3-2红外检测技术 [兼容模式].pdf

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1、红外热波检测技术周正干2013/10/17主要内容0什么是红外热波检测1红外热波检测技术的特点和优势2红外热波检测设备3红外热波检测技术的应用主要内容0什么是红外热波检测1红外热波检测技术的特点和优势2红外热波检测设备3红外热波检测技术的应用0.什么是红外热波检测？红外热波无损检测技术在20世纪90年代起源于美国，与传统的热成像技术不同，热波检测要根据不同的检测对象采用主动式控制加热来激发被检物的内部损伤和缺陷，通过快速热图采集和基于热波理论的图像处理技术实现损伤探测。0.什么是红外热波检测？红外热波无损检测技术

2、的基本原理是利用红外热波（ThermalWave）在被检测对象中的传播情况得到被检测对象的内部组织情况和不连续性的相关信息。该技术的基础是热波理论，主要研究热源，特别是变化性热源（如周期、脉冲、阶梯函数热源）与媒质材料之间的相互作用。被加热后，不同媒质材料表面及表面下的物理结构特性和边界条件将影响热波的传输进而以某种方式影响媒质表面的温度场变化。通过控制热激励方法和测量材料表面的温度场变化，可以获取材料的均匀性信息以及其表面以下的结构信息，从而达到检测和探伤的目的。0.什么是红外热波检测？红外热波无损检测技术的核心

3、具体地讲，就是针对被检物的材质、结构和缺陷类型以及特定的检测条件，设计不同特性的热源（如:高能闪光灯、超声波、电磁、热风等）并用计算机控制进行周期、脉冲等函数形式的加热，同时采用红外热成像技术对时序热波信号进行捕捉和数据采集，采用专用软件进行实时图像信号处理和分析并最终显示检测结果。在红外热波无损检测技术中，目前最常用的一种热激励方式就是用高能闪光灯提供脉冲形式的热源，这是一种采用主动式控制热激励的方法。0.什么是红外热波检测？典型的脉冲加热红外热波无损检测系统的原理示意图高能闪光灯由功率几千瓦量级的电源提供能量；

4、瞬间闪光之后，热波在待测物体（试件）中传播，试件表面的温度反映表面以下的热传导特性；红外热像仪实时记录试件表面温度；计算机对整个系统进行控制，并对实时热图进行记录和处理。0.什么是红外热波检测？需要指出的是，由于应用热波原理并采用了主动式控制热激励的方法，热波检测技术与传统的被动式红外热成像检测是有本质区别的。0.什么是红外热波检测？对于不同被检测物、检测环境和条件，需要有针对性地设计采用大功率闪光灯、超声波、激光、THz波、热风、电磁感应、电流、机械振动等方式的热激励手段，相应的机械装置和控制装置及编制控制和图

5、像数据处理软件。主要内容0什么是红外热波检测1红外热波检测技术的特点和优势2红外热波检测设备3红外热波检测技术的应用1.红外热波检测技术的特点和优势作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤（NDI），到无损检测（NDT），再到无损评价（NDE），并且向自动无损评价（ANDE）和定量无损评价（QNDE）的发展。在航空领域，损伤容限理论已经逐步替代了安全寿命设计理论。无损检测不但应能检测出已经存在的缺陷，而且应能对缺陷（裂纹、锈蚀、脱粘等一类疲劳缺陷）的发展进行监测，对其发展规律进行预测，以保证损伤容限理论

6、的正确实施。正是顺应了这种发展趋势，红外热波无损检测作为一种先进的检测方法，可用于各种学科领域大到航天飞机，小到纤维、薄膜，不同材料，不同结构和检测环境要求的各类探伤和检测问题。较之传统常规的检测方法（例如：超声，X射线，涡流，渗透，磁粉检测），有以下的特点及优势：1.红外热波检测技术的特点和优势•不用大范围的拆卸或特殊的设备，可实现对服役中的飞机进行检测（不同于超声C扫描或X射线检测）；在飞机工作期间也可对它进行定期的检测。•由于对诸如裂缝、分层、水分掺杂、碰撞损伤等问题的及早诊断，有利于延长飞机的服役时间。1.

7、红外热波检测技术的特点和优势•适用面广：可用于所有金属和非金属材料。•速度快：每个测量一般只需几十秒钟。•观测面积大：根据被测对象和光学系统，一次测量可覆盖0.1平方米。对大型检测对象还可对结果进行自动拼图处理。•直观：测量结果用图像显示、直观易懂。•定量：可以直接测量到深度、厚度，并能作表面下的识别。•单向、非接触：加热和探测在被检试件同侧，且通常情况下不污染也不需接触试件。•设备可移动、探头轻便：十分适合外场、现场应用和在线、在役检测。1.红外热波检测技术的特点和优势•该技术是新材料研究的一项通用技术，可应用于多

8、种材料、结构和检测环境；特别适用于复合材料、复合材料结构件及其服役期的在线/在役无损检测。•除了理论和基础研究外，每一种成功的应用都会形成一系列标准，包括方法、检测规程、标定物、缺陷判据、数据和图像等；每一种成功的应用都有机会申请专利；可拓展性很强。1.红外热波检测技术的特点和优势主要内容0什么是红外热波检测1红外热波检测技术的特点和优势2红外