电脉冲红外成像技术在变电站直流电源系统故障预测中的应用

随着变电站自动化技术的不断进步,直流电源系统作为保障变电站正常运行的关键组成部分,其可靠性和安全性受到极大关注。电脉冲红外成像技术作为一种非接触式的高精度诊断技术,近年来在电力系统中的应用越来越广泛。文章通过深入分析电脉冲红外成像技术的基本原理和特性,结合变电站直流电源系统的运行机制和故障特性,提出一种新的故障预测模型。

基于脉冲红外热成像的缺陷深度定量测量技术研究

缺陷深度定量测量是脉冲红外热波无损检测技术的重要应用,本文深入研究了脉冲红外热波成像无损检测的数据处理方法。基于预制的复合材料缺陷试件,对脉冲红外热波成像无损检测过程进行了数值模拟和实验,计算了缺陷深度。结果表明:数值模拟和实验获得的缺陷深度结果与预制试件的缺陷深度之间有较好的包络关系,使用脉冲红外热成像进行缺陷深度定量分析的实验技术具备工程应用价值。

基于脉冲红外热成像技术的锂电池端盖焊接质量检测

锂电池端盖作为保障锂电池安全的关键部件,端盖是一种铝制的薄片,采用激光焊接工艺,焊接过程中容易造成焊穿孔、断焊、虚焊的现象,目前主要依靠目视检测、可见光图像检测,但上述检测方式不能检测出虚焊问题。本文使用脉冲红外热成像技术对激光焊接进行检测,制作了焊接率为100%、50%、33%、25%共4个试件,采用信号重建方法可以消除试件表面不匀的影响,一阶导图像可以看到焊接区域,焊接率越大,焊接区域亮斑越大;对图像进行二值分割,结果表明激光焊接率和检测面积成正相关线性关系,验证了脉冲红外热成像技术对锂电池端盖焊接质量检测的有效性,为锂电池端盖焊接质量检测提供了一种新方法。

基于脉冲红外热成像的锂电池端盖焊接检测的可行性研究

锂电池的高能量密度可保证锂电池存储更多的电能,同时也带来了更高的危险系数,通常采用电池端盖保障安全。端盖不仅可以起到断路器作用,也可有效释放内部压力。端盖采用激光焊接,很容易造成焊穿孔、断焊、虚焊等现象,目前主要依靠目视检测、图像检测,但上述检测方式不能检测出断焊接、虚焊问题。本文使用脉冲红外热成像技术对激光焊接检测进行可行性研究,制作了焊接率为100%、50%、33%、25%的4个试件,设计了三种检测方案:透射式正面检测、反射式背面检测、反射式正面检测。结果表明脉冲红外热成像技术可用于锂电池端盖焊接质量的检测,并且反射式正面检测效果最佳,不仅可以分辨出焊接率不同的4种试件,而且图像边缘细节更加明显,透射式正面检测和反射式背面检测可分辨是否100%焊接,无法有效分辨出50%、33%、25%三种焊接率的试件。

脉冲红外无损检测缺陷深度定量测量的数值模拟

缺陷深度定量测量是脉冲红外热波技术定量测量的重要应用,在一维热传导理论模型基础上分析了对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算原理。以背面有6个大小相同深度不同的平底洞不锈钢试件为例,利用Ansys模拟脉冲红外无损检测过程,采用对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算缺陷深度。比较和分析了Ansys和脉冲红外热波实验结果,结果表明所建立Ansys模型与脉冲热波实验结果相符,可为脉冲红外热波技术缺陷深度定量测量应用提供理论依据。

采用脉冲红外成像法的表面下暗藏物蓄热系数的测量

近年来,脉冲红外成像无损评估方法已成功应用于航空航天、汽车制造、新材料等领域。但是对于很多应用,仅发现材料中存在缺陷是不够的,还需要对表面下缺陷热特性进行识别。实验设计制作了一个不锈钢平底孔试件,为了模拟表面下不同性质的暗藏物,在平底孔内分别埋入水、油、石蜡及空气。在试件表面施加均匀脉冲面热源后,试件表面及表面下暗藏物的热物理特性将影响热波的传导。提出了一种使用脉冲红外成像技术测量均匀固体材料下暗藏物质蓄热系数的实验方法。描述并分析了基于两层结构的一维热传导模型和界面热反射系数的计算方法,设计并进行了验证实验,通过对实验获得的材料表面温度变化的热图序列进行处理和分析,计算得到试件中不同暗藏物质的蓄热系数。

脉冲红外法测定金属和陶瓷粉末表面氧的研究

应用新型脉冲红外定氧仪进行金属和陶瓷粉末试样总氧和表面氧同时测定的研究，对影响分析结果的主要因素以及不同类型表面氧的确定方法进行了探讨。跟踪式升温分离提取表面氧比旧式分段升温提取法更快速准确、对各种表面氧均可达到良好的分离效果。

过氧化氢-草酸预处理脉冲红外法测定轮轴钢中痕量氧

研究了脉冲红外法测定钢中痕量氧的试样前处理条件和仪器分析条件。当光洁度为Ra3．2μm以上，直径为4～5mm，长度为5～7mm的圆棒试样用乙醚清洗后，再用过氧化氢-草酸溶液浸泡清洗，水冲洗干净，置于丙酮中再清洗两次，可有效去除表面氧化膜，测得试样中氧含量的值比未经过氧化氢-草酸溶液清洗的要低，与用麂皮抛光表面方法的测定值相当。在优化的仪器分析条件下，用本法成功地测定了轮轴钢中痕量氧，相对标准偏差为3．5％～11．2％，标样的测定值与认定值相符。

一种基于脉冲红外光源和折叠光路的微小型红外光谱仪

设计了一种不同于传统光栅扫描型光谱仪的新型微小型红外光谱仪。该光谱仪采用灵敏度高且体积小巧的非致冷红外探测器LiTaO3，在光路上直接采用MEMS脉冲红外光源，从而去掉了传统机械斩波器，并通过折叠光路进一步减小光谱仪体积。初步结果显示，所设计的微小型红外光谱仪的方法是可行的，工作波段2000-5000m，光谱带宽45nm，可用来分析塑料薄膜、生物液体以及环境大气在内的样品。

基于脉冲红外热波技术的支柱瓷绝缘子无损检测方法

为了防止电网支柱瓷绝缘子断裂事故的发生,该文提出了一种利用脉冲红外热波技术对支柱瓷绝缘子缺陷进行无损检测的方法。该方法利用闪光灯对被检测绝缘子施加高能光脉冲,通过处理和分析红外热像仪采集到的红外热图序列识别绝缘子的缺陷。通过对支柱瓷绝缘子表面不同尺寸的裂纹缺陷进行检测实验,运用红外热图和温差-时间对数曲线两种方式识别缺陷,缺陷识别精度达到0.4mm,表明了脉冲红外热波无损检测方法对于支柱瓷绝缘子缺陷具有良好的检测效果,检测速度快,检测结果形象直观,可实现远距离检测。最后利用温度-时间对数曲线的二阶微分峰值时间对缺陷深度进行了定量分析。通过实验验证了脉冲红外热波技术应用于支柱瓷绝缘子无损检测的可行性。

脉冲紫外激光和脉冲红外光纤激光表面改性对聚苯硫醚表面化学成分的影响

目的改善聚苯硫醚(PPS)表面的润湿性和吸附性等相关性能。方法选择了两种常用的激光器,即波长为355 nm的脉冲紫外激光和波长为1064 nm的脉冲红外光纤激光,在空气中对PPS进行了表面改性研究,探讨了两种激光的能量密度对改性后PPS表面化学成分的影响。结果两种激光在一定能量密度下对PPS进行表面改性后,X射线光电子能谱法(XPS)能检测到如C=O、COO—、C—O、—SO、—SO_2、—SO_4等新基团,这可能是由于改性时PPS表面发生了化学键断裂,并与空气中的含氧物种反应生成了新基团。此外还发现,两种激光作用后的PPS表面,化学成分相对含量的变化程度均随能量密度的增加而增加,但由于两种激光与PPS相互作用的方式不同,导致相同能量密度下,脉冲紫外激光作用后的PPS表面化学成分的变化程度比脉冲红外光纤激光作用后的PPS表面更大。结论脉冲紫外激光和脉冲红外光纤激光在一定能量密度下改性PPS表面,均能使其表面的化学成分发生变化。

脉冲红外法测定铬粉中氧含量的若干问题

采用Leco RO-416脉冲红外定氧仪测定铬粉中氧含量,对有关方法和影响因素等进行试验和讨论,对分析的准确度进行了考察,取得了满意的结果。

脉冲红外无损检测的理论分析及其有限元仿真

介绍了脉冲加热红外无损检测的原理及其数学分析的方法 .提出了实验中求解缺陷深度的方法以及用有限元的方法求解热传导的偏微分方程 。

脉冲红外法测定纳米材料中总氧和氧分量

应用脉冲红外法测定纳米材料中氧是基于碳还原原理。总氧一步提取,氧分量则通过温度缓升程序分离测定。总氧测定与氢还原-卡尔菲休法比较,两者结果一致。对铁镍合金超细粉分析发现随着镍的加入,氧特性越来越接近纯镍。追踪铁钐纳米晶制粉过程,球磨时间越长吸入氧越多。暴露试验表明:硅氮碳纳米粉吸氧快,而纯铝纳米粉中氧保持稳定。

短脉冲红外激光诱导等离子体微刻蚀单晶高温高压金刚石

采用短脉冲激光诱导等离子体辅助加工技术加工金刚石微结构,研究短脉冲红外激光的光强、脉宽、重复频率、靶材与金刚石基片之间的距离等加工参数对金刚石的加工线宽、槽深以及加工效果的影响。当用脉冲宽度大于4 ns的激光作用在方向良好的单晶金刚石上时,光热作用明显,诱导产生金属等离子团的能量密度达到一定阈值且复合短脉冲激光能量作用下,单晶金刚石表层温度迅速上升至600°C以上,此时金刚石表层产生了刻蚀微结构;当用脉冲宽度小于4 ns的激光轰击靶材表面时,短脉冲激光轰击靶材诱导金属等离子团,可实现背面溅射相关金属靶材,当等离子体密度达到微刻蚀阈值时也可实现金刚石背部刻蚀以及石墨化。短脉冲红外激光的脉宽、重复频率决定了沉积/刻蚀加工效果。本文研究表明短脉冲激光诱导等离子体辅助加工技术是一种新型可靠的金刚石微结构加工工艺。

关于脉冲红外和热导检测法测定银铜合金中氧及氮含量的探讨

银具有导电性、导热性、熔点低、硬度低、不耐磨的特点，在强电流作用下会形成尖刺，加入适当的不同元素可以有效克服这些缺点，成为一种良好接点材料。比如加入适当铜元素，增强了合金表面氧化程度，但是对合金内部氧、氮的含量也有很高的要求，所以采用脉冲红外和热导检测方法测定银铜合金内氧、氮的含量具有重要的现实意义。

非线性拟合方法用于透射式脉冲红外技术测试碳/碳复合材料的热扩散系数

为了测试碳/碳复合材料的热扩散系数,本文提出了非线性拟合用于透射式脉冲红外检测的数据处理方法.非线性拟合通过循环迭代的方法持续调整拟合参数,让理论值不断逼近实验值,直至获得最佳结果.传统的透射式脉冲红外成像技术利用半高时间法测试材料的热扩散系数,但通常会受到采集时间不足和信噪比差的限制.本文提出的非线性拟合方法可以有效消除或减弱这两种影响.在使用该方法之前,首先选用常见的304不锈钢评估了该方法的测量精度及拟合长度对测试结果的影响.结果显示304不锈钢的测量精度达到0.3%,且当拟合长度不小于半高时间法采集时间的1/5时,拟合长度对非线性拟合结果影响很小.随后使用该拟合方法测试了不同厚度的碳/碳复合材料试件,并通过热扩散系数测量结果分析了试件之间的热参数差异性和材料自身的均匀性.

脉冲红外热波检测技术的影响因素分析

利用ANSYS有限元仿真与试验研究了脉冲红外热波检测技术的影响因素。以玻璃钢、碳纤维及热障涂层三种材料为例进行了仿真,重点研究了环境、被测材料自身缺陷等因素对脉冲红外热波检测的影响,并对玻璃钢和碳纤维两种材料的检测能力进行了判定。对碳纤维和玻璃钢材料进行了试验,研究了实验条件对检测效果的影响,并给出了玻璃钢和碳纤维两种材料的最佳实验参数。

脉冲红外法测定钼粉中氧含量及其分量研究

利用斜线升温 ,温度保持两种模式测定钼粉中氧含量 ,并对钼粉中几种氧存在的形式进行了讨论。

脉冲红外无损检测技术研究现状与发展趋势

综述了脉冲红外无损检测技术国内外的发展历程、发展现状、基本原理、技术特点;对比了脉冲激励4种方法,介绍了国内外脉冲红外无损检测成套设备的发展状况。对近年来国内脉冲红外无损检测领域主要研究内容进行了总结,包括理论建模分析、脉冲激励方法、数据处理、检测材料和涂层厚度测量。最后总结了该技术的发展趋势。