Тепловые методы
УДК 620.179.13
ТЕПЛОВОЙ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ: РАЗВИТИЕ ТРАДИЦИОННЫХ
НАПРАВЛЕНИЙ И НОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ (ОБЗОР)
© 2023 г. В.П. Вавилов1,*
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Россия 623050 Томск,
пр-т Ленина, 30
E-mail: *vavilov@tpu.ru
Поступила в редакцию 28.04.2023; после доработки 05.05.2023
Принята к публикации 05.05.2023
В последние годы тепловой контроль является быстро развивающейся областью неразрушающих испытаний, что
обусловлено разработкой композиционных материалов, испытания которых традиционными методами затруднительны.
Несомненный прогресс произошел в разработке и коммерциализации тепловизоров, которые составляют основу тепло-
вых дефектоскопов. Отталкиваясь от более ранних обзоров, автор попытался суммировать достижения последних лет
как в методологии испытаний и обработки температурной информации, так и в области разработки современных тепло-
вых дефектоскопов и сфер их применения. Обзор включает отечественные достижения в области теплового контроля и
многочисленные зарубежные исследования, благодаря которым тепловой контроль рассматривается как один из основ-
ных методов неразрушающих испытаний отдельных классов материалов и конструкций.
Ключевые слова: тепловой контроль, инфракрасный тепловизор, теория теплопроводности, дефект, тепловой дефек-
тоскоп, анализ инфракрасных изображений, композиционные материалы, обработка данных.
DOI: 10.31857/S0130308223060040, EDN: AAHBMI
1. ВВЕДЕНИЕ
Написанию настоящего обзора способствовал неоспоримый факт взрывного интереса к актив-
ному тепловому контролю (ТК), наблюдаемого с начала нынешнего столетия. Быстрое развитие
данного вида неразрушающих испытаний требует периодического осмысления сложившегося
состояния и тенденций развития методов исследования структуры твердых тел с использованием
инфракрасной (тепловизионной) техники.
Для нового поколения исследователей представляет интерес вспомнить основные вехи разви-
тия ТК. Как известно, спрос на разработку методов и аппаратуры неразрушающего контроля (НК)
материалов и изделий появился с утверждением массового промышленного производства, потре-
бовавшего внедрения системы проверки качества продукции. В основе каждого вида (метода) НК
лежат определенные физические принципы, включающие использование полей и частиц различ-
ной природы. Тепловой контроль использует феномены, сопровождающие распространение в
твердых телах нестационарных тепловых потоков, возбуждаемых различными способами/сред-
ствами. При этом, согласно ГОСТ 27.002—2015 «Надежность в технике. Термины и определения»,
дефектом называется каждое отдельное несоответствие объекта требованиям, установленным
документацией. При тепловой стимуляции различной природы условно «бездефектное» тело
характеризуется регулярной текстурой теплового потока, выражающейся в эталонной структуре
возникающего в объекте контроля нестационарного температурного поля. Структурные дефекты
вызывают локальные возмущения этого поля, регистрируемые температурными датчиками, из
которых практически интересны тепловизоры. Таким образом, история ТК связана с развитием
теории теплопроводности и оптики инфракрасного (ИК) диапазона.
Как известно, техническую диагностику и НК можно рассматривать как аналог медицинской
диагностики применительно к объектам неживой природы. Это утверждение более чем справед-
ливо в отношении ТК. Показатели здоровья живого организма связаны с метаболическими про-
цессами, которые протекают в весьма узком температурном интервале, выход за пределы которого
отражает появление определенных дисфункций, то есть «поломок» организма. Фактически, тем-
пературу как показатель здоровья человека применяли в медицине с древних времен с использова-
нием контактных средств. Принято считать, что тепловое (ИК) излучение было открыто W. Hershel
в 1800 г. В области математической теории теплопередачи фундаментальные работы были опубли-
кованы J. Fourier [1] и M.A.J. Ångstrom [2]. Ранние идеи по анализу изменения температуры в
частотной и/или временнóй областях с использованием преобразований Фурье и Лапласа впослед-
ствии были широко использованы в ТК для целей шумоподавления и дефектометрии. Описание
истории развития тепловидения как метода и аппаратурных средств визуализации и измерения
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
39
температуры выходит за рамки настоящего обзора (см. монографии [3—5]), поэтому ограничимся
замечанием, что современное тепловидение берет начало в военных разработках 1950-х годов на
Западе и в бывшем СССР, причем сам термин «тепловидение» восходит к торговой марке
«Thermovision» шведской фирмы AGA, приборы которой стали пределом мечтаний отечественных
пользователей в 1970—1980-е годы. В последние годы опубликован ряд учебных книг и моногра-
фий, отражающих современное состояние различных аспектов ИК термографии и
ТК [6—23].
Возвращаясь к собственно НК, можно констатировать, что исторически в конце XX-го века
сложились три фундаментальные системы НК, а именно: американская, немецкая и советская
(российская). В бывшем СССР была создана отечественная школа активного ТК работами
П.К. Ощепкова, Н.А. Бекешко, А.Б. Упадышева, Ю.А. Попова, А.Е. Карпельсона. В.П. Вавилова,
Д.А. Рапопорта, Е.В. Абрамовой, А.И. Потапова, Ю.В. Гавинского и других. В конце прошлого
века сформировались группы ТК в НИИ интроскопии (г. Москва), Томском политехническом уни-
верситете (г. Томск), ЦНИИ специального машиностроения (г. Хотьково), в то время как множе-
ство смежных исследований проводили исследователи в аэрокосмической, машиностроительной,
электронной, строительной отраслях. Анализ этих работ привел бы к существенному расширению
настоящего обзора.
На рубеже двух веков произошли фундаментальные изменения в материальной базе ТК. Если
во времена бывшего СССР автор этих строк знал чуть ли не все экземпляры зарубежных тепло-
визоров в стране (!), а номенклатура массовых отечественных тепловизоров ограничивалась при-
борами «Радуга», ТВ-03, затем — «ИРТИС», то произошедшая революция в области аппаратурной
базы тепловидения привела к улучшению технических параметров, взрывоподобному росту
номенклатуры и снижению стоимости тепловизоров. Не рассматривая причины сохраняющегося
отставания отечественных разработок в области тепловидения от лучшего мирового уровня, что
связано с технологическим отставанием в области матричных (особенно неохлаждаемых)
ИК-детекторов, тем не менее можно констатировать, что тепловизоры перестали быть предметом
роскоши, а стали средством измерения температуры. Более того, с началом специальной военной
операции в Украине, термин «тепловизор» стал применяться широкой публикой, хотя одновремен-
но, вследствие санкций, возникли проблемы с поставкой в Россию тепловизоров элитного уровня.
Можно предположить, что в сложившейся политической и технологической ситуации работы по
развитию отечественной базы ИК-техники будут интенсифицированы, как показала последняя
Международная научно-техническая конференции по фотоэлектронике и приборам ночного виде-
ния, г. Москва, 25—27 мая 2022 г.
Второе фундаментальное изменение в отношении к ТК связано с повсеместным внедрением
композиционных материалов в передовые технические отрасли, прежде всего авиацию, ракетно-
космическую и военную технику, транспорт и т.д. По «счастливому» совпадению ТК оказался
весьма пригодным для НК дефектов в таких материалах, что, в сочетании с высокой производи-
тельностью ТК, позволило включить этот метод в список наиболее востребованных видов НК
наряду с визуально-измерительным, ультразвуковым, радиационным, проникающих веществ. По
ряду направлений, прежде всего в авиационной и ракетно-космической промышленности, ТК рас-
сматривают в качестве важнейшего (например, данный метод был основным при расследовании
причин катастрофы космического челнока Columbia в 2003 г. [21]).
Вышеописанные факторы привели к созданию рынка устройств для активного ТК (тепловых
дефектоскопов), показанных на рис. 1. Термин «тепловой дефектоскоп» (ТД) появился во времена
бывшего СССР и обозначал законченные устройства для обнаружения скрытых дефектов с исполь-
зованием принципов активного теплового контроля (ТК). Примерами таких устройств были около-
поверхностные термоэлектрические дефектоскопы Ю.В. Гавинского и др., применявшиеся для кон-
троля ракетной теплозащиты [16], линейно-сканирующие ИК устройства, созданные Д.А. Рапопортом,
С.С. Денисовым, В.А. Стороженко и др. [16], система контроля горячего металлопроката, разрабо-
танная О.Н. Будадиным, Е.В. Абрамовой и др. [18], фоторегистрирующий ИК-дефектоскоп паяных
изделий ФИД-1 Томского политехнического университета [16] и др. Будучи передовыми для своего
времени, указанные устройства использовали аналоговую обработку температурной информации и
применялись, в основном, для целей дефектоскопии, а разработанные в то время алгоритмы дефек-
тометрии требовали громоздких вычислений на больших ЭВМ [16].
Новое поколение ТД появилось в последнее десятилетие, будучи связанным с разработкой эко-
номичных тепловизионных модулей высокого качества (на базе неохлаждаемых микроболометриче-
ских матриц), а также ростом эффективности компьютерной техники. На мировом рынке появились
ТД стандартного состава, включающие малогабаритный тепловизор, оптический источник нагрева и
Дефектоскопия
№ 6
2023
40
В.П. Вавилов
а
б
в
г
д
е
ж
з
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
41
и
к
л
м
о
н
Рис. 1. Тепловые дефектоскопы:
Германия, www.xpertgate.de/produktfamilie/Infrarot_Pruefzelle); в — C-CheckIR (Automation Technology, Германия, https://
destructive-testing); е — лабораторная установка (MoviTHERM, U.S.A., www.movitherm.com); ж — NDTherm (Opgal,
муляцией для испытаний лопаток турбин (ТПУ, Россия, web.tpu.ru/webcenter/portal/npltk); к — самоходный тепловой
дефектоскоп для контроля крупногабаритных плоских объектов (ТПУ, Россия, web.tpu.ru/webcenter/portal/npltk); л —
роботизированный тепловой дефектоскоп для контроля крупногабаритных цилиндрических объектов (ТПУ, Россия,
web.tpu.ru/webcenter/portal/npltk); м — портативный тепловой дефектоскоп (ТПУ, Россия, web.tpu.ru/webcenter/portal/
npltk); н — установка DEFECTOVISION для индукционного ИК термографического контроля изделий сложной формы
systeme-fuer-produktionsanlagen).
Дефектоскопия
№ 6
2023
42
В.П. Вавилов
компьютер. Первыми коммерческими приборами теплового контроля (ТК), получившими широкую
известность, явилась аппаратура фирмы Thermal Wave Imaging (США), в которой, помимо современ-
ного «железа» (hardware), был использован запатентованный принцип так называемой термографи-
ческой обработки сигналов (TSR-Thermographic Signal Reconstruction) [24]. Фактически, данный
метод включает полиномиальную аппроксимацию экспериментальных температурных откликов
объектов, подверженных импульсному нагреву, с последующим анализом первой и второй произво-
дных от температуры по времени. В последние годы на мировом рынке активны фирмы из Германии
Automation Technology, InfraTec, DCG Systems (бывшая Thermosensorik) и израильская фирма Opgal.
В России интенсивные исследования в этом направлении проводятся в Томском политехническом
университете (ТПУ), в частности, для конкретного промышленного заказчика создан роботизирован-
ный комплекс активного теплового контроля теплозащиты крупногабаритных цилиндрических изде-
лий, в котором достигнута весьма высокая производительность непрерывного контроля (до 25 м2 в
час при полном объеме температурной информации около 80 Гб на изделие) [25].
2. СОСТОЯНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ АКТИВНОГО ТК
Обзоры зарубежных и отечественных исследований в области активного ИК термографическо-
го контроля содержатся в ряде монографий и обзорных статей [12, 15, 16, 18, 19]. Группы иссле-
дователей и организации, которые активны в последнее десятилетие, приведены в табл. 1. В обла-
сти аппаратурной базы ТК радикальные изменения связаны с появлением широкой номенклатуры
коммерческих тепловизоров и тепловизионных модулей, на основе которых разработаны мелкосе-
рийные и единичные ТД (см. рис. 1). Практическая востребованность ТК будет возрастать по мере
растущей автоматизации и роботизации экспериментальных установок, что обеспечивает повторя-
емость результатов, высокую производительность метода, возможность непрерывного контроля
крупногабаритных изделий сложной формы и т.д. В методическом плане продолжают эксплуати-
роваться как хорошо известные подходы, так и новые способы и средства тепловой стимуляции
объектов контроля, а также внедряются принципы комбинирования и синтеза нескольких методов
НК. Тепловой контроль остается удачной областью для внедрения новых математических алгорит-
мов обработки температурной информации, направленных на повышение отношения сигнал/шум
и разработку методик тепловой дефектометрии и томографии.
Таблица
1
Современные группы исследователей в области активного ТК*
Исследователи (организация, страна)
Направления исследований
Источник**
X. Maldague (University Laval, Канада)
Общие вопросы и популяризация ТК, новые методы обработ-
[10, 12]
ки данных
Xioyan Han (Wayne State University, США)
Акустическая ИК-термография
[26, 27]
S.D. Holland, Iowa State University, США
Общие вопросы и популяризация ТК
[28, 29]
J.N. Zalameda, W. Winfree, E. Cramer
Аэрокосмические применения ТК, развитые методы
[30, 31]
(NASA Langley Research Center, США)
обработки данных
S. Shepard (Thermal Wave Imaging, Inc.,
Аппаратура и метод термографической реконструкции
[24]
США)
сигнала
J. G. Sun (Argonna National Laboratory,
Тепловая томография, основанная на измерении тепловой
[32]
США)
инерции
J.-M. Roche, D.L. Balageas (ONERA,
Теплофизические основы ТК, тепловая дефектометрия
[33]
Франция)
N. Rajic (Defence Science and Technology
Метод анализа главных компонент в ТК
[34]
Group, Australia)
S.D. Pickering (University of Bath,
Общие вопросы ТК, термоакустика
[35]
Великобритания)
C. Maierhofer (BAM, Германия)
Общие вопросы ТК
[36]
B. Oswald-Tranta (University of Leoben,
Индукционная ИК-термография
[37]
Австрия)
G. Mayr (University of Applied Sciences,
Теплофизические свойства композитов
[38]
Автрия)
U. Netzelmann
Индукционная ИК-термография
[39]
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
43
Продолжение табл. 1
J.-P. Batsale, C. Pradere
Теплофизические аспекты ТК; комбинирование с
[40]
терагерцовым контролем
N.P. Avdelidis (University of Cranfield,
Общие вопросы ТК, композиционные материалы
[41]
Великобритания)
A. Nowakowski, M. Kaczmarek (Gdansk
Биомедицинские аспекты тепловидения, включая активную
[42]
University of Technology, Польша)
ИК-термографию
W. Minkina (Czestochowa University of
Общие вопросы и метрология ТК
[43]
Technology, Польша)
W. Świderski (Military Institute of Armament
Композиционные материалы военного и авиакосмического
[44]
Technology, Польша)
назначения
B. Więcek (University of Lodz, Польша)
Общие вопросы ТК
[45]
G. Steenackers (University of Antwerpen,
ИК термографический контроль объектов искусства
[46]
Бельгия)
M. Omar (Khalifa University, OAE)
Общие вопросы ТК, нейронные сети
[47]
R. Usamentiaga (University of Oviedo,
Развитая обработка данных в ТК
[48]
Испания)
P. Bison (ITC-CNR, Италия)
Общие вопросы ТК, определение ТФХ, ТК объектов искусства
[49]
C. Meola, G.-M. Carlomagno (Universitá di
Термоволновой ТК (синхронная ИК-термография)
[50]
Napoli Federico II, Италия)
U. Galietti (University of Bari, Италия)
Развитая обработка данных в ТК
[51]
M. Švantner (University of West Bohemia,
ТК композитов и тепловая дефектометрия
[52]
Чехия)
R. Mulaveesala (Institute of Technology
Тепловые волны, в особенности, частотно-модулированные,
[53]
Delhi, Индия)
и их применение в различных отраслях
H.-S. Park, M.-Y. Choe (Korea Institute of
Термоакустика, нормативно-методическое обеспечение ТК
[54]
Machinery and Materials, Korea)
T. Sakagami (Osaka University, Япония)
ИК-термография для анализа термоупругих напряжений
[55]
(метод TSA)
Guo Xingwang (Beihang University, Китай)
Общие вопросы ТК, авиакосмические применения
[56]
Hai Zhang (Harbin Institute of Technology,
Теория ТК, тепловая дефектометрия и томография
[57]
Китай)
J.R. Tarpani, (University of Sao Paulo,
ИК-термография и механические испытания
[58]
Бразилия)
F.W. Panella (University of Salento, Италия)
ТК композитов
[59]
В.П. Вавилов. А.О. Чулков,
Д.А.
Общие вопросы ТК, моделирование и обработка данных,
[16, 25]
Дерусова (Томский политехнический
роботизированная аппаратура ТК, лазерная виброметрия
университет, Россия)
О.Н. Будадин, С.О. Козельская (ЦНИИ
Тепловая дефектометрия, композиционные материалы,
[60]
специального машиностроения, Россия)
комбинирование методов НК, контроль крупногабаритных
изделий
Е.В. Абрамова (МГТУ им. Н.Э. Баумана,
Нормативно-методические аспекты и обучение в области ТК
[61]
Россия)
Потапов А.И.
(Северо-Западный
НК композиционных материалов, комбинированные методы
[18]
государственный заочный технический
НК
университет, Россия)
В.Н. Чернышев (Тамбовский технический
Теплофизические аспекты ТК
[62]
государственный университет, Россия)
В.А. Захаренко (Омский государственный
Пирометрия и метрология
[63]
технический университет, Россия)
И.О. Котовщиков
(«Локус», Россия)
Активный ТК авиационных композитов
[64]
Примечание. *Данные приведены в произвольном порядке и отражают субъективное мнение автора. Приведена
ссылка на фактического руководителя работ (principal investigator) или лидера по числу публикаций. Ряд групп прекра-
тили активную деятельность на момент данной публикации, данные приведены для полноты картины. Не включены
исследователи, специализирующиеся на пассивном ИК-термографическом контроле.
**По возможности приведены публикации последних лет.
Дефектоскопия
№ 6
2023
44
В.П. Вавилов
3. ТЕОРИЯ ТК
Любую процедуру ИК-термографического контроля можно рассматривать как совокупность
методов и средств анализа оптических и тепловых (температурных) феноменов, поэтому, как отме-
чено выше, теоретическую основу ТК составляет теория теплопередачи, в особенности, теория
теплопроводности твердых тел, а также элементы оптоэлектроники, включая теорию теплового
излучения.
Принципы моделирования прямых теплофизических задач ТК хорошо разработаны на основе
как специализированных (ThermoCalc-3D, Томский политехнический университет), так и универ-
сальных компьютерных программ (ANSYS, Comsol Multiphysics). Соответствующие решения
позволяют получать зависимости между размерами и глубиной скрытых дефектов, теплофизиче-
скими характеристиками (ТФХ) материалов и параметрами тепловой стимуляции. Фактически
рассчитывают величину температурного сигнала над дефектом ΔT, сравнивая которую с темпера-
турным разрешением тепловизора ΔTres, оценивают предельные возможности ТК. На практике
такие расчеты следует выполнять с введением шумов, сопровождающих экспериментальные про-
цедуры ТК, что позволяет определить реальные возможности метода. Реалистичные решения, как
правило, являются численными, поскольку они должны учитывать диффузию тепла по всем коор-
динатам. Одномерные решения теплопроводности многослойных структур весьма громоздки и
также требуют использовать численные методы решения сопутствующих трансцендентных урав-
нений. Для приближенного представления о закономерностях нагрева твердых тел с дефектами
используют классические решения теории теплопроводности, которые в настоящем обзоре не
рассматриваются (см. их детальный анализ в [16, 18—20]).
В академическом плане более интересны решения обратных задач ТК, которые позволяют
путем анализа так называемого куба данных (data cube), т.е. экспериментальной последователь-
ности ИК термограмм) T(x, y, τ), оценить параметры скрытых дефектов {h, l, d} (здесь h — попе-
речные размеры дефекта; l — глубина залегания дефекта; d — толщина дефекта). Математически
куб данных представлен функцией T(i, j, k), где (i, j) являются координатами, а k — номер термо-
граммы, связанный с реальным временем. Результаты ранее выполненных исследований сводятся
к следующему. Форму и поперечные размеры дефектов h достаточно надежно оценивают визуаль-
ным способом непосредственно по термограммам, даже несмотря на диффузию тепла, на которую
часто ссылаются для оправдания феномена «расплывания» температурных отпечатков в зонах
дефектов. Глубина дефектов является решающим фактором обнаружения в одностороннем ТК,
тогда как в двухсторонней процедуре величина l является сравнительно слабым фактором эффек-
тивности ТК. Что касается толщины дефектов, то в диапазоне воздушных дефектов с d < 300 мкм
можно принять, что ΔT ~ d как в одно-, так и двухсторонней процедурах.
4. ПРОЦЕДУРЫ ТК
4.1. Классические процедуры ТК (оптический нагрев)
Условно можно считать, что классическими являются одно- и двухсторонняя процедуры ТК с
использованием оптических источников нагрева (рис. 2), из которых наиболее распространены
галогенные лампы мощностью 0,5—2 кВт. В некоторых ТД также применяют импульсные ксено-
новые лампы с длительностью «вспышки» 5—10 мс и мощностью до 3,2 кДж каждая, однако
громоздкость и высокая стоимость таких источников нагрева делают их малопригодными для
использования в портативных тепловых дефектоскопах (исключение — аппаратуры фирмы
Thermal Wave Imaging).
Односторонний ТК представляет практический интерес при испытаниях в условиях цеха, анга-
ра и на открытом воздухе, в то время как в лабораторных условиях можно реализовать и двухсто-
роннюю процедуру. В двухстороннем ТК весьма эффективно построение карт температуропровод-
ности, которые более устойчивы к шумам по сравнению с обычными ИК термограммами. В любом
случае результатом контроля является последовательность ИК термограмм, отражающая динами-
ку поверхностного температурного поля объекта контроля (количество термограмм в последова-
тельности может достигать нескольких тысяч, хотя в практических ТД оно обычно не превышает
нескольких десятков).
Проблемой оптической стимуляции является слабый нагрев объектов контроля с низким коэф-
фициентом поглощения в видимой области спектра, например, окрашенных в светлые тона пане-
лей самолетов, а также наличие отраженного излучения в тепловом (ИК) диапазоне. Последний
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
45
а
б
Источник
нагрева
Тепловизор
Рис. 2. Классические процедуры одно- (а) и двухстороннего (б) ТК.
вид помехи связан с нагревом колб и корпусов оптических источников нагрева, что приводит к
искажению ИК термограмм уже после выключения источников. Основными способами борьбы с
этим видом помех являются: 1) электрическое управление формой импульса нагрева; 2) введение
механических шторок; 3) отворот нагревателей после выключения излучения нагрева; 4) исполь-
зование оптических фильтров, в том числе обычного стекла, непрозрачного в диапазоне длин волн
более 2,5 мкм, а также линз Френеля; 5) использование лазеров, работающих на длинах волн,
находящихся вне диапазона спектральной чувствительности тепловизора.
Лазеры достаточно часто используют в научных исследованиях, требующих кратковременный
мощный нагрев. Однако их широкому применению в ТК препятствуют высокая стоимость, низ-
кий к.п.д. и громоздкость. В то же время рассеяние лазерного пучка в широкой зоне значительно
снижает среднюю мощность нагрева, поэтому лазеры используют главным образом для точечного
или сканирующего нагрева в ряде специальных задач, например, при контроле точечных сварных
швов в автомобилестроении [65], паяных соединений печатных плат [66] и т.п.
Устройства ТК, использующие классический оптический нагрев, применяются в следующих
областях: 1) заклепочные соединения авиационных алюминиевых панелей (коррозия, качество
соединения); 2) композитные панели планеров самолетов, сотовые и монолитные (вода, пори-
стость, расслоения, непроклеи, включения); 3) лопасти вертолетных пропеллеров и ветрогенерато-
ров (расслоения, непроклеи); 4) лопатки турбин (отслоения); 5) композиционные элементы строи-
тельных конструкций; 6) объекты культурного наследия (здания, живопись, скульптура, археоло-
гические объекты).
4.2. Линейное сканирование (оптический нагрев)
С одной стороны, процедуры ТК, связанные с непрерывным точечным или линейным (рис. 3)
сканированием объекта исследований, могут считаться классическими, в особенности с учетом
ранних работ Д.А. Рапопорта, В.А. Стороженко, О.Н. Будадина в 1980-е годы по ТК крупногаба-
ритных цилиндрических изделий из стеклопластика [67]. Для нагрева применяли полосовые
источники значительной длины, а температурное поле изделий в виде развертки цилиндра реги-
стрировали с помощью линейно-сканирующих ИК-радиометров. Каждое полное изображение
соответствовало определенной временной задержке момента регистрации температуры относи-
тельно окончания нагрева, и для выявления дефектов по всей толщине цилиндрических оболочек
было необходимо повторять сканирование при изменяющихся временах задержках. В последую-
щие годы эйфория от победного шествия матричных тепловизоров снизила интерес к ИК-сканерам,
однако в настоящее время этот метод ТК испытывает возрождение вследствие замены
ИК-радиометров тепловизорами и хорошего сочетания аппаратуры ТК с роботизированными ком-
плексами [68] (см. рис. 3в). Основной областью применения таких комплексов является НК изде-
лий ракетно-космической техники цилиндрической и конической формы.
Дефектоскопия
№ 6
2023
46
В.П. Вавилов
а
б
Источник линейного
нагрева
Изделие
Изделие
Источник
ИК-радиометр
точечного
нагрева
Строчно-сканирующий
ИК-радиометр
в
Источник линейного
нагрева
Изделие
Тепловизор
Рис. 3. Процедуры линейного сканирования с использованием точечных (а), строчно-сканирующих (б) ИК-радиометров
и тепловизоров (в).
4.3. Акустическая ИК термография
В публикациях, где описаны техники термографирования при механической стимуляции объ-
ектов контроля, используют несколько терминов: «термоакустика» и «вибротепловизионный
метод» (в России), «вибротермография» (vibrothermography), «звуковая ИК-термография» (sonic
IR thermography), «ультразвуковая ИК-термография» (ultrasonic IR thermography). Эффективность
этих способов ТК зависит от частоты ультразвуковой стимуляции и цели НК, будь то обнаружение
скрытых дефектов или оценка механических напряжений.
Феномены вязкоупругости в бездефектных материалах, подвергнутых механической нагрузке,
характеризуются слабыми температурными сигналами, тем не менее, тепловизионный анализ тон-
ких температурных феноменов в изделиях сложной формы позволяет визуализировать механиче-
ские напряжения в рамках так называемого метода анализа термоупругих напряжений (Thermoelastic
Stress Analysis-TSA), использующего уравнение Томсона. Например, в мягких сталях изменение
напряжений на уровне 1 MПa вызывает изменение температуры на уровне 1 °С. Поскольку требо-
вания к температурной чувствительности такого метода весьма высоки, используют циклическое
(гармоническое) нагружение и принцип синхронного детектирования. Напомним, что W. Thomson
(Lord Kelvin) был одним из первых ученых, описавших эффект термоупругости [69].
Интерес к использованию термоакустических феноменов в НК возрос в последнее время бла-
годаря парадоксальной особенности метода, а именно, улучшению возможности дефектоскопии
малых и «слипнутых» дефектов (трещин), в которых тепловая энергия генерируется за счет трения
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
47
а
Ультразвуковой
генератор
Тепловизор
Ультразвуковой
преобразователь
б
в
Рис. 4. Примеры ультразвукового ИК-термографического НК (стимуляция мощностью 300 Вт на частоте 22 кГц):
а — схема испытаний; б — ударное повреждение (энергия удара 28 Дж) в углепластике; в — выявление усталостных трещин
в турбинной лопатке.
берегов трещин, приводя к локальным температурным сигналам до нескольких десятков градусов
(см. схему испытаний на рис. 4а). Кроме того, метод термоакустики реализует принцип так назы-
ваемого «темного поля» (dark field), т.е. в процессе испытаний температура бездефектных обла-
стей практически не изменяется. Первые исследования в этой области были выполнены в 1981 г.
R.B. Mignogna и др. [70]. В 1994 г. E.G. Henneke и др. ввели термин «вибротермография» [71].
Значительный объем исследований в данной области выполнили Xioyan Han и др. в Университете
Уэйна, США [24, 26, 27, 72]. В ранних отечественных исследованиях по ультразвуковой
ИК-термографии использовали магнитострикционные преобразователи мощностью 200—2000 Вт,
работавшие на частоте 22 кГц [73]. В настоящее время чаще применяют мощные пьезоэлектриче-
ские преобразователи, работающие на частотах 20—60 кГц [25]. Ультразвуковую стимуляцию
обычно применяют в течение 3—10 с или в виде краткого импульса (burst). Типичными проблема-
ми данного метода является необходимость сохранять эффективный контакт ультразвукового излу-
чателя с материалом, недопущение повреждения объекта контроля в зоне контакта, а также пре-
дотвращение появления стоячих волн, в узлах которых отсутствует накачка акустической энергии
и, следовательно, изменение температуры.
В качестве иллюстрации эффективности описываемого способа ТК на рис. 4б, в приведены
ИК-термограммы углепластикового композита с ударным повреждением (энергия удара 28 Дж) и
турбинной лопатки с усталостной трещиной под теплозащитным покрытием.
Обнаружение поверхностных и подповерхностных трещин в турбинных лопатках, выполненных
из жаропрочных сплавов, является важной областью применения ультразвуковой ИК-термографии.
Более детальное описание возможностей и проблем этого метода можно найти в [16].
4.4. Индукционная (вихретоковая) ИК-термография
Индукционная электромагнитная стимуляция возбуждает вихревые токи в теплопроводных
материалах (металлах и углеродсодержащих композитах), которые концентрируются на краях тре-
щин, приводя к локальным температурным сигналам. Подобно оптическому нагреву, индукционный
нагрев может быть непрерывным, модулированным и импульсным, а его мощность может достигать
нескольких кВт. В зависимости от контролируемого материала диапазон используемых частот
составляет от нескольких килогерц до десятков мегагерц. В индукционной ТК термографии приме-
няют те же методы обработки данных, что и в классическом ТК. Данный метод весьма эффективен
Дефектоскопия
№ 6
2023
48
В.П. Вавилов
а
б
Генератор
Антенна
Индуктор
индуктора
Объект контроля
Объект контроля
Рис. 5. Индукционная ИК термография:
а — нагрев цилиндрического объекта внутри индуктора; б — односторонний нагрев с помощью антенны.
для выявления поверхностных трещин, вокруг которых возрастает мощность вихревых токов, но в
ряде случаев также возможно обнаружение подповерхностных дефектов. Наилучшей геометрией
нагрева является размещение объекта контроля внутрь индуктора (рис. 5а), что не всегда удобно на
практике. Возможен сканирующий нагрев металлов полосовым индуктором, движущимся вблизи
контролируемой поверхности (рис. 5б), но в этом случае снижается эффективность нагрева.
Впервые индукционная ИК-термография была предложена для обнаружения поверхностных
трещин в стальных заготовках [74]. В 1994 г. R. Lehteniemi и J. Hartikainen разработали портатив-
ный тепловой дефектоскоп с индукционным нагревателем [75]. В последние годы активны группы
B. Oswald-Tranta в Университете г. Леобена, Австрия [36], U. Netzelmann в Институте неразруша-
ющего контроля, Германия [38]. Коммерческую аппаратуру DEFECTOVISION выпускает фирма
Förster, Германия. В Чехии фирма Starmans Electronics разработала автоматизированную установку
для контроля заготовок стальных валов, применяемых в автомобилестроении [76]. В Томском
политехническом университете выполнены исследования по комбинированному НК с использова-
нием оптического и индукционного нагрева [77]. Метод индукционной ИK-термографии эффекти-
вен для контроля турбинных лопаток, сварных швов, кованых изделий (карданных валов, кониче-
ских шестерен), зубчатых колес, шестерен, эксцентриков и т.д.
5. ОБРАБОТКА ДАННЫХ В ТК
5.1. Помехи и шумы в ТК
Обработку данных в ТК выполняют с целью повышения достоверности испытаний, т.е. для
улучшения предельных возможностей метода за счет повышения отношения сигнал/шум, а также
для оценки существенных характеристик обнаруженных дефектов, имеющих значение для при-
нятия решения о качестве изделия. С одной стороны, ТК базируется на хорошо сформулированных
положениях теорий теплопередачи и теплового излучения, знание которых позволяет разрабаты-
вать физически обоснованные алгоритмы тепловой дефектометрии. С другой стороны, как отме-
чалось выше, результатом применения большинства процедур активного ТК является куб данных,
который чаще всего описываю в виде пиксельных функций T(i, j, k). Следует иметь в виду, что
функция T отражает кажущуюся температуру, которая совпадает с истинной только в случае абсо-
лютно черного тела. Иными словами, при анализе результатов ТК в неявном виде присутствует
спектральная функция помехи ε(i, j, k), которая оказывает значительное влияние на результаты ТК
(здесь ε есть коэффициент излучения, который согласно закону Кирхгофа численно равен коэффи-
циенту поглощения α на тех же длинах волн). Фактически, с учетом отраженного от объекта излу-
чения сигнал ИК-детектора U(x, y, τ) может быть выражен формулой (с точностью до постоянного
коэффициента) [78]:
2
n
n
U
(
x y,τ
)
±
∆U
=ε
(
x,
y T(x y,τ
)
+1−ε
(
x,
y
)
(
x y,τ
)
,
D
T
a
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
49
где ΔUD — амплитуда собственного белого шума ИК-детектора, определяющая температурное раз-
решение тепловизора ΔTres; n — показатель степени, зависящий от спектральной чувствительности
тепловизора; Ta — температура окружающей среды (или температура внешних тепловых источни-
ков), в том числе тех, которые используют для нагрева изделия. Коэффициент ε(i, j, k) в последнем
выражении описывает мультипликативную помеху, в то время как второй член выражает внеш-
нюю аддитивную помеху. Концепция шумов и помех в ТК разрабатывается в ТПУ и в кратком
изложении сводится к следующему.
Предельные возможности ТК определяются температурным разрешением тепловизора, роль
которого возрастает при слабых температурных сигналах в дефектных зонах.
Усредняя ИК термограммы в последовательности по N изображениям, можно улучшить темпе-
ратурное разрешение конкретного тепловизора в
/
res
∆T
N раз, однако это приводит к росту
инерционности процесса регистрации температуры.
Температурные сигналы в дефектных зонах прямо пропорциональны мощности нагрева, уве-
личение которой ограничено температурой деструкции контролируемого материала.
Стационарную аддитивную помеху, обусловленную окружающей средой, устраняют вычита-
нием начальной термограммы из последовательности. Нестационарную аддитивную помеху, соз-
даваемую источником нагрева, снижают физически (путем спектральной фильтрации, экраниров-
ки, поворота нагревателя и т.д.).
Мультипликативная помеха связана с оптическими свойствами объекта контроля, включая
наличие грязи, пыли, пятен краски, царапин, инородных включений и т.д. Наименьшим уровнем
помехи обладают неметаллы. Существенно снизить мультипликативную помеху можно, нанося на
контролируемую поверхность однородное покрытие (краску). В ИК диапазоне цвет краски не
имеет существенного значения, но при использовании оптического нагрева преимущественно
излучением видимого диапазона предпочтительны краски темных цветов.
Мультипликативную помеху описывают контрастом шума, который в идеальном случае харак-
теризует конкретный материал. Однако даже в случае «черных» покрытий контраст шума обычно
не бывает ниже 2 %. Это означает, что при избыточной температуре нагрева 50 °С амплитуда излу-
чательной помехи составляет 1 °С.
В реальных процедурах ТК поверхностный шум является нестационарным и, как правило,
коррелирует с изменением мощности нагрева. Основным критерием сравнения процедур ТК явля-
ется отношение сигнал/шум, которое изменяется во времени и достигает максимума в определен-
ный момент времени (оптимальное время контроля).
5.2. Алгоритмы обработки данных
Как отмечено выше, обработка данных в ТК основана либо на многочисленных математиче-
ских алгоритмах анализа нестационарных сигналов, либо на решениях теории теплопроводности,
которые связывают температурные сигналы с ТФХ материала и параметрами скрытых дефектов.
Алгоритмы 1-й группы улучшают отношение сигнал/шум; наиболее простой процедурой является
фильтрация данных, а именно, двухмерная пространственная и одномерная временнáя фильтрация
высокочастотных температурных сигналов T(x, y, τ), причем используют два типа фильтров: сгла-
живающие (для подавления шумов) и градиентные (для подчеркивания границ дефектов). Для
получения гладких зависимостей температуры от времени применяют полиномиальную фильтра-
цию функций T(τ), после чего возможно вычисление производных от температуры по времени.
Алгоритмы 2-й группы в основном используют для тепловой дефектометрии. Например, прибли-
женную оценку глубины залегания дефектов в одностороннем ТК выполняют по формуле:
l= aτ
,
m
следующей из решения задачи нагрева адиабатического полупространства импульсом Дирака
(здесь τm — время проявления максимального температурного сигнала ΔTm).
Обе группы вышеупомянутых процедур обработки данных детально рассмотрены в [16] и кра-
тко описаны в табл. 2 вместе с рядом экзотических алгоритмов, разработанных в последние годы.
Различные алгоритмы обычно сравнивают с использованием эталонных образцов, содержащих
плоскодонные дефекты, используя критерий отношения сигнал/шум. На рис. 6 приведены резуль-
таты, полученные на образце из стеклопластика размером 195×195×9 мм, разработанном
Лабораторией передовых систем (ASL), Индия, и содержащем дефекты различного вида (плоско-
донные выемки, внутренние воздушные полости, вставки из пенополипропилена и эпоксидного
Дефектоскопия
№ 6
2023
50
В.П. Вавилов
Таблица
2
Алгоритмы обработки данных в ТК
Алгоритм
Описание
Источник
Усреднение температуры во
Усреднение функции по N термограммам снижает случайный шум
[16]
времени (averaging)
в N раз
Для устранения однопиксельного шума используют простые маски
Двухмерная пространственная
размером 3×3—7×7. Для подчеркивания границ дефектов применяют
[16]
фильтрация (2D filtration)
фильтры Собеля, Гаусса/Лапласа и т.п.
Стандартная процедура вычитания из последовательности
Вычитание фона
термограммы при начальной температуре позволяет подавить
[16]
(background subtraction)
аддитивную помеху, то есть стационарные внешние засветки
При делении термограмм, содержащих дефектные отметки, на
Нормализация данных
термограмму без признаков дефектов возможно подавление
[79]
(normalization)
мультипликативной помехи. Процедура деления увеличивает
высокочастотные шумы
Данный принцип основан на факте, что диффузия тепла проявляется
Раннее обнаружение
слабее при малых временах наблюдения, температурные «отпечатки»
[80]
(early detection)
скрытых дефектов имеют более резкие границы, но амплитуда
сигналов ΔT ниже, чем в оптимальные времена наблюдения
Базовая процедура ТК. К функции T(τ) применяют преобразование
Преобразование Фурье, или
Фурье, переводя исходные термограммы в последовательность
импульсная фазовая термография
фазовых изображений (фазограмм), которые более помехозащищены.
[81]
(PPT-Pulse Phase Thermography)
Как правило, наиболее информативна первая значимая частота Фурье.
Алгоритм не требует выбора бездефектной зоны
Метод сходен с преобразованием Фурье, но позволяет локализовать
Вейвлет-преобразование (wavelet
сигналы во времени. Применение в ТК фрагментарно. Алгоритм не
[82]
analysis)
требует выбора бездефектной зоны
Дискриминацию дефектных областей проводят в системе координат
Преобразование Хью (Hough
Log-Log, в которой функция температуры в бездефектной зоне имеет
[83]
transform)
вид прямой линии. Алгоритм не требует выбора бездефектной зоны
Преобразование Радона (Radon
Метод аналогичен преобразованию Хью. Алгоритм не требует выбора
[84]
transform)
бездефектной зоны
Базовая процедура ТК. Исходную последовательность термограмм
Анализ главных компонент (PCA-
любой длины преобразуют в последовательность главных компонент,
Principal Component Analysis); раз-
отражающих в порядке убывания наиболее статистически значимые
новидность - анализ главных ком-
характеристики температурного поля изделия. Наибольший объем
[34]
понент с прореживанием данных
информации заключается в нескольких первых компонентах. Обычно
(sparse PCA)
1-я компонента отражает неоднородность нагрева, а дефектные
отметки содержатся в последующих компонентах
Базовая процедура ТК. Пиксельные функции T(τ) аппроксимируют
полиномами 3—6 порядка, устраняя высокочастотные шумы. Является
Полиномиальная аппроксимация
[85]
важной стадией метода Термографической Реконструкции Сигнала
(TSR)
Базовая процедура ТК. Способ импульсного ТК (предложен S. Shepard)
Термографическая реконструкция
предусматривает полиномиальное сглаживание функции T(τ) и
сигнала (TSR—Thermographic
вычисление первой и второй производной производных по времени.
[24, 86]
Signal Reconstruction)
Обеспечивает термограммы высокого качества. J.-M. Roche и
D.L. Balageas распространили алгоритм на случай длительного нагрева
Синхронная (фазочувствительная,
Комбинация фототермии и ИК-термографии, метод тепловых волн с
термоволновая)
термография
анализом фазы
[50]
(lock-in, phase sensitive, thermal
wave thermography)
Мультичастотная
синхронная
Нагрев тепловыми волнами различной частоты с фазовым анализом и
термография с синтезом данных
синтезом данных
[87]
(multi-frequency fused thermogra-
phy)
Частотная модуляция позволяет варьировать глубину проникновения
Частотно-модулированная
тепловых волн для выявления различных дефектов в одном
визуализация тепловых волн
эксперименте. Метод сочетается с различными алгоритмами обработки
[53, 88]
(FMTWI—frequency modulated
данных (корреляция, окно Гаусса, импульсная компрессия и др.)
thermal wave imaging)
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
51
Продолжение табл. 2
Базовая процедура ТК. Корреляцию осуществляют во времени между
пиксельными функциями в дефектной и бездефектной областях, а
Корреляция (correlation)
[16]
также возможна автокорреляция. Алгоритм снижает уровень
мультипликативной помехи
Разработано множество томографических принципов с использованием
ИК-излучения. Динамическая тепловая томография основана на
Динамическая
тепловая
эффекте запаздывания сигналов ΔTm с ростом глубины дефектов при
томография (dynamic thermal
одностороннем ТК. Тепловые томограммы показывают распределение
[89]
tomography
дефектов по нескольким (3—5) слоям и являются вспомогательным
средством анализа сложных дефектов, например, ударных поврежде-
ний
Предложен основанный на Байесовской инверсии алгоритм для
3D-тепловая томография
(3D
определения температурного отклика поверхности, нагреваемой
[90]
thermal tomography)
последовательно в нескольких точках, в результате чего определяют
ТФХ материала и положение скрытых неоднородностей
Синтетическая термография на
Способ ТК, позволяющий преобразовывать исходные
основе
анализа
времени
последовательности в изображения глубин залегания дефектов
распространения
(«пролета»)
(«глубинограммы») путем анализа точек перегиба на кривых T(τ).
[91]
тепловых сигналов
Бездефектное изделие рассматривают как полубесконечное тело, а
(STTOF — Synthetic Thermal Time-
дефекты — как тонкие пластины
of-Flight)
На основе решения задачи нагрева покрытия на подложке лазерным
Метод восстановленного псевдо-
непрерывным пучком предложено определять толщину покрытия по
теплового потока (RPHF- restored
временнóму псевдопрофилю пучка. Обратная задача решена с
[92]
pseudo heat flux)
помощью нейронной сети, реализующей алгоритм опорной векторной
регрессии (SVR-Support Vector Regression)
Термография с использованием
При испытаниях механически нагруженных объектов предложен
синхронного детектирования и
принцип синхронного детектирования, в котором в качестве опорного
[93]
«самоэталонирования»
(self-
сигнала служит изменение температуры бездефектной зоны объекта
reference lock-in thermography)
контроля
Анализ термоупругих напряжений
Базовая процедура ТК. ИК-термография для анализа распределения
[55]
(TSA-Thermal Stress Analysis)
напряжений и развития усталостных трещин
Расширяющееся использование искусственного интеллекта позволяет
решать многопараметрические задачи идентификации дефектов.
Нейронные сети (neural networks)
[94]
Требует представительной обучающей выборки для конкретных задач
НК. Перспективное направление в ТК
Развивающаяся концепция НК, использующая преимущества
Синтез данных
отдельных видов НК (например, ТК пригоден для обнаружения
[95, 96]
(data fusion)
дефектов в «мертвой» зоне ультразвукового контроля)
Параметрическая
и
При использовании активного ТК в медицинской диагностике
непараметрическая реконструкция
предложены алгоритмы повышения теплового контраста, например,
отдельных термограмм (parametric
при термографировании вен
[97]
and non-parametric single image
reconstruction)
Подход Тагучи к проектированию
Метод Тагучи включает оптимизацию проектирования на 3-х уровнях:
тепловых дефектоскопов (Taguchi
1) системное проектирование; 2) параметрическое проектирование; 3)
[98]
approach)
проектирование с учетом допусков
клея) размером 10×10 и 20×20 мм (рис. 6а). Образец нагревали двумя галогенными лампами
общей мощностью 2 кВт в течение 10 с. Примеры эффективности обработки данных, выполнен-
ной с помощью программы ThermoFit Pro (Томский политехнический университет), приведены на
рис. 6б—л. Параметры отдельных алгоритмов не приводятся, поскольку данные приведены с
иллюстративной целью. Сравнение данных выполнено восемью обученными операторами по кри-
терию Танимото:
N
-
N
r d
m d
TC
=
,
N
r d
−
N
f d
где Nr.d., Nm.d., Nf.d. — количества обнаруженных оператором реальных, пропущенных и ложных
дефектов. Краткие комментарии к рис. 6 сводятся к следующему. Для оптимальной термограммы
на рис. 6б: Nr.d. = 12, Nm.d. = 3, Nf.d. = 0 и TC = 9/12, или 75 %. Фазограмма Фурье на 1-й значимой
Дефектоскопия
№ 6
2023
52
В.П. Вавилов
а
D1—D4: Плоскодонные выемки
D5, D7, D10, D12: Вставки пенополипропилена
D6, D8: Вставки эпоксидного клея
D9, D11: Внутренние воздушные дефекты
Схема дефектов
б
в
г
д
е
ж
з
и
к
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
53
л
4—4,5 мм
2—2,5 мм
Слой 1—1,5 мм
Рис. 6. Эффективность алгоритмов обработки ИК-термограмм в ТК (стандартный образец из стеклопластика толщиной
9 мм с дефектами различных видов):
а — схема дефектов; б — оптимальная термограмма (TC = 75 %); в — фазограмма Фурье (TC = 50 %); г — 2-я главная
компонента (МАГК, TC = 83 %); д — бинаризация 5-й главной компоненты с помощью фильтра Собеля (МАГК,
TC = 50 %); е — полиномиальная аппроксимация, 1-й коэффициент полинома 3-й степени (TC = 83 %); ж — полино-
миальная аппроксимация, 5-й коэффициент полинома 5-й степени (TC = 83 %); з — авто-коррелограмма (TC = 64 %);
и — TSR-метод, 1-я производная (TC = 92 %); к — TSR-метод, 2-я производная (TC = 67 %); л — тепловые томограм-
мы трех слоев.
гармонике показала изображение высокого качества, но с относительно небольшим количеством
обнаруженных дефектов (рис. 6в, TC = 83 %). Весьма эффективным является метод анализа глав-
ных компонент — МАГК (рис. 6г, TC = 50 %). Рис. 6д иллюстрирует бинарную карту дефектов,
полученную с помощью маски Собеля, однако пороговая фильтрация снизила количество обнару-
женных дефектов до шести. Результаты, аналогичные МАГК, получены путем аппроксимации
температурных профилей полиномом 3-й степени (рис. 6е), причем 1-й полиномиальный коэффи-
циент обеспечил TC = 83 %. Близкие результаты отмечены в пятом коэффициенте полиномиальной
функции пятой степени (рис. 6ж, TC = 83 %). Изображение коэффициента автокорреляции обеспе-
чило величину критерий Танимото на уровне 64 % (рис. 6з). Наибольшую эффективность показало
изображение первой производной, полученное по методу TSR (рис. 6и, TC = 92 %), в то время как
изображение второй производной характеризовалось TC = 67 % (см. рис. 6к). Тепловые томограм-
мы на рис. 6л позволили визуализировать дефекты в трех слоях изделия на глубине до 4,5 мм.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В мировом и отечественном НК последнее десятилетие характеризовалось ростом интереса к
активному ТК, в особенности, если речь идет о композиционных и сотовых материалах авиакос-
мического профиля. Слоистый характер таких материалов предполагает возникновение тонких
воздушных дефектов с превалирующими размерами в направлении, параллельном поверхности
изделия. Тепловой контроль особенно эффективен для обнаружения расслоений в приповерхност-
ных слоях, которые могут попадать в мертвую зону ультразвукового НК, включая теплозащитные
покрытия толщиной 0,05—0,3 мм на металлической подложке. Предельная глубина выявления
таких дефектов в односторонней процедуре ТК составляет 3—4 мм при поперечных размерах
дефектов около 10 мм, в то время как двухсторонняя процедура обеспечивает контроль по всей
глубине изделий толщиной 10—15 мм. Другим видом дефектов, эффективно обнаруживаемых с
помощью ТК, является вода в сотовых структурах, которая создает специфические дефектные
отметки, легко идентифицируемые оператором. Тепловой контроль предоставляет широкое поле
для применения методов обработки данных, которые могут обладать физическим смыслом, если
они связаны с теорией теплопередачи, или являться чисто математическими алгоритмами обработ-
Дефектоскопия
№ 6
2023
54
В.П. Вавилов
ки зашумленных нестационарных процессов. Тем не менее эффективность сложных алгоритмов,
применяемых для повышения отношения сигнал/шум, зачастую преувеличена; иными словами,
«сырые» термограммы, полученные в оптимальный момент времени с помощью высококачествен-
ных тепловизоров, могут достаточно эффективно анализироваться операторами. Подавление
помех осуществляют путем окрашивания изделий, а также разделением в пространстве теплови-
зора и источника нагрева. Но основная ценность специфической обработки результатов ТК заклю-
чается в возможности дефектометрии, роль которой возрастает в количественном НК.
Потенциал современного ТК связан с существенным прогрессом в области тепловизоров и
тепловизионных модулей, на базе которых возможно создание роботизированных комплексов,
предназначенных для фрагментарного контроля поверхности больших изделий. В то же время
возродился интерес к сканирующему ТК при испытаниях крупногабаритных изделий цилиндри-
ческой и конической формы с использованием линейных источников нагрева. Для принятия
решения о качестве изделий по результатам ТК успешно применяют нейронные сети, которые
особенно эффективны при испытаниях однотипных изделий. С процессом обучения нейронных
сетей связана до сих пор не решенная проблема создания и аттестации эталонных (контрольных,
стандартных) образцов.
Автор благодарен А.О. Сиддикуи за предоставленный оригинальный эталонный образец ком-
позита с дефектами различной природы.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования
Российской Федерации в рамках Государственного задания «Наука», проект № FSWW-2023-0004.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Fourier J. Théory du mouvement de la chaleur dans les corps solides, 1er partie // Mémoires de
l’Académie des Sciences. 1824. V. 4. P. 185—555. 1826. V. 5. P. 153—246.
2. Ångstrom M.A.J. New method of determining the thermal conductivity of bodies // Phil. Mag. 1863. No.
25. P.130—142.
3. Hudson R.D. Infrared system engineering. Wiley-Interscience. 1969. 530 p.
4. Lloyde J.M. Thermal imaging systems. Plenum Press. New York. USA. 1979. 456 p.
5. Accetta Joseph S., Shumaker David L. The Infrared and Electro-Optical Systems Handbook / Exec.
Editors. V. 1-8. SPIE Optical Engineering Press. Bellingham, Washington, 1993.
6. Vollmer M., Möllmann K.-P. Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, research and applications.
Wiley-VCH, Germany, 2010.
7. Minkina W., Dudzik S. Infrared Thermography: Errors and uncertainties. Wiley, 2009.
8. Nondestructive Testing Handbook, A.S.N.T. U.S.A. 2001. V. 3. Infrared and Thermal Testing. 714 P.
9. Infrared methodology and technology. Nondestructive testing monographs and tracts. Gordon and
Breach Science Publishers, U.S.A. 1994. V. 7. 526 p.
10. Maldague X. Nondestructive evaluation of materials by infrared thermography. Springer—Verlag,
London, 1993. 440 p.
11. Almond D., Patel P. Photothermal science and techniques. London: Chapman and Hall, 1996. 230 p.
12. Maldague X. Theory and practice of infrared technology for nondestructive testing. Wiley Series in
Microwave and Optical Engineering. John Wiley & Sons, New York, U.S.A. 2001. 682 p.
13. Daniels A. Field guide to infrared systems. SPIE Press, Washington, USA. 2006. 120 P.
14. Kaplan H. Practical Applications of Infrared Thermal Sensing and Imaging Equipment. Tutorial Texts
in Optical Engineering, SPIE Press V. TT34, 1999, USA. 164 p.
15. Breitenstein O., Warta W., Langekamp M. Lock-in thermography. Springer Series in Advanced
Microelectronics. V. 10. Springer, 2010. 250 p.
16. Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. М.: ИД «Спектр», 2015. 545 с.
17. Будадин О.Н., Вавилов В.П., Абрамова Е.В. Тепловой контроль. М.: ИД «Спектр», 2011.
18. Будадин О.Н., Потапов А.И., Колганов В.И., Троицкий-Марков Т.Е., Абрамова Е.В. Тепловой
неразрушающий контроль изделий. М.: Наука, 2002. 476 с.
19. Vavilov V., Burleigh D. Infrared thermography and thermal nondestructive testing. Springer Nature,
2019. 595 p.
20. Чернышева Т.И., Чернышев В.Н. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизиче-
ских свойств материалов. М.: Машиностроение, 2001. 194 с.
21. Cramer E., Winfree W., Hodges K.L., Koshti A. Status of thermal NDT of space shuttle materials at
NASA // Proc. SPIE. April 2006. V. 6205. 9 p. DOI:10.1117/12.669684
22. Vavilov V.P., Burleigh D.D. Review of pulsed thermal NDT: Physical principles, theory and data
processing // NDT & E International. 2015. V. 73. P. 28—52.
23. Maldague X.P., Zolotoyabko E. Theory and practice of infrared vision (2nd ed.) / Wiley Series in
Microwave and Optical Engineering, John Wiley & Son Publ., 2016. 780 p.
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
55
24. Siegel J., Beemer M.F., Shepard S. Automated non-destructive inspection of fused filament fabrication
components using Thermographic Signal Reconstruction // Additive Manufacturing. Nov. 2019. V. 31.
P. 100923. DOI:10.1016/j.addma.2019.100923
25. Чулков А.О., Нестерук Д.А., Шагдыров Б.И., Вавилов В.П. Метод и аппаратура инфракрасного
и ультразвукового термографического контроля крупногабаритных композиционных изделий сложной
формы // Дефектоскопия. 2021. № 7. С. 67—74. DOI: 10.31857/S0130308221070083
26. Obeidat O., Qiuye Yu, Favro L., Xioyan Han. The Effect of heating duration on the quantitative
estimation of defect depth using sonic infrared imaging // J. Nondestruct. Eval. Diagnost. and Prognostics of
Eng. Systems. March 2021. V 4 (4). P. 1—7. DOI:10.1115/1.4050353
27. Xiaoyan Han, Jianping Liu, Islam Md. S. Sonic infrared imaging NDE, Proceedings of SPIE / The
International Society for Optical Engineering. May 2005. V. 5765. P. 142—147. DOI:10.1117/12.600118
28. Holland S., Schiefelbein B. Model-based inversion for pulse thermography // Exp. Mech. 2019. V. 59
(4). P. 413—426. DOI: 10.1007/s11340-018-00463-2
29. Holland S.D. First measurements from a new broadband vibrothermography measurement system //
Rev. of Quant. Nondestruct. Evaluation. 2007. V. 26. P. 478—483.
30. Zalameda J.N., Winfree W. Passive thermography measurement of damage depth during composites
load testing // Frontiers in Mech. Eng. Apr. 2021. V. 7. P. 651149. DOI:10.3389/fmech.2021.651149
31. Cramer E.K., Winfree W. The application of principal component analysis using fixed eigenvectors to
the Infrared thermographic inspection of the space shuttle thermal protection system / Proc. Quantitative
InfraRed Thermography Conf. January 2006. DOI:10.21611/qirt.2006.002
32. Sun J.G. Quantitative thermal tomography imaging of complex material structures / AIP Conference
Proceedings. 2012. V. 1430. P. 507. DOI: 10.1063/1.4716269
33. Roche J.-M., Balageas D.L. Common tools for quantitative time-resolved pulsed and step-heating
thermography- part 1: theoretical basis // Quant. Infrared Thermography J. 2014. V. 11. P. 43—56.
34. Rajic N. Principal Component thermography for flaw contrast enhancement and flaw depth
characterization in composite structures // Composite Structures. Dec. 2002. V. 58 (4). P. 521—528.
DOI:10.1016/S0263-8223(02)00161-7
35. Almond D.P., Angioni S., Pickering S.D. A case for NDT expert systems based on the development of
the Thermographic NDE Advisory and Guidance System, Insight // Non-Destructive Testing and Condition
Monitoring. Sept. 2017. V. 59 (9). P. 473—478. DOI: 10.1784/insi.2017.59.9.473
36. Metz C., Franz P., Fischer C., Wachtendorf V., Maierhofer C. Active thermography for quality
assurance of 3D-printed polymer structures / In: Proc. 14th Intern. Conf. Quant. Infr. Thermogr. June 2018.
Berlin, Germany. NDT. net Issue: 2019-05. DOI:10.3390/app12125851
37. Tuschl C., Oswald-Tranta B., Eck S. Scanning inductive thermographic surface defect inspection of
long flat or curved work-pieces using rectification targets // Appl. Sciences. 2022. V. 12 (12). P. 5851.
38. Mayr G., Plank B., Gruber J., Sekelja J., Hendorfer G. Quantitative evaluation of the effective thermal
diffusivity for model-based porosity prediction in CFRP // Quant. Infr. Thermogr. J. 2016. V. 13 (1). P. 70—82.
DOI: 10.1080/17686733.2015.1093310
39. Netzelmann U., Walle G., Lugin S., Ehlen A., Bessert S., Valeske B. Induction thermography: principle,
applications and first steps toward standardization // Quant. Infr. Thermogr. J. 2016. V. 13. No. 2. P. 170—81.
DOI: 10.1080/17686.733.2016.1145842
40. Ryu M., Batsale J.-C., Morikawa J. Modelling of dual lock-in method for the simultaneous
measurements of thermal diffusivity and thermal effusivity // Intern. J. Heat and Mass Transfer. Dec. 2020.
V. 162. P. 120337. DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120337
41. Alhammad M., Avdelidis N.P., Ibarra-Castanedo C., Torbali M.E., Genest M., Zhang H., Zolotas A.,
Maldgue X.P. Automated impact damage detection technique for composites based on thermographic image
processing and machine learning classification // Sensors. 2022. V. 22 (23). Article No. 9031.
42. Nowakowski A., Kaczmarek M. Active dynamic thermography in medical diagnostics / In: Application
of Infrared to Biomedical Sciences. Eds. E.Y. Ng and M. Etehad Tavakol. Springer Nature, Singapore. March
2017. P. 291—310. DOI:10.1007/978-981-10-3147-2_17
43. Gryś S., Minkina W. Noninvasive methods of active thermographic investigation: Short overview of
theoretical foundations with an example of application // Energies. 2022. V. 15. P. 4865. DOI: 10.3390/en15134865
44. Świderski W. IR Thermography nondestructive testing methods of composite materials used in
aerospace applications / Proc. Quantitative InfraRed Thermography Asia Conf. Jan. 2015. 7 p. DOI:10.21611/
qirt.2015.0016
45. Gliścińska E., Michalak M., Krucińska I., Strakowska M., Kopeć M., Więcek B. A new thermographic
method for determining the thickness of the polymer surface layer in sound-absorbing fibrous composite
materials // Polymer Testing. Aug. 2022. V. 115 (2). P. 107748.
46. Steenackers G., Peeters J., Janssens K. Sublayer composition evaluation of Artwork using active
thermography / In: Proc.14 Intern. Conf. on Quant. Infr. Thermogr. Berlin, Germany. June 2018.
47. Chulkov A.O., Nesteruk D.A., Vavilov V.P., Moskovchenko A.I., Saeed N., Omar M. Optimizing input
data for training an artificial neural network used for evaluating defect depth in infrared thermographic
nondestructive testing // Infr. Phys. & Techn. 2019. V. 102. P. 103047. DOI: 10.1016/j.infrared.2019.103047
Дефектоскопия
№ 6
2023
56
В.П. Вавилов
48. Venegas P., Peran J., Usamentiaga R., De Ocáriz I.S. NDT inspection of aeronautical components by
projected thermal diffusivity analysis / Proc. 14th International Conference on Quant. Infr. Thermography
2018, June, Berlin, Germany. NDT.net Issue: 2019-05.
49. Cernuschi F., Bison P. Thirty years of thermal barrier coatings (TBC). Photothermal and thermographic
Techniques: Best practices and lessons learned // J. Thermal Spray Techn. March 2022. V. 31 (3). 30 p.
DOI:10.1007/s11666-022-01344-w
50. Meola C., Carlomagno G.M., Squillace A., Vitiello A. Non-destructive evaluation of aerospace
materials with lock-in thermography // Measurement Science and Technology. 2006. V. 13. No. 3. P. 380—389.
DOI: 10.1016/j.engfailanal.2005.02.007
51. D’Accardi E., Palumbo D., Tamborrino R., Cavallo P., Galietti U. Pulsed Thermography: evaluation
and quantitative analysis of defects through different post-processing algorithms. NDT.net Issue: 2019-05.
Proc. 14th Intern. Conf. on Quant. Infr. Thermography-2018, 25-29 June 2018, Berlin, Germany. NDT.net
Issue: 2019-05.
52. Švantner M., Muzika L., Moskovchenko A., Pereira C.M.C. Repeatability study of flash-pulse
thermographic inspection of carbon-fiber composite samples // Infrared Physics & Technology. Sept. 2022.
V. 126. P. 104350. DOI:10.1016/j.infrared.2022.104350
53. Mulaveesala R., Tuli, S. Theory of frequency modulated thermal wave imaging for nondestructive
subsurface defect detection // Applied Physics Letters. 2006. V. 89 (19). Art. No. 191913.
54. Park H.-S., Choe M.-Y. Research trends in infrared thermography NDT — Ultrasound infrared
thermography technology // J. Korean Soc. Nondestr. Test. 2012. V. 32 (3). P. 307—313. DOI: 10.7779/
JKSNT.2012.32.3.307
55. Uchida Y., Shiozawa D., Hori M., Kobayashi K., Sakagami T. Advanced technique for thermoelastic
stress analysis and dissipation eEnergy evaluation via visible-infrared synchronous measurement // Experimental
Mechanics. March 2022. V. 62 (3). P. 459—470.
56. Runshi Zhang, Xingwang Guo, Mingyuan He. Intelligent pseudo solder detection in PCB using laser-
pulsed thermography and neural network // IEEE Sensors J. Nov. 2021. V. 22. No. 1. P. 631—638.
DOI:10.1109/JSEN.2021.3129064
57. Jue Hu, Hai Zhang, Sfarra S., Gargiulo G., Avdelidis N.P., Mingli Zhang, Yang D., Maldague X. Non-
destructive imaging of marqueteries based on a new infrared-terahertz fusion technique // Infrared Physics &
Technology. June 2022. V. 125 (9). P. 104277. DOI:10.1016/j.infrared.2022.104277
58. Fernandes H.C., Herrman H.-G., Hai Zhang, Goyo F., Nativio Del Pra J.H. Tarpani J.R. Infrared
thermography for impact damage analyses on curved CFRP laminates used in geostationary satellites / In:
Proc. 5th Brazilian Conference on Composite Materials - BCCM 5. Jan. 2021. Sao Carlos, Brazil. 7 p.
59. Panella F.W., Pirinu A. Application of Pulsed Thermography and Post-processing Techniques for CFRP
60. Будадин О.Н., Кульков А.А. Козельская С.О. Способ теплового контроля композитных материа-
лов / Патент РФ № RU 2616438 C1, рег. 23.05.2016, публ. 14.04.2017.
61. РД-13-04-2006 Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля тех-
нических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производствен-
ных объектах. Серия 28. Выпуск 11/ Колл. авт. Под общ. ред. Пуликовского К.Б. М.: Открытое
акционерное общество «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007,
32 с.
62. Чернышев В.Н., Однолько В.Г., Чернышев А.В. Методы и системы неразрушающего контроля
теплозащитных свойств строительных материалов и изделий. М.: ИД «Спектр», 2012. 201 с.
63. Пономарев Д. Б., Захаренко В.А., Абрамова Е.В. Анализ погрешностей при пирометрических
измерениях в производственных условиях // Омский научный вестник. 2019. № 5. C. 94—99.
DOI: 10.25206/1813-8225-2019-167-94-99
64. Котовщиков И.О. Разработка методики активного теплового контроля вертолётных лопастей из
композиционных материалов / Дисс
на соискание уч. степени канд. техн. наук. С.-Петербург: ИТМО,
2022. 287 с.
65. Roemer J., Pieczonka L., Uhl T. Laser spot thermography of welded joints. Diagnostyka, 2014. V. 15.
No. 2. P. 43—49.
66. Mashkov P., Pencheva T., Gyoch B.S. Reflow soldering processes development using infrared
thermography / Proc. 32nd Intern. Spring Seminar on Electronics Techn. June 2009. DOI:10.1109/
ISSE.2009.5207020
67. Стороженко В.А. Исследование метода и разработка средств активного теплового контроля
неметаллических материалов / Автореферат канд. дисс. Винница: Политехн. институт, 1979. 23 с.
68. Chulkov A.O., Tuschl C., Nesteruk D.A., OswaldTranta B., Vavilov V.P., Kuimova M.V. The detection
and characterization of defects in metal/nonmetal sandwich structures by thermal NDT, and the сomparison
of areal heating and scanned linear heating by optical and inductive methods // J. Nondestruct. Eval. 2021.
V. 40. Article No. 44. DOI: 10.1007/s10921-021-00772-y
69. Thomson W. (Lord Kelvin). On the dynamical theory of heat / Transactions of the Royal Society of
Edinburgh. 1853. V. 20. P. 261—283.
Дефектоскопия
№ 6
2023
Тепловой неразрушающий контроль: развитие традиционных направлений...
57
70. Mignogna R.B., Green R.E., Duke J., Henneke E.G., Reifsnider K.L. Thermographic investigations of
high-power ultrasonic heating in materials / Ultrasonics.
7. Guildford, Surrey, UK: IPS Science and
Technology Press, 1981. P. 159—163.
71. Henneke E.G. II, Russell S.S. Vibrothermography / Nondestructive Testing Handbook, 2nd ed. Special
Nondestructive Testing Methods. Columbus, OH, USA: American Society for Nondestructive Testing, 1994.
V. 9. P. 336—340.
72. Xiaoyan Han, Jianping Liu, Md. S. Islam. Sonic infrared imaging NDE / Proc. of SPIE — The
International Society for Optical Engineering. May 2005. V. 5765. P. 142—147. DOI:10.1117/12.600118
73. Vavilov V., Nesteruk D. Comparative analysis of optical and ultrasonic stimulation of flaws in
composite materials // Rus. J. NDT. 2010. V. 46. No. 2. P. 147—152.
74. Kremer K.-J. A new technique for online testing of steel products for surface defects / Proc. 3rd
European Conf. on Nondestr. Testing. 15—18 Oct. 1984. Florence, Italy. P. 171—186.
75. Lehtiniemi R., Hartikainen J. An application of induction heating for fast thermal nondestructive
evaluation // Rev. Sci. Instrum. 1994. V. 65. P. 2099—2101.
76. Starman S., Matz V. Automated system for crack detection using infrared thermographic testing / Proc.
4th Intern. CANDU In-service Inspection Workshop and NDT Conf. June 18—21 2012. Toronto, Canada.
77. Chulkov A.O., Tuschl C., Nesteruk D.A., Oswald Tranta B., Vavilov V.P., Kuimova M.V. The detection
and characterization of defects in metal/nonmetal sandwich structures by thermal NDT, and a comparison
of areal heating and scanned linear heating by optical and inductive methods // J. Nondestr. Eval. 2021.
V. 40 (44). DOI: 10.1007/s10921-021-00772-y
78. Vavilov V.P. Noise-limited thermal/infrared nondestructive testing // NDT & E Intern. Jan. 2014. V. 61.
P. 16—23.
79. Degiovanni A., Lamine A.-S., Houlbert A.-S., Maillet D. Identification of subsurface defects using a
sensibility analysis / Proc. 4th Europ. Conf. on Comp. Mater. Stuttgart, Germany, 25—28 Sept. 1990.
P. 691—695.
80. Krapez J.-C., Balageas D.L. Early detection of thermal contrast in pulsed stimulated infrared
thermography / Proc. Quant. Infr. Thermography QIRT-94, Eurotherm Seminar #42, Sorrento. Italy. 23—26
August 1994. P. 260—266.
81. Maldague X., Marinetti S. Pulse phase infrared thermography // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. P. 2694—2698.
82. Galmiche F., Vallerand S., Maldague X. Wavelet transform applied to pulsed phase thermography /
Proc. V-th Workshop on Advances in Infrared Technology and Applications. Ed. by E. Grinzato, P. Bison and
A. Mazzoldi, CNR, Venice, Italy 1999. P. 117—122.
83. Ibarra-Castanedo C., Gonzalez D., Galmishe F., Maldague X.P., Bendada A. Discrete signal transforms
as a tool for processing and analyzing pulsed thermographic data / Proc. SPIE «Thermosense-XXVIII», 2006.
V. 6205. P. 620514—1-12.
84. Gonzales D., Ibarra-Castanedo C., Madruga F., Maldague X.P. Analysis of pulsed thermographic
sequences based on Radon transform / Proc. SPIE «Thermosense-XXVIII». 2006. V. 6205. P. 62051N—1-7.
85. Grinzato E., Bison P.G., Marinetti S., Vavilov V. Non-destructive evaluation of delaminations in fresco
plaster using transient infrared thermography / Res. in NDE. Springer-Verlag, New York. 1994. V. 5 (4).
P. 257—271.
86. Shepard S. Temporal noise reduction, compression and analysis of thermographic image data
sequences. U.S. Patent No. 6516084. 2003.
87. Yanjie Wei, Yimin Ye, Hongjun He, Zhilong Su. Multi-frequency fused lock-in thermography in detecting
defects at different depths // J. Nondestruct. Eval. Aug. 2022. V. 41 (3). DOI:10.1007/s10921-022-00889-8
88. Kaur K., Mulaveesala M. An efficient data processing approach for frequency modulated thermal wave
imaging for inspection of steel material // Infr. Phys. & Techn. Dec. 2019. V. 103. P. 103083. DOI: 10.1016/j.
infrared.2019.103083
89. Vavilov V.P., Shirayev V.V., Kuimova M.V. Time- and phase-domain thermal tomography of composites
// Photonics 2018. V. 5 (4). P. 31. DOI: 10.3390/photonics5040031
90. Toivanen J.M., Tarvainen T., Huttunen J.M.J., Savolainen T., Orlande H.R.B., Kaipio J.P., Kolehmaine
V. 3D thermal tomography with experimental measurement data // Inter. J. Heat & Mass Transf. Nov. 2014.
V. 78. P. 1126—1134.
91. Ringermacher H.I., Howard D.R., Knight B. Thermal imaging NDT at General Electric / 18th WCNDT.
16—20 April 2012 Durban, South Africa. 4 p. (available on CD).
92. Hongjin Wang, Sheng-Jen Hsieh. Solving the inverse heat conduction problem in using long square
pulse thermography to estimate coating thickness by using SVR models based on restored pseudo heat flux
(RPHF) in plane profile // J. Nondestr. Eval. 2018. V. 37. P. 78. DOI: 10.1007/s 10921-018-0535-8
93. Sakagami T., Izumi Y., Mori N., Kubo S. Development of self-reference lock-in thermography and its
application to remote nondestructive inspection of fatigue cracks in steel bridges // Quant. Infr. Thermography
Journal. 2010. V. 7 (1). P. 73—84.
94. Ciliberto A., Cavaccini G., Salvetti O. et al. Porosity detection in composite aeronautical structures //
Infr. Phys. & Techn. 2002. V. 43. P. 139—143.
Дефектоскопия
№ 6
2023
58
В.П. Вавилов
95. Shark L.K., Matuszewski B.J., Smith J.P., Varley M.R. Automatic feature-based fusion of ultrasonic,
radiographic and shearographic images for aerospace NDT // Insight. 2001. V. 43 (9). P. 607—615.
96. Balageas D., Maldague X., Burleigh D., Vavilov V.P., Oswald-Tranta B., Roche J.-M., Pradere C.,
Carlomagno G.M. Thermal (IR) and Other NDT Techniques for Improved Material Inspection // J. of Nondestr.
Eval. Jan. 2016. V. 35 (18). P. 160—174. DOI:10.1007/s10921-015-0331-7
97. Saxena A., Raman V., Ng E.Y.K. Study on methods to extract high contrast image in active dynamic
thermography // Quant. Infrared Thermogr. J. 2019. V. 16 (3-4). P. 343—259. DOI: 10.1080/17686733.2019.1586376
98. Abdulrahman Y.A., Omar M.A., Said Z., Obeideli F., Abusafieh A., Sankaran G.N. A Taguchi design of
experiment approach to pulse and pock-in thermography, applied to CFRP composites // J. Nondestruct. Eval.
2017. V. 36. P. 72. DOI: 10.1007/s10921-017-0450-4
Дефектоскопия
№ 6
2023
