复合材料锁相热像法

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1、第39卷第9期激光与红外Vo1．39，No．92009年9月LASER＆INFRAREDSeptember，2009文章编号：1001-5078(2009)09-0939-05·红外技术·复合材料锁相红外热像法无损探伤技术研究张炜，刘涛，杨正伟，张瑞民(1．第二炮兵工程学院203教研室，陕西西安710025；2．第二炮兵青州士官学校203教研室，山东青州262500)摘要：为了解决复合材料红外热波定量识别缺陷的难题，从锁相热像法的原理出发，利用数值计算的方法对锁相热像法在检测中的应用问题进行研究。建立相位差与缺陷深度的关系，进而识别缺陷尺寸；对不同缺陷存在最佳检测频率，能使

2、相位差最大；对于同一缺陷，同一频率，幅值差与激励信号强度成正比。这对红外热波无损探伤的定量检测和评估、锁相激励信号参数的优化等具有重要意义。关键词：复合材料；锁相热像法；最佳检测频率；定量检测中图分类号：TN215文献标识码：AStudyoflock—inthermographicNDTtoinspectcompositeplatesZHANGWei，LIUTao，YANGZheng—wei，ZHANGRui。min(1．203StaffOffice，TheSecondArtilleryEngineeringCollege，Xian710025，China；2．203Sta

3、ffOffice，TheSecondArtilleryQingZhouQettyOfficerCoHege，Qingzhou262500，China)Abstract：Quantitativeidentifyingisadifficultproblemofinspectingcompositeplates．Inordertoresolveit，inbaseofLock—inthermographicNDTtheory，studiedproblemhowtoapplytheLock—inthermographicNDT．Ascertaintherela—tionshipofp

4、haseshiftanddefectdeepth，whichmakequantitativeinspectingfeasible．Phaseshiftwillbethebiggestwithcertainfrequency．Therateofswingdifferenceandheatfluxisaconstant．Theseprovideacademicbasistoopti—mizeparameterofthermalinspirittingsignalandweregreatvaluabletoquantitativetestingandevaluationofthe

5、rmalwaveNDT．Keywords：compositeplates；Lock—inthermographicNDT；bestinspecting~equency；quantitativeinspecting1引言以及定量识别缺陷没有进行详尽的阐述，本文借助与金属材料相比，复合材料具有质量轻、强度数值计算的方法对试件在正弦周期信号加热情况下高、抗疲劳、耐腐蚀等优良特性，被广泛应用于航空的热传导过程进行计算研究，探索锁相热像法在红宇航领域。在复合材料制作过程中，制作工艺参数外热波无损探伤方面的应用问题，解决缺陷定量识难以精确控制，而且在使用过程中，由于静载荷、疲别问题。劳

6、、蠕变、机械损伤等原因，复合材料存在多种缺陷，2锁相热像法的原理如孔隙、分层与夹杂等缺陷。锁相技术也是锁相环技术，它用于在通信的接红外热波无损检测技术具有检测速度快、检测收机中，其作用是对接收到的信号进行处理，并从中提取某个时钟的相位信息，根据接收到的信号，仿制面积大和检测效果直观的优点，特别是锁相技术，检测结果由相位和幅值人手，可以得到更多检测一个时钟信号，使得这两个信号从某种角度来看是信息，从而对缺陷实现定量检测，极大地提高了对复作者简介：张炜(1963一)，男，教授，博士，主要从事检测技合材料的检测速度和检测效果，在文献[3]～[6]中术，故障诊断，无损探伤方面研究。

7、E·mail：zhangweihuaiyu@163．COB只对锁相技术的原理进行介绍，没有激励源的选取收稿日期：2009-03—14激光与红外第39卷同步的。在锁定情形下，该仿制的时钟信号对于接对试件表面各点温度值经过式(1)和式(2)的受的信号与时钟信号具有一定相位差。处理后，得到表面温度的振幅图和相位图，如图3所锁相热像法检测装置如图1所示。由锁相设备示。缺陷区域温度的振幅和相位与非缺陷区域不控制热源发射出周期性信号，对试件加热。由热像同，这样就探测到缺陷的位置，通过对振幅和相位的仪检测试件表面的温度信息，计算