3-2紅外檢測技術(shù) [兼容模式].pdf

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1、紅外熱波檢測技術(shù)周正干2013/10/17主要內(nèi)容0什么是紅外熱波檢測1紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢2紅外熱波檢測設(shè)備3紅外熱波檢測技術(shù)的應(yīng)用主要內(nèi)容0什么是紅外熱波檢測1紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢2紅外熱波檢測設(shè)備3紅外熱波檢測技術(shù)的應(yīng)用0.什么是紅外熱波檢測？?紅外熱波無損檢測技術(shù)在20世紀(jì)90年代起源于美國，與傳統(tǒng)的熱成像技術(shù)不同，熱波檢測要根據(jù)不同的檢測對象采用主動(dòng)式控制加熱來激發(fā)被檢物的內(nèi)部損傷和缺陷，通過快速熱圖采集和基于熱波理論的圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)損傷探測。0.什么是紅外熱波檢測？?紅外熱波無損檢測技術(shù)

2、的基本原理是利用紅外熱波（ThermalWave）在被檢測對象中的傳播情況得到被檢測對象的內(nèi)部組織情況和不連續(xù)性的相關(guān)信息。該技術(shù)的基礎(chǔ)是熱波理論，主要研究熱源，特別是變化性熱源（如周期、脈沖、階梯函數(shù)熱源）與媒質(zhì)材料之間的相互作用。被加熱后，不同媒質(zhì)材料表面及表面下的物理結(jié)構(gòu)特性和邊界條件將影響熱波的傳輸進(jìn)而以某種方式影響媒質(zhì)表面的溫度場變化。通過控制熱激勵(lì)方法和測量材料表面的溫度場變化，可以獲取材料的均勻性信息以及其表面以下的結(jié)構(gòu)信息，從而達(dá)到檢測和探傷的目的。0.什么是紅外熱波檢測？?紅外熱波無損檢測技術(shù)的核心

3、具體地講，就是針對被檢物的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和缺陷類型以及特定的檢測條件，設(shè)計(jì)不同特性的熱源（如:高能閃光燈、超聲波、電磁、熱風(fēng)等）并用計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行周期、脈沖等函數(shù)形式的加熱，同時(shí)采用紅外熱成像技術(shù)對時(shí)序熱波信號進(jìn)行捕捉和數(shù)據(jù)采集，采用專用軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像信號處理和分析并最終顯示檢測結(jié)果。?在紅外熱波無損檢測技術(shù)中，目前最常用的一種熱激勵(lì)方式就是用高能閃光燈提供脈沖形式的熱源，這是一種采用主動(dòng)式控制熱激勵(lì)的方法。0.什么是紅外熱波檢測？典型的脈沖加熱紅外熱波無損檢測系統(tǒng)的原理示意圖高能閃光燈由功率幾千瓦量級的電源提供能量；

4、瞬間閃光之后，熱波在待測物體（試件）中傳播，試件表面的溫度反映表面以下的熱傳導(dǎo)特性；紅外熱像儀實(shí)時(shí)記錄試件表面溫度；計(jì)算機(jī)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并對實(shí)時(shí)熱圖進(jìn)行記錄和處理。0.什么是紅外熱波檢測？?需要指出的是，由于應(yīng)用熱波原理并采用了主動(dòng)式控制熱激勵(lì)的方法，熱波檢測技術(shù)與傳統(tǒng)的被動(dòng)式紅外熱成像檢測是有本質(zhì)區(qū)別的。0.什么是紅外熱波檢測？?對于不同被檢測物、檢測環(huán)境和條件，需要有針對性地設(shè)計(jì)采用大功率閃光燈、超聲波、激光、THz波、熱風(fēng)、電磁感應(yīng)、電流、機(jī)械振動(dòng)等方式的熱激勵(lì)手段，相應(yīng)的機(jī)械裝置和控制裝置及編制控制和圖

5、像數(shù)據(jù)處理軟件。主要內(nèi)容0什么是紅外熱波檢測1紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢2紅外熱波檢測設(shè)備3紅外熱波檢測技術(shù)的應(yīng)用1.紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢?作為一種綜合性應(yīng)用技術(shù)，無損檢測技術(shù)經(jīng)歷了從無損探傷（NDI），到無損檢測（NDT），再到無損評價(jià)（NDE），并且向自動(dòng)無損評價(jià)（ANDE）和定量無損評價(jià)（QNDE）的發(fā)展。在航空領(lǐng)域，損傷容限理論已經(jīng)逐步替代了安全壽命設(shè)計(jì)理論。無損檢測不但應(yīng)能檢測出已經(jīng)存在的缺陷，而且應(yīng)能對缺陷（裂紋、銹蝕、脫粘等一類疲勞缺陷）的發(fā)展進(jìn)行監(jiān)測，對其發(fā)展規(guī)律進(jìn)行預(yù)測，以保證損傷容限理論

6、的正確實(shí)施。?正是順應(yīng)了這種發(fā)展趨勢，紅外熱波無損檢測作為一種先進(jìn)的檢測方法，可用于各種學(xué)科領(lǐng)域大到航天飛機(jī)，小到纖維、薄膜，不同材料，不同結(jié)構(gòu)和檢測環(huán)境要求的各類探傷和檢測問題。較之傳統(tǒng)常規(guī)的檢測方法（例如：超聲，X射線，渦流，滲透，磁粉檢測），有以下的特點(diǎn)及優(yōu)勢：1.紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢?不用大范圍的拆卸或特殊的設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對服役中的飛機(jī)進(jìn)行檢測（不同于超聲C掃描或X射線檢測）；在飛機(jī)工作期間也可對它進(jìn)行定期的檢測。?由于對諸如裂縫、分層、水分摻雜、碰撞損傷等問題的及早診斷，有利于延長飛機(jī)的服役時(shí)間。1.

7、紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢?適用面廣：可用于所有金屬和非金屬材料。?速度快：每個(gè)測量一般只需幾十秒鐘。?觀測面積大：根據(jù)被測對象和光學(xué)系統(tǒng)，一次測量可覆蓋0.1平方米。對大型檢測對象還可對結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)拼圖處理。?直觀：測量結(jié)果用圖像顯示、直觀易懂。?定量：可以直接測量到深度、厚度，并能作表面下的識別。?單向、非接觸：加熱和探測在被檢試件同側(cè)，且通常情況下不污染也不需接觸試件。?設(shè)備可移動(dòng)、探頭輕便：十分適合外場、現(xiàn)場應(yīng)用和在線、在役檢測。1.紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢?該技術(shù)是新材料研究的一項(xiàng)通用技術(shù)，可應(yīng)用于多

8、種材料、結(jié)構(gòu)和檢測環(huán)境；特別適用于復(fù)合材料、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件及其服役期的在線/在役無損檢測。?除了理論和基礎(chǔ)研究外，每一種成功的應(yīng)用都會形成一系列標(biāo)準(zhǔn)，包括方法、檢測規(guī)程、標(biāo)定物、缺陷判據(jù)、數(shù)據(jù)和圖像等；每一種成功的應(yīng)用都有機(jī)會申請專利；可拓展性很強(qiáng)。1.紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢主要內(nèi)容0什么是紅外熱波檢測1紅外熱波檢測技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢2紅外