Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии
Проблема дистанционной диагностики состояния потенциально опасных и недоступных объектов, определение координатных и геометрических параметров дефектов является наиболее актуальной. Для этих целей был разработан лазерно-термографический прибор и соответствующее программное обеспечение, что позволяе...
Saved in:
| Published in: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101932 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии / В.Ю. Глуховский, О.С Бородай // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 3. — С. 53-55. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859583521457176576 |
|---|---|
| author | Глуховский, В.Ю. Бородай, О.С. |
| author_facet | Глуховский, В.Ю. Бородай, О.С. |
| citation_txt | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии / В.Ю. Глуховский, О.С Бородай // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 3. — С. 53-55. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description | Проблема дистанционной диагностики состояния потенциально опасных и недоступных объектов, определение
координатных и геометрических параметров дефектов является наиболее актуальной. Для этих целей был разработан лазерно-термографический прибор и соответствующее программное обеспечение, что позволяет вывести
тепловизионный контроль на новый уровень, а именно перейти с количественной оценки дефектов к качественной.
Разработанный лазерно-термографический комплекс позволяет проводить диагностику состояния удаленных объектов, определять координаты и геометрические параметры выявленных дефектов, таких как площадь. В данной
работе представлены краткое описание лазерно-термографического прибора, экспериментальной установки на его
базе, а также термограммы и полученные предварительные результаты расчета площади дефекта в зависимости
от дистанции контроля.
Remote diagnostics of the condition of potentially hazardous and inaccessible objects, determination of coordinate and
geometrical parameters of defects is an urgent task. In order to solve it, a laser-thermographic instrument and respective software
were developed that allow taking heat monitoring to a new level, namely moving over from quantitative to qualitative assessment
of defects. Developed laser-thermographic complex allows performance of diagnostics of the condition of remote objects, and
determination of the coordinate and geometrical parameters of the detected defects. This paper gives a brief description of laserthermographic
instrument, experimental set-up based on it, as well as thermograms and obtained preliminary results of defect
area calculation, depending on monitoring distance.
|
| first_indexed | 2025-11-27T08:27:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
53ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
УДК 620.19.40
ОПРЕДЕЛЕНИЕ И РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ДЕФЕКТОВ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ЛАЗЕРНО-ТЕПЛОВИЗИОННОЙ ДЕФЕКТОМЕТРИИ
В. Ю. ГЛУХОВСКИЙ, О. С. БОРОДАЙ,
ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: offi ce@paton.kiev.ua
Проблема дистанционной диагностики состояния потенциально опасных и недоступных объектов, определение
координатных и геометрических параметров дефектов является наиболее актуальной. Для этих целей был разра-
ботан лазерно-термографический прибор и соответствующее программное обеспечение, что позволяет вывести
тепловизионный контроль на новый уровень, а именно перейти с количественной оценки дефектов к качественной.
Разработанный лазерно-термографический комплекс позволяет проводить диагностику состояния удаленных объ-
ектов, определять координаты и геометрические параметры выявленных дефектов, таких как площадь. В данной
работе представлены краткое описание лазерно-термографического прибора, экспериментальной установки на его
базе, а также термограммы и полученные предварительные результаты расчета площади дефекта в зависимости
от дистанции контроля. Библиогр. 4, табл. 1, рис. 4.
К л ю ч е в ы е с л о в а : тепловизионный контроль, термография, лазерно-термографическая дефектометрия, лазер-
но-термографический прибор
Институтом электросварки им. Е. О. Патона НАН
Украины проводятся работы по разработке и вне-
дрению лазерно-термографических измерительных
систем для определения дистанционных, коорди-
натных и геометрических параметров дефектов
потенциально опасных объектов. С этой целью раз-
работан экспериментальный измерительный лазер-
но-термографический прибор и соответствующее
программное обеспечение, что в совокупности по-
зволяет решать проблему определения дистанцион-
ных, координатных и геометрических параметров
дефектов с высокой точностью [1].
Конструкция разработанного лазерно-термо-
графического прибора представлена на рис. 1 и
состоит из тепловизионной камеры 1; лазерного
дальномера 2; платформы 3, на которую монти-
руется тепловизор и дальномер; устройства про-
странственной ориентации 4, с помощью которого
происходит наведение лазерно-термографического
блока на объект контроля (ОК); штатива 5, на ко-
торый устанавливаются указанные устройства [2].
В данном приборе используется тепловизор
марки Testo 876 производства фирмы «TESTO»
(Германия) и лазерный дальномер Disto-D3a про-
изводства фирмы «Leica» (Австрия).
Для проведения исследований в области лазер-
но-тепловизионной дефектометрии с применени-
ем данного прибора спроектировали эксперимен-
тальную установку, схематическое изображение
которой представлено на рис. 2. Установка состо-
ит из инфракрасного нагревательного прибора
1 мощностью 1 кВт; пластины с искуственными
дефектами сложной геометрической формы 2;
устройства для неподвижной фиксации пластины
с дефектами 3; источника холодного воздуха 4; ла-
зерно-термографического прибора 5; персональ-
ного компьютера 6.
Эксперимент проходил следующим образом.
Пластину нагревали инфракрасным нагревате-
лем со стороны открытых дефектов. С помощью
источника холодного воздуха происходило ох-
лаждение бездефектной поверхности пластины
для создания условий контроля, приближенных к
реальным. Съемка с помощью лазерно-термогра-
фического прибора осуществлялась на дистан-
циях 1, 2, 3, 5 м. Таким образом обеспечивалась
возможность сравнить площадь дефекта, которая
отображалась не термограммах, на разных дис-
танциях контроля.
Рис. 1. Общий вид лазерно-термографического прибора (обо-
значения см. в тексте)© В. Ю. Глуховский, О. С. Бородай, 2013
54 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
Процесс термографирования проходил при
динамичном нагревании пластины от комнатной
температуры до Tmax, а именно в условиях неста-
ционарного температурного поля. Опираясь на
предварительные экспериментальные данные,
термографирование нестационарного температур-
ного поля является наиболее оптимальным. При
этом обеспечивается максимальная контрастность
термограмм и соответственно, максимальное про-
явление дефектных участков на температурном
фоне объекта контроля [3].
Информация с лазерного дальномера и тепло-
визионной камеры заносилась в персональный
компьютер для дальнейшей обработки в соответ-
ствующих программах. С помощью графическо-
го редактора термограмм осуществлялось пре-
образование радиометрической информации
непосредственно в термографические снимки и
радиометрические таблицы. Радиометрические
таблицы вместе с информацией о дистанции кон-
троля вносили в программы подсчета площади де-
фектных участков [4].
С помощью данной установки были получены
термограммы пластины с искусственными дефек-
тами сложной геометрической формы на различ-
ных дистанциях термографирования (рис. 3).
Для каждой из приведенных на рис. 3 термо-
грамм была рассчитана площадь дефектов, кото-
рые проступили в виде ярко желтого рисунка, гео-
метрическая форма которых была предварительно
рассчитана. Данные о рассчитанных площадях
дефектов приведены в таблице.
Из таблицы видно, что при увеличении рас-
стояния термографирования значение погрешно-
сти расчета площади дефекта увеличивается. При
этом значение погрешности зависит от точности
значения температуры дефектного участка, ко-
торое заносится в соответствующую расчетную
программу.
Для определения дистанционных, координат-
ных и геометрических параметров дефекта было
разработано соответствующее программное обе-
спечение. На рис. 4 представлен общий вид про-
граммного интерфейса с построенными 2D и 3D
координатными сетками дефекта, а также рассчи-
танными плоскостными параметрами дефекта.
С помощью разработанной программы можно
рассчитывать и соответственно строить плоскост-
ные величины дефекта, а также в ней заложен
потенциальный механизм расчета и построения
объемных величин, таких как глубина залегания
Площадь заложенного дефекта и значения погрешности
расчета для различных дистанций визирования
Дистанция
визирования, м Площадь, см2 Погрешность, %
1 (эталон) 154 –
1 150 2,6
2 129 16,23
3 126 18,18
5 130 15,58
Рис. 3. Термограммы пластины с искусственными дефектами сложной геометрической формы на разных дистанциях термо-
графирования: а – на расстоянии 1; б – 2; в – 3; г – 5 м
Рис. 2. Схематическое изображение экспериментальной уста-
новки для проведения лазерно-тепловизионной дефектоме-
трии (обозначения см. в тексте)
55ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
дефекта и объем дефектной полости. При постро-
ении 3D сетки (рис. 4, в) параметры третей коор-
динаты были заданы условно. На данном этапе
разработки программного продукта невозможно
точно определить объемные параметры дефекта.
Для расчета и построения объемных параметров
необходимо провести ряд научно-исследователь-
ских работ для определения и уточнения оконча-
тельной математической модели и соответствую-
щих программных блоков.
Выводы
Проведенные экспериментальные исследова-
ния термографирования температурных полей
поверхности с заложенными искусственными
дефектами контрольных образцов с использова-
нием активного теплового контроля показал, что
разработанная конструкция лазерно-термографи-
ческого прибора позволяет получать необходимые
входные данные для расчета геометрических па-
раметров дефектов.
Полученные результаты расчета площади де-
фекта в зависимости от дистанции контроля по-
зволяют сделать вывод, что разработанное ла-
зерно-термографическое устройство может быть
использовано для получения данных для после-
дующей оценки размеров и координат дефектов
потенциально опасных и недоступных объектов.
1. Стороженко В. О., Мельник С. І., Орел Р. П. Новий алго-
ритм теплової томографії // Методи та прилади контролю
якості. – 1999. – № 4. – С. 26–30.
2. Стороженко В. А., Мельник С. И. Метод передаточных
функций в тепловой дефектометрии // Дефектоскопия. –
1991. – № 12. – С. 78–83.
3. Будадин О. Н., Рапопорт Д. А. Метод тепловой дефекто-
метрии // Там же. – 1984. – № 10. – С. 37–42.
4. Вавилов В. П., Финкельштейн С.В. Два подхода к реше-
нию одномерной обратной задачи активного теплового
контроля // Там же. – 1989. – № 4. – С. 59–62.
Remote diagnostics of the condition of potentially hazardous and inaccessible objects, determination of coordinate and
geometrical parameters of defects is an urgent task. In order to solve it, a laser-thermographic instrument and respective software
were developed that allow taking heat monitoring to a new level, namely moving over from quantitative to qualitative assessment
of defects. Developed laser-thermographic complex allows performance of diagnostics of the condition of remote objects, and
determination of the coordinate and geometrical parameters of the detected defects. This paper gives a brief description of laser-
thermographic instrument, experimental set-up based on it, as well as thermograms and obtained preliminary results of defect
area calculation, depending on monitoring distance. 4 References, 1 Table, 4 Figures.
Keywords: heat monitoring, thermography, laser-thermographic fl aw detection, laser-thermographic instrument
Поступила в редакцию
20.05.2013
Рис. 4. Общий вид программного интерфейса (а) с рассчитанной площадью дефекта и построенными 2D (б) и 3D (в) коорди-
натными сетками
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101932 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3474 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T08:27:34Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Глуховский, В.Ю. Бородай, О.С. 2016-06-09T10:51:39Z 2016-06-09T10:51:39Z 2013 Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии / В.Ю. Глуховский, О.С Бородай // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 3. — С. 53-55. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101932 620.19.40 Проблема дистанционной диагностики состояния потенциально опасных и недоступных объектов, определение координатных и геометрических параметров дефектов является наиболее актуальной. Для этих целей был разработан лазерно-термографический прибор и соответствующее программное обеспечение, что позволяет вывести тепловизионный контроль на новый уровень, а именно перейти с количественной оценки дефектов к качественной. Разработанный лазерно-термографический комплекс позволяет проводить диагностику состояния удаленных объектов, определять координаты и геометрические параметры выявленных дефектов, таких как площадь. В данной работе представлены краткое описание лазерно-термографического прибора, экспериментальной установки на его базе, а также термограммы и полученные предварительные результаты расчета площади дефекта в зависимости от дистанции контроля. Remote diagnostics of the condition of potentially hazardous and inaccessible objects, determination of coordinate and geometrical parameters of defects is an urgent task. In order to solve it, a laser-thermographic instrument and respective software were developed that allow taking heat monitoring to a new level, namely moving over from quantitative to qualitative assessment of defects. Developed laser-thermographic complex allows performance of diagnostics of the condition of remote objects, and determination of the coordinate and geometrical parameters of the detected defects. This paper gives a brief description of laserthermographic instrument, experimental set-up based on it, as well as thermograms and obtained preliminary results of defect area calculation, depending on monitoring distance. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Производственный раздел Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии Determination and calculation of geometrical parameters of defects of the object of control with application of laser-TV flaw detection Article published earlier |
| spellingShingle | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии Глуховский, В.Ю. Бородай, О.С. Производственный раздел |
| title | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии |
| title_alt | Determination and calculation of geometrical parameters of defects of the object of control with application of laser-TV flaw detection |
| title_full | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии |
| title_fullStr | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии |
| title_full_unstemmed | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии |
| title_short | Определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии |
| title_sort | определение и расчет геометрических параметров дефектов объекта контроля с применением лазерно-тепловизионной дефектометрии |
| topic | Производственный раздел |
| topic_facet | Производственный раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101932 |
| work_keys_str_mv | AT gluhovskiivû opredelenieirasčetgeometričeskihparametrovdefektovobʺektakontrolâsprimeneniemlazernoteplovizionnoidefektometrii AT borodaios opredelenieirasčetgeometričeskihparametrovdefektovobʺektakontrolâsprimeneniemlazernoteplovizionnoidefektometrii AT gluhovskiivû determinationandcalculationofgeometricalparametersofdefectsoftheobjectofcontrolwithapplicationoflasertvflawdetection AT borodaios determinationandcalculationofgeometricalparametersofdefectsoftheobjectofcontrolwithapplicationoflasertvflawdetection |