Активный тепловой неразрушающий контроль (АТНК) — один из перспективных методов, получивший в последнее время широкое применение, в частности, в авиации при диагностике состояния изделий из ПКМ на стадиях производства и эксплуатации. Суть метода состоит в регистрации тепловизором динамической последовательности термоизображений (термограмм — ТМГ) в процессе активного нагрева и охлаждения контролируемого изделия и последующем применении различных математических методов обработки полученных временных зависимостей двумерного температурного поля.
При отработке технологии активного ТНК изделий из ПКМ одной из актуальных задач является определение наиболее эффективных методов обработки записанных динамических термоизображений, что позволяет максимизировать отношение «сигнал/шум» при обнаружении дефектов и измерении их теплофизических характеристик.
Задачей настоящей работы являлась оценка влияния различных методов обработки исходной тепловизионной информации на величину отношения «сигнал/шум» при обнаружении ударного дефекта в образце из углепластика. На основании результатов исследований, проведенных в Томском политехническом университете [1] и ФГУП ЦАГИ [2] с помощью программного обеспечения ТПУ [3] в настоящей работе проведен анализ следующих процедур и методов обработки термоизображений:
• вычитание произвольного кадра из последовательности зарегистрированных термограмм;
• нормирование последовательности ТМГ по произвольному кадру;
• линейная и нелинейная пространственная и временная фильтрация температурных сигналов;
• полиномиальная аппроксимация временных зависимостей температурного сигнала;
• дифференцирование 1-го и 2-го порядков аппроксимированных температурных функций;
• применение преобразования Фурье и метода анализа главных компонент.
В качестве критерия для сравнения процедур и методов обработки использовалось отношение «сигнал/шум» С/Ш = SNR = (Td – Tnd)/σnd, где в качестве сигнала использовалась разность яркостных температур поверхностей дефектной Td и бездефектной (б/д=nd) областей Tnd образца (рис. 1), а оценкой «шума» являлось среднеквадратическое отклонение σnd температуры бездефектной зоны от ее среднего значения (рис. 2).