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基于脉冲热成像技术的铝材缺陷检测算法定量比较

DOI：10.3390/met8100859 期刊：Metals 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 脉冲热成像技术常被用作评估材料和部件内部缺陷的无损检测手段。近年来，虽已开发出多种缺陷检测算法并采用不同方法测定其尺寸与深度，但文献中鲜有研究从缺陷检出数量、检测分析耗时及尺寸深度的定量评估等维度对各类算法进行系统比较。本研究基于含二十个已知标称尺寸与深度平底孔的铝制试样开展脉冲热成像实验，通过分析不同时段数据，运用多种算法对比其信号背景对比度(SBC)及缺陷检出数量，并探究了SBC与缺陷纵横比的相关性。所用算法包括：脉冲相位热成像(PPT)、斜率法、相关系数(R2)、热信号重构(TSR)及主成分热成像(PCT)。研究结果揭示了各类热成像算法的优势、劣势及灵敏度差异。
作者： Ester D’Accardi，Davide Palumbo，Rosanna Tamborrino，Umberto Galietti
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

比较不同算法在铝材脉冲热成像缺陷检测中，基于信背比（SBC）、检出缺陷数量以及SBC与缺陷纵横比相关性的表现。

研究成果

PCT算法显示出最大的SBC值，并检测到最多数量的缺陷，且SBC与纵横比r之间具有良好的相关性。R2算法速度最快，在仅分析32帧的情况下检测到最多数量的缺陷。二阶导数（TSR）、斜率、振幅和PCT算法在SBC与纵横比r之间获得了非常好的相关性。应用于振幅数据（PPT）的所提程序估算缺陷尺寸和深度的误差小于5%。

研究不足

该研究仅限于带有模拟缺陷（平底孔）的铝制试样。对于其他材料或实际缺陷，结果可能有所不同。分析帧数会影响信号对比度方面的结果。

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