缺陷红外诊断的热激励方式对比研究

热激励方式的合理选择是保证主动缺陷检测以及定量识别效果的前提。建立了一个用于分析不同热激励方式下缺陷试件红外检测表面温度分布规律的二维导热模型。针对几种常见热激励方式,通过改变加热面积、加热位置及热流密度来改变热激励的施加方式,系统地分析了带有缺陷的试件在施加不同热激励时红外检测表面的温度分布规律,发现在多个相邻边界面施加热激励时可获得较好的缺陷识别加热效果。     

碳纤维增强混凝土构件破坏过程的动态红外监测

在碳纤维增 强混凝土构件的增强层与基体之间埋设电热丝作为加热元件,借助红外热像技术检测试件表面的温度场,实现了对试件不同弯曲破坏阶段的红外监测。发现随着试件所受载荷的加大,界面剥离程度提高,在特定加热条件下,整修温度场温差、最大温差比和最大温度梯度逐步加大,呈现阶段性变化。提出了构件弯曲破坏过程的动态红外监测模型。     

机电设备零件缺陷激光熔覆修复过程温度场模拟研究

温度场是决定机电设备零件缺陷激光熔覆修复质量的重要因素，为了提升激光熔覆修复质量，提出机电设备零件缺陷激光熔覆修复过程温度场模拟方法。建立机电设备零件物理模型，根据该模型分析不同路径下的激光熔覆扫描过程，确立物理模型的信息参数。对物理模型实行网格划分，获取机电设备零件缺陷在修复过程中的温度场分布特征及变化规律。根据分析结果和物理模型对不同搭接率条件下机电设备零件缺陷激光熔覆修复温度场数值进行模拟，依据模拟结果实现激光熔覆修复，以此进一步提升机电设备零件缺陷激光熔覆修复质量。     

激光弯曲成形温度场的有限元数值模拟

激光成形技术是以激光为热源加热金属板料,依靠内应力使板料弯曲成形。研究激光成形过程中弯曲角与各影响参数之间的关系,了解板料内部温度场的分布规律是尤为重要的。本文应用有限元方法对不同热源形式、激光参数、板料尺寸及冷却条件下的三维瞬态温度场进行了数值模拟,分析了各因素对激光成形温度场的影响特性,为进一步的应力应变分析打下基础。     

感应加热参数对激光沉积修复基板温度场的影响

利用ANSYS有限元中的"生死单元"技术,在基板修复区和近修复区施加不同预热温度,模拟分析激光沉积修复过程温度场的影响规律;利用感应加热装置对TA15基板进行不同距离、不同基板厚度以及不同感应加热器形状的加热实验,并采用红外热像仪实时测量采集基板上表面温度,分析了不同加热参数对基板温度场分布的影响规律,为激光沉积修复过程中预置基体表面温度场的实时调控提供依据。     

基于红外锁相法的涂层脱粘缺陷检测与识别

通过建立涂层的三维非稳态导热模型,对涂层脱粘缺陷模型的正弦调制加热过程进行了数值计算。在不同涂层厚度与缺陷尺寸下,分别提取缺陷中心处与无缺陷处表面温度相位并进行差值计算;沿缺陷半径方向均匀取点,并对涂层表面平均温度曲线进行一阶差分。研究结果表明:通过缺陷处与无缺陷处相位差可有效检测缺陷,通过温度一阶差分可对缺陷进行定量识别。     

ZrO2陶瓷激光加热辅助切削工件表面性能的研究

ＺｒＯ_２陶瓷材料在不同激光参数的照射下,表面的组织和物理性能;ＺｒＯ_２的抗热震性能。并用解析法对激光加热温度场分布规律进行了分析计算,为ＺｒＯ_２陶瓷材料激光加热辅助切削工艺提供依据。     

焊管内裂纹电磁激励红外无损检测数值模拟

研究ANSYS有限元模拟下基于电磁激励红外热像的直缝焊管内部裂纹检测,为实践提供有价值的参考依据。根据感应加热原理,建立了电磁场和温度场的数学模型,进行两个场的顺序耦合分析,通过改变裂纹埋藏深度、线圈位置、材料物性、感应加热时间,探讨其对内部裂纹可检测规律的影响。仿真结果表明,内部裂纹的存在影响试件表面的温度场,并且随着埋藏深度的增加以及线圈位置偏离越远,表面获得的温度也随之下降,铁磁性材料更容易被检测出来,通过选择合适激励频率或电流强度、线圈位置,红外热像仪能够探测到内部裂纹的存在。     

基于脉冲涡流热成像的下表面缺陷评估

针对目前金属材料在高频涡流的激励下,趋肤深度十分小,可视为表面加热,试件下表面缺陷难以被捕捉的现象,提出了基于脉冲涡流热成像纵向热传导的方法来对其下表面缺陷进行识别,同时根据曲线斜率变化来对下表面缺陷进行量化研究。针对铁磁性、非铁磁性材料,通过有限元仿真以及实验验证的方法进行研究。结果表明：当缺陷处横向宽度与剩余厚度之比大于2时,热传导的纵向传导效应会大于横向传导效应,在材料表面形成明显的温度差,从而实现下表面缺陷的检测,并根据温度响应曲线斜率的线性变化与非线性变化所对应的时间点来定量分析缺陷深度之间的关系。     

基于激光热成像的金属表面缺陷深度检测

为了突破传统方法对材料表面缺陷深度检测的局限性,提出了一种基于透射式激光热成像的无损检测技术。选用激光源作为激励源,对被测材料的缺陷表面进行加热,加热点选在材料表面缺陷正下方处,激光输出功率为50W,加热时间为1s。在加热过程中,材料背面的温度场由于热流在材料缺陷传导过程中的影响而产生温度差异,故使用红外热像仪对加热过程中材料背面的温度场变化进行记录,并使用无缺陷处A点作为参考点,有缺陷处B点作为考察点,通过分析A、B两点的温度变化情况来对表面缺陷的深度进行特征提取。经过实验验证可知,该方法可以在一定条件下对材料表面的缺陷深度进行检测,当A点温度一定时,B点温度与缺陷深度的最优拟合呈指数关系,随着缺陷深度的增长,背面B点温度也随之降低。研究结果为后续的缺陷深度精准量化奠定了基础。     

红外热成像仪在电加温玻璃生产中的应用研究

介绍了红外热成像技术的工作原理。首次提出将红外 热成像技术应用于电加温玻璃生产,并对其可行性和有效性进行了验证。进一步研究了红外 热成像仪在电加温玻璃测试和检验中的应用技术,并列举了三例实际应用情况。研究结果表明,红 外热成像仪不仅可以定性分析电加温玻璃制品的加热均匀性和定量检测制品表面的加热温差值, 而且还可以对制品进行无损检测、查找和分析其缺陷以及指导工艺改进工作。     

基于红外测温的电气控制柜内部元件热缺陷严重程度的反问题识别

根据国家相关标准建立了电气控制柜内部元件发热故障的判断方法和标准.结合红外辐射理论分析了控制柜内部过热元件对壳体内表面的热辐射,得到了壳体内表面的辐射热流密度,并针对受热壳体建立了二维热传导模型.基于壳体表面的红外成像测温数据,运用L-M算法进行了导热反问题模拟研究,准确求解了控制柜内部元件在不同热缺陷程度时的发热温度...     

新型光束匀化激光红外热成像检测系统及应用

激光红外热成像检测方法具有检测距离远、检测速度快、检测结果可视化等优点,在纤维增强复合材料缺陷检测领域具有广阔的应用前景。为消除由于激光加热不均造成的检测能力较低等问题,本文提出和研究了一种基于衍射分束原理的激光光束整形和匀化方法,在此基础上开发了便携式光纤耦合光束匀化激光红外热成像检测系统,并将其应用于航空碳纤维增强复合材料结构快速检测上的应用研究,计算及实验结果表明该方法及系统大幅提升了激光光束的均匀度,有效消除了由于加热不均造成的背景噪声,提高了缺陷的检出率,可以实现对纤维增强复合材料内部分层脱粘缺陷和冲击损伤等的有效检测。与现有商用红外热成像检测系统相比,所开发系统具有更高的检测性能。     

基于红外热图像的故障诊断方法综述

作为一门新兴的无损检测技术,红外故障诊断技术近几年得到了飞速发展。与传统的故障诊断相比, 红外故障诊断具有非接触、灵敏度高等一系列优点,所以它在故障诊断中的应用日益广泛。对于缺陷故障的定量检测问题, 人们已提出了各种方法,建立了待测缺陷大小与其在红外热图像中亮度高低关系的理论模型。每种方法都有缺点及局限性。 对于不同缺陷的定量检测,至今仍没有一个通用的理论模型。     

利用红外热成像技术检测金属内部近表缺陷

介绍了利用脉冲式加热红外热成像无损检测技术定量检测金属内部近表缺隐大小及深度的方法，并给出了实验结果及分析。     

信赖域方法在红外图像序列处理中的应用

在以光源为激励的红外无损检测图像序列采集过程中,由于受到不均匀加热、环境辐射等因素影响,采集到的图像序列存在着背景噪声大、对比度低、缺陷显示效果差等问题,易造成缺陷的漏检。为提高缺陷检出率,提出了基于信赖域反射算法的红外图像序列处理技术。通过算法对加热不均造成的背景噪声进行快速曲面拟合,并将拟合得到的背景曲面从原始图像中减去,从而去除加热不均的背景噪声。利用主成分分析算法对去除背景后的图像序列进行缺陷特征信息提取,进一步提高红外图像的信噪比。结合区域生长算法对缺陷区域进行分割,以提取缺陷区域。实验结果表明:采用上述方法,能够有效地改善红外图像的信噪比,进而达到提高缺陷检出率的目的。     

基于三维块匹配的红外图像降噪与缺陷量化方法

对金属表面的缺陷检测以及量化逐渐成为一项重要的工作,对于保障器件安全有着重大意义。本文以钛合金为例,使用了一种以激光器为热源的的红外热成像缺陷量化方法。利用激光器可以点加热的优点对缺陷周围进行加热并对金属背面进行图像采集,为了使红外图像清晰表示并保留边缘,对红外图像进行同态滤波,变换后的红外图像进行噪声估计并使用基于三维块匹配的去噪算法将图像进行去噪,并且对去噪图像进行边缘检测以及缺陷量化。实验表明该系统可以有效的对金属材料进行缺陷检测,该红外去噪算法在峰峰值信噪比(PSNR)方面得到了显著的提升,在去除乘性噪声的同时也使图像边缘得到了有效地保留,该缺陷量化方法可以将误差控制在15 %以内。     

基于阵列热风激励的航发叶片近表面缺陷红外检测方法

航空发动机叶片的三维曲面结构、复杂的材料特性和特殊的冷却通道等,给叶片近表面缺陷的检测带来了困难。针对热激励源加热不均导致检测的红外热图效果差、缺陷识别率低的问题,提出了一种阵列热风激励的主动红外检测方法,改进并搭建一套可调阵列热风红外无损检测实验平台。通过设计阵列热风激励与局部热风激励的对比实验,并采用Canny算子进行缺陷边缘识别,证明了阵列热风激励主动红外检测方法的优势。通过实验分析不同材料下含裂纹试件的温度变化规律。实验结果表明:随热扩散系数增大,温升出现越早,表面最大温度呈下降趋势。通过利用检测实验平台对航空发动机叶片进行检测,揭示了导热性和隔热性缺陷的温度分布规律;其中导热性、隔热性和两者混合类型的缺陷检出率分别达到86.7%、93.3%、90%,也表明阵列热风激励红外检测方法能有效检测出航发叶片中的裂纹缺陷。     

同态增晰技术在红外热波探伤图像校正中的应用

主动式红外热波无损探伤技术是一种新型的快速、高效的检测技术.然而,在检测过程中获取的红外图像常常受到加热不均、表面发射率不均以及环境干扰等因素的影响而导致图像质量降低,普遍存在"低对比度、高噪声"等缺点,加大了对缺陷定量识别的难度.为此,在传统的Butterworth高通滤波器的基础上,采用改进的同态增晰技术,选取合适...     

用红外热像仪与红外测温仪诊断电气设备故障的对比研究

电气设备是故障多发装置。利用红外测温仪或红外热像仪能够检测出设备发热异常部位并确定其表面温度,再结合红外诊断标准便可对异常设备的故障严重程度进行判别,从而实现对电气设备的故障诊断。针对电气设备控制箱电气元件的发热缺陷,利用ST80+红外测温仪与FLIR E320红外热像仪进行了温度监测,并通过运用表面温度法和相对温差法进行故障严重程度诊断,对两种设备监测诊断的差异进行了分析。结果表明,利用红外热像仪能较准确地监测诊断出电气元件的过热缺陷,利用红外测温仪能检测出多数控制箱电气元件过热缺陷,但对部分缺陷的严重程度等级判别低于热像仪的判别结果。