Photothermométrie dans le domaine visible d'une scène à haute température en détection synchrone
De Wiki-thermographie.
par Philippe HERVE
Nous présentons une méthode d'imagerie thermique basée sur la détection synchrone des effets d'une source pulsée (laser) sur des surfaces. Nous avons choisi, contrairement aux thermographies généralement effectuées dans l'infrarouge, d'utiliser le domaine du visible ou même de l'ultraviolet. En effet, plus la longueur d'onde est courte moins la mesure est sensible à l'émissivité du matériau observé. En travaillant à la plus courte longueur possible, on privilégie l'effet de la température à condition toutefois qu'il y ait assez de photons émis pour pouvoir faire une mesure. D'où l'intérêt de travailler en détection synchrone pour extraire le signal du bruit. Plusieurs techniques de traitement d'images peuvent être utilisées. Dans le but de la détection de défauts, nous avions comparé plusieurs algorithmes de détection synchrone. La méthode du périodogramme et celle du maximum de vraisemblance avaient donné les meilleurs résultats en présence d'un bruit blanc. En présence d'un bruit coloré, les méthodes paramétriques nous avaient semblé plus efficaces. Dans ce papier, nous présentons une méthode analytique qui nous permet d'envisager des traitements en temps réel. Deux exemples d'applications sont proposés : l'un utilisant une caméra visible rapide ayant un bruit propre relativement fort. Dans cet exemple où l'on cherche à caractériser le faisceau d'un laser, l'intérêt est de pouvoir extraire un signal très faible du bruit (NETD) de la caméra. Dans l'autre exemple nous avons utilisé une caméra ayant un bruit total très faible (3 photons par détecteur) pour caractériser par photothermométrie une scène de soudage par arc.Dans ce cas, l'intérêt du système proposé est de s'affranchir du rayonnement "parasite" produit par le plasma de l'arc. En effet ce rayonnement éblouit l'observation en thermographie classique. L'utilisation d'une source perturbatrice pulsée permet alors de s'affranchir de ce rayonnement et d'obtenir une cartographie de la scène de soudage.
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