主动热激励式红外热成像管道缺陷深度检测

针对管道内壁缺陷深度检测的问题,建立了一种基于电涡流主动热激励的红外热成像管道缺陷深度检测方法。阐述了红外热成像管道缺陷深度检测的机理,针对埋地管道检测对热激励的特殊要求,设计了参数可调控的电涡流热激励实验装置,按照管道内壁形状制作了检测试件,通过基于电涡流的主动热激励实验,分析了谐振频率、提离高度、输入电功率这3个重要参数对热激励效率的影响,并得出它们的优化值。在此基础上,对预先设计带有不同深度缺陷的检测试件进行主动热激励,并获取其红外热图像,通过分析热图像数据发现,缺陷与非缺陷区域间灰度均值的差值随缺陷深度的变化而变化,一在定条件下二者呈单值对应关系,且具有较好的线性度。利用这一规律,通过实验数据拟合建立了槽形缺陷和圆形缺陷的深度检测模型,实验测试显示所建立的模型具有一定的检测精度。研究结果表明:在优化的电涡流主动热激励条件下,可以通过红外热图像计算出缺陷深度,所提出的基于电涡流主动热激励的红外热成像管道缺陷深度检测方法具有可行性。     

复合材料脱粘缺陷的红外热像无损检测

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。     

红外热波无损检测技术用于聚丙烯管道缺陷的检测

由于聚丙烯管道所处的工作环境恶劣,长期使用后极易形成内壁腐蚀、结垢和裂纹等缺陷,导致管道的性能降低,引发事故,因此对聚丙烯管理进行严格的天损检测是十分必要的。将红外热波无损检测技术用于预埋有三种缺陷(腐蚀、结垢和裂纹)的聚丙烯管道的无损检测;对红外热像仪采集的数据进行处理,得到典型时刻的热图和温度对数-时间曲线。通过分析典型时刻热图的灰度随时间变化的情况和曲线的斜率变化,对三种缺陷类型进行定性分析,并对缺陷进行定位。利用图像处理软件测量出了腐蚀面积。实验结果表明,红外热波无损检测技术可以快速、直观和有效的检测聚丙烯管道的三种常见缺陷。     

太赫兹激励的红外热波检测技术

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.     

红外无损检测在面向等离子体部件检测的应用

建立了主动式内热源激励的红外无损检测平台,并进行了不同缺陷大小的EAST W/Cu 面向等离子体部件(PFC)的无损检测实验(NDT),得到试件表面的红外热图。通过最大温差值融合法消除由试件表面发射率不均匀引起的温度误差,通过快速离散傅里叶变换法提高了图像的信噪比,实现了对W/Cu 面向等离子体部件缺陷的分辨。通过数值模拟的手段对可能影响该检测技术的关键因素进行了定量分析。     

����������������������岿������Ӧ��

建立了主动式内热源激励的红外无损检测平台,并进行了不同缺陷大小的EAST W/Cu面向等离子体部件(PFC)的无损检测实验(NDT),得到试件表面的红外热图。通过最大温差值融合法消除由试件表面发射率不均匀引起的温度误差,通过快速离散傅里叶变换法提高了图像的信噪比,实现了对W/Cu面向等离子体部件缺陷的分辨。通过数值模拟的手段对可能影响该检测技术的关键因素进行了定量分析。     

蜂窝缺陷的红外无损检测及有限元模拟

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。     

超声红外热像技术及其在无损评价中的应用

本介绍在光热红外检测的基础上发展的超声红外热像技术。该技术利用超声脉冲作为激发源，当超声脉冲在试样上传播的过程中遇到裂纹等缺陷时，缺陷引起超声附加衰减而局部升温。利用红外照相机获取试样表面的温度分布，可显示裂纹等缺陷。超声红外热像技术发挥了超声和红外技术的优点，可实时地检测裂纹等缺陷，在无损评价和检测中有广泛应用。     

基于小波变换的红外热波无损检测融合算法

在红外热波无损检测中获取的热像序列存在着背景噪声大、缺陷边缘模糊、对比度低等特点。为了提高由红外热像序列重构的数字图像的缺陷显示能力,以小波变换为热像处理工具,采用基于像素级和特征级的图像融合算法对热像序列进行了处理,并采用基于统计学的图像评估标准对处理效果作了定量评价。通过对铝合金试件的检测实验说明该方法可用于材料内部缺陷的红外热波无损检测。研究结果表明,此种图像融合算法可对不同深度缺陷所对应的两幅最佳热像进行有效地融合,在一幅融合图像中直观地反映出全部缺陷,并能有效地减少加热不均和背景噪声对缺陷识别的不利影响。     

含缺陷疲劳试件的锁相红外热成像无损检测

锁相红外热像技术由于其实时、快速、无损以及非接触等优点,被逐渐应用于疲劳研究中。基于锁相红外热像理论,用法国Cedip公司开发的锁相红外热像系统对含缺陷的疲劳试件进行了无损检测,并快速测得了其疲劳极限。结果表明,相位图比幅值图能提供更多的缺陷内部信息,恰当选择检测频率是无损检测的关键,缺陷面积越大检测精度越高。随缺陷深度的增加,疲劳试件的疲劳极限降低。     

ITER��һ��ģ��Be/Cu���ӽ������ƣ�����˷���

采用热等静压扩散连接技术并通过添加Ti/Cu中间过渡层实现了Be与CuCrZr合金之间的可靠连接,所制作的ITER第一壁小模块已通过高热负荷疲劳试验.对试验后的小模块进行了超声波无损探伤,发现界面多处存在大尺寸缺陷.介绍了高热负荷疲劳试验后模块的破坏性检测与分析,结合对缺陷界面的金相观察、SEM观察及EDS分析方法,确定了缺陷形成的主要原因.     

ITER第一壁模块Be/Cu连接界面的热疲劳损伤分析

采用热等静压扩散连接技术并通过添加Ti/Cu中间过渡层实现了Be与CuCrZr合金之间的可靠连接,所制作的ITER第一壁小模块已通过高热负荷疲劳试验。对试验后的小模块进行了超声波无损探伤,发现界面多处存在大尺寸缺陷。介绍了高热负荷疲劳试验后模块的破坏性检测与分析,结合对缺陷界面的金相观察、SEM观察及EDS分析方法,确定了缺陷形成的主要原因。     

B型套筒角焊缝缺陷相控阵超声检测定量方法

B型套筒修复作为油气管道修复的主要方式之一,在其修复的焊接过程中,该结构的环形角焊缝内部常常出现以气孔、夹渣为代表的孔型缺陷。这类缺陷由于角焊缝特殊的结构,在利用相控阵超声无损检测技术对其检测时,难以对其进行定量分析。通过数值模拟和实验,发现通过相控阵超声扇扫得到缺陷回波信号峰值与孔型缺陷直径呈正相关,为孔型缺陷的定量分析提供了一种可靠的手段。     

Nondestructive testing of objects of complex shape using infrared thermography: Determination of the spatiotemporal distribution of the irradiation heat flux

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.     

Infrared thermography and its application in the NDT of sandwich structures

Thermographic nondestructive testing (NDT) based on the thermal resistance effect of defects is developed for the inspection of delaminated and sandwiched defects embedded in composite structures. The resolution is examined for artificial delaminated defects in carbon-fiber honeycomb structures using conventional infrared radiation heating. The experimental results have demonstrated that radiation heating is effective for revealing defects in the composite structures.An experimental and computational hybrid system is developed for detecting defects in various composite structures. The system consists of an infrared thermal video system which measures the surface temperature distribution of the structure, a computer with a PIP-1024B image board which performs image processing of thermograms, and a HP ink jet XL printer. It is found that this system is readily applicable to the detection of defects located at the interface of the core and skin in honeycomb structures and delaminations in composite materials.     

红外热波无损检测中材料表面下缺陷类型识别的有限元模拟及分析

鉴于红外热波无损检测中被检测物的形状、尺寸、材料和缺陷类型的不同，为给红外热波无损检测提供前期实验结果的预演，利用大型有限元分析软件ANSYS选择3种热特性差异较大的均匀材料，设计了三维模型。利用软件的前处理器和通用后处理器，绘出不同时刻模型表面的温度场分布，以此确定温度分布材料缺陷的类型。通过对模拟数据进行分析，绘出不同缺陷的温度变化曲线。根据曲线斜率的不同，可定性确定缺陷的类型。模拟结果说明：大型有限元分析软件ANSYS可用于红外热波无损检测实验过程的模拟,模拟结果与实验结果相符。该方法可用于其他不同缺陷类型的模拟及定量识别。     

铝合金板疲劳微裂纹超声红外成像检测的数值及实验研究*

超声红外成像检测技术是一种发展迅速的新型无损检测技术,可用于检测材料表面或近表面的缺陷,由于对缺陷具有选择性加热的特点,近年备受检测行业的关注。在铝合金板中制作疲劳微裂纹,在板中激励声波,裂纹表面因振动摩擦生热,用红外摄像仪记录板表面温度分布。拍摄的红外图像序列经傅立叶变换后得到的幅值和相位图能清晰显示裂纹的特征,测量到的裂纹长度误差达到4.3%。用有限元模拟超声在板中裂纹处的生热过程,研究板中超声在裂纹处的励热机制。超声的激励时间、裂纹表面间的摩擦系数和裂纹开口宽度直接影响裂纹处的励热效果,温度最高通常位于裂纹尖端附近。实验和模拟结果均表明超声红外成像检测技术能对板中疲劳微裂纹实现快速检测,提供有效、可信的检测结果。