是调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统的结构示意图；
图2是碳纤维复合材料试件光学图片；
图3是试件的150张不同深度断层图像；
图4(a)是试件表面状况示意图；
图4(b)是试件三维层析成像结果示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统包括计算机1、第一USB数据线2、函数发生器3、第一BNC数据线4、第二USB数据线5、脉冲触发器6、第三USB数据线7、电磁涡流电源8、电源线13、电磁涡流线圈14、二维移动台16、焦平面红外热像仪17、一维移动台18、第二BNC数据线19、以太网线20和同步触发器21；
计算机1的信号输出端通过第一USB数据线2与函数发生器3的信号输入端连接，计算机1的信号输入端通过以太网线20与焦平面红外热像仪17的信号输出端连接，函数发生器3的信号输出端通过第一BNC数据线4与同步触发器21的信号输入端连接，同步触发器21的信号输出端通过第二USB数据线5与脉冲发生器6的信号输入端连接，同步触发器21的信号输出端通过第二BNC数据线19与焦平面红外热像仪17的信号输入端连接，脉冲触发器6的信号输出端通过第三USB数据线7与电磁涡流电源8的信号输入端连接，电磁涡流电源8的信号输出端通过电源线13与电磁涡流线圈14连接，待测试件15放置在二维移动台16上，焦平面红外热像仪17放置在一维运动台18上。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统还包括第一制冷循环水管9、第四USB数据线10、水冷制冷器11和第二制冷循环水管12；电磁涡流电源8的信号输出端通过第四USB数据线10与水冷制冷器11的信号输入端连接，电磁涡流电源8的循环水冷端子通过第一制冷循环水管9与水冷制冷器11连接，水冷制冷器11通过第二制冷循环水管12与电磁涡流线圈14连接。
具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像方法是通过如下步骤实现的：
步骤一、将试件15放置在二维移动台16上；
步骤二、开启计算机1、函数发生器3、脉冲触发器6、同步触发器21、焦平面红外热像仪17；
步骤三、开启电磁涡流电源8和水冷制冷器11；
步骤四、计算机1通过以太网线20连接焦平面红外热像仪17，利用焦平面红外热像仪17自带实时成像软件，调整承载焦平面红外热像仪17的一维移动台18以及承载待检测试件15的二维移动台16，以实现焦平面红外热像仪17成像范围可以覆盖试件15待检区域；
步骤五、计算机1构造调频脉冲序列数字形式激励信号；
步骤六、电磁涡流电源8按照调频脉冲序列信号规律实现电磁涡流线圈14对检测试件15的感应加热，此时焦平面红外热像仪17实时采集试件15表面热辐射信号，当激励或采集时间达到Ts时，焦平面红外热像仪17停止采集图像，电磁涡流线圈14停止感应加热；
步骤七、计算机1构造窄脉冲宽度调频脉冲信号序列，同时该参考信号序列分别与热波进行互相关匹配滤波运算；
步骤八、关闭计算机1、函数发生器3、同步触发器21、脉冲触发器6以及焦平面红外热像仪17；
步骤九、间隔5分钟后，关闭电磁涡流电源8及水冷制冷器11，已实现电磁涡流线圈14以及电磁涡流电源8的充分冷却后关机。
具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像方法，其特征在于：步骤三中设置制冷温度为25℃。
具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像方法，其特征在于：步骤五中调频脉冲序列激励信号的时间函数满足如下方程：
公式①、②、③中Ep表示调频脉冲序列数字信号，Q表示峰值功率，t表示时间，H(t)是亥维赛单位函数，tp表示脉冲持续时间，p表示脉冲总数，δ表示狄拉克函数，fs表示起始频率，fn表示终止频率，Ts表示扫描周期，G表示扫描速率，n＝0,1,2…；构造的调频脉冲序列数字信号通过函数发生器产生模拟信号，该模拟信号传输到同步触发器21，同步触发器21将单路信号分解为同步触发的两路信号，其中一路信号为构造的脉冲序列信号，该信号输入到脉冲触发器6，进而控制电磁涡流电源8实现调频脉冲序列触发，另外一个信号则为触发脉冲信号，该信号控制焦平面红外热像仪17采集热图像序列。
具体实施方式六：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像方法，其特征在于：步骤七中窄脉冲宽度等延迟调频脉冲信号序列信号形式如下：
Dt(t)＝λΔt λ＝0,1,2...M ⑤，
公式④和⑤中，Dt(t)表示参考信号延迟时间，λ表示参考信号个数，Δt表示单位时间，ts表示参考信号脉冲宽度时间，tp表示红外热像仪采样频率的倒数，且ts<<tp；由于实际获取的温度信号为离散数据，因此需要采用互相关匹配滤波离散形式，设温度信号采样帧数为N，温度信号T(n)，其与激励信号Refλ(t)的离散互相关运算式为：
由此定义可得到峰值特征AC-C：
AC-C＝max|(T*Refλ)(m)| ⑦，
公式⑥和⑦中，*表示互相关运算符，N表示采样帧数，m表示正向点序号，n表示反向点序号，Refλ表示参考信号，当Dt(t)为0s时，此时获取的信息表征试件表面特征，当Dt(t)为Δt时，此时获取的信息为试件深一层信息，当Dt(t)为2Δt时，此时获取的峰值信息为更深一层信息，通过多层特征图像的获取，即可实现试件的层析成像。
实施例
选用型号为FLIR 6520sc的焦平面红外热像仪，其响应波长为3.6～5.2μm，最大帧频率为300Hz，试件15为预制平底孔模拟脱粘缺陷的碳纤维复合材料，电磁涡流加热系统为Ambrell的感应加热器EASYHEAT2.4，其最高功率为2.4kW，响应时间为5毫米；具体步骤如下：
步骤一：确定要检测的碳纤维复合材料试件15，并将试验样件放置于二维移动台16之上；
步骤二：开启基于调频脉冲序列电磁涡流激励的热波层析成像检测系统，此步骤包括计算机1、函数发生器3、脉冲触发器6、同步触发器21以及焦平面红外热像仪17等设备的开启；
步骤三：开启电磁涡流电源8及水冷制冷器11等设备，设置制冷温度为25℃以实现工作过程中涡流线圈14以及电磁涡流电源8的冷却；
步骤四：计算机1通过以太网线20连接焦平面红外热像仪17，利用焦平面红外热像仪17自带实时成像软件，调整承载焦平面红外热像仪17的一维移动台18以及承载待检测碳纤维复合材料试件15的二维移动台16，以实现焦平面红外热像仪17成像范围可以覆盖试件15待检区域；
步骤五：计算机1构造调频脉冲序列数字形式激励信号，其中调频脉冲序列激励信号的时间函数满足如下方程，
式中，Ep为调频脉冲序列数字信号，Q为峰值功率，t为时间，δ为狄拉克函数，H(t)亥维赛单位函数，tp为脉冲持续时间，p为脉冲总数，fs为起始频率，fn为终止频率，Ts为扫描周期，G为扫描速率。在该实施方式中Q为2.4kW，tp等于2s，p等于4，fs等于0.05Hz，fn等于0.1Hz，Ts等于20s；
构造的调频脉冲序列数字信号通过函数发生器3产生模拟信号，该模拟信号传输到同步触发器21，同步触发器21将单路信号分解为同步触发的两路信号，其中一路信号为构造的脉冲序列信号，该信号输入到脉冲触发器6，进而控制电磁涡流电源8实现调频脉冲序列触发，另外一个信号则为触发脉冲信号，该信号控制焦平面红外热像仪17采集热图像序列；
步骤六：电磁涡流电源8按照调频脉冲序列信号规律实现涡流线圈对检测试件15的感应加热，此时焦平面红外热像仪17实时采集试件表面热辐射信号，并将采集到的热图像序列通过以太网线20传输记录到计算机1硬盘中，当激励或采集时间达到Ts(20s)时，焦平面红外热像仪17停止采集图像，电磁涡流线圈14停止感应加热。
步骤七：计算机1构造窄脉冲宽度调频脉冲信号序列，同时该参考信号序列分别与热波(或热辐射信号)进行互相关匹配滤波运算，其中窄脉冲宽度等延迟调频脉冲信号序列信号形式如下，
Dt(t)＝λΔt λ＝0,1,2...M (6.b)
式中，Dt(t)为参考信号延迟时间，λ为参考信号个数，Δt为单位时间，ts为参考信号脉冲宽度时间，一般情况下，ts为红外热像仪采样频率的倒数，且ts<<tp，进而便于实现深度分辨；此实施方案中，λ等于150(即参考信号一共有150个)，Δt等于0.01s，ts等于0.01s；
由于实际获取的温度信号为离散数据，因此需要采用互相关匹配滤波离散形式，设温度信号采样帧数为N，温度信号T(n)，其与激励信号(或参考信号)Refλ(t)的离散互相关运算式为，
由此定义可得到峰值特征AC-C，
AC-C＝max|(T*Refλ)(m)| (8)
式中，*为互相关运算符，当Dt(t)为0s时，此时获取的信息表征碳纤维复合材料试件15表面特征，当Dt(t)为Δt时，此时获取的信息为碳纤维复合材料试件15深一层信息，当Dt(t)为2Δt时，此时获取的峰值信息为更深一层信息，通过多层特征图像的获取，即可实现碳纤维复合材料试件15的层析成像；
步骤八：关闭基于调频脉冲序列电磁涡流激励的热波层析成像检测系统，此步骤包括计算机1、函数发生器3、脉冲触发器6、同步触发器21以及焦平面红外热像仪17等设备的关闭；
步骤九：间隔5分钟后，关闭电磁涡流电源8及水冷制冷器11等设备，已实现涡流线圈14以及电磁涡流电源8的充分冷却后关机；
其中针对的碳纤维复合材料试件15光学图片如图2所示；该试件厚度为4mm，缺陷i直径为3mm，径深比为1.5。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (1)
1.调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像方法，其特征在于：所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像方法是通过如下步骤实现的：所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统包括计算机(1)、第一USB数据线(2)、函数发生器(3)、第一BNC数据线(4)、第二USB数据线(5)、脉冲触发器(6)、第三USB数据线(7)、电磁涡流电源(8)、电源线(13)、电磁涡流线圈(14)、二维移动台(16)、焦平面红外热像仪(17)、一维移动台(18)、第二BNC数据线(19)、以太网线(20)和同步触发器(21)；
计算机(1)的信号输出端通过第一USB数据线(2)与函数发生器(3)的信号输入端连接，计算机(1)的信号输入端通过以太网线(20)与焦平面红外热像仪(17)的信号输出端连接，函数发生器(3)的信号输出端通过第一BNC数据线(4)与同步触发器(21)的信号输入端连接，同步触发器(21)的信号输出端通过第二USB数据线(5)与脉冲触发器(6)的信号输入端连接，同步触发器(21)的信号输出端通过第二BNC数据线(19)与焦平面红外热像仪(17)的信号输入端连接，脉冲触发器(6)的信号输出端通过第三USB数据线(7)与电磁涡流电源(8)的信号输入端连接，电磁涡流电源(8)的信号输出端通过电源线(13)与电磁涡流线圈(14)连接，待测试件(15)放置在二维移动台(16)上，焦平面红外热像仪(17)放置在一维移动台(18)上；
所述调频脉冲序列电磁涡流激励热波层析成像检测系统还包括第一制冷循环水管(9)、第四USB数据线(10)、水冷制冷器(11)和第二制冷循环水管(12)；电磁涡流电源(8)的信号输出端通过第四USB数据线(10)与水冷制冷器(11)的信号输入端连接，电磁涡流电源(8)的循环水冷端子通过第一制冷循环水管(9)与水冷制冷器(11)连接，水冷制冷器(11)通过第二制冷循环水管(12)与电磁涡流线圈(14)连接；
步骤一、将试件(15)放置在二维移动台(16)上；
步骤二、开启计算机(1)、函数发生器(3)、脉冲触发器(6)、同步触发器(21)、焦平面红外热像仪(17)；
步骤三、开启电磁涡流电源(8)和水冷制冷器(11)；设置制冷温度为25℃；
步骤四、计算机(1)通过以太网线(20)连接焦平面红外热像仪(17)，利用焦平面红外热像仪(17)自带实时成像软件，调整承载焦平面红外热像仪(17)的一维移动台(18)以及承载待检测试件(15)的二维移动台(16)，以实现焦平面红外热像仪(17)成像范围覆盖试件(15)待检区域；
步骤五、计算机(1)构造调频脉冲序列数字形式激励信号；调频脉冲序列激励信号的时间函数满足如下方程：
公式①、②、③中Ep表示调频脉冲序列数字信号，Q表示峰值功率，t表示时间，H(t)是亥维赛单位函数，tp表示脉冲持续时间，p表示脉冲总数，δ表示狄拉克函数，fs表示起始频率，fn表示终止频率，Ts表示扫描周期，G表示扫描速率，n＝0,1,2…；构造的调频脉冲序列数字信号通过函数发生器产生模拟信号，该模拟信号传输到同步触发器(21)，同步触发器(21)将单路信号分解为同步触发的两路信号，其中一路信号为构造的脉冲序列信号，该信号输入到脉冲触发器(6)，进而控制电磁涡流电源(8)实现调频脉冲序列触发，另外一个信号则为触发脉冲信号，该信号控制焦平面红外热像仪(17)采集热图像序列；
步骤六、电磁涡流电源(8)按照调频脉冲序列信号规律实现电磁涡流线圈(14)对检测试件(15)的感应加热，此时焦平面红外热像仪(17)实时采集试件(15)表面热辐射信号，当激励或采集时间达到Ts时，焦平面红外热像仪(17)停止采集图像，电磁涡流线圈(14)停止感应加热；
步骤七、计算机(1)构造窄脉冲宽度调频脉冲信号序列，同时分别与热波进行互相关匹配滤波运算；窄脉冲宽度等延迟调频脉冲信号序列信号形式如下：
Dt(t)＝λΔtλ＝0,1,2...M ⑤，
公式④和⑤中，Dt(t)表示参考信号延迟时间，λ表示参考信号个数，Δt表示单位时间，ts表示参考信号脉冲宽度时间，tp表示红外热像仪采样频率的倒数，且ts<<tp；由于实际获取的温度信号为离散数据，因此需要采用互相关匹配滤波离散形式，设温度信号采样帧数为N，温度信号T(n)，其与激励信号Refλ(t)的离散互相关运算式为：
由此定义可得到峰值特征AC-C：
AC-C＝max|(T*Refλ)(m)| ⑦，
公式⑥和⑦中，*表示互相关运算符，N表示采样帧数，m表示正向点序号，fλ表示反向点序号，Refλ表示参考信号，当Dt(t)为0s时，此时获取的信息表征试件表面特征，当Dt(t)为Δt时，此时获取的信息为试件深一层信息，当Dt(t)为2Δt时，此时获取的峰值信息为更深一层信息，通过多层特征图像的获取，即可实现试件的层析成像；
步骤八、关闭计算机(1)、函数发生器(3)、同步触发器(21)、脉冲触发器(6)以及焦平面红外热像仪(17)；
步骤九、间隔5分钟后，关闭电磁涡流电源(8)及水冷制冷器(11)，已实现电磁涡流线圈(14)以及电磁涡流电源(8)的充分冷却后关机。
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