激光红外热成像铝合金表面裂纹检测表面处理的研究

通过搭建激光红外热成像检测平台,对已制备的铝合金光滑表面及表面处理后裂纹缺陷试样进行检测,对裂纹处的红外热图和温度数据进行分析,并且为了突出表面处理检测效果,用差动式检测方法对比在不同功率下表面处理前后温差变化。实验结果表明,随着功率的增大,裂纹缺陷表面处理前后的温差都存在温差增大的变化,但是表面处理后裂纹缺陷温差变化更加明显。相同功率条件下,裂纹缺陷表面处理后温差幅度远大于表面处理前的温差幅度。可见对激光红外热成像铝合金表面裂纹检测进行表面处理,明显提高其热吸收率,而且相较于表面处理前,经过表面处理后,所需更小的功率,就能取得更大温差,检测效果更好,可检测性更强。     

基于激光红外检测信号的表面裂纹定量重构

激光红外检测方法作为一种新型的远距离无损检测技术,对于表面裂纹的检测具有很高的效率.本文基于频域叠加法和数据库策略实现了激光激励下表面温度的快速数值模拟,研究了裂纹尺寸与温度分布间的关系,在时域与空域验证了快速数值方法的有效性.为基于红外检测信号实现裂纹尺寸的定量重构,选取合适的特征量并且建立了基于确定论方法的裂纹重构算法.最后,搭建了红外检测实验系统,进行了平板试件裂纹红外检测实验,基于实验信号实现了裂纹的定量重构,验证了重构算法的有效性.     

基于激光热成像的铁氧体裂纹检测

铁氧体裂纹缺陷的位置和形态对其性能有不同程度的影响,现有的检测方法不能同时满足远距离、非接触的直观反应缺陷情况的需求。将基于激光热成像缺陷检测方法用于铁氧体工件检测,分析了激光扫描路径平行裂纹时的试样表面温度分布规律,提出了延时对称点温差的表征裂纹方法,将该方法与垂直裂纹扫描时的扫描路径上最高温的方法相融合,并将该方法用于检测真实的铁氧体裂纹。检测结果可更直观清晰的显示出铁氧体试样任意角度的裂纹的位置和形态。     

基于超声红外热成像的复合材料表面裂纹识别

针对复合材料表面裂纹识别精度低、耗时过长等问题,提出了基于超声红外热成像的复合材料表面裂纹识别方法。利用数值分析模拟超声作用下复合材料损伤位置的摩擦生热和热传导过程,分析了温度分布与尺寸对识别结果的影响,根据分析结果建立裂纹图像的初始特征,通过映射互关联将特征转换到目标特征信息空间,完成特征信息的解耦映射,提取表面裂纹数据,根据数据得到裂纹的轮廓信息,运用贴合度计算裂纹的宽度和面积,完成裂纹的三维重构,实现复合材料表面裂纹的精准识别。结果表明,本文方法可提升裂纹识别的准确率最高达85%,识别时间短,能够在短时间内获取可靠的识别结果。     

基于涡流热成像的铁磁材料近表面微裂纹检测

采用涡流热成像技术,对铁磁材料近表面微裂纹进行了检测研究。提出了平行激励热传导方式检测近表面微裂纹的检测方法;数值计算模拟了涡流激励下裂纹处的生热过程,分析了裂纹处的温度分布及其对检测结果的影响;采用平行激励方式对含近表面微裂纹的铁磁材料进行了检测实验,通过提取试件表面温度分布数据,获取其变化速率曲线,实现了对裂纹的检测和识别。结果表明:涡流热成像平行激励方式能够准确地检测到铁磁材料近表面的微裂纹缺陷;选择适当的涡流激励时间有助于提高裂纹处与非裂纹处温度对比,增强检测效果。该方法的研究为近表面微裂纹的检测和定量识别奠定了基础。     

材料表面裂纹的红外热像显微检测

材料表面裂纹是导致构件破损、影响物理特性的原因之一.本文采用红外热像显微镜研究了材料表面裂纹检测的问题.首先在铝薄板上设计不同方向、不同长度的表面裂纹.由于裂纹处与正常区域之间的辐射能力的差异,造成表面温度场的不均匀性.红外显微镜捕捉到物体表面辐射,探测出不同方向的表面裂纹,引入标尺实现了裂纹长度的定量检测并做了误差分析.再研究了碳纤维层压板冲击损伤的表面裂纹,通过图像拼接完整显示了冲击损伤裂纹的形貌和走势,运用扫查法提取裂纹.研究结果表明红外显微镜具有探测材料表面自发辐射的能力,可用于不同材质表面裂纹的探测.     

基于线激光正交扫描的电感微裂纹热成像检测

在检测铁氧体电感表面微裂纹时,传统机器视觉检测存在裂纹成像信噪比不高、准确率低等问题。为此文中搭建了一套基于线激光正交扫描的微裂纹热成像检测系统。通过热像仪记录试样表面温度变化并成像;采用次最大值滤波消除热成像图的非均匀性和边缘轮廓干扰,再利用多方向扇形滤波得到试样在不同方向上的灰度图;最后通过BP神经网络和形态学处理实现对电感表面微裂纹的定性检测。结果表明:基于两种规格共610个样品测试,所有裂纹和隐裂均正确成像;自动识别算法误检率5%,裂纹漏检率6%,隐裂漏检率10%。系统每5 s检测20~35个电感,可应用于生产中自动化品质检测。     

疲劳裂纹的振动红外热成像检测

本文以飞机疲劳裂纹自然损伤件为对象,利用简易装置基于振动红外热成像检测法对微裂纹的检测进行了初步实验,结果证明了该技术用于金属构件裂纹检测的可行性.最后结合航空维修应用需求,提出了应注意的问题.     

基于脉冲激光点光源热成像方法检测钢材表面裂纹

在损伤之前检测和表征钢材上的表面裂纹是一项非常重要的任务,对于涉及相关的结构安全有重大意义。本文采用了一种非接触式的脉冲激光点光源热成像技术,用于检测钢结构试件的表面破裂裂纹。使用脉冲点激光源将热量加载到材料表面,热流在传导过程中会受到裂纹缺陷的影响,裂纹的边界处阻挡的热流导致表面产生了明显的温度差,红外热像仪实时监测表面温度场的变化来实现裂纹缺陷的可视化。通过有限元仿真分析与实验验证的方法进行研究,结果表明:激励开始后,裂纹缺陷边界开始出现温度差,激励结束后,温度差达到峰值,实现裂纹缺陷的可视化;缺陷边界的温度差峰值以及出现时间与激励中心的距离相关。同时为下一步的定量检测奠定基础。     

基于红外热成像技术的材料表面缺陷识别研究

针对当前材料表面缺陷识别方法存在的误差大,实时性差等不足,为了提高材料表面缺陷识别精度,提出了基于红外热成像技术的材料表面缺陷识别方法.首先分析材料表面缺陷识别的原理,找到不同方法的局限性,然后计算材料表面的温度,判断材料表面是否完整,并采集材料表面缺陷识别的红外热图像,最后采用全局阈值分割对材料表面缺陷进行分割和边缘...     

红外热像技术应用于安全科学的研究进展

为了解红外热像技术的研究情况及其应用于安全科学领域的科研进展情况,利用美国工程索引EI Compendex及US Patents和EP Patents数据库,以Thermal imaging or Infrared imaging,Application等为主题词检索了自2000年至今的研究成果,共检索出相关的研究论文7300多篇,专利1400多项(其中涉及安全科学技术领域的论文404篇,专利55项).根据发表时间、作者国别、研究内容、应用领域及前沿方向等分别对这些文献作了详细统计和分析.最后从电气安全、石油化工安全、消防安全、建筑安全、交通安全以及矿山安全等领域论述了红外成像技术在我国安全科学领域的应用研究状况,并展望了其在安全科学的应用前景.     

钢板表面裂纹的脉冲涡流热成像定量检测

裂纹是钢铁材料的常见缺陷之一,研究了脉冲涡流热成像技术对钢板表面裂纹的定量检测。对带有表面浅槽型裂纹的45#钢进行了感应加热实验,分析了裂纹附近的温度分布和温度响应。与温升大小相比,温度响应的曲线形态与裂纹深度间的定量关系更加清晰,曲线的形态特征可由傅里叶积分的基频相位提取。引入最小二乘支持向量机完成了裂纹几何轮廓的重构,比较了将裂纹的相位轮廓和温度轮廓分别作为支持向量机输入时的重构结果,发现相位轮廓更加适用于表面裂纹的定量检测。     

脉冲涡流热成像裂纹检测机理仿真分析

脉冲涡流热成像技术由于在导电材料缺陷检测中的优势而成为无损检测的热点。本文运用电磁感应原理及热传导理论,建立感应加热数学模型,利用有限元法分析电磁激励热成像检测缺陷的机理。利用COMSOL有限元软件建模分析了导磁材料和非导磁材料中两种基本裂纹slot和notch附近涡流场和温度场的分布情况,通过分析裂纹附近涡流密度大小和温度场的变化曲线,指出检测导磁和非导磁材料裂纹的最佳观测时间以及温度响应,为下一步的裂纹定量检测提供理论指导。     

我国红外热像检测技术的研究及发展展望

红外热像技术具有检测速度快、非接触、精度高、范围广、易于实现自动化和实时观测等优点,目前是非接触式检测领域的研究热点之一。为了更好地了解我国红外热像技术的研究情况,该文通过检索CNKI网中我国近十年来有关红外热像技术的研究文献,对该领域的研究成果及未来发展方向进行了总结和分析。目前我国红外热像技术的研究可分为基础研究、产品研发、应用研究等三个方面。其中红外热像的技术开发研究、红外图像分析处理、测温精度影响因素、红外热像仪新产品的开发以及其在军事、医疗、电力、农林业等领域的应用等方面的研究极具潜力,应用前景广泛。     

一种利用激光超声技术检测裂纹位置的策略

为了检测工程机械疲劳裂纹所在位置,本文利用 激光超声技术,基于脉冲回波法(Pulse-echo)提出了一种检测裂纹所在位置的策略。结果表明:通过将探测光源放置在 近 场区域,同时将探测源与激励源相对固定,两次移动材料的这种策略,可使两次移动过程中 利用探测光位置代表裂纹左右边缘,从而能得到裂纹所在的位置及裂纹的宽度。实验证明, 本策略可用于定位裂纹误差,与传统的光源设置方法中单向移动扫描的方式相比,能够同时 得到裂纹的位置信息和宽度大小。本文为激光超声检测工程机械裂纹位置提供了一种策略。     

C/SiC复合材料的红外热像无损检测研究

采用红外脉冲热像检测方法对C/SiC复合材料试样中不同尺寸和深度的平底孔模拟缺陷进行无损检测,分析了红外脉冲热像检测方法的检测原理、红外脉冲热像检测结果和微分处理后的检测结果。研究结果表明,对于同一缺陷,红外脉冲热像图中显示的缺陷尺寸随时间变化规律近似服从卡方分布,并且在红外热波信号传播至缺陷深度时,显示的缺陷尺寸最大;对红外脉冲热像图进行微分处理,可提高小缺陷和深度缺陷的检测能力,且能够提高缺陷的识别度;红外脉冲热像法检测C/SiC材料,能发现最小直径为Φ2 mm的缺陷,无法发现深度大于4 mm(直径不大于Φ15 mm)的缺陷;该红外脉冲热像法检测C/SiC材料的最小径深比为1.3。     

激光局部表面改性对疲劳裂纹萌生抗力的影响

研究无搭接激光单道扫描方式对材料局部应力集中部位进行表面改性及其对疲劳裂纹萌生抗力的影响。探讨了不同改性工艺条件下疲劳裂纹萌生的方式和断裂的微观机制。     

镁合金激光表面处理的研究进展

综述了镁合金激光表面处理的研究进展状况,介绍了当前国内外镁合金激光表面处理的几种主要方法,包括激光表面熔凝、合金化、复合强化、熔敷等,阐述了其应用成果,包括提高镁合金表面的硬度和耐磨性,提高镁合金表面的抗腐蚀能力,以及修复镁合金成品件的缺陷部位等,并展望了镁合金激光表面处理今后的发展方向.