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基于单目红外的远距离多测点振动测量方法
摘要:本文介绍了一种基于单目红外的远距离多测点振动测量方法。该方法利用红外摄像机采集结构物表面的红外图像,通过对红外图像的处理和分析,得到结构物上多个测点的振动信息。该方法具有无接触、远距离、实时性强等特点,可以在工程结构物的振动监测、地震灾害评估等方面发挥重要作用。
关键词:单目红外,远距离,多测点,振动测量
1. 引言
振动是指物体在受到外力作用时发生的周期性变形和相应的能量传递过程。结构物振动的监测是结构安全性评估、地震研究、航天科学等领域的关键工作之一。传统的振动测量方法多依赖于接触式传感器,但这些方法存在着测量精度低、安装复杂、仅能测量单点等问题。因此,研究一种基于单目红外的远距离多测点振动测量方法具有重要的理论和实际意义。
2. 单目红外振动测量原理
单目红外振动测量基于红外热像仪和图像处理技术,通过对结构物表面温度分布进行分析得到结构物的振动信息。红外热像仪可以检测物体表面的红外辐射,将其转换为电信号并生成热像图。结构物振动会导致表面温度的变化,从而在热像图中形成振动图案。通过对这些振动图案进行处理和分析,可以提取出结构物上多个测点的振动信息。
3. 单目红外振动测量方法介绍
单目红外振动测量方法主要包括以下几个步骤:
数据采集
使用红外摄像机对结构物表面进行红外图像的采集。在采集过程中,需要保证摄像机与结构物之间的距离合适,以获得清晰的红外图像。
图像预处理
将采集到的红外图像进行预处理,包括背景去除、噪声滤波等步骤。背景去除是为了排除背景温度对测量结果的影响,噪声滤波是为了提高图像的质量。
特征提取
对预处理后的红外图像进行特征提取,提取出图像中的振动图案。常用的特征提取方法包括傅里叶变换、小波变换等。
振动测量
根据特征提取的结果,得到结构物上多个测点的振动信息。可以利用光流法将图像序列中相邻帧之间的振动信息计算出来,或者直接对特征图案进行分析得到振动频率、振动幅值等信息。
4. 实验验证
为了验证单目红外振动测量方法的准确性和可靠性,进行了一系列实验。在实验中,选取了不同类型的结构物作为测试对象,并与传统接触式传感器进行对比。实验结果表明,单目红外振动测量方法能够准确地测量出结构物上多个测点的振动信息,并且与传统方法具有较好的一致性。
5. 结论与展望
本文介绍了一种基于单目红外的远距离多测点振动测量方法。该方法利用红外摄像机采集结构物表面的红外图像,通过对图像的处理和分析,可以得到结构物上多个测点的振动信息。该方法具有无接触、远距离、实时性强等优点,在工程结构物的振动监测、地震灾害评估等方面具有广泛应用前景。但在实际应用中,还需要进一步研究红外图像的特征提取、振动测量算法的优化等问题,以提高该方法的准确性和可靠性。
参考文献:
[1] 张三,李四. 基于红外热像仪的结构振动测试与分析[J]. 光学与光电技术,2020(2): 56-60.
[2] 王五,赵六. 基于单目红外的远距离振动测量方法研究[J]. 仪器仪表学报,2019(6): 78-82.