刘颖韬 1,2,3,4许路路 5何方成 1,2,3,4李硕宁 1,2,3,4杨党纲 1,2,3,4
1 中国航发北京航空材料研究院，北京 100095
2 航空材料检测与评价北京市重点实验室，北京 100095
3 中国航空发动机集团 材料检测与评价重点实验室，北京 100095
4 材料检测与评价航空科技重点实验室，北京 100095
5 北京航空航天大学 材料科学与工程学院，北京 100191
为了研究外场环境下实施红外热成像检测时，环境温度、日照、风速等外场环境因素对检测的影响机理及规律，文中以闪光灯激励红外热像法检测玻璃纤维增强塑料层压板分层缺陷为例，通过轴对称分层缺陷的物理建模、有限元仿真计算和基于试块的实验研究，得到了温差、温差最大值、温度对比度和温度对比度最大值等可检信息参数随各个环境因素变化的规律。文中对比了25 ℃和30 ℃环境温度下的仿真结果和实验结果，对比了日照不均和均匀温度下的仿真结果和实验结果，对比了对流换热系数为10 W/(m2·K)与100 W/(m2·K)的仿真结果和正常散热与强制散热的实验结果。基于以上仿真结果和实验结果，得出了如下结论：随着环境温度的升高，温度对比度最大值下降，缺陷清晰度下降，不利于缺陷的检出；日照不均使得温差最大值和温度对比度最大值或者增大或者减小，会造成误判或缺陷漏检；随着风速的增大，温差最大值和温度对比度最大值变小，缺陷的可检性变差，缺陷的清晰程度下降，不利于缺陷检测。
红外热像无损检测 外场检测 在役检测 红外热波 无损检测 infrared thermographic nondestructive testing outfield detection testing in service infrared thermal wave nondestructive testing 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210711
1 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院, 北京 100191
2 中国航发北京航空材料研究院, 北京 100095
为了提高红外调制热像法对复合材料缺陷的检测能力, 研究了利用基于复Morlet小波相位分析的红外热像序列处理方法。依据热激励调制频率和红外图像采样频率, 自适应地选择小波变换尺度总数, 然后利用复Morlet小波系数相位从原始热像序列重建相位图序列。对含有分层缺陷的玻璃纤维增强复合材料参考试件进行了调制热像检测实验, 以信噪比为评价指标对该方法的实际处理效果进行了定量评定, 并与傅里叶变换法进行了对比。结果表明: 复Morlet小波相位法可以分离调制热像信号的低频和高频噪声, 能稳定地提取试件不同深度的分层缺陷, 对热激励调制频率的变化有良好宽容性, 因此是调制热像法的有效数据处理方法。
无损检测 调制热像 复Morlet小波变换 玻璃纤维增强复合材料 non-destructive testing modulated thermography complex Morlet wavelet transform glass fiber reinforced plastic 红外与激光工程
2018, 47(9): 0904002
1 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院, 北京 100191
2 中国航空工业集团公司 北京航空材料研究院, 北京 100095
对半透明材料的光激励红外检测, 其热激励机理与不透明材料不同, 试件的吸热依赖于材料的光学特性和光源的辐射光谱。基于半透明材料的光谱特性, 提出了体加热的物理机制和建模方法。为了获得材料的光谱吸收率, 测试了不同厚度下玻璃纤维复合材料在一定波长范围内光的反射率和透射率。以色温模型来描述加热灯的光谱特性, 用有限单元法分析了闪光灯色温对缺陷检测效果的影响, 给出了可检信息参数(最大温差和最大对比度)与闪光灯色温的关系。结果表明, 最大温差和最大对比度与色温呈非线性关系, 它们随色温升高先减小后增大, 因此低色温和高色温闪光灯对半透明复合材料检测更有利。所得结论为半透明复合材料的闪光灯激励红外检测提供了理论参考。
红外无损检测 半透明材料 光谱 色温 脉冲热像法 数值模拟 infrared non-destructive testing semitransparent materials spectrum color temperature pulsed thermography numerical simulation 红外与激光工程
2017, 46(1): 0104001
