研究目的
提出一种新的检测方法——联合扫描激光热成像技术（JSLT）及其数据重建与处理算法，用于检测和表征碳纤维复合材料中的平底孔（FBH）。
研究成果
JSLT方法有效解决了检测速度与检测能力之间的矛盾，其时空分辨率高于脉冲热成像技术。该方法能检测直径-深度比为3.33的缺陷，在缺陷检测方面较传统方法展现出更优性能。
研究不足
该研究采用一维热传导模型，忽略了三维热扩散效应。缺陷埋藏深度的精确估算方法尚未得到充分探究。
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碳纤维增强聚合物的联合扫描激光热成像缺陷检测方法
DOI：10.1109/JSEN.2019.2941077
期刊：IEEE Sensors Journal
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
本文提出了一种新型检测方法——联合扫描激光热成像技术（JSLT）及其数据重建与处理算法。该检测方法采用联合激光扫描方案对碳纤维复合材料中的平底孔（FBH）进行检测与表征。通过分析该扫描方案下采集的热图像序列特性，基于一维热传导模型开发出快速简便的缺陷埋深表征重建方法。处理后的热图像可获得更高时间分辨率与空间分辨率，在更短采集时间内实现比脉冲热成像更大的检测区域，从而解决了检测速度与检测能力之间的矛盾。后续搭建联合激光扫描热成像实验平台，在埋深不同的缺陷碳纤维复合板样件上验证算法有效性。实验结果表明：重建数据表现与脉冲激励下基本一致，温度随时间在log域的变化趋势与TSR方法曲线相似；但与脉冲热成像数据不同，基于重建数据的PCA缺陷检出率高于独立成分分析（ICA）和FFT相位图。该JSLT系统用于平底孔检测时直径-深度比达到3.33。
作者：
Zhiyi He，Hongjin Wang，Yunze He，Guixiang Zhang，Jiazheng Wang，Gaoyu Zou，Tomasz Chady
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