航空发动机涡轮叶片裂纹红外热波无损检测研究

叶片裂纹是危害飞行安全的重要因素,即使微小裂纹都将对飞机造成无法挽回的后果,不仅危及人、机安全,也会造成巨大的经济损失。涡轮叶片采用的材料与一般得材料是不同的,在预算价格上也十分昂贵,因此,通常采用无损检测技术进行叶片裂纹的检测。本设计采用基于红外热波的无损检测技术来实现航空叶片裂纹的检测,通过图像处理技术对图像增强、锐化、边缘检测算法进行改进,大大提高了航空涡轮叶片裂纹的检测精度及速度,有效地避免了飞机事故造成的巨大损失,同时对军事效益和经济效益做出了重大贡献。     

超声红外热成像技术国内研究现状与进展

超声红外热成像技术具有选择性加热、可检测复杂工件裂纹缺陷的优点,是一种具有很大研究价值的无损检测方法。本文介绍了超声红外热成像技术原理与系统组成,并对国内的发展历程、发展现状进行了回顾和总结。重点针对仿真研究、复合材料损伤、疲劳裂纹、金属构件裂纹、混凝土零件裂纹应用领域的研究现状进行了详细论述,最后展望了超声红外热成像技术的未来发展趋势。     

复杂型面叶片裂纹的超声红外热成像检测

复杂型面叶片由于其结构复杂,缺陷检测困难,针对这类叶片的无损检测研究一直是国内外关注的热点。文中基于超声激励下含缺陷介质的摩擦生热模型,分析缺陷处的热流传导,推导了含裂纹叶片简化模型的表面温度场。针对复杂型面叶片裂纹处的生热模型,应用有限元方法进行了数值仿真。仿真结果表明,激励时间越长,裂纹缺陷区域温升越大;温升速率随时间增加呈先上升后下降的趋势。利用超声红外热成像检测平台,对含裂纹的汽轮机叶片进行检测。实验结果表明,当预紧力处于100~150 N时,裂纹区域生热最明显,叶片裂纹检测效果最好。基于数值仿真和实验表明,超声红外热成像技术可以有效地检测出复杂型面叶片中的裂纹缺陷,具有一定的工程指导意义和广泛应用前景。     

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。     

基于卤素灯激励的红外热成像裂纹无损检测研究

钢轨安全状态的监测对保证列车的安全运行至关重要,针对钢轨裂纹的检测,本文阐述了几种不同的裂纹检测技术.重点分析了红外热成像检测技术在钢轨裂纹检测中的应用,该检测技术包括外激励加热、红外图像采集以及图像处理三部分.本文将常用激励方式进行了介绍和对比,详细阐述了卤素灯作为激励在裂纹检测中的应用;其次,搭建了基于卤素灯激励的...     

红外热成像报警方法研究

根据红外热图像的特点，提出了两类成像报警信号的产生方法。一种是过热区的探测报警，另一类是运动目标的探测报警。该方法考虑了红外热图像的空间、时间相关性以及干扰的随机性、不相关性，因而降低了误报率。与其它方法相比，文中所提出的方法算法简单，易于硬件实现，抗干扰能力强，实时性好。     

超声红外热像检测中疲劳裂纹的检出概率模型研究

超声红外热像检测技术的可靠性研究具有重要意义,特定检测条件下不同缺陷的检出概率是衡量检测可靠性的根本方法。文中制作了一系列含疲劳裂纹的45钢试件,实验结果表明:当检测条件确定时,裂纹区域响应热信号随着裂纹尺寸的增大而增强,响应热信号的对数与裂纹尺寸大体上呈线性关系。基于超声红外热像检测数据的统计特征,确定了回归分析模型中变量的形式,采用极大似然估计和Wald法分别给出了检出概率曲线的参数及其置信区间。研究成果能够为评价超声红外热像技术中检测可靠性提供量化依据。     

超声红外热像技术中金属平板裂纹的生热特性

超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,缺陷区域生热特性的研究有利于最优化检测方案的制定。实验分析表明:超声激励作用于含贯穿裂纹的金属平板时,与激励同侧的裂纹区域温度升高比异侧更明显,但裂纹面总体的生热效率稳定。针对上述实验现象,采用显式有限元方法建立了与实验系统对应的仿真模型,进行了机热耦合分析。在仿真模型中,采用压电-力类比方法模拟超声换能器的逆压电效应,并引入动态松弛模拟预紧力对被测平板初始状态的影响。仿真与实验结果得到了一致的裂纹区域温度分布和裂纹面生热规律,建立了裂纹面生热效率与裂纹面摩擦力及相对运动速度之间的联系,揭示了工具杆和被测平板之间的预紧力使裂纹面接触状态改变是裂纹生热向激励同侧偏移的直接原因。     

利用红外热成像技术检测玻璃钢内部缺陷

红外热成像技术可以有效地用于检查玻璃钢内部脱胶。对玻璃钢内部缺陷进行检测，本方法优于其他常规方法。     

陶瓷制品红外热成像无损检测的模拟研究

应用红外热成像测温技术和计算机模拟的方法，研究了陶瓷制品的无损检测技术，定义了最大表面温差ΔＴ，最佳理论检测时间ｔ０，最佳理论检测灵敏度Ａ等新的物理量，探讨了影响陶瓷红外热成像无损检测精度和灵敏度的主要因素。     

无保温层屋面渗漏的红外热像检测方法

模拟了无保温层的单层屋面渗漏情况,探索了其红外热像检测方法.结果表明能准确测定渗漏的位置,同时对影响屋面温差变化的材料热容、导热系数和屋面太阳照射吸收率进行了分析,并通过对实际工程的检测,进一步证明了红外热像技术在建筑物屋面渗漏中应用的可行性.     

红外热像仪在超声红外热像技术中的应用

介绍了在材料中激发短脉冲超声波检测材料缺陷的新方法——超声红外热像技术。对HWRX-3型红外热像仪系统进行扩展改进，为其研制了与计算机联接的数据采集卡、硬件驱动程序、用户软件。发展了该系统在超声红外热像技术中的应用，并针对超声红外热像技术，提出了微弱变化的红外热像图的处理方法。     

利用红外热像仪测量材料的缺陷

介绍了利用红外热像仪检测材料内部缺陷的方法和实验结果。从传热学理论对有缺陷区域和无缺陷区域的温度进行了分析     

红外热图术诊断偏头痛的研究

对128例偏头痛患者的红外热图进行了研究,发现偏头痛患者痛侧与健侧的红外热图明显不对称。红外热图显示偏头痛的痛侧头皮血管呈扩张状态者92例(72％),痛侧头皮血管呈收缩状态者14例(11％),说明偏头痛患者的红外热图有显著差异。因此,可把红外热图作为诊断偏头痛的一项客观指标;此外,根据红外热图特征,还可判断偏头痛的病因系头部血管扩张抑或血管收缩所致,从而为临床治疗选择血管收缩药物或血管扩张药物提供客观依据。     

热像仪测量物体表面辐射率及误差分析

根据红外辐射理论，通过分析红外成像仪辐射测量的基本原理，得到了计算被测表面辐射率的计算公式；讨论了影响热像仪测量误差的各种因素，给出了估计表面辐射率误差的计算公式。最后，介绍了几种测量辐射率的有效方法。     

基于超声红外热像技术的装甲装备缺陷检测系统的设计与实现

针对装甲装备典型结构件缺陷检测效率低下等问题,设计开发了基于超声红外热像技术的装甲装备缺陷检测系统,在充分考虑便携性、精确性、扩展性基础上实现了激励控制、图像采集、图像处理、数据管理等功能。首先简要介绍了超声红外热像技术的基本原理和特点;然后着重阐述了该系统软硬件设计与开发的基本思想及该系统应用于装甲装备缺陷检测一般流程;最后以装甲板底板裂纹检测为例,验证了该系统在装甲装备缺陷检测中的适用性。     

蜂窝结构积水的脉冲相位红外成像检测

采用脉冲相位红外辐射无损检测法对蜂窝复合材料积水进行了检测研究,试验分别采用双面透射法和单面反射法进行,获得了最大温度对比度图像、振幅图及相位图,采用对比度对不同图像缺陷清晰度进行对比.给出了透射、反射测量中温度、相位变化曲线,对两种检测方法最大温度对比度出现时间、对比度进行了比较,揭示了各自特点.     

基于超声红外热像的电缆终端局部放电缺陷检测方法

电缆终端局部放电缺陷特征短暂,缺陷范围与外部环境纠缠,很难准确定位,需要结合温度特征和模式识别特征共同检测,本文利用超声红外热成像的优势,提出基于超声红外热像的电缆终端局部放电缺陷检测方法,方法利用图像梯度化、灰度化处理采集到的电缆终端局部放电缺陷特征超声红外热成像图,并通过智能模式识别处理方法抑制采集图像的复杂背景,删除包含在电缆终端局部放电缺陷特征红外图像中的大面积地物及地面;根据K-means聚类算法,圈定疑似局部放电缺陷特征范围,构建局部放电缺陷范围模板,经匹配参考范围后,得出疑似局部放电缺陷范围的温度特性信息,诊断电缆终端是否存在局部放电缺陷。实验结果表明,该方法可有效获取电缆终端局部放电缺陷部位,检测不同类型的电缆终端局部放电缺陷的平均精准率高达98%,平均漏检率为1%。     

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。     

用红外热成像方法测量火焰温度的实验研究

在理论分析的基础上,主要通过实验测量和数据分析讨论了将红外热像仪直接用于火焰温度场测量时火焰发射率的设定其测量结果的影响问题,并给出了通过基于火焰辐射光测量对其发射率进行修正后的温度场实验结果。研究结果表明,将红外热像仪应用于火焰温度及辐射特性的测量,可以对火焰热结构的时空分布和变化进行实时观测和记录,因而具有直观、信息量大等优点。但当要获取比较准确的定量结果时,则必须对其发射率进行合理修正。