热障涂层厚度激光透射法红外热波检测技术研究

在传热学的基础上建立涂层试样的一维热传导模型,确立了涂层厚度与表面温度差值-帧数直线的斜率、截距以及涂层热扩散率之间的定量关系。以不同厚度的热障涂层试样为例,采用新型脉冲激光透射法激励,对热像仪采集到的不同激励功率下涂层表面温度差值-帧数曲线线性拟合,求得拟合直线的斜率和截距值,最后计算得到热障涂层厚度值,结果表明:激光透射法红外热波检测技术能很好地应用于热障涂层厚度的快速、精确、非接触检测。     

红外热波技术在热障涂层厚度检测上的应用研究

为快速准确地测量热障涂层厚度,采用基于热图序列特征时间的闪光灯激励红外热波测量方法,通过建立半无限大和有限厚度两种平板传热模型,提出根据热障涂层表面温度对数曲线线性回归时间选择二阶微分曲线负峰值时间的方法,解决了采用普通帧频热像仪采集的涂层表面温度曲线二阶微分负峰较多,无法确定特征峰值时间的困难,热障涂层厚度测量相对误差小于10%,满足工程应用要求.     

碳纤维基体涂层质量的红外热波检测研究

碳纤维材料上涂层的应用使得常规无损检测技术难以实现涂层的厚度测量和缺陷检测.提出红外热波无损检测技术对涂层厚度及内部缺陷进行检测.红外热波无损检测技术主动对被检测样件进行热激励,热波在均匀试样中传播,遇到界面后热传导发生变化,通过红外热像仪连续监测的降温曲线的变化找到热传导时间来测量涂层厚度.涂层下的缺陷热属性差异对表面温场产生热图异常,从而进行内部缺陷检测.实验结果表明,对涂层厚度在0.35～2 mm的碳纤维基底涂层样件可用红外热波无损技术进行涂层厚度和缺陷检测,涂层厚度检测精度为0.1 mm.红外热波检测技术可以实现涂层厚度测量和涂层下缺陷的检测.     

用红外热成像系统测量薄膜厚度的方法

薄膜涂层通常是用来保护表面或增强表面功能的。为了提高涂层的经济效益,涂层的厚度有变小的趋势。随着厚度的变薄,涂层厚度的均匀性就变得越来越重要了,因此就需要对涂层进行测量。     

脉冲红外热波检测技术的影响因素分析

利用ANSYS有限元仿真与试验研究了脉冲红外热波检测技术的影响因素。以玻璃钢、碳纤维及热障涂层三种材料为例进行了仿真,重点研究了环境、被测材料自身缺陷等因素对脉冲红外热波检测的影响,并对玻璃钢和碳纤维两种材料的检测能力进行了判定。对碳纤维和玻璃钢材料进行了试验,研究了实验条件对检测效果的影响,并给出了玻璃钢和碳纤维两种材料的最佳实验参数。     

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。     

热障涂层脱粘缺陷脉冲压缩激光红外热成像检测

针对热障涂层热导率低,激光红外热成像检测效果不佳等问题,本文提出了一种基于脉冲压缩的增强型激光红外热成像方法用于热障涂层系统脱粘缺陷的检测。该方法利用频率或周期调制脉冲串激光热源,再通过信号处理将接收到的时域信号压缩成有效峰值高的窄脉冲信号,从而有效增强检测信号的信噪比。首先,建立热障涂层多层结构脉冲压缩激光红外检测有限元数值计算模型,模拟了周期调制脉冲串激光激励下结构内部热流的传播过程以及内部缺陷对温度场分布的影响,研究了不同激励参数对于温度场分布的影响。模拟结果表明,单调递减型且热激励时间为2s左右的脉冲激励形式能获得最佳的检测效果。其次,通过脉冲压缩技术对数据信号进行后处理,得到了更能反映缺陷信息的温度场分布图。最后,通过实验验证了基于脉冲压缩的增强型激光红外热成像方法对热障涂层脱粘缺陷检测的有效性,实验结果表明,该方法在一定程度上提高了缺陷检测的灵敏度与信噪比。     

耐热合金涂层结构板材内部缺陷的脉冲红外热成像检测

为探索脉冲红外热成像技术用于检测耐热合金涂层结构内部缺陷的方法,采用有限元仿真和实验研究相结合的方法,对含有盲孔缺陷的耐热合金涂层结构试件进行检测研究。通过有限元仿真分析脉冲热流在被测构件中的传递过程,为检测实验中采样频率和采样时间的确定提供理论依据。利用高能脉冲闪光灯作为激励源对试件进行加热,通过FLIR SC7000系列红外热像仪采集图像序列,采用FCA法、PPT法和PCA法对原始图像序列进行处理。实验结果表明,在给定检测参数下,PPT法和PCA处理后的图像信噪比显著增强,可实现耐热合金涂层结构内部缺陷的可靠检测。     

激光扫描红外热波成像在膜厚测量中的应用

随着涂层及薄膜材料的广泛应用,工业界对膜厚的测量与质量控制提出了更高的要求,膜层厚度测试变得尤为重要.针对目前检测方法的不足,介绍了一种激光扫描红外热波测量膜厚的方法.采用\     

基于小波分解的热波相位特征提取及喷涂层厚度评价

针对热障涂层制备过程中的厚度评估问题,通过数值模拟手段研究了光脉冲激励下制备在镍基高温合金上不同厚度的NiCrAlY涂层表面热波瞬态响应规律;在此基础上分析了表面热波相位特征随涂层厚度的变化规律,结果表明特定频率范围的热波相位特征与涂层厚度具有近似线性对应关系,但不同涂层厚度之间的相位差绝对值较小,不利于厚度定量评价;为提高不同厚度涂层之间的热波相位差,提出采用小波分解第二层细节系数对涂层表面热波进行重构,重构热波相位差比原始热波提高了约500倍,有利于提高涂层厚度评价的准确率;最后采用试验手段验证了模拟结果的准确性。     

基于红外脉冲相位热成像技术的玻璃钢深度测量

为探索红外热成像技术用于玻璃钢材料厚度测量的方法,文中使用闪光灯脉冲激励热成像的方法对玻璃钢平底洞标准件进行检测,通过脉冲相位法(PPT)进行数据处理,提取频域信息、消除噪声,并在试验设备采样频率不能满足盲频测量要求的限制条件下,建立相位阈值,完成了厚度测量。试验结果表明,玻璃钢试件的物理特性会对测量结果造成误差,但经数值优化后可在一定厚度范围内得到和实际深度接近的探测值,该方法可以作为玻璃钢厚度测量的有效手段。     

基于脉冲涡流热成像的下表面缺陷评估

针对目前金属材料在高频涡流的激励下,趋肤深度十分小,可视为表面加热,试件下表面缺陷难以被捕捉的现象,提出了基于脉冲涡流热成像纵向热传导的方法来对其下表面缺陷进行识别,同时根据曲线斜率变化来对下表面缺陷进行量化研究。针对铁磁性、非铁磁性材料,通过有限元仿真以及实验验证的方法进行研究。结果表明：当缺陷处横向宽度与剩余厚度之比大于2时,热传导的纵向传导效应会大于横向传导效应,在材料表面形成明显的温度差,从而实现下表面缺陷的检测,并根据温度响应曲线斜率的线性变化与非线性变化所对应的时间点来定量分析缺陷深度之间的关系。     

红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析

在传热学基础上建立了涂层的三维瞬态导热模型,利用ANSYS 仿真软件对施加有正弦规律变化热流密度的涂层试件进行有限元分析;运用两次加载、减法处理的方法有效克服了常量和环境因素带来的影响,然后讨论了数据拟合求相位的方法;改变加载频率,得到了多组涂层厚度与相位的定量关系曲线,从理论计算的角度揭示涂层厚度和相位及加载频率的定量关系;最后利用曲线中的线性线段,总结确定了涂层厚度与相位的定量关系,为利用锁相法对涂层厚度进行精确测量提供了理论依据。     

基于锁相法的涂层缺陷检测识别的仿真研究

针对涂层脱粘缺陷不易检测识别的问题,建立了涂层脱粘缺陷的三维非稳态导热模型,对模型受热过程进行了仿真计算。在不同涂层厚度与加载频率下,沿缺陷半径方向均匀取点,提取涂层表面温度变化相位,并对相位变化曲线进行一阶差分。研究结果表明:锁相法对涂层缺陷具有很好的检测效果,涂层较厚时适合低频加载,涂层较薄时适合高频加载,在合适的加载频率下,通过相位一阶差分曲线可有效对缺陷进行定量识别。     

基于FPGA的Alpha半透明图像叠加算法硬件实现

文中在FPGA上采用纯verilog逻辑实现了Alpha半透明图像叠加算法,即验证了算法的正确性,同时针对FPGA不善于处理浮点运算的弊端,采用了移位操作的方法,进一步提高了运算速度,实现了Alpha透明系数可调,半透明图像叠加的实时显示,在高清图像显示领域具有很大的实用价值.     

数字细节增强技术在脉冲热成像无损检测中的应用

针对脉冲热成像法红外检测图像对比度低、缺陷目标边缘模糊、受不均匀照明影响大的问题,提出一种基于目标轮廓的结合数字细节增强技术与多阈值最大熵的缺陷大小定量估算方法。首先,脉冲红外检测图像经自动对比度增强算法优化的数字细节增强方法处理后,缺陷与背景间对比度显著提升,从而不均匀照明对缺陷识别效果的影响明显减弱;其次,再通过遗传算法优化的最大熵多阈值分割方法提取缺陷目标,对其进行八邻域法轮廓跟踪,以提取各缺陷区域的轮廓像素点并排序;最后,对具有一定方向的缺陷轮廓分别采用欧氏距离法和格林公式对缺陷的周长和面积进行定量估算。实验结果表明:该方法对缺陷大小进行定量估算的可行性,且数字细节增强技术可在一定程度上提高脉冲热成像检测系统的缺陷探测水平。     

采用脉冲红外成像法的表面下暗藏物蓄热系数的测量

近年来,脉冲红外成像无损评估方法已成功应用于航空航天、汽车制造、新材料等领域.但是对于很多应用,仅发现材料中存在缺陷是不够的,还需要对表面下缺陷热特性进行识别.实验设计制作了一个不锈钢平底孔试件,为了模拟表面下不同性质的暗藏物,在平底孔内分别埋入水、油、石蜡及空气.在试件表面施加均匀脉冲面热源后,试件表面及表面下暗藏物...     

Measurement of thin liquid film thickness in pipes based on optical interferometry

Accurate measurement of the thin liquid film thickness in pipes is the foundation for studying the characteristics of the film. In this paper, an interferometry-based measurement of liquid film thickness in transparent pipes is developed, which can greatly improve the accuracy, extend the lower limit of measurement and provide a new technical approach for the calibration and traceability. The light intensity distribution is established based on the optical path analysis and a mathematical model....     

基于频响函数测量脉冲磁场屏蔽效能的新方法

脉冲磁场屏蔽效能测量是在时域通过对脉冲波形进行测量并按峰值衰减量确定的。从连续波频率响应出发,研究了一种基于频率响应函数构建系统模型,并根据建立的模型计算屏蔽体脉冲磁场屏蔽效能的方法。对该方法的可行性进行了实验分析,结果表明,该方法测量结果与时域测量结果吻合得较好,从而为脉冲磁场屏蔽效能的测量提供了新的测试手段。