基于水传热和红外热成像的煤矸识别方法

基于可见光图像的煤矸识别方法准确率不高、识别速度慢;基于高能射线透射的煤矸识别方法具有很大辐射导致较少应用。红外热成像具有穿透性强、不受光线影响等优点,但煤和矸石的表面温度在室温下相对接近,导致煤和矸石在红外热图像中没有明显差异,难以获得较好的识别效果。针对上述问题,提出了一种基于水传热和红外热成像的煤矸识别方法。在不同水温(18,21,24,27,30℃)条件下进行煤和矸石红外热成像实验,通过煤和矸石红外热图像和温度变化之间的差异来区分煤和矸石。实验结果表明:不同水温下煤和矸石红外热图像不同,当水温低于环境温度时,煤和矸石红外热图像之间的差异较大;在相同水温条件下,煤和矸石红外热图像之间的差异随着时间增加逐渐增大;煤和矸石表面温度变化均随水温升高和时间增加呈增大趋势,但矸石表面温度变化大于煤表面温度变化;当水温为18℃、时间为180 s时,煤和矸石红外热图像之间差异和温差均达到最大。这说明低温的水可作为一种传热介质,更有利于使煤和矸石之间产生较大的温差,从而实现煤和矸石红外热图像准确、快速识别。

基于红外热成像技术探究八段锦对平人八会穴的影响

目的:观察习练八段锦对平人八会穴中的章门穴、中脘穴、膻中穴、膈俞穴穴位温度的影响。方法:招募健康受试者40名,采用随机数字表法将受试者分为观察组与对照组,每组20名。观察组习练八段锦,对照组习练第九套广播体操,对纳入的受试者进行为期12周的观察,分别于入组后习练前、习练后即刻、习练12周后采用FLIR SC660型红外热像仪观察受试者左右章门穴、中脘穴以及膻中穴、膈俞穴的温度变化。结果:观察组与对照组习练后即刻章门穴、中脘穴、膻中穴、膈俞穴温度上升,但差异无统计学意义(P>0.05),习练12周后2组差异有统计学意义(P<0.05)。结论:八段锦可通过刺激平人脏、腑、气、血之精气,一定程度提高其章门穴、中脘穴、膻中穴、膈俞穴的温度,且长期习练效果更佳,为八段锦“协调脏腑,促进气血运行”提供客观化、可视化依据。

肠系膜淋巴结炎中医膜原辨证的红外热成像特征研究

目的:运用红外热成像技术探讨肠系膜淋巴结炎膜原辨证的红外热成像特征。方法:收集年龄在5~18岁之间被诊断为肠系膜淋巴结炎患儿邪入膜原组30例,邪伏膜原组30例以及同期健康儿童30例为对照组,运用红外热成像技术,采集并对比不同证型患儿与健康儿前躯干、三焦、胃脘、大腹、左少腹、右少腹、肝区、神阙、气海等区域红外热图特征。结果:前躯干温度由高到低依次为邪入膜原组>邪伏膜原组>健康组,邪入膜原组躯干温度最高,差异有统计学意义(P<0.05)。邪入膜原组,三焦皆呈热偏离,其中以下焦热偏离最多,大腹、神阙、气海为热偏离,组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。邪伏膜原组,三焦皆呈凉偏离,其中以中、下两焦凉偏离最多,大腹、气海为凉偏离,右少腹为热偏离,组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论:小儿肠系膜淋巴结炎膜原辨证的红外热像特征描述与三焦、大腹、右少腹、神阙、气海热值关系密切。运用红外热成像技术能较为客观的为膜原辨证的肠系膜淋巴结炎患儿提供了可视化、量化诊断依据。

探地雷达及红外热成像在渠道混凝土衬砌脱空检测中的应用

为减少渠道渗漏损失,提高输水配水能力,增加渠坡的稳定性,赵口二期工程渠道采用现浇混凝土衬砌。为了解衬砌与渠坡土体之间的结合程度,首先采用探地雷达方法对总干及主要干渠、分干渠和支渠的渠道的混凝土衬砌进行抽样探测,结果依据脱空程度不同主要包括胶结紧密、接触不密实、轻微脱空等3种情况;在此基础上,对轻微脱空的重点部位采用探地雷达和红外热成像相结合的方法进行综合探测,对同一混凝土衬砌上的不同脱空严重程度进行划分,可极大地提高工程养护及补强等工作的针对性,保证工程安全、高效的运行。

红外热成像检测下肢深静脉血栓的临床应用效果

目的探讨红外热成像(IRTI)检测下肢深静脉血栓(DVT)的临床应用效果。方法选取2019年9月至2020年8月在首都医科大学附属北京朝阳医院住院拟行下肢多普勒血管加压超声(CPUS)检查的600例患者为研究对象,先后采用IRTI和CPUS两种方法对下肢静脉进行检查。根据IRTI表现和分布特点将患者分为IRTI阴性组和IRTI阳性组,根据下肢CPUS检查结果将患者分为DVT组(CPUS阳性)和非DVT组(CPUS阴性)。以CPUS检查结果为金标准,计算IRTI检测下肢DVT的敏感度、特异度。结果600例受试者采用IRTI检查,阴性484例,阳性116例;下肢CPUS检查DVT(CPUS阳性)86例,非DVT(CPUS阴性)514例。IRTI诊断DVT的敏感度为87.21%,特异度为92.02%,IRTI与CPUS两种检测方法的一致性较好(Kappa=0.692)。结论IRTI可作为下肢DVT的筛查工具,与CPUS具有较好的一致性,可作为除外下肢DVT的检查手段。

红外热成像精准电参数刺激治疗早发型卵巢功能不全的临床研究

目的:探讨采用红外热成像精准电参数刺激治疗早发型卵巢功能不全的临床效果。方法:选取100例早发性卵巢功能不全患者作为研究对象,按照不同治疗方法分为对照组与研究组,每组各50例。对照组采用雌孕激素进行治疗;研究组采用红外热成像精准电参数刺激治疗。比较治疗前及治疗后1、2、3个月两组患者血清激素[促卵泡生成素(FSH)、促黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)及抗苗勒氏管激素(AMH)]水平、血流情况[卵巢血管收缩期峰值血流速度(PSV)、计算搏动指数(PI)及阻力指数(RI)]、基础窦卵泡数及卵巢体积,并比较两组患者不良反应发生情况及临床疗效。结果:治疗1、2、3个月后,两组患者FSH及LH水平均下降,且研究组低于对照组;E2及AMH水平均升高,且研究组高于对照组(P<0.05)。治疗3个月后,两组患者PSV水平均升高,PI水平均降低,且研究组RI水平低于治疗前(P<0.05)。治疗2、3个月后,两组患者基础窦卵泡数及两侧卵巢体积水平均呈上升趋势;治疗3个月后,研究组基础窦卵泡数及两侧卵巢体积水平均高于对照组(P<0.05),治疗有效率高于对照组(P<0.05),不良反应发生率低于对照组(P<0.05)。结论:采用红外热成像精准电参数刺激治疗早发性卵巢功能不全的患者安全性较高,利于改善患者性激素水平,并可增加基础窦卵泡数及增大卵巢体积,具有较好的临床疗效,可以在基层医院临床推广应用。

基于红外热成像的煤矸识别方法研究

基于重介选煤、跳汰选煤、浮选、干法选煤、γ射线检测法的煤矸分选方法投资成本高、分选效率低、环境污染严重,基于CCD相机的煤矸分选方法准确率不高,基于X射线的煤矸分选技术会危害工作人员的健康。红外热成像技术不受光照、粉尘影响,且不会对人体造成伤害。提出了一种基于红外热成像的煤矸识别方法。首先,煤和矸石在传送带的输送下经过加热区域,红外热成像仪监测经均匀加热后的煤和矸石中心点的温度,得到煤和矸石加热后的温度并对经加热区域均匀加热后的煤和矸石进行拍摄,得到煤和矸石的红外灰度图像和红外彩色图像。然后,选用高斯滤波对煤和矸石的红外灰度图像、红外彩色图像进行预处理并提取特征,将红外灰度图像的灰度均值、最大频数对应的灰度值特征和红外彩色图像的G通道一阶矩、G通道二阶矩特征作为分选特征,将上述4个特征作为分类模型的输入。最后,采用支持向量机(SVM)进行分类识别,从而达到识别煤和矸石的目的。实验结果表明:基于红外热成像的煤矸识别方法对烟煤、无烟煤、褐煤的分选准确率均达到了98%以上,有良好的分类效果。

Canny算子+模糊C聚类融合的红外热成像机场道面积水识别方法

为解决基于积水可见光图片处理时,受光照变化影响大、夜晚及恶劣天气下难以成像,或成像图像质量低到无法识别的问题。提出一种利用红外热成像+图像处理技术进行积水区域识别的方法,利用红外成像技术拍摄道面积水图像克服了传统拍照方式受光照条件限制的缺陷,进一步针对红外成像积水边界边缘模糊、边缘温度分布无明显规律的特征,提出基于Canny算子和模糊C均值聚类的红外图像积水边缘检测融合算法,并利用该算法对实拍积水红外图像进行处理分析,结果表明:该算法对模糊边界有良好的提取效果,图像分割结果与人工标注的实际面积误差在7%以内,且利用像素点的比值能够快速、准确地获取积水面积,为湿滑跑道道面状况评估提供量化支撑,为飞机在湿滑道面上的安全运行提供有效技术支撑。

温针灸治疗寒湿型腰痛在红外热成像图示低温区的临床疗效研究

目的探讨红外热成像图示低温区对温针灸治疗寒湿型腰痛的指导意义。方法收集2022年9月至2023年12月医院收治的寒湿型腰痛患者60例,随机分为对照组与试验组,各30例。治疗前使用红外热成像仪对患者的全身温度成像,对照组取命门、腰阳关、肾俞、大肠俞、关元俞、腰夹脊、环跳、承扶、委中、昆仑、秩边、阿是穴等,随症加减,采用温针灸治疗。试验组选取背腰、臀、双下肢各低温区块的中央点进行温针灸治疗。对比两组临床疗效、疼痛评分、治疗前后热成像图。结果试验组治疗总有效率为93.33%,对照组治疗总有效率为70.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗前两组视觉模拟量表(VAS)评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后试验组VAS评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论红外热成像图示低温区对温针灸治疗寒湿型腰痛具有一定的指导意义。

基于红外热像和振动信号的煤岩识别实验研究

针对现有煤岩识别技术存在的难以实际应用、易受信号干扰、成本高和实现复杂等问题,通过理论分析煤岩截割产热与煤岩硬度的关系,证明通过红外热像获取的截割温度变化来进行煤岩识别的合理性;搭建了掘进机截齿截割煤岩试验台,对不同硬度的普通煤层、煤岩交界处及中砂岩层进行长时间截割试验,通过红外热像仪和振动传感器分别获取截割温度和截割头振动信号并分析其变化规律。研究结果表明:①随着截割时间增加,截割温度逐渐升高;煤岩硬度越高,截割温度越高,且截割温度上升速率越快;在截割起始阶段无法通过截割温度识别煤岩,但在稳定截割时可根据截割温度特性识别煤岩。②截割头振动强度随着煤岩硬度增大而变大,但不随截割时间增加而产生明显变化,因此可弥补在截割起始阶段无法通过截割温度识别煤岩的不足。③通过单一截割温度或振动强度不能对煤岩进行准确识别,因此可在截割起始阶段和频繁出现闪温时通过振动强度来识别煤岩,而在截割稳定阶段通过红外热像获取的温度来识别煤岩。

深度学习的红外热成像电路板元器件识别研究

针对现有YOLO目标检测算法在自建数据集漏检率高、图像受复杂环境影响造成检测准确率低等问题,提出一种基于YOLO v5改进的红外图像识别算法。根据红外数据图片的独特性质,重新设计主干网络部分,引入全维动态卷积(OMNI-Dimensional Dynamic Convolution, ODConv)模块和改进坐标注意力(Coordinate Attention, CA)机制,提高模型对小目标的检测精确度并减少参数量;其次,引入解耦头(Decoupled Head, DH)模块,提高模型训练的收敛速度;最后,加入GSConv(Graph-Shifted Convolution) Slim模块,以降低模型的复杂度,提高预测速度。实验结果表明:改进后的算法模型漏检率降低40.22%,每秒浮点运算次数(Floating-point Operations Per Second, FLOPs)提升了25%,平均准确率提升了28.32%。

红外热成像技术在室内非均匀热环境评价中的应用研究

为了对室内热环境进行空间评价,探究平均辐射温度与湿球黑球温度(t_(WBG))的空间分布规律,通过对存在辐射热源与室温两种工况下的室内空气温度、相对湿度、风速、黑球温度、表面温度进行测试,考察红外热成像法计算空间平均辐射温度的可靠性,并结合Python数字图像设计一种热环境空间评价结果的可视化方法,研究存在辐射源与室温两种工况平均辐射温度与t_(WBG)的空间分布规律。结果显示:不同工况下红外热成像法与黑球法的差异均在2℃以内,红外热成像法计算平均辐射温度具有较高的可靠性。平均辐射温度、空气温度、t_(WBG)的空间变化规律相似,当室内存在辐射热源时平均辐射温度的空间差异为6.4℃,t_(WBG)的空间差异为3.9℃。研究结果可以为室内热环境的空间评价提供参考。

基于ADRC的高精度红外热成像仪温度控制系统设计

为了可以更加精准地控制红外热成像仪温度,设计一种基于ADRC的高精度红外热成像仪温度控制系统;由系统供电模块、探测器驱动模块、模数转换模块、视距估算模块、视频信号处理模块、外部存储模块、以太网传输模块和温度控制模块组成温度控制系统;利用自抗扰控制设计一种单轴控制器,将由时延带来的不确定性建模作为系统综合扰动的一部分,对扩张状态观测器以及总和扰动展开估计,同时在前馈通道对其展开补偿,消除时延对控制器产生的影响,将控制器应用于红外热成像仪温度控制中,获取高精度的红外热成像仪温度控制结果;通过实验分析证明,设计系统的帧频、响应波段、启动时间、供电范围和功耗测试结果分别为55 Hz、11μm、3.4 s、12 VDC和0.56 W,具有良好的红外热成像仪温度控制性能,可以满足提取高质量的红外图像的要求。

红外热成像评价针药结合治疗中枢性面瘫临床效果及量效分析

目的:分析红外热成像评价针药结合治疗中枢性面瘫的临床效果以及量效关系。方法:选取2023年3月至2024年5月到广州市第十二人民医院和南部战区空军医院诊治的中枢性面瘫150例患者,按随机数表分为6组,每组25例患者。A组:频率为16次/min电针联合60 g黄芪补阳还五汤;B组:频率为22次/min电针联合60g黄芪补阳还五汤;C组:频率为26次/min电针联合60g补阳还五汤;D组:频率为16次/min电针联合120 g黄芪补阳还五汤;E组:频率为22次/min电针联合120 g黄芪补阳还五汤;F组:频率为26次/min电针联合120 g黄芪补阳还五汤。对比6组疗效。结果:治疗后,6组患者鼻唇沟、口角静态评分均较治疗前明显下降(P<0.05);A组治疗后鼻唇沟、口角静态评分最高,其次为B组,C、D、E、F组较低(P<0.05)。6组患者张嘴微笑、耸鼻、唇吸吮随意运动评分均较治疗前明显升高(P<0.05),组间比较,A组评分最低,其次为B、C、D组,再次为E、F组(P<0.05)。治疗后,口角区温度比较,A、B组较低,C、D、E、F组较高(P<0.05);眼周区温度比较,A、B组较低,C、D、E、F组较高(P<0.05);额周区温度比较,A、B组较低,其次为C、D、F组,E组较高(P<0.05);颧周区温度比较,A、B组较低,其次为C、D组,E、F组较高(P<0.05)。结论:对于不同表现的中枢性面瘫患者,可采用相应剂量黄芪补阳还五汤及电针强度治疗即可取得较为理想的效果。红外热成像评价针药结合治疗中枢性面瘫的临床效果好,能改善患者面部微循环,提高生活能力,改善预后。

红外热像技术辅助下探讨中药薰药治疗风寒湿痹型膝骨关节炎的临床研究

目的:观察中药熏药治疗风寒湿痹型膝骨关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)患者的临床疗效,并采用医用红外热成像仪进行疗效系统评价。方法:根据随机数字表法将60例风寒湿痹型KOA患者分为治疗组与对照组,对照组予口服艾瑞昔布片,治疗组在对照组治疗的基础上配合柳州市中医医院中药验方进行膝部中药熏药治疗。治疗8周后,比较两组治疗前后膝周疼痛视觉模拟评分法(Visual Analogue Scale,VAS)评分、西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数量表(Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)评分、超敏C反应蛋白、红细胞沉降率、经络穴位皮温等的变化情况。结果:治疗组与对照组VAS评分和WOMAC评分及炎症因子水平较治疗前均显著降低(P<0.01),治疗组VAS评分和WOMAC评分及炎症因子水平均低于对照组(P<0.01);两组治疗后主要穴位均温显著高于治疗前(P<0.01),且治疗组较对照组的均温改善显著(P<0.01);治疗组愈显率显著高于对照组,两组患者的愈显率进行比较,P<0.05。结论:中药验方熏药治疗方案能改善风寒湿痹型KOA患者的证候和有效缓解疼痛,显著降低KOA评分和提高相应经络穴位的红外皮温,并通过红外热像技术得到证实,可为临床适宜技术推广与应用提供可靠的临床数据和值得借鉴的研究思路。

基于红外热像的车站混凝土结构损伤智能检测方法

车站作为一种典型的混凝土建筑,受工艺和材料配比的限制,大多数混凝土结构均具有一定的内部缺陷。因此,为了保证车站人员的安全,研究提出了一种基于红外热像及掩膜循环卷积神经网络的混凝土结构内部损伤智能检测方法。实验结果显示,该方法对不同类型缺陷的检测精度最高为99.7%,最低为93.3%;Io U最高为98.4%,最低为91.5%。在缺陷尺寸量化中,预测尺寸与实际尺寸的比值均趋近于1,二者的相对误差最大为1.35%,最小为0.04%,平均相对误差为0.70%。在实际应用中,智能检测模型的平均精度均值、平均Io U和平均召回率分别为92.1%、90.2%和84.4%,相较于测试中有所下降,但仍保持在良好水平上。上述结果表明,基于红外热像及掩膜循环卷积神经网络的智能检测模型能有效实现混凝土内部损伤的准确检测,有效保障车站混凝土结构的性能。

基于红外热成像的古建筑墙内暗柱材料缺失检测

【目的】墙内暗柱是木结构古建筑的重要承重构件之一,因其处于潮湿和缺乏通风的环境,故多存在腐朽及由严重腐朽导致的材料缺失等缺陷,容易失去原有的承载能力和稳定性。墙内暗柱自身构造导致现有的检测手段受限,易造成不可逆的损坏。故本研究基于红外热成像原理开展墙内暗柱材料缺失缺陷检测理论与试验研究,以期为基于红外热成像的墙内暗柱缺陷状况无损检查方法的建立奠定部分前期基础。【方法】首先,从理论角度探讨古建筑墙内暗柱传热过程,推导稳态下木柱区域与纯墙体区域的温度公式,分析影响木柱材料缺失缺陷区域温度变化的因素;然后,建立试验模型,进行墙内暗柱缺陷红外检查试验,采集红外图像;最后,通过分析所获得的红外热图,探讨墙内暗柱材料缺失缺陷大小与墙体表面温度分布之间的关系。【结果】(1)理论研究表明:由于木材的横向导热系数远小于墙体导热系数,加热面加热温度相同的情况下,木柱墙体外表面所对应的温度偏低;墙内暗柱的检测效果主要受到缺陷尺寸,即缺陷高度、缺陷深度的影响。(2)试验结果表明:在稳态热传导下,木柱处的墙体外表面温度要低于纯墙体,即木柱处红外图像的颜色更浅;木柱缺陷的存在会使缺陷处墙体表面温度变高,红外图像颜色变深;木柱缺陷高度越大,缺陷导致的高温范围越大;木柱缺陷深度越大,缺陷区域温度值越高。(3)在非稳态热传导下,木柱中线温差分别与木柱缺陷高度(R^(2)≥0.964)、深度(R^(2)≥0.951)呈极强的正相关。(4)在木柱缺陷较小的情况下,墙体表面温度不因缺陷的存在而发生明显改变。【结论】木柱的缺陷高度与深度是影响缺陷红外热成像检测效果的主要因素,红外热成像法应用于古建筑墙内暗柱材料缺失缺陷的筛查与评估是可行的。

基于LabVIEW的红外热波图像缺陷检测系统设计

碳纤维增强复合材料大量应用于航空领域,对其质量提出了更高的要求。但是传统人工检测方法工作强度高、效率低。为了提高碳纤维复合材料的缺陷检测效率,本文基于LabVIEW软件开发平台设计CFRP(carbon fiber reinforced plastics)缺陷检测系统,提取缺陷边缘并进行数量统计。本研究采用主动式红外热成像无损检测技术,通过红外热像仪获取激光扫描的损伤试样表面热图像。针对红外图像对比度及均匀性差的特点,使用HSL(hue, saturation, luminance)进行颜色平面提取,灰度变换,选用适用于处理光照分布不均匀图像的Niback局部阈值分割处理算法进行感兴趣区域图像阈值分割处理。最后通过形态学处理增强图像并实现缺陷特征提取和缺陷数量统计。本文通过搭建红外热成像缺陷检测实验平台完成红外热波缺陷图像的采集、处理,设计软件平台及用户界面以实现缺陷特征的提取。相比于人工检测,该系统的设计极大地减少了检测用时,有助于实现缺陷检测的自动化。

红外热像仪在电气设备检查中的运用

红外热成像技术凭借其独特的优势,如远距离探测、抗电磁干扰以及快速清晰成像等,在电气设备的非接触式带电检测中得到了广泛的应用。通过利用红外成像技术,我们可以有效地监测设备的运行状态,及时发现潜在的故障和隐患,从而降低设备事故的发生概率。这一技术的应用,无疑为我们的工作提供了重要的实用价值。

非制冷红外热成像测温关键技术研究

非制冷红外热成像测温过程受环境温度、测温距离和大气湿度等诸多因素影响,因此在复杂环境中实现高精度测温颇具挑战。为了满足复杂环境中精确测温的需求,分析并研究了非制冷红外热成像测温误差的主要影响因素和关键补偿技术。首先,针对非制冷红外探测器输出辐射温度易受环境影响的问题,设计了基于粒子群算法优化反向传播神经网络的非制冷红外探测器辐射温度预测算法,实现了不同工作温度下辐射温度的精确预测;其次,针对测温过程中的红外辐射大气衰减现象,设计了基于大气传输软件的近地红外辐射大气透射率计算方法,实现了大气透射率的准确、快速、便捷计算;最后,整合关键误差补偿技术形成了完整的非制冷红外热成像测温方法,并实验验证了以上关键技术对于提高红外测温精度和环境适应性的有效性。