红外锁相法热波检测技术及缺陷深度测量

研究了红外锁相法热波检测技术的原理、缺陷深度测量及在蜂窝夹层结构及焊接构件检测中的应用。建立了二维热传导有限差分模型,采用该模型计算了强度按正弦规律变化的热流引起试件表面温度变化的历程,基于锁相法提取了有缺陷与无缺陷处的准稳态温度变化,并计算了二者的相位差。然后,建立了热波在试件中传导的热-电等效模型,利用该模型对红外锁相法热波检测技术进行了仿真研究,得到了缺陷深度和反射热波与入射热波相位差之间的关系。最后,采用红外锁相法热波检测技术对模拟缺陷的蜂窝夹层结构试件和实际焊接构件进行了无损检测试验。结果显示,有限差分模型和热-电等效模型计算有缺陷与无缺陷处的相位差与试验结果基本一致,偏差5%,表明采用红外锁相法热波检测技术能够快速、准确地获得缺陷大小、位置等,该技术也适用于有复杂曲面结构的构件。     

Nb-Hf合金表面Si-Ti-Cr硅化物涂层在大气和真空中的高温热震性能

为了提高Nb-Hf合金的高温热震性能,采用浆料烧结和高温渗透法制备了Si-Ti-Cr硅化物涂层,对比分析了Si-Ti-Cr硅化物包覆的Nb-Hf合金样品在大气和真空条件下的高温热震性能。通过模拟在热冲击过程中涂层的温度场和热应力场分布,揭示了Si-Ti-Cr涂层在大气和真空条件下的热冲击失效机理。结果表明,在1300 ℃热震循环100次条件下,涂层的真空失重小于0.8 mg/cm²;在1600 ℃热震循环200次条件下,涂层的空气增重小于3 mg/cm²。硅化物涂层在1300 ℃真空环境下和1600 ℃空气环境下具有优异的抗热震性能。     

触头设计参数对电磁继电器非线性振动特性的影响分析

接触系统的抖断是电磁继电器在振动环境条件下的主要失效模式,本文通过建立接触系统的非线性振动特性分析数学模型,进而应用多尺度法求解得到了各阶弯曲模态对应的频响关系.确定了系统所具有的软弹簧特性,并由此分析了激振力、触头初压力、触头曲率半径以及触头质量等参数对于振动特性的影响规律.所得结论对于提高电磁继电器的耐力学环境能力具有一定的理论意义与实用价值.     

光栅分振幅光偏振测量系统的研制

使用一个既能产生反射光衍射又能产生透射光衍射的特殊金属光栅作为分光器,研制一种新颖的高速光波偏振态测量系统。它没有使用转动光学部件或调制器,而是将金属光栅产生的四条1级衍射光的光强线性地转换为电信号,通过定标方法得到系统的非奇异的仪器矩阵,然后通过线性运算得到入射光的待测Stokes矢量。该系统结构紧凑、安装方便,可用作实时偏振测量术和椭偏测量术中的偏振态探测器。     

Hot disk建模及模型精度分析

为了对瞬态平面热源技术进行准确的评估,在简化Hot disk探头结构的基础上,基于瞬态点热源格林函数法给出了Hot disk瞬态平面热源表面平均温度的理想模型推导过程;基于此理想模型并应用Hotdisk数据采集系统,针对Pyroceram 9606标准材料在常温常压测量条件下的热导率进行了计算.结果显示,计算值与Hot disk测量值的相对误差为6.17%,实际测量探头热容的存在、测量时间的延迟以及四线电阻的散热影响等因素是造成热导率测量精度下降的主要原因.     

Nb-Hf合金表面Si-Ti-Cr硅化物涂层在恒温氧化和热震中的高温抗氧化性能（英文）

为了提高Nb-Hf合金的高温抗氧化性能,采用浆料烧结和高温渗透制备了Si-Ti-Cr硅化物涂层。分析了Si-Ti-Cr硅化物包覆的Nb-Hf合金样品在恒温氧化和高温热震条件下的抗氧化性能,揭示了Si-Ti-Cr涂层高温恒温氧化和高温热震条件下的失效机理。结果表明,在1800℃恒温氧化5 h条件下,涂层的增重为7 mg/cm²;在1700℃热震循环50周次和恒温氧化5 h条件下,涂层的最大增重为1.8mg/cm²。硅化物涂层在1800℃恒温氧化环境下和1700℃热震/恒温氧化环境下具有优异的抗氧化性能。     

红外景象模拟器波长相关问题的研究

根据红外景象模拟器在红外成像导引头半实物仿真系统中的光谱辐射特性分析,给出了红外景象模拟器的波长选择标准,以及波长范围对其他性能指标,如温度范围和温度分辨率等的影响。针对高温及大温度范围的红外景象生成指标,讨论了采用窄波段的激光发射方式来实现红外景象模拟的理论基础,展望了结合窄波段的激光红外景象模拟与其它红外景象模拟技术的方法来获得大温度范围的红外景象模拟器的发展前景。     

基于神经网络模型的辐射真温测量方法研究

将神经网络理论用于多光谱辐射测温领域,实验结果表明,该方法是解决目标真温测量行之有效的一种新方法。     

时间延迟对瞬态平面热源法测量热导率的影响

瞬态平面热源法测量热导率时,时间延迟会直接影响热导率测量的准确度。为了对这种影响程度进行评估,本文基于瞬态平面热源法探头表面平均温升理想模型提出了一种可实现时间补偿的改进温升模型,并利用Hot disk热物性分析仪数据采集系统搭载两个不同半径的探头对Pyroceram 9606标准材料在常温常压下的热导率进行了测量。测量结果表明,时间延迟对热导率测量的影响会随着测量参数选择的不同而发生不规律变化,短时间测量的情况相比长时间测量时受时间延迟的影响更加明显,对理想模型进行时间补偿能够较大幅度地提高热导率的测量准确度。     

基于多光谱技术同时测量超高温材料的温度和热扩散率

采用传感器复用技术对超高温试样的温度及热扩散率进行精确测量。根据比色温度计测量原理,推导了计算被测物体表面温度的通用计算公式,讨论了将高温非金属材料视为灰体的可行性,探讨了采用两个探测器分别对两个温度区间的温差信号进行测量的方法,设计了利用传感器输出信号同时对温度和温差进行测量的高精密放大电路,并介绍了相应装置的研制情况。标定结果表明,这套高温计的测量范围为1073~3773 K,测试误差小于1%。对SRM 8424标准试样在1073~3273 K温度范围内的热扩散率进行了测量,与NIST的测量数据(1073~2673 K)相比,最大测试误差为4.34%。本研究结果实现了对超高温材料温度和热扩散率的同时测量,为该领域测量装置的研制提供了一个新思路。