一种红外涂层的稳定性评估系统技术方案

本发明专利技术涉及一种红外涂层的稳定性评估系统，属于涂层损伤判定技术领域，解决了现有技术中涂层损伤判定准确率差、效率较低，难以进行准确的稳定性评估的问题。包括：数据采集装置用于采集红外涂层的全波段辐射亮度图、两个不同波段的辐射亮度图以及黑体辐射亮度图；温度分布图获取模块用于根据两个不同波段的辐射亮度图，得到温度分布图；发射率分布图获取模块用于根据温度分布图校正所述黑体辐射亮度图，得到校正后黑体辐射亮度图；根据全波段辐射亮度图和校正后的黑体辐射亮度图，得到发射率分布图；损伤判定模块用于对红外涂层的损伤进行判定；涂层稳定评估模块用于根据得到的红外涂层的损伤类型及对应的损伤面积得到红外涂层的稳定性状态。外涂层的稳定性状态。外涂层的稳定性状态。

【技术实现步骤摘要】
一种红外涂层的稳定性评估系统


[0001]本专利技术涉及涂层损伤判定
，尤其涉及一种红外涂层的稳定性评估系统。

技术介绍

[0002]红外涂层是指应用于特定领域实现设计要求的功能涂层，主要可分为低发射率涂层、高发射率涂层及可调控发射率涂层等，功能性涂层通常具有较薄的厚度，并且与基底材料存在较大的辐射性能差异。在涂层使用过程中，往往会由于操作人员干预或环境变化等造成损伤，涂层损伤后其性能会较大幅度的下降，因此，需要对涂层的损伤状态进行鉴别与分析，以保障涂层在使用过程中的性能满足要求。
[0003]涂层的损伤种类可分为脱落、气泡、裂缝等，传统的涂层损伤判定主要分为两类，一种是物理探视，通过维护人员的目测及敲击触摸等，对损伤的判定大多依赖维护人员的经验，依赖维护人员的专业性，效率低，容易造成误判和漏判，且为接触维护，容易对涂层造成二次损伤；另一类为可见光图像算法分析，通过对可疑损伤部位进行拍照后，对图像采用特定算法进行分析，能够对在图像上呈现大面积空缺的涂层脱落、开裂等进行判定，但是涂层微小气泡及粘接不良等缺陷，在图像中是完好的，也就是说，对于图像中难以显示出区别的涂层损伤，该方法难以判定，更难以根据判定的损伤进行准确的稳定性评估。并且图像算法损伤判别还存在依赖训练模型的技术缺陷，对判定模型的深度学习时，需提供预制的损伤单元，但还原待测红外涂层的损伤真实状态是极为困难的，并且大幅增加使用成本。
[0004]由此，现有的涂层损伤判定准确率差、效率较低，难以进行准确的稳定性评估的问题。
专利技术内容
[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种红外涂层的稳定性评估系统，用以解决现有的涂层损伤判定准确率差、效率较低，难以进行准确的稳定性评估的问题。
[0006]本专利技术实施例提供了一种红外涂层的稳定性评估系统，包括：
[0007]数据采集装置，用于采集待测红外涂层的全波段辐射亮度图、两个不同波段的辐射亮度图以及黑体辐射亮度图；
[0008]温度分布图获取模块，用于根据所述两个不同波段的辐射亮度图，得到待测红外涂层的温度分布图；
[0009]发射率分布图获取模块，用于根据所述温度分布图校正所述黑体辐射亮度图，得到校正后的黑体辐射亮度图；再根据所述全波段辐射亮度图和校正后的黑体辐射亮度图，得到待测红外涂层的发射率分布图；
[0010]损伤判定模块，用于基于所述温度分布图和发射率分布图，对待测红外涂层的损伤类型进行判定并获取各损伤类型对应的损伤面积；
[0011]涂层稳定评估模块，用于根据得到的红外涂层的损伤类型及各损伤类型对应的损伤面积，得到所述红外涂层的稳定性状态；
[0012]结果输出模块，用于输出所述待测红外涂层的损伤类型和稳定性状态。
[0013]进一步地，所述数据采集装置包括依次设置的加热台、红外热像仪镜头、一体式载轮和红外热像仪，且加热台、红外热像仪镜头和红外热像仪的中心点在同一直线上；
[0014]所述加热台，用于放置和加热所述待测红外涂层；
[0015]所述红外热像仪镜头，用于汇聚所述待测红外涂层的产生的辐射；
[0016]所述一体式载轮，用于接收待测红外涂层产生的辐射并分别进行全波段辐射、两个不同波段辐射的过滤，同时发出黑体辐射；
[0017]所述红外热像仪，用于接收待测红外涂层过滤后的辐射以及黑体辐射，并对所述过滤后的辐射以及黑体辐射进行成像，形成全波段辐射亮度图、两个不同波段的辐射亮度图以及黑体辐射亮度图。
[0018]进一步地，所述一体式载轮上围绕中心依次设置有空窗单元、第一波段滤光片单元、第二波段滤光片单元和面源黑体单元；其中，面源黑体单元中设置有热电偶；
[0019]所述数据采集装置还包括高精度步进电机，所述高精度步进电机与所述一体式载轮旋转中心连接，用于控制一体式载轮进行旋转，实现一体式载轮上各单元的切换。
[0020]进一步地，所述一体式载轮上设置的各单元中心相对于一体式载轮中心点间隔设定的角度，其中，该角度与所述高精度步进电机的步距角相匹配，满足高精度步进电机在最短时间内控制一体式载轮上各单元的切换且切换后的单元中心与红外热像仪镜头中心对准。
[0021]进一步地，所述一体式载轮上的空窗单元、第一滤光片单元、第二滤光片单元和面源黑体均为圆形结构，半径55cm；热电偶个数为1，设置在面源黑体单元的中心。
[0022]进一步地，所述第一波段滤光片单元、第二波段滤光片单元通过下述方式确定：
[0023]根据待测红外涂层确定长波段或短波段；在确定的长波段或短波段中选取差值小于设定差异阈值的两个波段波长分别作为所述第一波段滤光片单元和第二波段滤光片单元的中心波长。
[0024]进一步地，还包括纹理特征块确定模块，用于确定待测红外涂层的纹理特征块；所述纹理特征块包括块状结构和/或裂缝形状；
[0025]所述损伤判定模块通过执行下述操作对所述对待测红外涂层的损伤进行判定：
[0026]将待测红外涂层的每一纹理特征块在温度分布图和发射率分布图中的对应区域作为基准区域，并对每一基准区域进行膨胀，得到相应的周围区域；
[0027]根据温度分布图中每一基准区域和相应的周围区域的温度关系、发射率分布图中每一基准区域和相应的周围区域的发射率关系，确定每一基准区域的损伤类型。
[0028]进一步地，所述损伤判定模块中对于每一基准区域，通过执行以下操作确定损伤类型：
[0029]若温度分布图中的该基准区域的最低温度高于相应周围区域的最高温度，发射率分布图中的该基准区域的最低发射率高于相应周围区域的最高发射率，则判断待测红外涂层存在损伤；此时，若该纹理特征块为块状结构，则该纹理特征块为脱落类损伤；若该纹理特征块为裂缝形状，则该纹理特征块为裂缝类损伤；
[0030]若温度分布图中的该基准区域的最高温度低于相应周围区域的最低温度，且发射率分布图中的该基准区域的最高发射率低于相应周围区域的最低发射率，且该纹理特征块
为块状结构，则该纹理特征块为气泡损伤。
[0031]进一步地，所述损伤判定模块通过执行下述操作获取各损伤类型对应的损伤面积：
[0032]基于判定后的涂层损伤在红外涂层相应的基准区域中包含的像素，得到每一损伤的损伤面积，再基于损伤类型得到各损伤类型在红外涂层对应的损伤面积。
[0033]进一步地，所述涂层稳定评估模块，通过以下方式得到所述红外涂层的稳定性状态：
[0034]根据红外涂层的损伤类型和在红外涂层相应的区域，得到涂层损伤程度D，表示为：
[0035][0036]式中，Q表示红外涂层的面积，α
m
表示第m种损伤类型的比例系数，q
m
表示第m种损伤类型在红外涂层区域的损伤面积，M表示损伤类型的数量；
[0037]根据得到涂层损伤程度与预设的稳定性阈值进行比较，
[0038]若涂层损伤程度大于稳定性阈值，则所述红外涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外涂层的稳定性评估系统，其特征在于，包括：数据采集装置，用于采集待测红外涂层的全波段辐射亮度图、两个不同波段的辐射亮度图以及黑体辐射亮度图；温度分布图获取模块，用于根据所述两个不同波段的辐射亮度图，得到待测红外涂层的温度分布图；发射率分布图获取模块，用于根据所述温度分布图校正所述黑体辐射亮度图，得到校正后的黑体辐射亮度图；再根据所述全波段辐射亮度图和校正后的黑体辐射亮度图，得到待测红外涂层的发射率分布图；损伤判定模块，用于基于所述温度分布图和发射率分布图，对待测红外涂层的损伤类型进行判定并获取各损伤类型对应的损伤面积；涂层稳定评估模块，用于根据得到的红外涂层的损伤类型及各损伤类型对应的损伤面积，得到所述红外涂层的稳定性状态；结果输出模块，用于输出所述待测红外涂层的损伤类型和稳定性状态。2.根据权利要求1所述的红外涂层的稳定性评估系统，其特征在于，所述数据采集装置包括依次设置的加热台、红外热像仪镜头、一体式载轮和红外热像仪，且加热台、红外热像仪镜头和红外热像仪的中心点在同一直线上；所述加热台，用于放置和加热所述待测红外涂层；所述红外热像仪镜头，用于汇聚所述待测红外涂层的产生的辐射；所述一体式载轮，用于接收待测红外涂层产生的辐射并分别进行全波段辐射、两个不同波段辐射的过滤，同时发出黑体辐射；所述红外热像仪，用于接收待测红外涂层过滤后的辐射以及黑体辐射，并对所述过滤后的辐射以及黑体辐射进行成像，形成全波段辐射亮度图、两个不同波段的辐射亮度图以及黑体辐射亮度图。3.根据权利要求2所述的红外涂层的稳定性评估系统，其特征在于，所述一体式载轮上围绕中心依次设置有空窗单元、第一波段滤光片单元、第二波段滤光片单元和面源黑体单元；其中，面源黑体单元中设置有热电偶；所述数据采集装置还包括高精度步进电机，所述高精度步进电机与所述一体式载轮旋转中心连接，用于控制一体式载轮进行旋转，实现一体式载轮上各单元的切换。4.根据权利要求3所述的红外涂层的稳定性评估系统，其特征在于，所述一体式载轮上设置的各单元中心相对于一体式载轮中心点间隔设定的角度，其中，该角度与所述高精度步进电机的步距角相匹配，满足高精度步进电机在最短时间内控制一体式载轮上各单元的切换且切换后的单元中心与红外热像仪镜头中心对准。5.根据权利要求3所述的红外涂层的稳定性评估系统，其特征在于，所述一体式载轮上的空窗单元、第一滤光片单元、第二滤光片单元和面源黑体均为圆形结构，半径55cm；热电偶个数为1，设置在面源黑体单元的中心。6.根据权利要求2所述的红外涂层的稳定性评估系统，其特征在于，所述第一波段滤光片单元、第二波段滤光片单元通过下述方式确定：根据待测红...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东阳，张宇峰，刘晨飞，唐增武，刘钊，张伟，贾辉，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：