碳纤维增强聚合物的联合扫描激光热成像缺陷检测方法

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。