GB/T 31768.4-2015 无损检测 闪光灯激励红外热像法 第4部分：检测系统

　　ICS 19. 100 J 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31768.4—2015

　　无损检测 闪光灯激励红外热像法

　　第 4 部分 :检测系统

　　Non-destructivetesting—Infrared flash thermography—Part4:System

　　2015-06-02发布 2016-03-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31768.4—2015

　　前 言

　　GB/T 31768《无损检测 闪光灯激励红外热像法》分为以下几个部分 :

　　— 第 1部分 :导则 ;

　　— 第 2部分 :检测规范 ;

　　— 第 3部分 :参考试块 ;

　　— 第 4部分 :检测系统 。

　　本部分为 GB/T 31768的第 4部分 。

　　本部分按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本部分由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归 口 。

　　本部分起草单位 :北京维泰凯信新技术有限公司 、首都师范大学 、中国特种设备检测研究院 、航天科工三院 8358所 、广州飒特红外股份有限公司 、南京诺威尔光电系统有限公司 、重庆师范大学 。

　　本部分主要起草人 :冯立春 、王迅 、沈功田 、杨贺 、吴涛 、陈力 、曾智 。

　　无损检测 闪光灯激励红外热像法

　　第 4 部分 :检测系统

　　1 范围

　　GB/T 31768的本部分规定了闪光灯激励红外热像法检测系统及其校准和安全性要求 。

　　本部分适用于闪光灯激励红外热像法无损检测系统的设备选型和使用 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 12604. 9 无损检测 术语 红外检测

　　GB 19517 国家电气设备安全技术规范

　　GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义

　　3 术语和定义

　　GB/T 12604. 9 和 GB/T 20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　全局快门 globalshutter

　　全局积分 snapshotshutter

　　同步积分 synchronous shutter;synchronous exposure

　　成像传感器阵列中各像素的积分开始及结束时间一致的积分方式 。

　　3.2

　　卷帘式快门 rollingshutter

　　卷帘式积分 rolling exposure

　　成像传感器阵列中像素积分开始及结束的时间按行所在的位置依次落后于第一行的积分方式 。 3.3

　　自动校准快门 auto-shutter

　　内置校准遮挡片

　　热像仪用来对探测器进行非均匀校正的内置遮挡片 。

　　4 检测系统

　　4. 1 系统的组成

　　闪光灯激励红外热像检测系统由闪光灯(阵列) 、热像仪(包括镜头及附件) 、控制和数据处理系统(采集控制系统及处理软件组成) 。见图 1。

　　GB/T 31768.4—2015

　　图 1 检测系统组成示意图

　　4.2 闪光灯阵列及附件

　　包括 :

　　a) 由一只或多只闪光灯组成 , 闪光灯宜为同型号 ;

　　b) 可为被检物表面提供均匀的光脉冲照射 ;

　　c) 闪光能量应满足加热激励的要求 ,输出能量宜可调整 ;

　　d) 闪光脉冲的半高宽宜小于或等于 5 ms;

　　e) 闪光灯阵列的放置应避免闪光能量直接入射到热像仪镜头 ;

　　f) 阵列周围宜放置遮光设施 , 防止现场检测人员直接暴露在闪光中 ;

　　g) 闪光灯前宜放置可透过闪光 ,不透过热像仪工作波段辐射的窗口材料 , 以避免闪光灯管的热辐射经被检物体表面反射进入热像仪视场 。

　　4.3 热像仪、镜头及其他附件

　　4.3. 1 热像仪的工作波段宜处于 3 μm~ 5 μm 或 8 μm~ 14μm 大气窗口内 ,应根据被检物的红外光谱吸收及透射特性进行选择 ,如被检物在热像仪工作波段内透明 ,则应考虑更换不同波段热像仪或对被检物表面进行如涂漆或者覆膜等处理 。

　　4.3.2 应根据 检 测 对 空 间 分 辨 力 及 视 场 的 需 求 选 择 热 像 仪 及 镜 头,热 像 仪 探 测 器 像 元 数 不 宜 少 于320×240,热像仪 、镜头与工作距离的选择与设置应满足需检测到的最小缺陷在探测器上成像至少覆盖3× 3个相邻像素 。

　　4.3.3 热像仪的测温范围应覆盖闪光灯激励后被检物的温度变化范围 。

　　4.3.4 热像仪探测器的温度分辨力应满足检测要求 ,NETD不宜大于 100 mK。

　　4.3.5 热像仪探测器宜为全局快门类型 ,如使用的热像仪为卷帘式快门探测器 ,则应考虑卷帘式快门对检测结果的影响 ,并通过实验确定热像仪是否满足检测要求 。

　　4.3.6 热像仪全帧输出帧频不宜小于 25 Hz,宜可调整 ;被检物温度变化较快时 ,宜选择更高的帧频 。

　　4.3.7 热像仪积分时间宜可调整 ,信号饱和时 ,应减少积分时间 ,需注意减少积分时间后,热像仪温度分辨力可能会下降 。

　　4.3. 8 热像仪如果有自动校准快门 ,在检测采集过程中应关闭此功能 。

　　4.3.9 热像仪应能实时输出采集的数据或把数据记录到存储器中 。

　　4.4 采集控制系统

　　4.4. 1 应能控制闪光灯阵列的触发 、热像仪的采集开始 、热像仪的采集持续时间或采集总帧数等 。

　　4.4.2 应能采集闪光前及闪光后数据 。

　　4.4.3 应能采集热像仪的数字输出并进行记录 ,采集记录设备可以是计算机 ,也可以是热像仪自带的存储器 。

　　4.5 数据处理软件

　　4.5. 1 应能读取已存储的数据 ,连续或逐帧播放采集到的热图序列 ;能观察任意像素的温度变化曲线 。

　　4.5.2 宜能进行 适 当 的 图 像 数 据 处 理 , 如 平 均 、平 滑 、图 像 相 减 、曲 线 拟 合 、一 阶 微 分 及 二 阶 微 分 等功能 。

　　5 系统的校正与校准

　　5. 1 校正

　　5. 1. 1 热像仪在使用前 ,应按使用要求进行非均匀性校正 ,可根据需要进行平面视场校正 ; 当使用替换镜头 、重新调焦时 ,应重新进行非均匀性校正 ;在改变温度范围或改变积分时间时 ,应根据设备制造商的要求确定是否需要重新进行非均匀性校正 。

　　5. 1.2 闪光灯阵列宜使用热激励均匀性试件进行检验以满足检测对激励均匀性的要求 。

　　5. 1.3 检测系统可定期或在需要时使用检测能力试件进行系统检测能力校验 。

　　5.2 校准

　　热像仪宜具有图像冻结及温度读出功能以便实现热像仪的温度校准 。

　　6 安全性

　　系统电气安全应符合 GB 19517及相关标准 。

　　闪光灯激励红外热像检测系统中包含了蓄能设备 、大电流放电设备 ,使用中应注意绝缘及电磁兼容性要求 ,应在确认电容充分放电后再操作连接电缆等 。

　　不允许在易燃易爆环境中操作闪光灯 。