基于动态扫描涡流热成像技术的碳钢结构损伤检测

针对工业系统中碳钢结构损伤检测的实际需求,该文采用动态扫描涡流热成像(DSECT)技术对人工制备缺陷碳钢试件进行检测,提出了针对DSECT的热图序列重建算法,并利用最小相频特征实现了缺陷深度的定量检测。该文推导建立了DSECT热波传播模型,并在对数坐标下实现了热波信号的拟合,消除了热波信号的噪声;提出了基于热波信号重构的热图序列重建算法,在视场中剔除了线圈,实现了视场中被检试件的均匀加热;对人工制备的缺陷试件进行检测研究,验证了重建算法的有效性;通过快速傅里叶变换提取了最小相频特征,利用缺陷深度与最小相频平方根倒数的线性关系,实现了对缺陷深度的定量估计。研究表明,DSCET解决了传统涡流热成像方法的不足,该文提出的重建算法改善了成像视场,便于对碳钢缺陷进行定量检测。

基于电磁感应热成像技术的复合绝缘子内部导通性缺陷检测方法

为了消除复合绝缘子内部导通性缺陷引起的绝缘失效故障,提出一种基于电磁感应热成像技术的复合绝缘子内部导通性缺陷检测方法。该方法利用外部电磁激励源在导通性缺陷内生成涡流,涡流产生的焦耳热在材料内部传播,通过处理分析热像仪采集的绝缘子表面动态热图序列,实现绝缘子内部缺陷的检测。建立含导通性缺陷的复合绝缘子热波模型,得到缺陷对应表面的温度分布函数。利用人工设置缺陷的复合绝缘子样品开展检测试验,通过观测原始红外热图序列,分析对应表面下不同结构的电磁扰动和热扩散过程区域的热波信号。基于热波传播机理建立热波信号混叠模型,并利用盲源分离方法实现缺陷热波信号的增强显示。最后,基于导通性缺陷对应表面温度分布方程,得出峰值时间与缺陷深度平方的定量关系,提出缺陷深度的定量检测方法。理论和实验结果表明,电磁感应热成像技术可以检测到5mm厚护套下的高导通性缺陷,该技术在复合绝缘子内部导通性缺陷检测中具有良好的有效性和广阔的应用前景。

复合支柱绝缘子界面热波模型及其界面缺陷无损检测方法

为实现在变电站等环境下对复合支柱绝缘子界面缺陷进行高效率的无接触检测,构建复合支柱绝缘子界面热波模型,并提出复合支柱绝缘子界面缺陷的无损检测方法。该方法是在红外热波技术的基础上,利用热波频域特征和统计特征重构热图,以实现不同深度热波信号的提取和热波物理特征的分离。该文推导含界面缺陷的复合支柱绝缘子热波表达式,构建界面热波模型;根据热波的频率特性和统计特性,提取热波的频域特征和统计特征;对制备的含界面缺陷人工试样展开试验研究,分析原始热图序列,得到了热波在不同尺寸界面缺陷上的传播特点;基于热波特征重构热波的幅值图、相位图和主成分重构热图;对比分析原始热图、幅值图、相位图和主成分重构热图,发现主成分重构图具有最优的缺陷检出率和信噪比。研究表明,该方法能够非接触地对复合支柱绝缘子毫米级界面缺陷实现检测,且主成分重构热图能够有效提高检测效果。

绝缘子室温硫化硅橡胶涂层热波模型及其涂覆质量无损检测方法

绝缘子室温硫化硅橡胶(RTV)涂层的涂覆质量是评价其应用效果的重要指标,涂覆施工过程中引入破损、杂质、脱粘、厚度不均匀或不达标等,各种形式缺陷,将严重影响绝缘子外绝缘性能,给设备安全可靠运行带来隐患。该文提出一种基于光热辐射热波检测的RTV涂层涂覆质量无损检测技术,该方法通过分析试件在可控光热激励下的表面瞬态温度场得到其内部结构信息。首先建立绝缘子RTV涂层热波模型并进行求解;对RTV涂层典型缺陷进行了检测,并利用主成分分析和独立成分分析增强缺陷信号;最后从热波响应相位谱中提取最小相频二次方根倒数特征用于定量表征RTV涂层厚度。研究表明,该方法可以实现绝缘子RTV涂层涂覆质量的快速、准确、非接触检测,具有广阔的应用前景。