应用锁相红外探伤法分析机用镍钛锉的疲劳抗性

目的 :使用锁相红外探伤法检测机用镍钛锉的疲劳抗性,及时发现器械磨损情况,为临床安全使用并及时弃用镍钛锉提供参考。方法:选取Reciproc-Blue(RB)、MTWO和S3等3种机用镍钛锉各20套,分别预备60°和90°弯曲的树脂模拟根管,分为6个亚组。记录每组锉中25#锉使用后的疲劳值、折断前的使用次数及折断长度。采用SPSS26.0软件包对数据进行统计学分析。结果:随着使用次数的增加,3种锉的疲劳值逐渐增大。在2种弯曲根管中,RB组折断前使用次数较MTWO组和S3组显著增加(P<0.05)。3种锉在90°弯曲根管中使用次数均显著少于60°弯曲根管中相应各组使用次数(P<0.05),3种锉发生折断的长度相比无显著差异(P>0.05)。结论:锁相红外探伤法可对镍钛锉的疲劳程度进行无损检测并做定量分析。

材料亚表面/表面缺陷锁相红外热成像检测研究现状与趋势

材料亚表面/表面缺陷的有效检测是确保结构安全性和可靠性的重要保证。锁相红外热成像是主动红外热成像中的一个分支,因具有加热激励功率强度低、对不均匀加热和表面发射率变化不敏感等优点,被广泛用于材料亚表面分层、脱粘等缺陷检测。近年来随着研究的不断深入,锁相红外热成像在表面裂纹检测和深度量化上也提出了有效的表征方法。微小、深埋、不规则等缺陷检测以及非均质材料和复杂结构中的缺陷检测一直是热点和难点问题。国内外学者致力于提出新的缺陷表征方法,并减少噪声、横向热扩散等因素对缺陷检测的影响,提高缺陷定性检测和定量表征能力。本文从缺陷特征提取方法、检测影响因素等角度入手对国内外学者的研究进行总结,总结了锁相红外热成像在材料亚表面和表面缺陷检测的研究进展,并对锁相红外热成像的前景进行了展望。

太阳电池阵基板锁相红外检测中的缺陷特征分析

针对太阳电池阵基板在制造过程中产生的脱黏缺陷产生的质量问题,开展锁相红外热成像检测研究。通过设计与电池阵基板脱黏类型一致的对比试块,分析含胶均匀性、碳纤维网格致密性对检测图像的影响,获取真实脱黏缺陷特征信息及参数,实现自动筛选缺陷。测试结果表明,锁相红外热成像能够有效检出太阳电池基板脱黏缺陷,可以有效提高产品检测效率,减少检测人员的工作强度。

基于锁相红外热成像技术的电力设备防护涂层质量检测

为解决输变电设备外绝缘表面防护涂层质量检测难题,基于锁相红外热成像技术,自主研制了一款锁相红外热成像设备并进行检测试验。研制的系统采用LED(发光二极管)作为热激励源,具有启动时间短、寿命长、加热更均匀等优点。经试验验证,该锁相红外热成像系统可检测出防护涂层内部异物、防护涂层不均匀等问题,同时可以实现防护涂层厚度的测量,有望为防护涂层质量检测提供一种新方法。

压力管道内部裂纹缺陷的锁相红外热成像检测研究

为研究压力管道裂纹缺陷的锁相红外热成像检测技术,提升压力管道运行的安全性。针对具有大曲面结构的压力管道内部缺陷锁相红外热成像检测的难点问题,采用数值模拟方法研究分析加载热源频率对管道内部轴向裂纹、环形裂纹缺陷辨识的影响规律,提出以表面温度相位差峰值以及展宽为依据的裂纹缺陷检测最优频率的确定方法,讨论不同深度裂纹缺陷检测的温度相位差与热源频率的关联规律。研究结果表明:锁相红外热成像方法能够应用于大曲面结构压力管道内部裂纹缺陷检测,对于压力管道内特定深度的缺陷辨识存在最优的热源频率范围。研究成果可为锁相红外热成像技术在压力管道安全检测领域的应用提供参考。

钛合金蜂窝结构蒙皮脱焊缺陷锁相红外热成像检测

蒙皮脱焊是钛合金蜂窝结构制造和服役过程中最常见的缺陷类型。受钛合金材料热导率低的影响,钛合金蜂窝结构中蒙皮越厚,红外热成像检测时其表面反映脱焊缺陷信息的温度差异信号就越弱,检测难度就越大。针对这一问题,研究了不同蒙皮厚度钛合金蜂窝结构锁相红外热成像检测时调制频率的选取范围。建立了钛合金蜂窝结构锁相红外热成像检测有限元模型,分析了蒙皮表面温度在调制热流作用下的变化历程,基于相关算法提取了蒙皮表面对应缺陷区和非缺陷区的相位差,分析了相位差与调制频率、蒙皮厚度的关系。利用锁相红外热成像检测系统对预制脱焊缺陷的蜂窝试件进行了实验研究,获得了缺陷区与非缺陷区信号相位差与调制频率的关系。研究结果表明,针对蒙皮厚度为0.6-2.0 mm的钛合金蜂窝结构,采用0.04-0.10 Hz的调制频率能够获得最佳检测结果。研究结果为钛合金蜂窝结构实际检测提供了工艺指导。

脉冲和锁相红外热成像检测技术的对比性研究

脉冲红外热成像使用脉冲热源,热源中具有广泛的频率分量,而锁相红外热成像技术使用周期热源,热源频率单一。两种热成像技术的热源工作方式和数据处理方式不同,两种技术各有优缺点。本文利用两种技术分别对电路板和平底洞试件进行了检测,通过实验结果来说明两种热成像技术的区别以及各自的优缺点。

锁相红外热成像技术应用于复合材料连接接头全场应力测量研究（英文）

为了克服传统电测法测量结构应力的种种不足,文章对应用锁相红外热成像技术进行复合材料结构应力测量的可行性进行了研究。在研究中,首先结合正交各向异性复合材料的热弹性理论(TSA),提出了一种有效而又简洁的试验标定方法,并通过标定试验获取了文中所用玻璃钢材料所需的合理的加载频率f以及标定参数K,然后对两种典型的船用玻璃钢复合材料连接接头内的应力分布进行了测量,通过与数值计算结果的对比,验证了锁相红外热成像技术是一种快速、高效和可靠的结构全场应力测量手段。

锁相红外热像检测缺陷的定量方法

为了满足锁相红外热像检测中缺陷定量的需求,提出了一种基于模糊C均值聚类的算法(Fuzzy C-means,FCM)和边缘检测算子(Edge Detectors)的缺陷尺寸定量评价方法。制备了圆形平底孔钢材料试样,通过有限元仿真研究了最佳激励频率的选择方案,建立了锁相红外热像检测系统,开展了区域划分下的FCM-边缘检测算子联合处理方法的缺陷定量评价试验。区域划分下的FCM-边缘检测算子联合处理方法取得了与广泛认可的切相位法相当的缺陷定量结果;所得特征图像能反映更多的缺陷特征边缘信息,利用适当的图像处理方法,能够实现缺陷面积定量评价。结果表明:区域划分下的FCM-边缘检测算子缺陷定量评价方法在锁相红外热像检测领域具有良好的应用前景。

CFRP网格面板蜂窝夹芯结构锁相红外检测方法

依据CFRP网格面板蜂窝夹芯结构、成型工艺、使用环境,以有效检测其内部脱粘、分层、纤维断裂缺陷为目标,设计并制作了含有典型缺陷试块,通过试验确定了锁相红外热成像检测的锁相周期、锁相频率等检测参数,建立了锁相红外热成像检测方法。试验表明:该方法能够有效的检测并分别出CFRP网格面板蜂窝夹芯结构中的脱粘缺陷、分层缺陷、纤维断裂。

锁相红外热波法在碳纤维夹层结构中的应用

碳纤维网格面板蜂窝夹层结构具有质量轻、比强度高、比刚度大等优点,在航天产品上得到了广泛的应用。由于碳纤维网格面板蜂窝夹层结构的特殊性,传统无损检测手段对其粘接质量检测效果不理想。本文采用锁相红外热波法对其粘接质量进行检测,模拟了3种类型的缺陷:网格面板碳纤维之间的脱粘、网格面板与蜂窝之间的脱粘、聚酰亚胺薄膜与网格面板之间的脱粘,并进行了检测。试验结果表明锁相红外热波法对上述3种类型的缺陷取得了良好的检测效果。

锁相红外检测技术对耐候涂层厚度的评估

输变电设施的金属构件容易受温度、湿气等气候因素影响而发生侵蚀,因此通常需要在其表面喷涂耐候保护涂层。为了确保涂层厚度符合要求,需要对其进行检测。针对现有检测方法的不足,本文采用锁相红外无损检测技术对耐候涂层厚度进行检测与评估。首先采用制作的标准涂层试件对该方法测厚的原理与重复性进行验证,验证了该技术对涂层厚度的评估的可靠性与稳定性;其后采用厚度均匀过渡的耐候涂层试片进行测试,采用试片上定标点的相位值拟合出定标曲线,并利用该曲线测量出试片上验证点的厚度信息。实验结果表明,测量厚度与真实厚度误差在±5%以内,采用相位图像可以对耐候涂层厚度与均匀度进行有效测量与评估。

碳纤维蜂窝结构的锁相红外自动化检测系统研制

碳纤维蜂窝结构广泛应用于航空航天领域,为确保碳纤维蜂窝结构在服役过程中的安全性,提高碳纤维蜂窝材料检测效率,设计开发了一套锁相红外自动化检测系统。该系统采用锁相红外无损检测技术,配置非制冷红外热像仪,热激励源采用LED(发光二极管)阵列方式,能实现LED高能量均匀加载与长时间连续工作。系统可完成对碳纤维蜂窝材料的自动检测,定位精度为0.1mm,单次检测面积为400mm×300mm(长×宽);采用14×7=98个子工程可最大支持尺寸为3 500mm×2 500mm的大型基板检测,并可实现对检测结果的98幅图像无缝拼接,提高检测效率。

锁相红外热成像与FIB在失效分析中的联用

锁相红外热成像技术是用来定位集成电路热部位的一种有效的失效分析手段,此技术可用来定位集成电路的低阻、高阻和功能失效。定位到热点后,要用物理分析方法如平面研磨、剖面制样手段验证热点是否为失效点。使用锁相红外热成像技术对小热点定位有一定的误差,联用FIB系统对电路进行剖面切割制样,找出失效根因,既能定位热点区域较小的失效点,又能避免化学处理对失效点的破坏。对集成电路阻值增大和漏电流偏大两种失效模式案例进行了分析,结果表明联用技术可成功应用于芯片内部多晶硅烧毁或层间击穿的失效分析,解决热点定位误差和化学处理破坏结构的难题。

基于红外锁相法缺陷深度检测的仿真

隐藏在工件内部的粘贴结构缺陷具有隐蔽性和危险性,成为影响生产质量和运行安全的致命因素,运用红外无损检测技术可以对其缺陷进行检测和评估。本文通过仿真模拟,测得粘贴结构在不同缺陷深度以及涂层热扩散系数下的盲频率,研究了缺陷深度和涂层热扩散系数对盲频率的影响,同时利用拟合定量研究了盲频率与缺陷深度和涂层热扩散系数的关系。仿真结果表明,可以通过盲频率求得热扩散长度,进而求得缺陷深度的定量检测方法。

基于红外热成像的涂层厚度检测及均匀性评价

锁相红外涂层厚度检测技术具有非接触、面测量等优势,具有广阔的应用前景。制作变厚度涂层试件对锁相红外涂层厚度检测参数进行优化,建立了锁相红外涂层厚度检测标定曲线,制定了其涂层厚度检测合格要求与均匀性评价方法。最后,通过试验验证了基于锁相红外热成像技术的涂层均匀性评价方法的准确性和有效性。

吸波涂层缺陷的锁相法红外检测

利用有限元仿真和试验研究相结合的方法,对方形和圆形模拟缺陷的吸波涂层试件开展检测研究.从而探索红外锁相热波技术检测吸波涂层内部缺陷的参数范围和检测能力.研究结果表明,通过有限元仿真分析为检测试验提供理论依据,使用5 ～ 10 mHz调制频率的锁相法可有效检测到3 mm×3 mm面积当量的缺陷,缺陷处的相位比无缺陷处的相位滞后,并且缺陷面积越大,相位滞后越大.

超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性

超声红外锁相热像技术是一种将调制激励和锁相技术应用于红外热像检测的新型无损检测技术。针对缺陷生热及传热研究中存在的摩擦生热过程难以有效模拟、缺陷内部生热机理不清等理论问题,采用电-力类比方法,建立了含疲劳裂纹金属平板与超声激励系统的有限元模型,研究了调制超声激励下裂纹区域和裂纹面的生热特点,结果表明:在调制超声激励下,裂纹区域生热呈现出周期性上升的特点,因预紧力的作用,靠近激励同侧的裂纹面区域生热更明显。基于仿真分析和Green函数,建立了裂纹摩擦生热的传热理论模型,进一步探究了裂纹区域温度分布规律;最后利用被测平板上下表面温度比值(P值)对热源深度进行了估计,证明了仿真结果与理论计算的一致性。研究成果将进一步丰富超声红外锁相热像技术的理论基础。

复合材料粘接结构红外锁相热像法检测

复合材料粘接结构在制造和服役过程中会产生多种类型的缺陷,而现有无损检测方法难以快速检测此类结构。介绍了红外锁相热像法的检测理论,并结合复合材料粘接结构特性,对红外锁相热像法检测参数进行了设定。使用红外锁相热像法对产品进行现场检测试验,结果表明,该方法适用于复合材料粘接结构在生产、修补、在役过程中的质量控制。

基于PSO-BP神经网络的红外锁相缺陷属性识别

为解决红外检测缺陷属性识别困难的问题,提出了采用PSO-BP神经网络对缺陷属性识别,以红外锁相热图像灰度特征和锁相相位差及幅值为输入,缺陷的深度和面积为输出,然后以粒子群优化算法优化BP神经网络缺陷属性识别模型。使用ANSYS软件对带有平底孔洞的金属平板进行红外锁相分析,提取所需数据作为神经网络模型训练样本,使用神经网络进行预测。计算结果表明:预测值的面积平均误差为2.02%,深度平均误差为1.67%。证明了以PSO-BP神经网络方法进行红外锁相热图像缺陷属性识别的可行性。