红外锁相无损检测及其数值模拟

在传热学的基础上,通过对红外无损检测的锁相检测方法进行分析研究,建立了一个二维瞬态导热模型;并利用有限体积法对建立的模型进行正弦热流激励条件下的温度场模拟计算,在此基础上对红外无损检测中的锁相检测法进行了数值模拟实现,从理论计算的角度揭示了锁相检测法及其相位差与调制频率、缺陷深度、高度、宽度以及材料等因素的关系,得到了多组定量关系曲线,模拟计算结果能够对最佳调制频率和盲频的预测提高参考,为优化锁相检测提供了理论依据.     

线性调频激励的红外无损检测及其数值模拟

线性调频激励的红外检测是一种新型的红外检测技术,能弥补传统红外检测方法存在的不足,对不同的缺陷都具有较好检测的能力,为了研究相位检测法在线性调频激励下的红外检测中的应用,利用有限体积法数值模拟计算出二维瞬态导热模型,得出所建立模型在线性调频激励条件下的温度场,利用FFT变换法对模拟计算得到的材料表面温度进行信号处理,从而得到相位变化信息,得出了Chirp 调制时间、加热强度、材料、缺陷深度、高度、以及宽度等因素对检测结果的影响,为线性调频激励下的红外检测法的应用提供理论支撑。     

脉冲红外无损检测缺陷深度定量测量的数值模拟

缺陷深度定量测量是脉冲红外热波技术定量测量的重要应用,在一维热传导理论模型基础上分析了对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算原理。以背面有6个大小相同深度不同的平底洞不锈钢试件为例,利用Ansys模拟脉冲红外无损检测过程,采用对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算缺陷深度。比较和分析了Ansys和脉冲红外热波实验结果,结果表明所建立Ansys模型与脉冲热波实验结果相符,可为脉冲红外热波技术缺陷深度定量测量应用提供理论依据。     

脉冲红外无损检测技术研究现状与发展趋势

综述了脉冲红外无损检测技术国内外的发展历程、发展现状、基本原理、技术特点;对比了脉冲激励4种方法,介绍了国内外脉冲红外无损检测成套设备的发展状况.对近年来国内脉冲红外无损检测领域主要研究内容进行了总结,包括理论建模分析、脉冲激励方法、数据处理、检测材料和涂层厚度测量.最后总结了该技术的发展趋势.     

红外无损检测的二维热传导数值计算

本文根据传热学理论,提出了二维热传导模型,利用数值法计算了水泥样品内有缺陷区与无缺陷区的表面温差。从理论上探讨了红外无损检测的依据。     

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.     

复合材料的红外无损检测

复合材料由于其结构和工艺上的特殊性，故在制造、加工和使用过程中，其内部比其它材料更容易产生各种各样的缺陷，本文对目前国内外无损检测技术在复合材料无损检测中的应用情况进行分析，特别是对红外热成像无损检测技术在复合材料中的应用，包括检测机理、可靠性、测量精度、以及应用前景等进行较全面的论述，以期有助于复合材料科学的科研和发展。     

非金属材料红外无损检测的建模和数值分析

利用ANSYS模拟建立二维、三维非金属材料非稳态导热模型,采用红外热源作为激励,非金属材料粘贴缺陷无损检测过程.在缺陷深度一定,不同缺陷厚度和面积条件下,二维模拟得到非金属材料表面温度,并计算温度梯度.分析温度梯度与缺陷厚度和半径的关系,提出确定缺陷边界和厚度的方法;建立3种不规则形状缺陷,通过三维模拟结果,验证二维模拟提出的确定缺陷边界和厚度方法的可行性.结果表明:在缺陷半径一定时,缺陷厚度与温度梯度峰值呈线性关系;缺陷半径大于10 mm,缺陷厚度与温度梯度峰值线性度基本相同;温度梯度峰值的位置与缺陷边界基本一致.     

单面法红外无损检测的数字分析与计算机模拟

介绍了红外无损检测的原理,根据导热微分方程和样品的初始条件和边界条件,用数学分析和计算机模拟两种手段,计算水泥样品有缺陷区域和无缺陷区域的表面温度。并根据有缺陷区域的表面温度随时间变化的特性,确定缺陷所处深度。     

红外无损检测中的缺陷显示度

根据二维热传导方程计算了塑料、二氧化硅及锰钢的缺陷显示度。分析了缺陷显示度与延迟时间、缺陷大小以及缺陷离表面距离之间的关系。     

通用飞机复合材料红外成像无损检测技术

复合材料在通用飞机中使用率高,多种机型高达90%以上,因此复合材料的缺陷会严重影响飞行安全性。本文设计了一种基于红外成像检测技术的飞机复合材料的缺陷精准检测方法及原型无损检测系统。无损检测系统由数据采集系统、信号源组、红外热像仪组、红外图像处理重构系统等组成,可实现对飞机复合材料结构中缺陷类型及平面尺寸的辨识和深度的准确定位。搭建了光激励型红外成像飞机复合材料检测系统,对复合材料进行了不同温度的检测试验并给出了研究结果。此研究结果将扩展国内红外无损检测技术的使用场景,成果转化后将有利于解决飞机在通航中维修保养问题。     

线性调频激励的红外热波成像检测技术

线性调频激励的红外热波成像检测技术是一种基于线性调制热波信号处理的主动式红外热成像技术,能够弥补传统红外锁相热像检测的单一调制热波只能探测相应扩散深度缺陷的不足,可准确检测不同深度范围内的缺陷形状及尺寸。阐述了线性调频红外热波成像检测技术的原理、分析方法和实验。采用有限元方法对线性调频啁啾(Chirp)规律变化热流在构件中的传递过程进行了分析。利用相关算法计算了表面温度(热波)信号的相关峰值及其对应的时间,形成了表面温度相关峰值图像与峰值时间图像。利用Chirp规律调制卤素光源作为热激励源对金属平底孔试件进行激励加载,通过Jade MWIR 550 焦平面红外热像仪进行图像序列采集。分别利用时域相关处理与频域FFT扫描得到了表面温度(热波)信号的相关峰值及对应时间图像和不同频率下的相位图像。试验结果表明,在给定激励条件下,相关峰值图像和频域相位图像能够可靠地确定不同深度缺陷的几何特征。     

基于有限元的材料红外无损检测研究

通过有限元求解材料的二维导热模型,利用ANSYS仿真获取材料表面的温度分布,把表面温度计算值和仿真结果的误差平方和作为目标函数,借助于共轭梯度法来优化该目标函数.仿真结果验证了算法的可行性,可以达到红外无损检测的目的.研究表明:材料内部缺陷深度和材料的热导率是影响表面温差的重要因素,缺陷距离表面的深度越小,材料表面的温差越大;材料表面温差随热导率的增加呈现为先增大后减小的趋势.该方法可获得材料内部缺陷较为准确的位置和缺陷大小信息,为红外成像无损检测提供了可行的手段.     

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。     

脉冲和锁相红外热成像检测技术的对比性研究

脉冲红外热成像使用脉冲热源,热源中具有广泛的频率分量,而锁相红外热成像技术使用周期热源,热源频率单一。两种热成像技术的热源工作方式和数据处理方式不同,两种技术各有优缺点。本文利用两种技术分别对电路板和平底洞试件进行了检测,通过实验结果来说明两种热成像技术的区别以及各自的优缺点。     

有机防腐涂层质量的红外热波无损检测

介绍了红外热波无损检测基本原理,针对现场钢结构表面有机防腐涂层质量检测的需求,利用红外热波无损检测技术对有机防腐涂层质量进行检测,并对实验结果进行了初步分析,研究结果表明,该技术可有效检测有机防腐涂层的脱粘和孔隙等缺陷。     

全息无损检测试验台的设计

本文在振动理论的基础上,论述了多级减振方案的减振效果,导出了减振效率公式,同时对试验台的结构设计进行介绍。试验结果表明减振性能良好。     

基于神经网络聚类分析的电磁无损检测技术

将电磁无损检测原理与聚类分析相结合,利用改进的神经网络聚类学习方法,对钢铁材质进行检测,结果证明,该方法作为一种新的自适应模式识别技术,比传统的电磁检测准确度高,误判率低。