1 首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室北京成像理论与技术高精尖创新中心, 北京 100048
2 陕西历史博物馆, 陕西 西安 710061
3 陕西省考古研究院, 陕西 西安 710043
本文介绍利用方波激励红外热像法对陕西蒲城元代墓室壁画的无损检测评估结果,为此提出一种重建材料蓄热系数的三维热层析成像定量评估方法,并与脉冲相位热成像法以及主成分热成像法的后期处理结果进行分析比较。实验结果表明,三种方法均能够提高缺陷的检测能力,但三维热层析成像方法可以实现壁画内部病害分布的定量三维评估。最后对其中一整幅壁画进行三维热层析成像,所提方法可以实现空鼓、裂纹、墙体支撑结构的检测和评估,可为壁画揭取搬迁、修复保护及壁画研究提供有用的评估手段和参考信息。
成像系统 方波激励红外热像法 无损检测 热层析 壁画检测 文物保护 光学学报
2021, 41(16): 1611002
采用主动式持续热激励红外热成像技术对几个不同蒙皮厚度的粘接试件进行检测, 并结合后续数据重建等算法, 可有效提高蒙皮与腹板间有胶区与无胶区之间的热对比度, 实现了蒙皮与腹板之间粘接检测。从而验证了大功率持续热激励的红外热成像技术应用于风电叶片无损检测领域的可行性, 为风电叶片中较深缺陷的无损检测提供了新的解决方法。
风电叶片 蒙皮与腹板粘接 无损检测 持续热激励红外热成像技术 wind turbine blade bonding between covering and web non-destructive testing continued excitation infrared thermal imaging tech
北京市太赫兹波谱与成像重点实验室，太赫兹光电子学教育部重点实验室，首都师范大学物理系，北京 100048
蜂窝结构在使用过程中，常见的缺陷有脱粘和积水。红外无损检测技术通过对试件主动加热，利用热像仪采集试件表面的红外辐射变化，从而检测出物体的缺陷信息。实验结果表明，蜂窝积水位置的温度要低于参考区域的温度。基于这一现象，利用Ansys有限元软件模拟了蜂窝结构的脉冲红外热成像检测过程，并与实际脉冲红外热成像用于表面下识别检测实验结果进行对比，验证了模拟结果的正确性。对蜂窝结构的积水、脱粘和积油缺陷模拟并进行对比识别，为实际实验提供理论基础。
测量 脉冲红外热成像 有限元分析 蜂窝结构 缺陷
首都师范大学物理系， 北京市太赫兹波谱与成像重点实验室， 太赫兹光电子学教育部重点实验室， 北京 100048
利用ANSYS有限元分析软件对不锈钢平底孔两种深度4种缺陷试件进行建模，施加单面热流，模拟了脉冲红外热成像检测过程。计算被检不锈钢表面的温度变化和分布，提取相应缺陷表面对应区域的降温曲线，计算不锈钢缺陷界面热反射系数，并与实际脉冲红外热成像用于表面下识别检测实验结果进行对比。考察了有限元分析方法用于表面下缺陷类型识别的可行性，为进一步进行脉冲红外热成像用于表面下识别检测提供借鉴。
测量 脉冲红外热成像 表面下识别 有限元方法 反射系数 热传导 中国激光
2012, 39(11): 1108010
1 重庆市电力公司， 重庆 400015
2 首都师范大学物理系北京市太赫兹波谱与成像重点实验室， 北京 100048
3 首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室， 北京 100048
4 重庆师范大学物理与电子工程学院， 重庆 400047
采用主动式脉冲红外热波技术检测瓷绝缘子内部缺陷，两个高能脉冲闪光灯用于瞬时加热被测瓷绝缘子表面，绝缘子表面吸热而升温，热量由表面向内部传导，从而引起表面温度的降低，计算机控制红外热像仪采集和记录绝缘子表面降温过程。通过研究热波一维热传导理论模型，建立了针对内部气孔缺陷的一阶相对热对比度理论公式并模拟其理论曲线，结合对实验热波降温数据序列进行处理和分析，实现了瓷绝缘子夹杂和内部气孔的检测。并分析和讨论了瓷绝缘子内部气孔和夹杂缺陷的一阶微分热图在时序上的区别。结果表明脉冲红外热波技术能用于瓷绝缘子内部缺陷检测。
脉冲红外热波术 瓷绝缘子 缺陷 热传导 中国激光
2011, 38(s1): s108007
曾智 1,2,2,3,4,*陶宁 1,2,2,3冯立春 1,2,2,3张存林 1,2,2,3
1 首都师范大学物理系， 北京市太赫兹波谱与成像重点实验室
2 北京 100048
3 首都师范大学物理系， 太赫兹光电子学教育部重点实验室
4 重庆师范大学物理与电子工程学院， 重庆 400047
以表面阳极化处理后的铝和玻璃钢材料为例，在其背面加工6个不同深度的平底楔形槽。采用脉冲红外热波技术作为实验方案，提取所获得的热图序列楔形槽内不同缺陷宽深比(RDSD)的热波降温数据，来近似模拟相同深度缺陷受到不同程度的三维热扩散的影响。基于一维热传导模型分析了几种方法的测厚原理，并对所提取热波数据进行计算，比较了相同缺陷深度不同缺陷尺寸对缺陷深度测量的影响规律。结果表明各方法所对应特征时间随RDSD系数增大而近似线性增大，且深度更大或被测件热扩散系数更小时其斜率更大。
脉冲红外热波 缺陷深度 缺陷宽深比 三维热扩散 中国激光
2011, 38(s1): s108005
为了管理光纤放大器的各项数据指标，基于简单网络管理协议(SNMP)设计了一种远程监控系统。该系统管理端采用SNMP++开发包为用户提供了友好的管理界面，代理端使用MSP430单片机和CS8900A网卡驱动芯片作为网络通信的硬件支持。建立了光纤放大器的各项数据指标管理信息库文件的私有节点。结果表明，系统通过与实际光纤放大器各功能电路联调测试，监控系统上各节点对应的各项数据指标均可在用户管理界面中被管理。这说明该监控系统可以用于对光纤放大器进行远程管理。
光纤放大器 简单网络管理协议 管理信息库 嵌入式系统 fiber amplifier simple network management protocol management information base embedded system
为了研究光子晶体开放腔特性，采用平面波展开法和时域有限差分法对顶角为30°楔角的光子晶体和空气槽交替组成的新型光子晶体开放腔进行了研究。研究发现，这种结构的光子晶体开放腔在两个归一化频率范围(0.3006~0.35,0.6755~0.6851)内具有负折射特性，并且在负折射频率范围内可形成一个零光程的闭合回路；光子晶体与空气槽的分界面上有高的透射率，能够在某个波长产生共振。结果表明，可以利用共振波长随着折射率的变化而变化的光子晶体开放腔实现折射率的高灵敏度测量。
光学设计与制造 光子晶体开放腔 平面波展开法 时域有限差分法 探测 optical design and fabrication open photonic crystal cavity plane wave expansion method finite-difference time-domain method detection
为了实现光纤放大器的抽运模块驱动电源精度高、纹波系数小、转换效率高并具有一定保护功能, 设计了半导体激光器的驱动电流源。该电流源由驱动、串口控制等模块组成。采用基于LM2676的开关转换方式, 构建了转换效率较高的恒流源系统, 并应用于LD驱动。经测试, 通过LD的电流最大为2.5A, 输出电流精度达到0.1%,转换效率可达85%以上,LC滤波电路使输出电流纹波减少至0.5mA; 具有串口通信电流源控制系统, 能够实现对驱动电流值的远程读取与设置。结果表明,该电流源达到理论设计要求,可应用于光纤放大器抽运模块。
激光技术 光纤放大器 半导体激光器 驱动电流源 负反馈 串口通信 laser technique fiber amplifier semiconductor laser current driver negative feedback serial communication
1 首都师范大学物理系, 北京 100048
2 北京理工大学信息科学技术学院光电工程系, 北京 100081
为提高管道的运送效率，及时检测排除管道内壁的缺陷非常重要。提出利用超声红外无损检测方法对管道内部进行检测。超声主动热激励试件，高频红外热像仪记录试件表面温度变化，结合了超声摩擦生热和红外热成像的优点。对壁厚约为3.3mm检测难度较大的金属管内壁缺陷进行了检测。通过对采集数据和热图的处理分析，准确快速地确定缺陷所在的位置。实物对比分析表明：超声热激励红外无损检测技术可以对金属管道内壁缺陷进行准确检测定位。
金属管 无损检测 超声激励 红外探测 内壁缺陷 metal pipeline nondestructive test ultrasonic heating infrared test inner wall defect
