由于真實(shí)實(shí)驗(yàn)中存在噪音，并且噪音具有不確定性，僅通過紅外熱像儀拍攝的原始圖片不能夠清晰直觀地檢測(cè)出缺陷的位置及大小。為了得到更清晰直觀的溫度場(chǎng)圖像，我們發(fā)展了新的后處理方法來去除噪音。

對(duì)于粗掃描階段的熱圖像，本文提出了三種全新的后處理方法：構(gòu)造全場(chǎng)定向載波溫度場(chǎng)并減去方法、熱源附近加窗三時(shí)刻求振幅去噪方法和自適應(yīng)變權(quán)重濾波方法；通過三種方法的后處理，得到全場(chǎng)范圍內(nèi)去掉包括邊緣噪音在內(nèi)熱響應(yīng)后的缺陷響應(yīng)圖像。

對(duì)于細(xì)掃描階段的熱圖像對(duì)于面狀光源掃描后的溫度場(chǎng)，借鑒并優(yōu)化李艷紅等發(fā)展的紅外熱波脈沖相位法，對(duì)掃描區(qū)域內(nèi)的紅外熱圖序列中所有像素點(diǎn)在時(shí)間序列上進(jìn)行離散傅里葉變換，即：

Eq.2中，T（k）為第k幀紅外熱圖像的溫度場(chǎng)，Δt為采樣間隔，n為離散后的頻率增量（n=1，2，...，N），Ren，Imn分別為變換后的復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部。

在頻率n處的幅值A(chǔ)n和相位φn分別為:

求解出所有時(shí)刻溫度場(chǎng)圖像在給定頻率下的振幅場(chǎng)和相位場(chǎng)，再借鑒粗掃階段中構(gòu)造全場(chǎng)定向載波溫度場(chǎng)并減去的方法，對(duì)振幅場(chǎng)和相位場(chǎng)進(jìn)行后處理，得到疑似缺陷的微區(qū)域內(nèi)的缺陷響應(yīng)相位場(chǎng)和振幅場(chǎng)。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照三中提及的后處理方法對(duì)采集到的熱圖像進(jìn)行后處理，分別得到粗掃描的去除噪音的溫度熱響應(yīng)圖像及細(xì)掃描階段的去除噪音后的振幅場(chǎng)熱響應(yīng)圖像和相位場(chǎng)熱響應(yīng)圖像。結(jié)果圖如圖2所示。

圖2 粗掃描階段的檢測(cè)原理圖

五、結(jié)論

針對(duì)TBC產(chǎn)生的脫粘缺陷，本文發(fā)展了線激光快速掃描熱成像方法（Linear Laser Fast Scanning Thermo graphy，LLFS），利用激光打標(biāo)機(jī)和熱像儀搭建了簡便的TBC脫粘缺陷快速檢測(cè)系統(tǒng)。使用線激光掃描的方式對(duì)TBC試件進(jìn)行粗掃描和細(xì)掃描，對(duì)掃描到的圖像發(fā)展了全新的可視化熱圖像分析算法，如在粗掃階段發(fā)展的構(gòu)造定向載波溫度場(chǎng)降噪法、加窗三時(shí)刻振幅去噪法、自適應(yīng)變權(quán)重邊緣濾窗法等，以及在細(xì)掃階段的微區(qū)范圍內(nèi)求脈沖時(shí)間振幅與相位法等。文中開展了一系列模擬脫粘的TBC缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，在粗掃階段LLFST方法可以快速清晰的檢測(cè)出特征尺寸在2mm的模擬脫粘缺陷;而在細(xì)掃階段，可以高效率的檢測(cè)出特征尺寸為1mm的模擬脫粘缺陷。