Метод тепловой томографии

Тепловая томография (ТТ) - метод визуализации внутренних сечений объекта с помощью тепловых эффектов. Его можно реализовать импульсным облучением объекта плоским равномерным пучком излучения и последовательной регистрацией "тепловых отпечатков" дефектов или неоднородностей теплофизических пап метров контролируемой структуры на противоположной стороне изделия с помощью быстродействующего тепловизора.

Один из вариантов ТТ основан на регистрации на термограммах в различные моменты времени тепловых изображений дефектов, расположенных на различной глубине. Записывая эти изображения, например в цифровое ОЗУ, можно затем последовательно просматривать строение слоев изделия на различной глубине. Этот метод получил название метода хронологических термограмм (ХТГ) или динамической тепловой термографии (ДТТ). Исходной зависимостью теории ДТТ является зависимость температурного перепада над дефектом от времени. Количество различимых слоев достигает n = 15 для углепластика, n = 6 - для бетона.

Другой вариант ТТ основан на использовании алгоритмов реконструкции изображений, используемых в традиционной технике томографа. Например, система трехмерного контроля внутренних тепловых неоднородностей объекта может быть основана на использовании "эффекта миража". С помощью цилиндрической линзы на поверхности изделия фокусируется лазерное излучение в виде узкой полоски. Вспомогательный лазерный луч направляется вдоль этой полоски над поверхностью изделия (например, полированной кремниевой пластинки и т.п.). Объект последовательно перемешается в направлении, перпендикулярном освещаемой полоске, а после каждого цикла перемещения поворачивается относительно оси, совпадающей с направлением излучения. С помощью позиционно-чувствительного фотоприемника получают матрицу "проекций" для всех положений объекта, а затем восстанавливают изображение по стандартным алгоритмам. Для трехмерного контроля используют второй пробный луч, направляемый параллельно первому над обратной стороной объекта.

Для получения изображения форматом 18 х 18 точек достаточно выполнить 36 измерений (18 х 2 с поворотом на 90°). Увеличение количества проекций улучшает качество изображения, но резко повышает длительность обработки. В настоящее время есть перспектива создания методов ТТ, работающих в реальном времени.