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。     

红外热波成像技术在复合材料无损检测中的应用

复合材料的缺陷检测至关重要,介绍了红外热波成像技术的原理特点,重点论述了脉冲红外热波成像技术和锁相红外热波成像技术,采用上述两种技术对多种复合材料进行了检测。试验结果表明:脉冲红外热波成像技术和锁相红外热波成像技术能对多种复合材料的缺陷进行检测。     

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。     

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。     

锁相加热红外无损检测有限元模拟及分析

锁相热成像是一种应用越来越多的无损检测技术。为了更好的进行锁相红外无损检测,必须全面了解物体内部结构改变对表面相位的影响,更准确地得到锁相红外无损检测各参数设置。本文通过有限元分析方法模拟了锁相加热红外无损检测过程,重点分析了频率对锁相加热红外无损检测的影响,并用法国CEDIP红外成像系统进行实验验证,为进一步进行定量化锁相红外无损检测提供借鉴。     

激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用

对激光扫描热波成像技术与传统的闪光灯激励热波技术进行了比较,介绍了一种基于激光扫描热波成像技术的新型红外无损检测设备,通过试验对所建立的2-D理论模型进行验证,试验结果表明,当激光扫描速度在一定范围内,样品表面温度场的变化服从一维热传导模式,主要表现为厚样品的温度-时间曲线在双对数坐标中为斜率-0.5的直线,与理论模型的结果相符合。并对两种特殊涂层的人工样品进行检测,验证了激光扫描红外热波成像设备的有效性。     

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。     

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.     

涂层下金属腐蚀损伤的红外热波检测与评估

针对涂层下金属的腐蚀损伤不易被观察到而造成的安全隐患问题,制作了防腐涂层下的材料腐蚀模拟试件,应用红外热波技术进行检测,得到试件表面温度分布热图像,并在腐蚀区域和正常区域中取点,采集到相应区域的温度变化曲线和温差曲线.结果表明,红外热波方法对涂层下的腐蚀损伤具有较好的检测效果,腐蚀损伤区域和正常区域的表面温差达到最大的时刻是最佳检测时间,可用于估算涂层厚度.通过对典型时刻热图的处理,可实现腐蚀损伤大小和位置的定量识别,但检测结果受材料表面的均匀度影响较大.     

喷涂层下基体疲劳裂纹的超声红外热成像检测

目的 验证一种喷涂层下基体疲劳裂纹红外热成像识别方法。方法 综合采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,基于热波传导理论分析超声波激励下基体裂纹产生的热波与喷涂层裂纹产生的同频率热波,在向涂层表面传播过程中发生的叠加干涉效应,以及由此导致的表面热波相位偏移现象。采用数值模拟手段研究涂层裂纹热波与基体裂纹热波之间的叠加干涉规律,开展喷涂层下基体疲劳裂纹的超声红外热成像检测试验验证该方法的有效性。结果 受到脉冲超声波激励后,基体裂纹与涂层裂纹产生的热波向表面传导过程中会发生叠加干涉效应,并导致涂层表面热波相位发生偏移,低频热波相位偏移现象比高频热波更加明显。结论 采用涂层表面热波相位特征识别涂层下基体中的疲劳裂纹是一种可行且高效的方法。     

碳纤维复合材料涂层厚度的涡流测量

利用涡流仪对带涂层碳纤维复合材料的涂层厚度进行测量,分析检测频率及涂层厚度对涡流检测信号的影响,然后利用扫描电子显微镜测量涂层厚度,对比涡流法和电镜法测量所得的涂层厚度值。试验结果表明,两者数值很接近,误差较小。涡流法可望实现碳纤维复合材料涂层厚度的高精度测量。     

基于超声特征成像技术的铝硅热障涂层脱粘缺陷检测

基于超声特征扫描成像检测技术,提取铝硅热障涂层与基体粘接面的超声反射波参数,利用相位特征和幅值特征来判断缺陷,判断热障涂层与基体结合面是否脱粘。试验样品的涂层厚度为0.5mm,基体厚度为1.5mm。通过人工方法在粘接面处制作人工脱粘缺陷。成像结果表明:结合面脱粘处的回波与正常位置的回波相比,不仅回波幅值增大,相位也发生明显变化;通过相位特征和幅值特征能够准确判断出缺陷并进行成像。最后,通过金相试验验证了超声特征成像技术检测热障涂层粘接的准确性与直观性。     

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。     

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。     

热障涂层无损检测技术研究进展

为提高发动机的涡轮前温度和热端部件服役寿命,热障涂层（TBCs）被广泛应用于燃气涡轮发动机。热障涂层具有多相、多界面和非均质特性,且其服役工况恶劣复杂。寻找一种可以表征涂层显微组织、缺陷、热物性、应力等反映涂层质量和剩余寿命的无损检测方法,对发动机的热端部件安全性和可靠性至关重要。文中综述了超声检测技术（UT）、声发射技术（AE）、红外热成像技术（IRT）、阻抗谱技术（IS）和光激发荧光压电光谱技术（PLPS）的原理以及其在热障涂层无损检测中的研究应用,并详细介绍了太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术及其在热障涂层中的应用。最后总结了上述无损检测方法的检测能力,并对热障涂层无损检测方法进行展望。     

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。     

纤维吸收剂型吸波涂层的匹配厚度研究

采用X纤维为吸波涂料的吸收剂,制作不同厚度的吸波涂层,测试相应的雷达波反射衰减值。研究结果表明：涂层厚度对吸波涂层的雷达波反射衰减有重要的影响;在固定X纤维的电磁参数前提下,吸波涂层在8mm波段、3mm波段具有不同的匹配厚度。     

热喷涂纳米β-SiC/LBS涂层的吸波性能

应用喷雾造粒技术对纳米β-SiC/LBS复合吸波粉末进行团聚造粒,采用超音速火焰喷涂工艺制备高温纳米复合吸波涂层,并对复合涂层性能进行研究.结果表明,颗粒状β-SiC弥散在半熔融状态的LBS中形成涂层.涂层与基体的结合强度为8.46 MPa,拉伸过程中,涂层从内部撕裂,并表现为脆性断裂.与普通陶瓷吸波涂层相比,复合涂层的吸波性能得到扩展;随着涂层厚度的增加,复合涂层对电磁波的衰减能力将从高频向低频移动.受到涂层抗拉强度的限制,复合涂层的厚度应该小于1 mm.纳米β-SiC含量(质量分数)为46%时,复合涂层的电磁波反射率系数达到-13 dB;当在涂层厚度相同而微波频率大于14 GHz时,复合涂层的电磁波反射率系数均小于-10 dB.数值模拟结果表明,当β-SiC质量含量为46%时,复合涂层的吸波性能最佳.     

陶瓷涂层厚度的水浸超声谐振测量

采用水浸超声谐振方法,结合全相位频谱分析技术,对304不锈钢基体上的厚度在1mm以下的氧化铝陶瓷涂层的厚度进行测量。结果表明:基于全相位频谱分析技术的水浸超声谐振方法测得的涂层厚度与实际厚度的相对误差小于2%,可以较为精确地实现对氧化铝涂层厚度测量。     

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。