锁相红外热成像技术在无损检测领域的应用

介绍了国外锁相红外热成像技术在无损检测领域的发展和现状，阐述锁相热成像技术的基本原理及其技术特点，介绍了一些在航空、航天及太阳电池板领域的典型应用实验。此技术作为一种新兴的手段，与超声C扫描和脉冲式热成像技术进行了比较。尤其对较大面积复合材料及近表面下缺陷深度的成功检测，表明该技术可以作为一种有效定量的检测手段。     

纤维增强复合材料中缺陷的红外热波成像无损检测技术

介绍了红外热波成像技术在纤维增强复合材料缺陷检测方面的应用实例,并将红外热波成像技术与传统的无损检测技术进行了比较。结果表明,红外热波成像是一种能够快速、直观、有效、准确地检测出纤维增强复合材料中分层、脱粘、气孔等典型缺陷的无损检测技术。     

铝蒙皮蜂窝夹层结构的各种无损检测方法

介绍了脉冲红外热波成像检测方法、锁相调制红外热波成像检测方法、激光剪切散斑检测方法和超声C扫描检测方法针对铝蒙皮蜂窝夹层结构进行检测的过程及结果。通过对比,说明不同方法对其进行检测的适用范围和局限性。     

超声红外热成像无损评估技术

超声红外热成像技术是一种新的无损检测方法,它是利用低频超声脉冲波作用在不同的材料或者结构上,然后通过红外热像仪对被测件在脉冲波激励下产生的局部发热过程进行采集,从而判别被测件中缺陷的有无及其位置。简要介绍了国外超声红外热成像无损评估在金属材料、复合材料和陶瓷材料中疲劳裂纹、分层、脱粘等损伤检测方面的应用情况。     

先进复合材料中的主要缺陷与无损检测技术评价

简要介绍了先进复合材料中的缺陷类型,分析了缺陷产生的原因以及对复合材料性能的影响,对目前国内外用于先进复合材料结构的各种无损检测技术进行了比较与评价,认为超声C扫描、有源红外热波成像以及射线实时成像检测是有效检测先进复合材料中常见缺陷的技术手段.     

基于有限元的焊缝缺陷红外热像检测研究

研究用红外热成像法分析和评价焊缝材料内部缺陷的可能性。利用ANSYS Workbench建立金属焊缝气孔缺陷的红外热像检测瞬态热分析有限元模型,通过分别施加脉冲激励热载荷、不同频率的周期热载荷,模拟脉冲热成像和锁相热成像两种方法用的热源。针对焊缝缺陷深度评估精度,将脉冲热成像与锁相热成像两种方法进行对比研究。记录缺陷表面的温度场响应,并釆用傅立叶变换对仿真数据进行处理,求得不同深度缺陷的相位差,运用多项式拟合方法求得相位差与焊缝缺陷深度之间的定量关系。从结果总结出不同深度范围内焊缝缺陷检测的热源激励方式以及频率参数的选取,达到了较为满意的预测精度,为工程检测中焊缝缺陷热像检测的参数优化提供了参考,减少了参数重复设置而导致的时间浪费。     

玻璃纤维复合材料分层缺陷的红外热波检测

基于红外热波无损检测技术的基本原理,运用脉冲式主动红外热波检测技术对玻璃纤维试件分层缺陷进行了检测试验,在对试件分层缺陷的热图序列进行深入研究的基础上,对图像进行了校正、滤波、增强、分割等处理,提取了丰富的有用信息,进而应用相关算法对缺陷的大小和深度进行定量。试验研究结果表明,该技术可对玻璃纤维复合材料的分层缺陷进行快速有效的检测和判别。     

锁相热波成像技术对涂层厚度的测量

针对锁相热波成像技术在涂层厚度检测上的应用,简介了锁相热波成像技术基本原理,通过理论曲线分析了涂层厚度与相位的关系,结果表明采用锁相热波成像技术可有效测量涂层厚度。介绍了自行设计开发的锁相热波成像涂层检测系统,利用该系统对涂层试件进行了检测试验。结果表明:锁相频率为0.17Hz时,对于20~150μm涂层厚度的检测的重复性好,相对标准误差在2.5%以内,对红外热像技术在涂层测量领域的应用具有指导意义。     

基于光学斩波的锁相热波成像技术

由于大功率热源通常具有启动慢和热惯性大等特点,很难实现高频周期性的调制。提出了采用红外卤素灯阵列结合光学斩波器的方法,实现对热激励源的高频率周期性调制。在此基础上,研制了一款新型的基于卤素灯阵列的锁相热波成像系统。该系统既可以对热源进行宽频率范围的周期性调制,从而进行锁相热波成像,也可以实现长周期的单脉冲热波成像检测。进行了几种样品的锁相热波成像试验,结果表明:采用4Hz的锁相频率可以检测太阳能电池片的黏接质量;而采用0.01Hz的锁相频率可以检测出碳纤维复合材料中深度为4.7mm处的缺陷。     

锁相热成像无损检测方法的基础实验研究

红外热成像技术是一种新型的无损检测技术,能够成功应用于各种类型材料缺陷检测,但随着无损检测要求的不断提高,特别是对于新型航空航天材料的缺陷检测,如微小尺度缺陷和疲劳损伤等,因此需要加强各种无损检测技术在检测微弱信号方面的能力.锁相热成像技术是一种高灵敏度的热成像技术,在此主要探讨了锁相热成像技术的原理、实现方法以及实验中注意的问题.     

碳纤维增强聚合物复合材料红外检测技术研究

利用光激励热像技术对碳纤维增强聚合物复合材料的人工缺陷及脱层现象进行研究。将脉冲热像法、锁相热像法的检测结果用不同的图像处理方法表示,最终得出关于光激励热像法的热成像概率。     

多层防热结构太赫兹无损检测及粘接缺陷识别

为了研究太赫兹无损检测技术对多层防热结构粘接缺陷的检测能力,在复合材料-胶-复合材料-胶-金属粘接结构的两层胶中预置了人工缺陷,并使用脉冲太赫兹波成像方法对样件进行了检测。结果表明,太赫兹波穿透多层防热复合材料粘接结构后可以获得太赫兹时域信号,通过特征波段数据处理后得到不同胶层的缺陷图像。能够对防热复合材料与透气复合材料之间的上胶层中0.15mm空气层、0.15mm金属板清晰成像,成像能够分辨透气复合材料与金属板之间的下胶层中0.15mm空气层。该研究结果为多层防热复合材料粘接质量检测与评价提供了有效方法。     

超声红外热波技术的研究现状

超声红外热波技术是一种新型无损检测技术,对金属试件疲劳裂纹、复合材料冲击损伤等缺陷具有良好的检测效果。简述了超声红外热波检测技术的基本原理及特点,然后从试验研究、理论研究和缺陷识别等方面归纳了该技术的国内外研究现状,最后针对现有研究中存在的不足,指出了相应的对策与建议。     

基于锁相红外热成像技术的电力设备防护涂层质量检测

为解决输变电设备外绝缘表面防护涂层质量检测难题，基于锁相红外热成像技术，自主研制了一款锁相红外热成像设备并进行检测试验。研制的系统采用LED(发光二极管)作为热激励源，具有启动时间短、寿命长、加热更均匀等优点。经试验验证，该锁相红外热成像系统可检测出防护涂层内部异物、防护涂层不均匀等问题，同时可以实现防护涂层厚度的测量，有望为防护涂层质量检测提供一种新方法。     

基于数学形态学的红外热波图像缺陷的定量分析

红外热波无损检测技术是一种主动式热激励加热的红外热成像技术。在热波检测过程中,红外热成像仪所生成的图像对比度低、背景噪声高,造成缺陷判读和定量分析困难。针对红外图像存在的问题,提出了一种基于数学形态学的分水岭方法,用其对红外热波图像进行图像分割和特征提取。该方法是一种灰值分割方法,具有很强的去噪能力。试验结果表明,该方法能够很好地消除噪声干扰,并能对缺陷的位置和面积进行定量分析,具有工程应用价值。     

激光扫描热波无损检测技术在航空发动机涂层中的应用

涂层技术在航空发动机中的应用越来越广泛,介绍了一种基于红外热波成像技术的无损检测方法,该方法采用激光扫描作为热激励源,通过红外热像仪采集红外图像序列并进行分析,从而得到检测结果。将其应用于航空发动机涂层内部缺陷的检测中,结果表明,其能快速检测出涂层的分层缺陷,并对较小缺陷具有一定的检测能力。最后,采用金相技术对试件进行解剖分析,验证了激光扫描热波无损检测的结果,表明该技术可对航空发动机涂层缺陷进行可靠地检测。     

飞机复合材料构件的原位红外热成像检测

采用闪光灯激励红外热成像无损检测系统(IR-Thermography),对一组模拟飞机复合材料结构的人工缺陷试件进行了检测。结果表明,缺陷埋深是决定试验件中人工缺陷检测灵敏度和检测能力的关键因素;只要选取适当的检测工艺参数,热激励红外成像检测技术能可靠检测出复合材料结构中一定大小和埋深的分层、蒙皮脱粘及蜂窝芯体塌陷等缺陷,且检测不受工件表面形状的影响,该技术是一种高效、可靠的飞机复合材料结构原位无损检测方法。     

复合材料胶接缺陷的数字成像检测研究

采用激光数字剪切散斑和红外热像两种数字成像无损检测方法对碳／环氧板蒙皮与泡沫夹芯结构复合材料的胶接缺陷进行了初步研究。结果表明，两种数字成像无损检测方法检测此类缺陷是可行的，检测结果便于存储和后处理，而且红外热像无损检测方法效率高、缺陷显示更加直观，判读能力强。     

单向碳纤维增强复合材料的锁相涡流热成像检测盲区

以单向碳纤维复合材料为研究对象,使用锁相涡流热成像技术对试件加热并记录了红外热像图,获得具有较高信噪比的幅值和相位图;对涡流加热过程建立了有限元模型并进行了仿真分析。试验结果表明:单向碳纤维复合材料会产生加热盲区,涡流加热存在非均匀性;仿真结果与试验结果有较高的一致性,涡流向量中与碳纤维垂直的分量直接导致了涡流加热的非均匀性。检测盲区的发现,有助于指导碳纤维增强复合材料的涡流热成像无损检测。     

基于脉冲红外热成像技术的航空发动机封严涂层检测研究

航空发动机封严涂层质量检测仍然没有有效的无损检测手段,目前还是采用外观检查及破坏性检测方法完成。针对航空发动机封严涂层无损检测需求,开展脉冲红外热成像技术研究,采用闪光灯激励,实现对试件表面热激励,通过热像仪采集图像数据;为了提高图像的分辨率,采用1阶导(1-D)进行图像处理。在完成对人工制作厚度为1 mm的封严涂层试件实验检测后,发现该方法能够有效检测出试件中的2个缺陷,并可有效提取出缺陷大小信息,与实际缺陷大小基本一致,验证了脉冲红外热成像技术对封严涂层检测的有效性。