【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热成像，具体涉及一种联合扫描激光热成像检测系统、采样方法及装置。
技术介绍
1、铝合金是飞行器广泛使用的材料，疲劳裂纹是它们最为危险的表面缺陷。及时发现飞行器铝合金构件早期的表面微小裂纹是一项重要的无损检测任务。
2、激光红外热成像是一种无需接触、检测快速、灵敏度高的新兴无损检测技术。激光红外热成像技术对金属材料表面裂纹检测展现出了良好的适配性和应用潜力，可以实现无接触、高效率、高精度、无污染的表面裂纹检测需求。
3、铝合金具有高热导率、低发射率、高反射率的特性。高热导率特性使得热量耗散效应增强，当表面存在裂纹时，热量会快速传导至非裂纹区域。这会导致裂纹区域与非裂纹区域的表面温度差异减小，从而降低了裂纹的热信号对比度，裂纹位置的响应特征减弱。受到低发射率、高反射率特性的影响，当运动扫描激光照射在无处理铝合金表面时，会产生光斑扩散、能量扭曲、形状畸变等不良效应，导致严重的噪声干扰，严重影响表面微小裂纹的检测精度。所以现有裂纹检测方法为了消除表面状况对于检测结果的影响，都对表面进行预处理如喷黑漆等作为激光红外热成像检测的前提条件。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种联合扫描激光热成像检测系统、采样方法及装置，以解决现有的裂纹定位检测方法噪声干扰大，无处理的铝合金表面微小裂纹信号容易被表面噪声淹没，特征信号模糊，定位的鲁棒性较差的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专
4、所述红外热像仪和所述激光器的出光端设置于所述运动平台上，所述运动平台设置于所述光学平台上，所述运动平台相对于所述光学平台可运动；
5、所述夹具设置于所述光学平台上，所述夹具相对于所述光学平台高度可调节，所述夹具用于夹持铝合金试件，所述铝合金试件的表面未进行喷黑漆处理；
6、其中，所述激光器发出的激光传输至所述铝合金试件表面，所述红外热像仪用于采集所述铝合金试件表面采样区域内的温度数据，所述采样区域为激光运动方向上激光热影响区的前侧区域。
7、可选地，所述系统还包括：准直器，所述激光器的出光端通过光纤与所述准直器连接，所述准直器设置于所述运动平台上，所述激光器发出的激光通过准直器准直后传输至所述铝合金试件的表面，以在所述铝合金试件的表面形成点光斑，所述准直器与所述铝合金试件的距离为所述准直器的焦距。
8、第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于lroi-dmin的采样方法，应用于如第一方面任一项所述的联合扫描激光热成像检测系统，所述方法包括：
9、在将铝合金试件放置于夹具中且所述夹具处于所述红外热像仪视角内的情况下，控制所述激光器发光，并通过运动平台驱动所述激光器运动，以使所述激光器发出的激光在所述铝合金试件的表面运动；
10、确定采样区域，所述采样区域为激光运动方向上激光热影响区的前侧区域；
11、通过红外热像仪获取所述铝合金试件表面的采样区域的温度数据；
12、根据所述温度数据中极小值特征确定所述铝合金试件的裂纹的位置。
13、可选地，在所述通过红外热像仪获取所述铝合金试件表面的采样区域的温度数据之后，所述方法还包括：
14、基于haar小波对于所述温度数据进行小波三层分解，得到小波三层分解后的细节系数；
15、所述根据所述温度数据中极小值特征确定所述铝合金试件的裂纹的位置包括：
16、根据所述细节系数确定所述铝合金试件的裂纹的位置。
17、可选地，在所述基于haar小波对于所述温度数据进行小波三层分解之后，所述方法还包括：
18、将所述温度数据进行小波三层分解后的信号作为输入信号；
19、对所述输入信号连续小波变换，得到每次小波变换后的所述输入信号与小波函数的相关系数；
20、确定所述相关系数最大值的位置为所述铝合金试件裂纹的位置。
21、可选地，所述激光热影响区的面积为第一面积，所述确定采样区域还包括：
22、确定所述激光热影响区的前侧区域中面积为所述第一面积的二分之一的区域为采样区域。
23、第三方面，本专利技术实施例提供了一种基于lroi-dmin的采样装置，应用于如第一方面任一项所述的联合扫描激光热成像检测系统，所述装置包括：
24、控制模块，用于在将铝合金试件放置于夹具中且所述夹具处于所述红外热像仪视角内的情况下，控制所述激光器发光，并通过运动平台驱动所述激光器运动，以使所述激光器发出的激光在所述铝合金试件的表面运动；
25、第一确定模块，用于确定采样区域，所述采样区域为激光运动方向上激光热影响区的前侧区域；
26、获取模块，用于通过红外热像仪获取所述铝合金试件表面的采样区域的温度数据；
27、第二确定模块，用于根据所述温度数据中极小值特征确定所述铝合金试件的裂纹的位置。
28、可选地，所述采样装置还包括：
29、分解模块，用于基于haar小波对于所述温度数据进行小波三层分解，得到小波三层分解后的细节系数；
30、所述第二确定模块具体用于根据所述细节系数确定所述铝合金试件的裂纹的位置。
31、可选地，所述采样装置还包括：
32、第三确定模块，用于将所述温度数据进行小波三层分解后的信号作为输入信号；
33、变换模块，用于对所述输入信号连续小波变换，得到每次小波变换后的所述输入信号与小波函数的相关系数；
34、第四确定模块，用于确定所述相关系数最大值的位置为所述铝合金试件裂纹的位置。
35、可选地，所述激光热影响区的面积为第一面积，所述第一确定模块具体用于确定所述激光热影响区的前侧区域中面积为所述第一面积的二分之一的区域为采样区域。
36、本专利技术实施提供了一种联合扫描激光热成像检测系统，包括红外热像仪、光学平台、夹具、激光器，运动平台，所述红外热像仪和所述激光器的出光端设置于所述运动平台上，所述运动平台设置于所述光学平台上，所述运动平台相对于所述光学平台可运动；所述夹具设置于所述光学平台上，所述夹具相对于所述光学平台高度可调节，所述夹具用于夹持铝合金试件，所述铝合金试件的表面未进行喷黑漆处理；其中，所述激光器发出的激光传输至所述铝合金试件表面，所述红外热像仪用于采集所述铝合金试件表面采样区域内的温度数据，所述采样区域为激光运动方向上激光热影响区的前侧区域。本专利技术实施例中的铝合金试件不需要采用经过喷黑漆处理，克服传统的喷黑漆等表面预处理方法，选择激光运动方向上激光热影响区的前侧区域作为红外热像仪的采样区域，显著减弱无处理铝合金表面的低发射率、高反射率特性产生的噪声影响，实现无处理铝合金表面微裂纹快速、自动地定位表征。
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1.一种联合扫描激光热成像检测系统，其特征在于，包括红外热像仪、光学平台、夹具、激光器，运动平台；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
3.一种基于LROI-Dmin的采样方法，应用于如权利要求1-2任一项所述的联合扫描激光热成像检测系统，其特征在于，所述方法包括：
4.根据权利要求3所述的采样方法，其特征在于，在所述通过红外热像仪获取所述铝合金试件表面的采样区域的温度数据之后，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的采样方法，其特征在于，在所述基于Haar小波对于所述温度数据进行小波三层分解之后，所述方法还包括：
6.根据权利要求3所述的采样方法，其特征在于，所述激光热影响区的面积为第一面积，所述确定采样区域还包括：
7.一种基于LROI-Dmin的采样装置，应用于如权利要求1-2任一项所述的联合扫描激光热成像检测系统，其特征在于，所述装置包括：
8.根据权利要求7所述的采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括：
9.根据权利要求8所述的采样装置，其特征在于
10.根据权利要求7所述的采样装置，其特征在于，所述激光热影响区的面积为第一面积，所述第一确定模块具体用于确定所述激光热影响区的前侧区域中面积为所述第一面积的二分之一的区域为采样区域。
...【技术特征摘要】
1.一种联合扫描激光热成像检测系统，其特征在于，包括红外热像仪、光学平台、夹具、激光器，运动平台；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
3.一种基于lroi-dmin的采样方法，应用于如权利要求1-2任一项所述的联合扫描激光热成像检测系统，其特征在于，所述方法包括：
4.根据权利要求3所述的采样方法，其特征在于，在所述通过红外热像仪获取所述铝合金试件表面的采样区域的温度数据之后，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的采样方法，其特征在于，在所述基于haar小波对于所述温度数据进行小波三层分解之后，所述方法还包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：董丽虹，王海斗，安仲辉，底月兰，邢志国，郭伟玲，黄艳斐，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：
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