激光扫描热波成像技术及在航空领域的应用

介绍了一种新型的激光扫描热波成像无损检测技术,阐述了该技术的基本原理及特点,并与传统采用闪光灯进行热激励的热波无损检测技术进行了比较.简要介绍了适合于激光线扫描热激励的2-D温度场理论模型,并通过实验结果进行了验证.采用该技术对航空领域常见的几种试件进行了测试,验证了该项技术的有效性.根据激光扫描热激励所产生的热波具有二维热传导的特性,开展了对垂直于试件表面的裂纹进行检测的实验.同时利用激光扫描的特性,介绍了一种新颖的涂层厚度的测量方法,并对不同厚度的涂层模拟样品进行了检测,展示了该项新技术对航空领域多种常见缺陷的检测能力.     

铸件内部缺陷红外无损检测的有限元模拟及分析

随着汽车工业和航天航空业的高速发展,红外无损检测技术在铸件内部缺陷检测中得到越来越广泛的应用,但对缺陷做到准确判定还有一定的距离.以铝铸件内部孔洞检测为研究对象,将有限元分析方法应用于红外无损检测中,通过构建缺陷模型,计算被测物体表面的温度分布,借助有限元分析软件COMSOL得到表面热特征,重点研究缺陷的大小、位置与表面温度间的关系,从而为制定准确可靠的红外无损检测标准提供依据.     

超声无损检测成像技术

超声无损检测成像技术在现代工业的很多领域中都有很重要的用途,具有非常广阔的发展前景。对扫描超声成像、超声波显像、超声全息、ALOK法成像、相控阵法、超声显微镜、SAFT成像、TOFD成像、超声CT成像的发展、原理、特点和应用做了分析,可以更好地指导实际应用,并指出了超声无损检测成像技术的发展方向。     

红外热成像无损检测缺陷的一种新方法

通过脉冲加热阶段的红外无损检测一维理论模型,提出了一种评估缺陷深度信息的新算法,并给出了有限元模拟检测结果,分析了缺陷大小及脉冲加热时间对检测结果的影响、分析表明,该方法具有较高的检测精度．     

热波成像频域分析

从频域角度运用相干传递函数阐明了热波成像系统的成像特征，用热波成像方法测量了样品内部结构缺陷的低频信息．研究表明缩小泵浦光斑在一定程度上有利于提高空间分辨率．系统的通频带随着缺陷趋近于表层而增大，从而解释了热波成像对亚表面结构极为敏感．     

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。     

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。     

红外热成像无损检测中缺陷深度检测新方法

文章在考虑缺陷大小对深度计算影响的基础上,通过对峰值时间与材料热特性参数、 缺陷深度以及缺陷大小(直径)的拟合,给出一个新的计算缺陷深度的公式,并通过实验验证了其可行性。     

多界面脱粘红外无损检测中热激励方法的研究

红外热波检测中热激励方法的选择直接影响缺陷的可检出性和实际检测效果。本文对薄粘接层的界面脱粘检测中的热激励方法进行了分析比较。通过构建多界面脱粘缺陷模型,用有限元分析软件COMSOL对不同热激励下脱粘的红外无损检测做仿真计算,研究热激励方法与检测灵敏度之间的关系,为制定准确的红外检测实验方案提供数值依据。     

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。     

碳钢中缺陷的脉冲红外热成像无损探伤

由于碳钢材料在许多领域有着非常广泛的应用,所以研究碳钢的无损探伤规律具有很重要的现实意义。为探究碳钢在脉冲红外热成像无损探伤中的规律,特设计A、B两种标准试件,利用脉冲红外热成像技术对两种标准碳钢试件中缺陷的大小和深度进行了定量化研究。研究结果表明,测量近表（l〈1．8mm）小缺陷的大小时,应选择在热脉冲作用后约0．3s进行,此时测量误差比较小,并且对深度小的缺陷进行大小的测量要比深度较大的缺陷困难。对于深度较大的缺陷．只要红外热图像清晰,测量误差都比较小。测量缺陷深度时,当缺陷直径大于6mm时,测量误差比较小。当缺陷直径小于6mm时,误差比较大,甚至无法探测到缺陷。由于热扩散,测量缺陷的深度应选择在热脉冲作用后的短时间内进行,以保证红外热图像的清晰度,减小测量误差。     

金属结构疲劳裂纹超声红外无损检测研究现状

金属结构中的疲劳裂纹是导致许多重大工程事故的主要原因,及时检测并掌握服役工件中产生的裂纹缺陷对于工程结构和零件的安全至关重要。工程中一般通过定期检测的方法掌握疲劳裂纹的萌生和发展情况。超声红外无损检测技术具有直观快速、非接触和精准定位等特点,在金属结构疲劳裂纹的检测方面具有独特的优势。本文主要介绍了金属结构疲劳裂纹超声红外无损检测技术的研究进展,从生热机制、检测参数和信号处理三个方面讨论了影响裂纹检测的因素和原理,指出了目前研究中存在的几点不足,并提出了进一步研究的思路。     

环境因素对闪光灯激励红外热成像外场检测的影响

为了研究外场环境下实施红外热成像检测时,环境温度、日照、风速等外场环境因素对检测的影响机理及规律,文中以闪光灯激励红外热像法检测玻璃纤维增强塑料层压板分层缺陷为例,通过轴对称分层缺陷的物理建模、有限元仿真计算和基于试块的实验研究,得到了温差、温差最大值、温度对比度和温度对比度最大值等可检信息参数随各个环境因素变化的规律。文中对比了25 ℃和30 ℃环境温度下的仿真结果和实验结果,对比了日照不均和均匀温度下的仿真结果和实验结果,对比了对流换热系数为10 W/(m2·K)与100 W/(m2·K)的仿真结果和正常散热与强制散热的实验结果。基于以上仿真结果和实验结果,得出了如下结论:随着环境温度的升高,温度对比度最大值下降,缺陷清晰度下降,不利于缺陷的检出;日照不均使得温差最大值和温度对比度最大值或者增大或者减小,会造成误判或缺陷漏检;随着风速的增大,温差最大值和温度对比度最大值变小,缺陷的可检性变差,缺陷的清晰程度下降,不利于缺陷检测。     

飞机复合材料超声红外无损检测实验研究

结合飞机复合材料无损检测需求,介绍了复合材料试件的材料工艺,分析了超声红外无损检测技术的基本原理及其特点,并对几块复合材料试件进行了无损检测实验,通过实验结果的分析、评估显示,超声红外无损检测可以有效检测复合材料试件中的缺陷,特别是闭合类缺陷。     

超声红外热像法的激励参数影响规律研究

超声红外热像作为一项新型无损检测方法早已引起国内外研究人士的重视,研究超声波激励参数的影响对该方法的工程应用和理论研究具有重要意义。本文基于ANSYS有限元软件采用热固耦合的方法对超声波激励裂纹生热的过程模拟分析,研究了不同激励参数下(激励时间、激励幅值、激励位置)结构件裂纹缺陷的生热规律。并进行了超声波红外热像疲劳裂纹检测实验,实验结果验证了有限元分析的可行性。     

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。     

圆柱铁氧体微裂纹的激光扫描热成像检测

针对用激光局部加热试样引起的横向热流检测裂纹,对低热导率材料表面的微小裂纹成像信噪比较低的问题,提出基于相邻热信号比较的圆柱铁氧体表面微裂纹检测算法。基于几何模型重构运动的圆周表面各点热信号,以激光扫描方向相邻点热信号的欧氏距离作为特征进行成像。仿真分析确定热信号裁剪区间、参考信号位置等算法参数。对6个具有5~35 m宽度自然裂纹的样品进行实验,结果表明,在线激光2.66 mm/s的扫描速度下,裂纹成像信噪比相比常规方法提高1~2倍,可清晰成像出裂纹的形状。     

激光全息照相在碳素纤维复合材料无损检测上的应用

本文通过用热加载和真空加载两种方法对碳素纤维复合材料进行激光全息照相无损检测，肯定了碳素纤维复合材料诸如空隙性缺陷是可以用本方法检测出来的。而其它性质的缺陷能否用此法进行检测尚需进一步探索。     

锁相热像技术及其在无损检测中的应用

红外热波检测技术是一种新兴的无损检测技术.与传统的被动式红外检测方法不同,该方法将外加瞬时或交变温场施加到被测物,通过红外热像设备监测被测物在外加温场下的表面温度变化.根据外加温场的类型及相应的物理模型对采集到的数据信号进行处理,以图像的形式显示.锁相热像技术使用周期的交变温场与锁相处理方法,具有检测面积大、对表面加热均匀性要求低等特点.与多数锁相红外检测使用的正弦型热源不同,对方波加热红外热像检测系统的原理及验证性实验进行了介绍,并将该系统应用于碳纤维层压板冲击损伤的检测.结果表明:方波加热的锁相热像检测系统结构简单,对厚度不大的试件具有相当好的检测效果.