SU1712852A1 - Method of infra-red investigating of the presence of inner flaws - Google Patents
Method of infra-red investigating of the presence of inner flaws Download PDFInfo
- Publication number
- SU1712852A1 SU1712852A1 SU894762166A SU4762166A SU1712852A1 SU 1712852 A1 SU1712852 A1 SU 1712852A1 SU 894762166 A SU894762166 A SU 894762166A SU 4762166 A SU4762166 A SU 4762166A SU 1712852 A1 SU1712852 A1 SU 1712852A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- product
- thermal
- time
- radiation
- heating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к'тепловому неразрушающему контролю и может быть использовано дл^ обнаружени дефектов в Многослойных и композиционных конструкци х. Цель изобретени - повышение достоверности Контрол внутренних дефектов за счет подавлени помех, обусловленных неравномерностью излучательно-поглоща- тельных свойств изделий. Указанна цель достигаетс тем, что в'спосббе, включающем нагрев издели и регистрацию теплового излучени поверхности издели в три момента в0емени^ дополнительно нагрева^ ют изделие перед второй и третьей регистрацией тепловогр^^ пол до ус>&1оди равенства средних значений полей теплового излучени по кадру в моменты их регис- трас^ии. Математическа обработка изображений заключаетс в фильтрации Фурье- ОбразОв относительных контрастов зарегистрированных тепловых полей. 1 ил. ,The invention relates to thermal non-destructive testing and can be used to detect defects in multilayer and composite structures. The purpose of the invention is to increase the reliability of the Internal Defect Control by suppressing interference caused by the non-uniformity of the radiation-absorbing properties of the products. This goal is achieved through the fact that it includes heating the product and registering the thermal radiation of the surface of the product in three moments of additional heating of the product before the second and third registration of the heat source to equal the mean values of the thermal radiation fields. frame by frame at the moments of their registration. Mathematical image processing consists in Fourier filtering of the relative contrasts of the recorded thermal fields. 1 il. ,
Description
Изобретение относитс к тепловому неразрушающему контролю и может быть использовано дл обнаружени дефектов в многослойных и КОМПОЗИЦИОННЫХ конструкци х . The invention relates to thermal non-destructive testing and can be used to detect defects in multi-layer and composite structures.
Известен способ активного теплового контрол , заключающийс в нагреве объекта контрол , регистрации теплового излучени в два момента времени иформировании отношени указанных ситадов, в результате чего коэффициент излучени , вход щий сомножителем в выходной сигнал, сокращаетс . Чувствительность теплового контрол повышаетс за счет частичного подавлени помехи, поскольку сигнал от дефекта максимален в первый момент времени и близок к 13УДЮ во второй момент времени.There is a method of active thermal control, which consists in heating the object of control, recording thermal radiation at two points in time and forming the ratio of these sietes, as a result of which the emissivity entering the output signal by the factor is reduced. The sensitivity of thermal control is increased due to partial suppression of interference, since the signal from the defect is maximum at the first time instant and is close to 13 UD at the second time instant.
Недостатком способа вл етс невысока чувствительность к внутренним дефектам из-за неполного подавлени сигналов от излучательно-поглощательных помех, обусловленных неоднородносУ ми источника нагрева. Сохранение вли ни излучательно-поглощательных СВОЙСТВ издели и качества нагревател на результата теплового контрол обусловлено 3 факторами: в способе измерение температуры производ т в 2 момента времени на стадии охлаждени издели : средние температуры издели при этом могут существенно отличатьс друг от друга (например, дл теплозаи ты температура после нагрева может составл ть 100-Т50 С, а спуст 5-15 с 2540 С ), поскольку коэффициенты излучеки лThe disadvantage of this method is the low sensitivity to internal defects due to incomplete suppression of signals from radiative absorption absorption due to inhomogeneities of the heating source. The preservation of the effect of the radiation-absorbing properties of the product and the quality of the heater on the thermal control result is due to 3 factors: in the method, temperature is measured at 2 points in time during the cooling phase of the product: the average temperatures of the product can differ significantly from each other (for example, for heating The temperature after heating may be 100-T50 C, and after 5-15 C 2540 C), since the emission coefficients are
поглощений завис т от температуры, то при делении разновременных сигналов происходит неполное сокращение коэффициента излучени ; действие способа основано на линейной св зи сигнала фотоприемника и регистрируемой температуры, что справедливо согласно закону Планка только в небольших температурных интервалах (до ) и может приводить к дополнительной погрешности при указанных больших интервалах температуры; аномалии распределени температурного пол на поверхности издели , обусловленные неоднородност ми нагрева, в силу трехмерного характера возника(ОЩ14х при этом тепловых процессов с течением времени мен ютс не только по величине, но и пО форме, поэтому полного подавлени обусловленных ими помех в этом способе не происходит.absorption depends on temperature, then dividing multi-temporal signals results in an incomplete reduction of the emissivity; the operation of the method is based on the linear coupling of the photodetector signal and the recorded temperature, which is true according to Planck’s law only in small temperature ranges (up to) and can lead to additional error at the indicated large temperature ranges; anomalies of the temperature field distribution on the surface of the product, caused by heating inhomogeneities, due to the three-dimensional nature of the occurrence (ESH14x with this, thermal processes vary not only in magnitude but also in shape over time, therefore full suppression of the interferences caused by them does not occur .
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс способ тепловизионного контрол внутренних дефектов, заключающийс в том, что трижды регистрируют тепловое поле с участка гтоверхности контролируемого издели и судит о наличии внутренних дефектов после фильтрации а Фурье-плоскости отношений зарегистрированных двумерных тепловых полежи,.The closest technical solution to the present invention is a method of thermal imaging control of internal defects, which consists in recording the thermal field three times from the section of the surface of the test product and judging the presence of internal defects after filtering the recorded two-dimensional thermal bedding in the Fourier plane.
Недостатком указанного способа ал етс наличие неконтролируемой погрешности , обусловленной зависимостью излучательной способности поверхности и дели от температуры.The disadvantage of this method is the presence of an uncontrolled error due to the dependence of the emissivity of the surface and the temperature on the temperature.
Цель изобретени - повышение достоверности кЬнтрол за счет подавлени помех , обусловленных неравномерностью излучатеЛьно-поглощательных свойств изделий .The purpose of the invention is to increase the reliability of kbrol by suppressing interference caused by the non-uniformity of the radiating and absorbing properties of the products.
Указанна цель достигаетс tew, что после нагрева объекта контрол в течение времздиТн1 и регистрации теплового излучени U{r, ) в момент времени тм производ т первый догюлнительный нагрев в течение времени Гн2 и регистрацию теплового Излучени и{г,Г2) в момент времени га, а затем второй дополнительный нагрев в течение времени Гиз и регистрацию теплового излучени U(i т s момент времени гз, причем времена нагрева Гн2 и Гнз выбирают таким образом, чтобы средние значени полей теплового излучени J(r, г) издели по кадру в моменты времени rt, Г2 и гз были равны друг другу. Математическа обработка результатов измерений включает формирование функций (r,Ti}/U(f,r2): Ui3 - U{fC riJ/UCrlra), (r, Г2)/и(г тз), усреднение по координатам функций Oi2, Oi3. U23, формирование относительных контрастов Al2 Ut2/Ul2-1, Al3 Ul3/Ul3-1, А23 U23/CI23-1, фОрмиро8а 5ие дространственнь1х Фурье-образов AIZ. Ai3, Агз функций At2, Ai3, А23, фильтрацию полученных Фурье-образов в соответствии с выражени (V,t,.t.).-A,,e- «- .This goal is achieved tew, that after heating the control object during time T2 and recording thermal radiation U {r,) at time tm, the first preheating heating takes place during time T2 and recording thermal radiation and (g, T2) at time t, and then the second additional heating during the Guise time and the registration of thermal radiation U (i t s moment of time r3, and the heating times H 2 and Hs are chosen so that the average values of the fields of thermal radiation J (r, g) of the product per frame at times rt, r2 and gz were equal to each other. Mathematical processing of measurement results includes the formation of functions (r, Ti} / U (f, r2): Ui3 - U {fC riJ / UCrlra), (r, G2) / and (rz), averaging over coordinates Oi2, Oi3. U23 functions, formation of relative contrasts Al2 Ut2 / Ul2-1, Al3 Ul3 / Ul3-1, A23 U23 / CI23-1, formulated AII. Ai3, Agz functions At2, Ai3, A23, filtering received Fourier transforms in accordance with the expression (V, t, .t.) .- A ,, e- "-.
:.,а.)-Ае,(е е- 1)-А ,,(.):., a.) - Ae, (e e-1) -A ,, (.)
где vy} - вектор пространственнойwhere vy} is a spatial vector
частоты;frequencies;
vy а -температуропроводность материала издели , и выполнение обратного Фурье-преобразовани Функций И . О наличии дефектов vy a is the thermal diffusivity of the material of the product, and the implementation of the inverse Fourier transform of the AND functions. About defects
суд т по двумерным пространственным изображени м j,, вл ющимис термограммами , синтезированными из исходных тепловизионных изображений U, ri), U(r; (f.T.judged by two-dimensional spatial images j, which are thermograms synthesized from the original thermal images U, ri), U (r; (f.T.
Сущность способа состоит в том, что при использовании нового алгоритма обработки информации, потребовавшего введеи новых операций контрол , происходит подавление помех, св занных с неоднородност ми нагрева и излучательной способности поверхности . в результате чего повышаетс достоверность контрол внутренних дефектов.The essence of the method lies in the fact that when using the new information processing algorithm that required the introduction of new control operations, the interference associated with the heating and emissivity inhomogeneities is suppressed. as a result, the reliability of the control of internal defects is increased.
На чертеже изображено устройство, реализующее способThe drawing shows a device that implements the method
Изделие 1с дефектом 2 нагреваетс источником 3 нагрева по управл ющей программе , задеваемой компьютером 4, в течение времен Гн1, Гн2,. После тепловогоProduct 1 with defect 2 is heated by a heating source 3 according to a control program touched by computer 4 during times Hn1, Hn2 ,. After heat
излучени объекта регистрируетс тепловизОромВ и записываетс во внешнее запоми- ° нающее устройство 6. Результатом эксперимента вл ютс исходные термограммы издели в моменты времени rt, 72,the radiation of the object is recorded by the thermal image of the OromV and recorded into the external storage device 6. The experiment results in the initial thermograms of the product at times rt, 72,
гз. Согласно предлагаемому алгоритму еинтезиру1отс две новые термограммы, соответствующие функци м И.gz. According to the proposed algorithm of synthesis, two new thermograms corresponding to the functions I.
Эксперименты были выполнены на образце из текстолита 70x80 мм толщиной бThe experiments were performed on a sample of textolite 70x80 mm thick b
мм с модельными дефектами в виДе глухих Отверстий диаметром 3 и 5 мм, залегавших на глубине 3 мм от поверхности, со стороны которой проводилс контроль. Нагрев осуществл лс галогенной лампой мощностьюmm with model defects in the blind hole VID with a diameter of 3 and 5 mm, lying at a depth of 3 mm from the surface from which the inspection was carried out. Heating is carried out with a halogen lamp power
1 КВт, врем первого нагрева составл ло1 kW, the first heating time was
с, термограммы регистрировались в c, thermograms were recorded in
моменты времени с, с, с,moments of time with, with, with,
первыйивторой дополнительный нагревы (first and second additional heatings (
,5 с, ,5 с) производились сразу, 5 s, 5 s) were made immediately
после окончани регистрации соответствующих термограмм. Неоднородности нагрева и излучательной способности поверхности объекта, специально усиленные хаотически расположенными на поверхности образца п тнами сажи различной формы и площади, достигали 30%, ожидаемый температурный контраст от дефекта с минимальными размерами не превышал по оценкам5-10%. Измерени и обработка результатов проводились с помощью информационно-измерительного комплекса на базе ЭВМ СМ-4, состыкованного с тепловизором Радуга-МТ.after the termination of registration of the corresponding thermograms. Heterogeneities of heating and emissivity of the surface of the object, specially reinforced with soot spots of various shapes and areas randomly arranged on the sample surface, reached 30%, the expected temperature contrast from the defect with the minimum dimensions did not exceed 5-10%. Measurements and processing of the results were carried out using an information-measuring complex based on a CM-4 computer, coupled with a Raduga-MT thermal imager.
На синтезированной термограмме удалось надежно установить наличие обоих дефектов , а также установить их положение и примерную величину.On the synthesized thermogram it was possible to reliably determine the presence of both defects, as well as to establish their position and approximate value.
Предлагаемый способ в р де случаев позвол ет не только более чем на пор док уменьшить амплитуду излучатёльно-поглощательных и аналогичных им помех при активном тепловом контроле, и тем самым повысить его достоверность и расширить область применени , но и отказатьс от использовани специальных черн щих покрытий , что может дать значительный экономический эффект.The proposed method in a number of cases allows not only more than an order of magnitude to reduce the amplitude of radiating-absorbing and similar interference with active thermal control, and thereby increase its reliability and expand the scope of application, but also to reject the use of special blacking coatings, which can give a significant economic effect.
Ф ор мул а и зоб р ете н и Formula and goiter e ni
Способ тепловизионного контрол внутренних дефектов, включающий нагрев участка поверхности издели в течение времени Гн1, регистрацию теплового излучени и (rTrtJi.UrTa) и поверхности издели в МОменты времени Tt, , гз, где , у} - координаты поверхности издели , операцию обработки результатов измерений путем формировани двумерной пространственной функции и( TiVUt, га) или и(г, ri)/U(r гз) вл ющейс синтезированной термограммой поверхности издели , отличающийс тем. что, с целью повышени The method of thermal imaging control of internal defects, including heating of the surface of the product during the time Gn1, registration of thermal radiation and (rTrtJi.UrTa) and the surface of the product at MOments of time Tt,, gz, where,} are the coordinates of the product surface, the operation of processing the measurement results by forming a two-dimensional spatial function and (TiVUt, ha) or (g, ri) / U (r gz), which is a synthesized product surface thermogram, differing in that. which, in order to increase
достоверности контрол за счет подавлени помех, обусловленных неравномерностью излучательно-поглощательных свойств изделий , после регистрации пол теплового излучени и( rt) в момент времени ri производ т нагрев издели в течение времени 7н2. после регистрации пол теплового излу4eHtM U(f; в момент времени TZ производ т нагрев издели в течение времени Гнз п(Н4чем времена нагрева Ти2 и Гнз выбирают такими, чтобы средние значени полей теплового излучени (Дг, Г{ Гиздели по кадру в моменты времэниг), z и тз были равны друг другу, а математическа обработка результатов измерений включает усреднение функций (rij/U(Tjz), Ui3 и(л Ti) 73), U23H){r, (г. Гз) по координатам 1Т«. Oi3 и U23, формирование относительных контрастов Aw«Ui2/Ui2-1: Ai3 Ui3/Ui3-1; Дзз Оаз/Оаз-1, формирсиание пространственных Фурье-образов Aia, t3 и з функций Ai2, Ai3 и А23, фильтрацию полученных Фурье-образов в соответствии с выражени (v,S a}-A,,, ;reliability of control due to suppression of interference caused by the non-uniformity of the radiation-absorbing properties of the products, after registration of the field of thermal radiation and (rt) at the moment of time ri, the product is heated for a time of 7–2. after registering the heat radar field, eHtM U (f; at the time TZ, the product is heated during the time of the pumping time (the heating time of the TI2 and the HNS is chosen so that the average values of the thermal radiation fields (Dg, G {Gizdeli frame) , z and tz were equal to each other, and the mathematical processing of measurement results includes the averaging of the functions (rij / U (Tjz), Ui3 and (l Ti) 73), U23H) {r, (city Gz) over the coordinates 1T. "Oi3 and U23, the formation of relative contrasts Aw "Ui2 / Ui2-1: Ai3 Ui3 / Ui3-1; Dzz Oaz / Oaz-1, the formation of spatial Fourier transforms of Aia, t3 and s fu Commands Ai2, Ai3 and A23, filtering the obtained Fourier transforms in accordance with the expression (v, S a} -A ,,,;
/ ./.
.V(we..g,).A(.. . -A {e-«v4 e-4-faV,j/.V (we..g,). A (.... -A {e- «v4 e-4-faV, j /
где , Vy} - векторы пространственной частоты, where, Vy} are the spatial frequency vectors,
а температуропроводность материала издели :and the thermal diffusivity of the product material:
выполнение обратногр Фурье-преобразовани функций , при этом о наличии дефектов суд1 т по двумерным пространственным изображени м , вл ющимс итоговыми термограммами, синтезированными из исходных термограмм U(r ri), и(гГ Г2),и().performing the inverse Fourier transform of the functions; in this case, the presence of defects is judged on two-dimensional spatial images, which are the final thermograms synthesized from the original thermograms U (r ri), and (rG T2), and ().
уat
,,
XX
У71ЛU71L
66
АлгоритмAlgorithm
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894762166A SU1712852A1 (en) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Method of infra-red investigating of the presence of inner flaws |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894762166A SU1712852A1 (en) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Method of infra-red investigating of the presence of inner flaws |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1712852A1 true SU1712852A1 (en) | 1992-02-15 |
Family
ID=21481081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894762166A SU1712852A1 (en) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Method of infra-red investigating of the presence of inner flaws |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1712852A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005118148A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Voloshyn Volodymyr Mykhailovic | Method for thermographic lump separation of raw material (variants) and device for carrying out said method (variants) |
RU2509300C1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for active single-sided thermal control of hidden defects in solid bodies |
RU2549913C2 (en) * | 2010-04-08 | 2015-05-10 | Институт Др. Фёрстер Гмбх & Ко. Кг | Thermographic method of control and monitoring device for implementing method |
RU2568044C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-11-10 | Олег Тихонович Сидоров | Electrothermal method for detecting and identifying defects in walls of structural members |
RU2649247C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-03-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method of the active thermal non-destructive control results analysis of articles from polymer composite materials |
RU2789657C1 (en) * | 2022-05-18 | 2023-02-07 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Method for detecting defects in products made of ceramic and polymer composite materials in the form of hollow bodies of revolution |
-
1989
- 1989-11-27 SU SU894762166A patent/SU1712852A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патейт US № 3378685. кл. 250-833. 1968.Сапцин В. М; Метод уменьшени вли ни неоднородностей нагрева и излучатель- ной способности поверхности объекта на чувствительность активного теплового контрол . Препринт ФИАН Мэ 88, М.. 1988. <!. 14-Т6. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005118148A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Voloshyn Volodymyr Mykhailovic | Method for thermographic lump separation of raw material (variants) and device for carrying out said method (variants) |
RU2549913C2 (en) * | 2010-04-08 | 2015-05-10 | Институт Др. Фёрстер Гмбх & Ко. Кг | Thermographic method of control and monitoring device for implementing method |
US9194831B2 (en) | 2010-04-08 | 2015-11-24 | Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg | Thermographic test method and testing device for carrying out the test method |
RU2509300C1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for active single-sided thermal control of hidden defects in solid bodies |
RU2568044C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-11-10 | Олег Тихонович Сидоров | Electrothermal method for detecting and identifying defects in walls of structural members |
RU2649247C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-03-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method of the active thermal non-destructive control results analysis of articles from polymer composite materials |
RU2789657C1 (en) * | 2022-05-18 | 2023-02-07 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Method for detecting defects in products made of ceramic and polymer composite materials in the form of hollow bodies of revolution |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pickering et al. | Matched excitation energy comparison of the pulse and lock-in thermography NDE techniques | |
Maldague et al. | Pulse phase infrared thermography | |
Chatterjee et al. | A comparison of the pulsed, lock-in and frequency modulated thermography nondestructive evaluation techniques | |
US6000844A (en) | Method and apparatus for the portable identification of material thickness and defects using spatially controlled heat application | |
US7280227B2 (en) | Device, method and system for measuring the distribution of selected properties in a material | |
Usamentiaga et al. | Automated dynamic inspection using active infrared thermography | |
JP2002527745A (en) | A device that detects test specimens without contact | |
Kruczek et al. | In situ measurement of thermal diffusivity in anisotropic media | |
JP2016501376A (en) | Sample inspection method and system using thermography | |
SU1712852A1 (en) | Method of infra-red investigating of the presence of inner flaws | |
Mulaveesala et al. | Implementation of frequency-modulated thermal wave imaging for non-destructive sub-surface defect detection | |
KR20140091784A (en) | Method for examination of a sample by means of the heat flow thermography | |
ITGE970086A1 (en) | CONSTANT IMPULSE THERMOGRAPHY. | |
CN100491970C (en) | Infrared heat wave detecting system with THZ wave as light source | |
Corvec et al. | Improving spatio-temporal resolution of infrared images to detect thermal activity of defect at the surface of inorganic glass | |
Grinzato et al. | Methodology of processing experimental data in transient thermal nondestructive testing (NDT) | |
RU2509300C1 (en) | Method for active single-sided thermal control of hidden defects in solid bodies | |
US6343874B1 (en) | Method for the inspection of a part by thermal imaging | |
Uchida et al. | Advanced technique for thermoelastic stress analysis and dissipation energy evaluation via visible-infrared synchronous measurement | |
Kuo et al. | Synchronous thermal wave IR video imaging for nondestructive evaluation | |
Gorostegui-Colinas et al. | A novel automatic defect detection method for electron beam welded inconel 718 components using inductive thermography | |
RU2224245C2 (en) | Method of determination of thermophysical characteristics of materials | |
Benzerrouk | Active and passive thermography for the detection of defects in green-state powdermetallic compacts | |
SU1213407A1 (en) | Method of heat nondestructive testing | |
Revel et al. | Defect detection in ceramic materials by quantitative infrared thermography |