瓷绝缘子在配电线路中应用广泛, 受长期机电应力与户外恶劣环境影响, 在运行中易发生劣化。红外热像法是一种重要的劣化绝缘子带电检测方法, 具有检测方便、安全高效和非接触式的优点, 已成为线路巡检的重要手段, 但劣化绝缘子热像特征不明显, 肉眼识别易出现误判。为此, 本文首先对配电线路瓷绝缘子进行温度场仿真分析, 然后提出了一种劣化绝缘子红外热像检测方法, 采用多尺度模板匹配算法定位识别绝缘子, 获取绝缘子红外图像中的坐标参数, 并对其进行分割提取, 通过最小二乘线性拟合提取绝缘子表面温度。结合相关标准与仿真分析结果, 通过同类比较判断法对比多个绝缘子温度状态的差异, 实现劣化绝缘子检测。

本文介绍利用方波激励红外热像法对陕西蒲城元代墓室壁画的无损检测评估结果,为此提出一种重建材料蓄热系数的三维热层析成像定量评估方法,并与脉冲相位热成像法以及主成分热成像法的后期处理结果进行分析比较。实验结果表明,三种方法均能够提高缺陷的检测能力,但三维热层析成像方法可以实现壁画内部病害分布的定量三维评估。最后对其中一整幅壁画进行三维热层析成像,所提方法可以实现空鼓、裂纹、墙体支撑结构的检测和评估,可为壁画揭取搬迁、修复保护及壁画研究提供有用的评估手段和参考信息。

根据超声红外热像检测图像的特点，为实现图像中缺陷的识别，提出了一种结合改进的自适应遗传算法和二维最大熵的分割方法，以实现准确、快速地分割出目标缺陷区域。该方法首先对超声红外图像进行预处理，得到了去噪后的图像，然后通过二维最大熵算法选取阈值将图像分为目标区域和背景区域，并结合改进的自适应遗传算法，提高分割速度。实验结果表明，该方法可以有效地滤除图像噪声，相比于穷举法和基于简单遗传算法的二维最大熵分割，本算法具有较好的分割速度和分割精度。

为克服红外热像法的不足,提出一种基于表面红外偏振热像特征的金属疲劳损伤评估方法。首先给出金属疲劳损伤评估偏振热成像的理论基础,然后通过实验说明疲劳损伤过程表面微观形貌的变化规律,再基于Tsalis熵进行目标图像分割并分析其特征,最后通过主成分分析进行特征选择并构建基于BP(back propagation)神经网络的非线性预测模型。结果表明,模型训练、验证、测试结果与实际实验测量值具有较好的相关性,Q235平板试件的拉-拉疲劳损伤预测平均误差小于20%。

焊接空心球网架结构被广泛使用在带悬挂吊车的工业厂房中。悬挂吊车带来的往复交变荷载会造成网架焊接节点的疲劳破坏。在焊接空心球节点的疲劳试验过程中, 借助红外热像仪记录试件表面的温度, 得到了试件表面的温升分布, 温升高区位于钢管与焊接球的焊接连接球面焊趾处, 此区域对应节点最后的疲劳破坏位置。在疲劳试验过程中, 焊趾处的温升高区位置几乎不变, 当疲劳裂纹穿透球壁厚时, 温升高区的位置发生变化。试验表明: 红外热像仪可以实时记录焊接空心球节点试件在疲劳试验过程中表面的温度, 通过分析温升高区在没有可见裂纹的情况下就可预测疲劳破坏发生的位置, 温升高区位置的变化对应裂纹贯穿球壁时节点试件的疲劳寿命。

对分层缺陷复合材料进行静拉伸实验，采用红外热像仪监测了试件表面的温度变化，研究了整个过程中试件温度变化的规律、损伤演化过程、热耗散与损伤过程的关系。结果表明，试件表面的温度先线性下降，后持续升高；当试件温度下降到最低点时对应的应力值是试件屈服的极限值；分层缺陷处最先出现热源点，随着时间的变化，热源范围越来越大；有分层缺陷的复合材料的热耗散因子为55%。红外热像技术能够监测缺陷复合材料的损伤，有利于复合材料的工程应用研究。

建筑墙体的室内表面温度直接反映墙体的保温隔热性能,并且作为室内平均辐射温度的主要组成部分对室内热环境有重要影响.针对建筑工程中大量使用的空心砖墙体具有表面温度不均匀的特点,采用ThermaCAM P20型红外热像仪和ThermaCAM Reporter分析软件,研究应用红外热像法测量空心砖墙体的表面温度,分析空心砖墙体的温度特征以及空心砖、砌筑砂浆、配砖等组成材料对表面温度分布的影响.在高层住宅建筑工程现场,选择三层住宅的填充外墙位置,使用不同的烧结页岩空心砖、砌筑砂浆和配砖砌筑成三种空心砖墙体进行传热实验.通过采集三种烧结页岩空心砖墙体在冬季室内采暖条件下的内表面温度红外热像图,对比分析了两种空心砖和两种砂浆砌筑的墙体表面温度特性数据以及温度均匀性和温度频率分布.结果表明:提高空心砖和砌筑砂浆的保温性,能够有效提高墙体内表面温度,改善室内热环境;由保温砂浆代替水泥砂浆砌筑的节能型烧结页岩空心砖墙体,表面温度的不均匀性从0.6 ℃下降为0.4 ℃,并使表面温度频率分布发生变化,从非对称分布变为正态分布;随着表面温度均匀性的提高,平均温度所占的频率增大.本研究为空心砖墙体热功能的提高和优化提供了依据。

该研究应用红外热像法测量绿化屋顶的表面温度, 进而分析屋顶绿化对热环境的影响。 通过采集斜坡屋顶绿化、 轻型屋顶绿化和蓄水覆土屋顶绿化在阴天、 雨后一天、 晴天三种天气条件下的红外热像图, 分析对比三种绿化屋顶在同一天内及三种不同天气条件下的温度变化。 结果表明绿化屋顶表面温度的变化主要受太阳辐射和气温的影响, 而蓄水覆土绿化屋顶的表面温度还受到其含水量的影响; 屋顶绿化在夏季天气条件下可有效降低屋顶的表面温度、 减小温度波动幅度, 有利于改善城市热环境。

锁相红外热像技术由于其实时、快速、无损以及非接触等优点，被逐渐应用于疲劳研究中。基于锁相红外热像理论，用法国Cedip公司开发的锁相红外热像系统对含缺陷的疲劳试件进行了无损检测，并快速测得了其疲劳极限。结果表明，相位图比幅值图能提供更多的缺陷内部信息，恰当选择检测频率是无损检测的关键，缺陷面积越大检测精度越高。随缺陷深度的增加，疲劳试件的疲劳极限降低。