电气设备零件内部三维缺陷的定量红外识别算法研究

对带有缺陷的平板试件的内部传热建立了三维物理和数学模型,研究了不同缺陷尺寸、方位和导热系数时检测表面的红外特征,并根据Levenberg-Marquardt方法提出了通过表面红外测温确定内部缺陷尺寸、方位和导热系数的计算方法;分析了测量误差和缺陷导热系数对计算结果的影响。通过计算分析可以得到结论:三维缺陷的红外特征随缺陷尺寸、方位的变化关系与二维有所不同,不能简单地等同;该方法可以比较精确的确定内部缺陷的尺寸、方位和导热系数,测量误差对计算结果的影响较小;该方法适用于可用有限个参数来描述的各种形状的内部缺陷的检测和识别。

电线电缆破损的定量热像检测与诊断方法研究

通过控制容积法对带有破损的高压输电线及电缆建立了物理和数学模型。模型考虑了电线和电缆芯的轴向导热,更精确地描述了破损程度和温度响应的关系;得到了无破损以及不同程度破损时电线以及电缆的表面温度分布规律;提出了通过红外热像仪测量表面温度分布在线检测与诊断输电线和电缆破损程度的方法,并针对常用电线电缆进行了具体分析和诊断。理论和实验研究均证明了红外在线检测电线电缆破损的可行性及定量诊断方法的有效性。

微槽平板热管传热性能的实验研究

系统地研究小充液率条件下重力对微槽平板热管传热性能的影响,分析了工作温度、冷却方式等影响因素.发现重力对热管径向液膜的分布影响比较小,而对轴向的影响比较明显,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力.进一步证明了深槽平板热管具有良好的传热性能.

重力对微槽平板热管传热性能的影响

系统地研究了重力对微槽平板热管传热性能的影响 ,分析了工作温度、冷却方式和倾角等影响因素。通过对比实验发现重力对热管的轴向液膜分布影响非常明显 ,在周向只在大充液率时有明显的影响 ,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力。研究表明深槽平板热管具有优良的传热性能 。

三种微槽结构的平板热管的传热性能实验研究

对三种微槽平板热管的传热性能进行了实验研究,分析了充液率、工质的种类、槽道形状对微槽平板热管传热性能的影响。得到了深槽平板热管的最优充液率范围,证明了深槽平板热管具有更加优良的传热性能。

电子器件冷却用微型热管的蒸发传热分析

通过对薄液膜蒸发传热以及热管壁轴向导热的分析,对三角形截面微型热管的蒸发段建立了蒸发传热模型。研究表明:薄液膜对热管蒸发传热的作用远远大于厚液膜;固液接触角在蒸发段沿轴向逐渐变小;对存在加工圆角的热管进行传热计算的时候,最小弯月面半径和加工圆角存在制约关系,不能简单的以加工圆角代替。

基于红外测温的内部缺陷尺寸、方位的计算方法研究

对具有内部缺陷的平板试件的传热建立了三维物理和数学模型 ,提出了通过表面红外测温确定内部缺陷尺寸、方位的计算方法。同时 ,分析了测量误差和缺陷导热系数对计算结果的影响。通过计算分析可以得到结论 :本方法可以精确地确定内部缺陷的尺寸和方位 ,测量误差对内部缺陷估计的影响较小 ;在试件的导热系数远大于缺陷的导热系数时 ,缺陷导热系数的微小变化对缺陷尺寸和位置的计算没有明显的影响 ;适用于任何尺寸、方位可用有限个参数描述的内部缺陷的检测。

微小型热管的研究现状与进展

通过就微小型热管的研究现状以及最新进展从单根微型热管、微型热管阵列以及微槽平板热管三个方面进行了系统地回顾。归纳了微小型热管的传热极限;总结了微小型热管研究一致公认的结论以及微小型热管研究所面临的困难和挑战。证明了微小型热管在微电子器件冷却等微小空间散热方面有着广阔的应用前景。

缺陷表面温度分布及空腔自然对流对红外检测的影响

对存在内部缺陷的板状结构的传热建立了二维物理和教学模型。通过有限差分法求解得到了检测表面的温度分布。得到了缺陷尺寸、深度以及缺陷的当量导热系数对检测表面温度分布的影响规律;通过建立一维模型,分析了缺陷空腔内自然对流换热对检测表面温度分布的影响。研究认为,随着缺陷厚度的增加,缺陷的导热系数与被检材料的导热系数差异扩大,表面的最大温差增大;表面最大温差随缺陷的长度和缺陷深度的增大先增加后减小;缺陷厚度大概在10mm范围内自然对流开始起作用,高于此值后,自然对流换热对表面的温度分布具有显著的影响,并且此缺陷的厚度值受试件材料、表面对流换热系数的影响可以忽略。

基于红外测温的圆管内壁不规则边界的识别算法研究

对内部通热流体的带有内壁缺陷的管道建立了瞬态传热模型,通过有限元法进行求解,研究管道的表面温度分布规律以及变化规律;根据共轭梯度法,提出了根据管道外表面红外测温定量地识别管道内部不规则边界的计算方法,并通过模拟实验研究了测温误差等对内壁边界识别的影响。研究证明了识别算法的有效性;初值对识别结果的影响不大;基于温差的识别算法可以大大消除红外测温误差的影响。

热探测器温度对非制冷红外热像仪测温的影响

根据红外辐射理论和热像仪测温原理 ,给出了热探测器非制冷红外热像仪的温度计算公式 ;针对热探测器热像仪 ,分析了探头温度对热像仪测量结果的影响。

船用输热管道及保温层的红外热像无损检测研究

针对红外热像仪检测船用保温层的内部和外部缺陷及管道漏泄进行了实验研究;研究了缺陷和漏泄的可检测性并对其影响因素进行了分析,并对某舰用锅炉系统的管道进行了实际的检测。结论为:保温层细微的外部缺陷都可以被检测到,而内部缺陷受距表面深度的影响较大,越深越不容易被检测;由于空气的导热系数和保温层的导热系数相差不大,一旦发现有内部缺陷应予以足够的重视;裸金属管道表面漏泄的检测主要是基于水和管道表面发射率的差异而不是温差。带有暖气管道保温层的管道的漏泄比较容易检测到。实际检测研究证明了红外热像仪应用于与船用输热管道漏泄及保温层缺陷检测的可行性。

边界形状的红外识别算法

基于表面测温的边界形状识别是导热反问题的重要研究内容,同时也是红外无损检测技术从定性到定量发展的重要理论基础。对于边界识别类导热反问题,由于需要在迭代过程中不断改变不规则的求解区域的形状,所以其计算复杂性较大,计算时间也相对比较长,直接影响到实际算法的应用。本文基于试件整体对传热的宏观影响规律提出了基于有效热导率评估的边界识别方法。该方法将不规则求解区域上的边界识别问题转化为一个规则求解区域上的有效热导率的识别问题,从而大大降低了边界形状迭代求解的复杂性和计算所需时间。数值算例证明了算法的有效性。边界的初始假设可以忽略。算法没有明显放大温度测量的误差。

基于红外测温的试件内部缺陷的识别算法研究

内部缺陷形状位置的识别是传热逆问题的重要研究课题．本文对带有内部缺陷的试件建立了二维传热模型,通过有限元法求解了在一定加热条件下试件表面的温度分布；并通过共轭梯度法,提出了根据表面所测温度分布识别试件内部缺陷形状,位置的计算方法．数值实验证明了算法的有效性．

管壁减薄的红外检测方法研究

对红外检测管壁减薄建立了物理和数学模型 ,提出了通过测量外壁面温度计算管壁厚度的计算方法。通过红外热像仪的测温误差计算公式 ,引进了安全系数 ,提高了检测管壁减薄的可靠性。分析发现 :通过测量管道外壁面的温度变化 ,可以判断细微的管壁厚度变化。在相同的外壁面温度和相同流体温度条件下 ,管壁当量导热系数越低或管内流体的导热系数越低 。

红外系统的定量缺陷识别算法研究

对带有二维内部缺陷的试件的传热建立了物理和数学模型,并根据Levenberg-Marquardt法提出了根据表面红外测温确定内部缺陷尺寸和深度的识别算法,并通过正反问题的求解对计算方法进行了验证。同时,分析了表面测温误差,表面最大温差等对计算结果的影响。通过计算分析可以得到结论:本方法可以精确地识别试件内部的缺陷尺寸和深度;温度测量误差对计算结果的影响不大;表面最大温差越大,缺陷的识别精度越高。本方法适用于可用有限个参数描述的任何形状缺陷的识别。

二维不规则形状发热型缺陷的红外识别算法

对带有自身发热型缺陷的试件建立二维传热模型,利用有限元法进行求解,研究试件表面的温度分布规律,并根据共轭梯度法提出根据试件外表面红外测温,定量识别发热型内部缺陷边界轮廓的方法.数值实验证明了算法的有效性.对所研究缺陷类型,导热系数较小的试件识别精度较高;温度测量误差、测温点数目及缺陷轮廓初值假设对识别结果的影响可以忽略;检测表面最大温差越大,识别精度越高.

二维缺陷的定量识别技术研究

内部缺陷边界的识别方法是传热反问题的重要研究内容,也是红外无损检测技术从定性到定量发展所迫切需要的理论基础。结合对缺陷试件内部传热规律的分析,将缺陷边界的识别算法研究和缺陷的红外检测方法优化相结合提出了多次测量综合方法,从而解决了缺陷边界识别结果中部分边界对初始边界假设比较敏感的问题。数值算例证明了算法的有效性。表面温度测量误差、初始边界假设对识别精度的影响不大。

基于相位的热障涂层厚度及其脱粘缺陷红外定量识别

为了促进热障涂层红外无损检测的定量检测研究,建立了轴对称圆柱坐标下的热障涂层脉冲相位检测模型,针对研究模型,采用有限体积法求解出脉冲热激励下的温度场,将温度进行FFT变化得到相位分布,分析了不同因素对检测表面相位差分布的影响。在此基础上,采用LM算法研究了轴对称圆柱坐标下对热障涂层厚度的大小和脱粘缺陷的位置进行定量化检测的方法,分析了不同因素对检测结果的影响。研究结果表明:当不存在测温误差时,不同的初始假设、采样窗口时间下都能得到很高的识别精度,其对定量识别的影响不大,当测温仅存在均匀误差时,涂层厚度和脱粘缺陷位置识别精度都很高,均匀误差对识别无影响,识别结果的精度会随测温随机误差的增大而降低,但在较大的随机误差下仍有较高的识别精度。

红外无损检测的数值模拟及其对比性研究

红外无损检测技术是一种新型的无损检测技术,具有非接触、检测面积大、检测速度快等优点,现已发展出许多有不同的检测方法,为了研究不同检测方法的优缺点,根据传热学的理论,对比分析红外无损检测的不同检测方法,建立了一个二维导热模型;并利用建立的模型,模拟计算出了试件在不同热激励条件下的温度场,在此基础上实现了对红外无损检测中的脉冲检测法、锁相检测法和脉冲相位检测法的数值模拟,从理论计算的角度比较了这三种红外无损检测方法的优缺点,得出了这三种红外检测技术的最佳使用范围,为红外无损检测的检测方法的选取提供了理论依据。