POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA. Zbigniew Suszyński. Termografia aktywna. modele, przetwarzanie sygnałów i obrazów

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA. Zbigniew Suszyński. Termografia aktywna. modele, przetwarzanie sygnałów i obrazów"

Liliana Zalewska
8 lat temu
Przeglądów:

2 POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA Zbigniew Suszyński Termografia aktywna modele, przetwarzanie sygnałów i obrazów KOSZALIN 2014

3 MONOGRAFIA NR 259 WYDZIAŁU ELEKTRONIKI I INFORMATYKI ISSN ISBN Przewodniczący Uczelnianej Rady Wydawniczej Mirosław Maliński Recenzja Andrzej Dziedzic Andrzej Napieralski Redakcja Agnieszka Czajkowska Projekt okładki Tadeusz Walczak Copyright by Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej Koszalin 2013 WYDAWNICTWO UCZELNIANE POLITECHNIKI KOSZALIŃSKIEJ Koszalin, ul. Racławicka Koszalin 2013, wyd. I, ark. wyd. 13,26, nakład 120 egz. Druk: INTRO-DRUK, Koszalin

Tadeusz Walczak Copyright by Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej Koszalin 2013 WYDAWNICTWO UCZELNIANE

4 SPIS TREŚCI WYKAZ OZNACZEŃ 7 1. WSTĘP METODY TERMOFALOWE Przepływ ciepła w jednorodnym, jednowymiarowym ciepłowodzie Jednowymiarowy model fototermiczny z pobudzeniem rozłożonym Jednowymiarowy model struktury wielowarstwowej Parametry decydujące o propagacji strumienia cieplnego w strukturze warstwowej zmienne niezależne modelu termofalowego Odbicie fali temperaturowej od granicy dwóch warstw Modele admitancyjne Model admitancyjny jednowymiarowy Modele dyskretne dwu- i trójwymiarowe Model termofalowy 3D obiektu anizotropowego Warunki brzegowe Warunki brzegowe dla składowej zmiennej strumienia cieplnego Pobudzenia strumieniowe i potencjałowe (temperaturowe) Macierz admitancyjna i wektor pobudzeń Modele termofalowe dla trybu modulacji przestrzennej Porównanie odpowiedzi temperaturowej dla pobudzenia w trybie BDM i pobudzenia impulsowego Uproszczone warunki detekcji niejednorodności cieplnych w trybie BDM KONTRASTY TEMPERATUROWE Rodzaje kontrastów temperaturowych Pomiary referencyjne i rodzaje referencji Rodzaje referencji WRAŻLIWOŚĆ IMPEDANCJI TERMOFALOWEJ NA ZMIANY PARAMETRÓW CIEPLNYCH W STRUKTURACH WARSTWOWYCH Definicja wrażliwości Wrażliwość dla struktury dwuwarstwowej Wrażliwość dla struktury trójwarstwowej Niepewność wyznaczania parametrów cieplnych w strukturach warstwowych

.. 30 2.6. Modele admitancyjne... 33 2.6.1. Model admitancyjny jednowymiarowy... 33 2.6.2. Modele dyskretne dwu- i trójwymiarowe... 38 2.7. Model termofalowy 3D obiektu anizotropowego... 43 2.8. Warunki brzegowe.

5 5. BADANIE PROFILU GŁĘBOKOŚCIOWEGO WŁAŚCIWOŚCI CIEPLNYCH W STRUKTURACH WARSTWOWYCH Pomiar parametrów cieplnych pojedynczych warstw Pomiar profilu właściwości cieplnych struktur warstwowych Pomiar wybranych parametrów cieplnych struktury krzemspoiwo-molibden METODY TERMOGRAFII AKTYWNEJ Pomiar temperatury w termografii aktywnej Metoda pomiaru promieniowania podczerwonego Metoda fotoakustyczna (mikrofonowa) Metoda piezoelektryczna Metoda termoreflektancyjna Metoda interferencyjna Metoda defleksyjna Metody pomiarowe i przetwarzanie informacji w termografii aktywnej Jednowymiarowy model termofalowy dla potrzeb termografii aktywnej Termografia aktywna w trybie modulacji periodycznej Termografia aktywna w trybie pobudzenia szerokopasmowego Termografia w trybie modulacji przestrzennej (BDM) PRZETWARZANIE OBRAZÓW TERMICZNYCH I ICH SEKWENCJI Zmiana rozdzielczości obrazów Dyskretna Filtracja Falkowa Wyostrzanie obrazów termicznych Eliminacja dynamicznego tła temperaturowego Segmentacja sekwencji obrazów termicznych z wykorzystaniem metody k-means i FCM BIBLIOGRAFIA STRESZCZENIE ABSTRACT

.. 128 6.1.1. Metoda pomiaru promieniowania podczerwonego... 128 6.1.2. Metoda fotoakustyczna (mikrofonowa)... 135 6.1.3. Metoda piezoelektryczna... 142 6.1.4. Metoda termoreflektancyjna... 143 6.1.5. Metoda interferencyjna.

6 CONTENTS LIST OF SYMBOLS INTRODUCTION THERMAL WAVE METHODS Thermal wave in semi-infinite body 1D model D photothermal model for spatially distributed excitation D model of multilayer structure Parameters determining the propagation of heat flux in multilayer structure independent variables of thermal wave model Reflection of thermal wave from the boundary of two layers Admittance models D admittance model D and 3D discrete models D thermal wave model for thermally anisotropic body Boundary conditions Boundary conditions for variable component of heat flux Power and potential types of heat excitation Admittance matrix and power array Thermal wave model for BDM regime of excitation Temperature signal for BDM and pulse excitation comparative analysis Simplified conditions for thermal inhomogeneities detection in BDM regime TEMPERATURE CONTRASTS Types of temperature contrast The reference measurements and kinds of reference objects Kinds of reference objects SENSITIVITY OF THERMAL WAVE IMPEDANCE ON THE CHANGES OF THERMAL PARAMETERS IN MULTILAYER STRUCTURES Definition of sensitivity Sensitivity analysis for two-layer structure Sensitivity analysis for three-layer structure Uncertainty of thermal parameters measurement THERMAL PARAMETERS DEPTH PROFILE MEASUREMENT FOR MULTILAYER STRUCTURES Thermal parameters of uniform object with limited thickness measurement Thermal parameters of multilayer objects measurement

.. 30 2.6. Admittance models... 33 2.6.1. 1D admittance model... 33 2.6.2. 2D and 3D discrete models... 38 2.7. 3D thermal wave model for thermally anisotropic body... 43 2.8. Boundary conditions.

7 The silicon-eutectic-molybdenum structure thermal parameters measurement THE METHODS OF ACTIVE THERMOGRAPHY Temperature measurement methods in active thermography Metoda pomiaru promieniowania podczerwonego Photoacoustic (microphone) method Piezoelectric method Thermoreflectance method Interference method Deflection method Measurement methods and data processing in active thermography D thermal model for active thermography Active thermography with periodical excitation Active thermography with wide frequency spectrum excitation Thermography in BDM regime PROCESSING OF THERMAL IMAGES AND SEQUENCES Changing the pixel resolution of images Discrete wavelet filtration Thermal images sharpening Temperature background removing Thermal sequences segmentation with k-means and FCM methods BIBLIOGRAPHY ABSTRACT (IN POLISH) ABSTRACT

.. 146 6.1.6. Deflection method... 147 6.2. Measurement methods and data processing in active thermography... 150 6.2.1. 1D thermal model for active thermography... 153 6.2.2. Active thermography with periodical excitation.

Podobne dokumenty

Modele inżynierii teleinformatyki 5 (Wybrane zastosowania)

POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA Modele inżynierii teleinformatyki 5 (Wybrane zastosowania) Redakcja naukowa Krzysztof Bzdyra Grzegorz Bocewicz KOSZALIN 2011 ISBN 978-83-7365-276-7 Przewodniczący Uczelnianej Rady