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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 234 毫秒
1.
陈大鹏  邢春飞  张峥  张存林 《物理学报》2012,61(2):24202-024202
本文的目的在于探索一种新的适用于红外热波检测技术的热激励方式——太赫兹(THz)热激励. 文中介绍了THz波周期性热激励的热传导理论模型; 尝试利用返波振荡器(返波管backward wave oscillator, BWO)太赫兹源对一块碳纤维基底吸波涂层板进行周期性THz热激励, 红外热像仪连续观测和记录试件表面温场变化, Canny边缘算法处理热图像显示缺陷; 检测结果与闪光灯脉冲激励的结果进行比较, 讨论了太赫兹波激励红外热波检测技术可能的优势. 实现了THz技术与红外热波无损检测技术的结合.  相似文献   

2.
以固体火箭发动机中的玻璃纤维复合材料壳体/绝热层试件的脱粘缺陷为研究对象,利用脉冲闪光灯热激励方式对试件进行加热,用红外热像仪实时监测试件的表面温度场,由表面温度差异来判定试件内部缺陷,然后通过对热像图进行图像增强处理和分割以定量识别缺陷。将实验结果与超声C扫描检测结果进行的对比分析表明:红外热像无损检测方法能够快速直观地发现深度5 mm以内、直径10 mm以上的脱粘缺陷,而超声C扫描检测更适合于对特定缺陷进行准确定量检测。  相似文献   

3.
 热波成像技术是人们根据热波形成的机理,并与现代扫描电镜实验技术相结合而进行的一种显微成像技术。该技术对物质表面和亚表面缺陷进行非破坏性无损检测具有独特的优越性。一、热波成像技术的物理过程热波成像技术按其检测信号方式的不同,可分为两类:第一类为气体传声器光声检测系统,第二类为压电光(电子)声检测系统。气体传声器光声检测系统使用得最早,也最为普遍。在这里,用于热波成像的光源是经过聚焦的激光束,当强度受到调制、且经过聚焦的一束激光通过透明窗口照射在密闭空腔内的试样上时,试样吸收光能,并把光能转变为热能,热能以热波的形式出现,从样品内部传播到样品的表面上.  相似文献   

4.
陶宁  曾智  冯立春  张存柑 《物理学报》2012,61(17):174212-174212
本文提出了一种利用反射式脉冲热成像法测量缺陷深度、热扩散系数或缺陷界面热波反射系数的方法. 首先,介绍了脉冲热成像法的基本原理以及定量测量算法.其次,利用304不锈钢制作了平底孔试件 并预埋了四种不同物质并进行了实验,给出在不同条件下对缺陷深度、热扩散系数或缺陷界面热波 反射系数测量的结果.实验结果显示实际测量值与其他方法测量值基本符合, 误差范围在±5%以内, 并讨论了影响测量精度的原因.  相似文献   

5.
热声压力波放大器的湍流模型及实验验证   总被引:2,自引:0,他引:2  
热声压力波放大器是一种利用声学特性将压力波幅值进行放大的一种装置,它主要用来连接热声发动机和其驱动的制冷机,增大制冷机的驱动压比.由于声学压力波放大器内的压力幅值通常较大,流动速度也非常大,所以用线性热声理论难以对其进行准确的计算.本文通过对线性热声理论进行修正,获得了热声压力波放大器内湍流流动的修正方法,并对该修正方法进行了实验验证.研究结果表明,通过修正后的理论模型可以对热声压力波放大器进行较为准确的计算.该计算模型预计在其它的一些交变流动系统中也具有一定的适用性.  相似文献   

6.
针对接触式超声检测方法在金属板结构内部缺陷实际工程检测中存在的环境要求高、效率低、操作难度高等问题,提出了空耦超声Lamb波检测方法,该方法能更好地适应现场应用环境,提高检测效率,减少传感器数量。通过有限元仿真和实验分析比较了空耦超声检测与接触式超声检测两种方法接收到的信号和成像效果。结果表明:有限元仿真和实验中,空耦超声检测方法对缺陷位置的定位误差分别为2 mm和3.6 mm,接触式检测方法对缺陷位置的定位误差分别为2 mm和11.3 mm,空耦检测具有较高的定位精度;单侧激励条件下,适合采用A0模态Lamb波对板内缺陷进行检测;空耦超声检测可以通过调整信号接收角度接收单一模态Lamb波,避免伪像产生。该方法为后续金属板状结构内部缺陷的空耦超声检测提供参考。  相似文献   

7.
支持向量机方法在热波检测图像分割中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
作为热波无损检测技术中的关键环节,热波图像分割对结构损伤的有效识别与准确评估具有重要影响。为克服红外热波图像背景噪声大,对比度低等因素对损伤识别的影响,提出了一种基于支持向量机的热波图像分割方法。该方法首先采用Wiener滤波对热波图像进行预处理,然后随机选取目标区域和背景区域内多个像素点的像素值组成目标向量与背景向量,对基于多项式核函数的支持向量机进行训练,最后将训练好的分类器应用于不同的热波图像,实现热波图像的分割。试验结果表明:该方法可有效克服热波图像背景噪声大的问题,较好地保留了缺陷区域分割的完整性;与基于硬阈值的图像分割方法相比,该方法能更好地抑制背景区域的噪声干扰,更有利于损伤的识别与评估。  相似文献   

8.
施柏煊  谈恒英  缪进 《光子学报》2001,30(2):174-178
本文介绍利用激光引发固体薄片表面的热透镜效应无损检测固体薄片深层缺陷的理论分析和反射偏转法.面扫描信号通过计算机处理,以三维象或灰度象显示出深层缺陷,实验结果表明:缺陷的检测深度随泵浦光调制频率的增加而减少,利用相位信号,检测的深度比利用幅值信号的更深,和理论分析相一致.  相似文献   

9.
根据爱因斯坦狭义相对论,热量具有其对应的相对论质量,并且引入了描述热质(热量)运动的连续方程、动量方程.本文根据热质(热量)运动控制方程组,导出了热质(热量)的波动方程,证明了热量具有波动的传递方式,当热质动能与热质的耗散在同一量级时,得到了有限的热波传播速度.分析了热波产生的物理机制.基于热质理论的热波模型与CV模型进行了比较,指出了CV模型在物理上的缺陷.最后对一维热波的传播过程进行了数值模拟,给出了超快速导热过程的物理图像.  相似文献   

10.
SiC以优异的物理性能和良好的工艺性能,逐渐成为大型空间成像光学系统主镜的首选轻量化光学材料. SiC镜坯制备及加工过程中引入的亚表面缺陷会严重影响最终的镜面质量以及光学系统的成像品质.针对SiC材料亚表面缺陷的检测问题,本文采用光热辐射技术进行分析:分别建立均匀样品的单层理论模型和含空气层缺陷的三层理论模型,用于计算无缺陷和存在缺陷区域的光热辐射信号.通过对三层理论模型信号的相位仿真分析,提出利用相位差-频率曲线的特征频率估算缺陷深度的经验公式;利用光热辐射装置测量存在亚表面缺陷的SiC样品,分析缺陷区域的光热辐射信号分布,利用经验公式计算缺陷深度,并与缺陷实际深度分布进行对比分析.实验与计算结果显示,光热辐射技术能有效探测SiC镜坯的亚表面缺陷及其形貌,并且对于界面与样品相对平行且较为平缓的亚表面缺陷,其缺陷深度可通过经验公式准确确定.  相似文献   

11.
基于非傅里叶热传导方程,采用复变函数法和镜像法,研究了含双圆柱亚表面缺陷板条材料热波散射的温度场,并给出了热波散射温度场的解析解。分析了入射波波数、热扩散长度、缺陷的埋藏深度以及板条材料的厚度等对板条表面温度分布的影响。温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热。该分析方法和数值结果可为工程材料结构的传热分析、热波成像和材料内部缺陷评估,以及热物理反问题研究提供参考。  相似文献   

12.
A new kind of thermal contrast, called “filtered contrast” is presented, which allows detecting and characterizing material defects using active thermography under some assumptions on physical and thermal parameters of materials. In opposition to known definitions of the thermal contrast, knowledge about defect-free area is not necessary and this contrast is less sensitive to nonuniformity of heat disposal to the material surface. The measurements were performed on an experimental setup equipped with a ThermaCAM PM 595 infrared camera and frame grabber. The step heating was chosen as heat excitation. The results demonstrate usefulness of the 1D model of heat transfer used for determination of depth of subsurface defects. The influence of the parameter of the smoothing filter, required for filtered contrast implementation, thermal parameters of the tested material and defect on expanded uncertainty of determination of defect depth is also presented. Due to significant complexity of the model of heat transfer, the conditions for the “law of propagation of uncertainty” were not fulfilled and a numerical method, i.e., Monte Carlo simulation is applied for the propagation of distributions.  相似文献   

13.
针对大口径望远镜主镜在环境温度变化和太阳辐照变化引起的温度场变化进行了理论分析,根据圆柱坐标下设立的非稳态热传导方程和边界条件,利用分离变量法和格林函数法求解了主镜的温度场分布。为了验证求解的有效性,利用求得的温度场解析式和有限元软件分别分析了2.8 m口径望远镜实心主镜,反射面径向温度分布具有良好的一致性。表明该理论解析式能够较好地反映主镜反射面的温度场分布。将轻量化主镜进行无筋板的薄型镜热模型等效,并分别对两种镜子的温度场进行仿真计算,以此验证等效模型的正确性。轻量化主镜温度场的等效理论计算结果在主镜的早期设计研究阶段具有良好的参考价值。  相似文献   

14.
马晓波  王飞  陈德珍 《物理学报》2014,63(19):194401-194401
基于双曲型热传导方程,采用镜像法和波函数展开法,求解了含亚表面异质圆柱缺陷的半无限功能梯度材料的表面温度场,给出了功能梯度材料中热波散射的一般解.分析了亚表面异质圆柱缺陷的几何参数(如埋藏深度)和热物理参数(如导热系数、热扩散长度、热扩散率及热弛豫时间等)对功能梯度材料表面温度场的影响.温度波由调制的超短脉冲激光在功能梯度材料表面激发,异质圆柱缺陷表面的边界条件为导热边界.研究结果可望为功能梯度材料的红外热波无损检测、导热反问题提供计算方法和参考数据.  相似文献   

15.
The existing inverse methods used to determine the heat flux density require that the forward problem and the problem domain (geometry) be known. In this paper, in order to determine the spatiotemporal heat flux density without knowing the real problem domain, we propose an approach based on temporal tracking of the thermal front. The proposed approach is particularly relevant when a three-dimensional formulation is adopted for nondestructive testing using infrared thermography. For such a formulation, heat flux density resulting from the external thermal stimulus is needed and must be determined to accurately characterize the defects and reconstruct the internal geometry of the inspected objects. The proposed approach uses only two inputs: the time-dependent temperature of the frontal surface recorded by an infrared camera and the 3D point cloud of the frontal surface collected by a 3D scanner. The method is evaluated numerically on an object of complex shape. We consider the case of pulsed thermal stimulus as well as the cases of unit step and modulated thermal stimuli. An experimental validation is performed on a cylindrical object submitted to a pulsed thermal stimulus and a modulated thermal stimulus. The results show the accuracy of the method which can easily be implemented as the initial step of the three-dimensional quantitative nondestructive testing of objects using infrared thermography.  相似文献   

16.
We present a new application of a hot wire sensor for simultaneous and independent measurement of thermal conductivity k and diffusivity α of (nano)fluids, based on a hot wire thermal probe with ac excitation and 3 ω lock-in detection. The theoretical modeling of imaginary part of the signal yields the k value while the phase yields the α value. Due to modulated heat flow in cylindrical geometry with a radius comparable to the thermal diffusion length, the necessary sample quantity is kept very low, typically 25μl. In the case of relative measurements, the resolution is 0.1% in k and 0.3% in α. Measurements of water-based Aerosil 200V nanofluids indicate that ultrasound treatment is more efficient than high pressure dispersion method in enhancing their thermal parameters.  相似文献   

17.
针对柱状生物活体组织,提出了通过测量组织表面三个测量点的温度变化,同时确定多个热特性参数的新的非稳态无损测量方法。基于Pennes生物传热方程,建立了描述三点法测量系统传热过程的数学模型,进行了正问题的求解。根据数值计算以及参数灵敏度分析的结果,采用改进的高斯方法,对生物活体组织的热特性参数估计进行了模拟计算及分析。结果表明,采用三点测温同时确定活体生物组织的导热系数、血液灌注率、综合换热系数的测量方法是有效和可行的。  相似文献   

18.
An attempt to apply the temperature peak model to describe the formation of defects and tracks in semiconductor crystals is made for the first time. The temperature dependences of model parameters, such as specific heat, thermal conductivity, and electron-phonon coupling coefficient are obtained. Agreement between the theoretical results and experimental data for InP and Ge crystals irradiated by ultrafast heavy ions indicates the adequacy of the model, with which one can evaluate the temperature of the local area near the ion trajectory, as well as the diameters of the molten region and experimentally observed track region. The diameter of the cylindrical molten region that forms along the path of 250-MeV Xe+ ions in InP is predicted to be 20 nm, and the measured cross-sectional diameters of the tracks fall into the range 7–15 nm.  相似文献   

19.
For the measurement of the thermal capacity and the thermal conductivity of films, the thermal excitation of the sample is commonly performed by the absorption of light. This results in a spatial and temporal temperature distribution within the film. With a variety of methods static or dynamic temperature recordings are performed.Two problems with these methods are discussed, the calculation of the temperature distribution in the film and the measurement of the mean surface temperature of the film. An analytical solution of the heat conduction problem for a cylindrical geometry with any radial distribution of the absorbed light is given. Resistive bolometers are introduced for the measurement of the mean surface temperature of the film within a circular area. Experiments with a 25 m thick PVDF film give excellent agreement with the theoretical calculations within the modulation frequency range 10–3 Hz to 103 Hz, thus allowing a determination of various thermal parameters of the investigated film.  相似文献   

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