本发明涉及金属检测方法领域，尤其是基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法。
背景技术：
1、在当今制造业，金属内部缺陷，如气孔、夹杂物、裂纹等，是不可忽略的问题。气孔的存在会减小金属的有效承载面积，使应力集中，从而导致材料的疲劳强度降低，影响金属材料的使用寿命；夹杂物会破坏金属基体的连续性，使金属在受力时容易产生裂纹，进而改变材料的电阻率、强度和韧性；裂纹是金属中最为严重的缺陷之一，它会显著降低金属的抗腐蚀性、强度和机械性能，甚至导致材料的突然断裂。
2、对金属内部缺陷进行检测的应用场景非常广泛，涵盖了多个行业和领域。例如，在汽车制造过程中，汽车发动机、底盘、车身等关键部件的质量直接关系到汽车的安全性和使用性能，要确保每一个部件都符合质量要求，从而提高整车的安全性和可靠性；在电子电器产品中，如果电路板、连接器、外壳等金属部件存在缺陷，可能会直接影响产品的质量和性能，由于电子电器产品的精度要求较高，金属部件的任何微小缺陷都可能导致产品性能下降或失效；在石油化工行业中，金属内部如果存在缺陷，则会影响生产过程的安全；在建筑行业中，金属内部缺陷影响建筑物的稳定性和耐久性。
3、而现有的金属缺陷内部检测机理包括：
4、一、传统的检测方法如拉力测试、撕裂力测试及截面分析等，多为破坏性抽检，不仅费时费力，且无法实现100％全检，难以保证金属的整体质量。
5、二、光脉冲热成像技术，利用高能脉冲闪光灯对被检物体表面进行热激励，瞬间在试件表面形成一层平面热源，并以热波的形式在其中传播。该方法会受到试件表面红外发射率、试件几何形状以及加热均匀性的影响和限制，灵敏度低。
6、三、超声激励红外热成像，利用超声能量作为热激励源。如果试件中存在缺陷，高频振动的超声能量将会引起缺陷界面的摩擦生热，热成像仪捕捉试件表面温场的变化，进而实现缺陷的探测。但是超声激励红外热成像受制于设备功率和超声在空气中的严重衰减，激励效果不好。
7、四、太赫兹激励的红外热波技术，利用太赫兹(thz)波作为热源进行红外热波检测，通常利用返波振荡器太赫兹源对试件表面进行持续的或周期性的热激励，用热成像仪探测试件表面温场变化。但是受太赫兹功率源的限制，只对较薄吸波涂层下预埋缺陷进行小范围热激励有一定检测效果，另外thz设备的研发和生产成本也比较高。
8、五、电磁激励红外热成像，利用高频磁场在试件产生表面及压表面的感应电流，如有裂纹存在，会造成裂纹根部电流密度集中，产生多余的热量，同时用热成像仪探测温场变化，达到检测目的。但是该项技术主要针对试件表面检测，对于深层次的缺陷检测能力有限。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：为了解决背景技术中描述的技术问题，本发明提供了一种基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法。该检测方法通过提取特定锁相频率下的表面热信号的幅值和相位信息，能够精确表征反射波和入射波之间的关系，从而捕捉到微小的温度变化，实现对被测金属内部微小缺陷的检测。该检测方法受环境反射、材料表面状况等因素的影响较小，能够更准确地反映被测金属内部的真实情况。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，包括以下步骤：
4、s1、通过激光激励来升高被测金属表面的温度；
5、s2、通过红外相机采集被测金属的热图像序列；
6、s3、获得热图像序列后，将每一帧图片存储为矩阵t(n)；
7、s4、把一系列的热图像序列做离散傅里叶变换dft，并对离散傅里叶变换dft进行计算；
8、s5、再基于公式，根据频率获得用于得到缺陷位置信息的幅度图像和用于得到缺陷深度信息的相位图像；
9、其中，k是与频率紧密相关的索引变量，fs是热图像采样频率，n是信号长度。
10、具体地，所述激光激励的热源为波长1070nm的光纤激光器。
11、具体地，步骤s2中，所述热图像序列的采集步骤为，通过控制卡控制激光激励的热源周期性变化，介质表面会产生相同周期，相同规律的温度变化，通过控制卡同步激励源触发控制红外相机，红外相机采集热图像序列。
12、具体地，所述红外相机的热成像片像素为1280*960，红外相机包括微距镜头。
13、具体地，步骤s3中，所述t(n)的公式为，
14、
15、其中，tij(n)是第n帧上i行j列的温度。
16、具体地，步骤s4中，所述离散傅里叶变换dft的公式为，
17、
18、具体地，所述散傅里叶变换dft的计算方式为快速傅里叶变换fft。
19、具体地，所述快速傅里叶变换fft的具体方式为，
20、s11、预处理：取长度为2的整数次幂的离散信号；
21、s12、分解：利用旋转因子的可约性、周期性、对称性，将预处理后的序列t’[n](n＝0,1,...n-1)分为偶数部分和奇数部分；
22、s13、递归：对公式一分别递归地进行奇偶分解，直到奇偶分解后的子序列长度是1，此时离散傅里叶变换dft结果就是序列本身；公式一为，
23、
24、s14、合并：使用蝶形运算将两个较短的离散傅里叶变换dft结果合并成一个较长的离散傅里叶变换dft结果。
25、具体地，步骤s5中，所述公式包括
26、a(k)＝|f(k)|和
27、本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法。该检测方法通过提取特定锁相频率下的表面热信号的幅值和相位信息，能够精确表征反射波和入射波之间的关系，从而捕捉到微小的温度变化，实现对被测金属内部微小缺陷的检测。该检测方法受环境反射、材料表面状况等因素的影响较小，能够更准确地反映被测金属内部的真实情况。
1.一种基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：所述激光激励的热源为波长1070nm的光纤激光器。
3.根据权利要求1所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：步骤s2中，所述热图像序列的采集步骤为，通过控制卡控制激光激励的热源周期性变化，介质表面会产生相同周期，相同规律的温度变化，通过控制卡同步激励源触发控制红外相机，红外相机采集热图像序列。
4.根据权利要求1所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：所述红外相机的热成像片像素为1280*960，红外相机包括微距镜头。
5.根据权利要求1所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：步骤s3中，所述t(n)的公式为，
6.根据权利要求1所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：步骤s4中，所述离散傅里叶变换dft的公式为，
7.根据权利要求6所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：所述散傅里叶变换dft的计算方式为快速傅里叶变换fft。
8.根据权利要求7所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：所述快速傅里叶变换fft的具体方式为，
9.根据权利要求1所述的基于锁相热成像的金属内部缺陷无损检测方法，其特征在于：其特征在于：步骤s5中，所述公式包括
