线激光扫描热成像无损检测参数仿真

线激光扫描热成像无损检测技术使用线形激光作为热激励源,采取扫描加热方式,在碳纤维复合材料无损检测方面具有独特优势。在分析线激光扫描红外热成像检测原理以及复合材料特点的基础上,提出了扫描方向、扫描速度、激光功率等3个可能影响检测效果的参数。建立线激光扫描检测复合材料的仿真模型,选取缺陷表面中心点和无缺陷处表面温度的最大温差作为检测效果的特征量,分析了上述参数对检测效果的影响,并对激光功率、扫描速度与检测效果之间关系进行了拟合,总结了实验时兼顾检测效率和检测效果的参数选取原则。

激光扫描热成像无损检测关键参数影响分析

对一种新型红外热波无损检测技术--激光扫描热成像无损检测技术进行了研究。在深入分析检测机理的基础上建立了激光扫描热成像有限元数值计算模型,选取缺陷处和非缺陷处表面最大温差作为特征量,对样品材料、缺陷大小、缺陷深度、激光扫描速度和激光扫描功率等关键参数对激光扫描热成像检测的影响规律进行了仿真和分析,为该新技术的进一步发展和应用提供了参考;采用数据拟合方法得出了各参数和表面最大温差关系,并以此为基础提出了激光扫描热成像技术检测参数控制策略,实际检测过程中,可据此针对样品缺陷特征快速准确设置检测参数,提高检测能力。

基于激光联动扫描的单目动态三维主动热成像研究

为了满足对非平面碳纤维复合材料无损检测的需求,文中提出了一种仅使用一台热像仪对运动试件进行主动三维热成像的系统,称为单目动态三维主动热成像。该系统融合了检测对象的三维轮廓与和主动热成像检测,能够对具有复杂几何形状的复合材料试件进行检测,并给出直观的热成像缺陷检查结果。不同于传统的三维主动热成像检测方法需要额外的三维相机获取检测对象表面轮廓信息;该系统不需要独立的三维传感器,而热像仪同时作为三维传感器与温度传感器。为了实现这一功能,在线激光联动扫描热成像的基础上,文中提出了一个统一联动扫描模型和针孔相机投影模型的数学模型,将线激光作为主动热成像的热激励和三维重建的空间编码。在算法中,该模型实现了对重构热图序列和三维形状点云的无特征配准,该配准方法工作快速、稳健,不需要关键点。标准高度试件标定实验结果表明:在1~150mm的高度测量范围,平均误差0.16mm,最大误差不超过0.25 mm。碳纤维进气管实验表明,该方法具有大尺寸碳纤维复合材料三维温度场重建与检测检测能力。文中提出的单目三维动态热成像系统结构简单、工作稳定,可用于在生产线的三维测量、缺陷检测和质量控制。

基于激光扫描红外热波技术的涂层厚度检测

涂层在现代工业中的地位越来越重要。为了快速准确地测量涂层的厚度,基于经典热传导方程,建立激光扫描激励的双层物理模型,得到表面温度场的解析解和数值解。理论和数值模拟结果表明,涂层厚度和表面温度峰值位置呈现单调关系,进行拟合后可以利用该拟合曲线测得涂层的厚度。建立激光扫描红外无损检测系统并制作不同涂层厚度的试件,在当前的实验条件下,固定激光扫描速度为3 mm/s,基于表面温度峰值位置的不透明涂层厚度测量范围为50~450μm,实验得到的厚度误差小于10%。

激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用

对激光扫描热波成像技术与传统的闪光灯激励热波技术进行了比较,介绍了一种基于激光扫描热波成像技术的新型红外无损检测设备,通过试验对所建立的2-D理论模型进行验证,试验结果表明,当激光扫描速度在一定范围内,样品表面温度场的变化服从一维热传导模式,主要表现为厚样品的温度-时间曲线在双对数坐标中为斜率-0.5的直线,与理论模型的结果相符合。并对两种特殊涂层的人工样品进行检测,验证了激光扫描红外热波成像设备的有效性。

激光扫描热波无损检测技术在航空发动机涂层中的应用

涂层技术在航空发动机中的应用越来越广泛,介绍了一种基于红外热波成像技术的无损检测方法,该方法采用激光扫描作为热激励源,通过红外热像仪采集红外图像序列并进行分析,从而得到检测结果。将其应用于航空发动机涂层内部缺陷的检测中,结果表明,其能快速检测出涂层的分层缺陷,并对较小缺陷具有一定的检测能力。最后,采用金相技术对试件进行解剖分析,验证了激光扫描热波无损检测的结果,表明该技术可对航空发动机涂层缺陷进行可靠地检测。

热障涂层无损检测技术进展

热障涂层(TBC)是航空航天发动机涡轮叶片的主要防护材料,对其进行表面裂纹缺陷和界面脱粘缺陷的无损检测具有重大意义。对热障涂层的传统检测方法(如渗透检测、涡流检测、超声或超声显微检测等),以及新型红外热成像方法在内的无损检测方法进行了介绍和归纳,重点介绍了光激励、涡流激励和超声激励3种主动式红外热成像无损检测技术。其中,对激光扫描热成像法进行了详细介绍,该方法具有非接触、操作简单、灵敏度高、全场范围内检测快速的优点,能够实现宽度为10μm以上的裂纹和直径为1mm以上脱粘缺陷的无损检测;透射式涡流热成像具有识别小于1mm脱粘缺陷的能力。