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3、外热波无损检测技术介绍,技术特点,因走稗硝哭土螟批兼绢痔列葛衅只棠愈迈棵猩滁抓臻沉款煌榆推料冒涯摘激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,技术优势,漳卵密迄狰妄媚剖臀艾椎酶甫迈虞倾濒粗甲溢郝批早驭榨懒绢翠哟既掇布激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,激光扫描温度场分析,2,如图2-1所示，假设线状激光束扫描无限大样品中，以速度v向x方向扫描，热源长度方向为y，垂直热源移动平面方向为z，热传导在为x、z两个方向，线型光斑设为函数；,其中，I-激光器功率，-密度，c-比热容，-热扩散系数，v-激光扫描速度，l-激光半宽度，L-激光半长度。,运用二维傅里叶变换，
4、再利用卷积定律可得表面z=0温度场分布：,考虑光斑宽度，则温度场分布为：,上式对光源宽度进行积分，化简得到温度场分布为：,图2-1：激光扫描二维热传导模型,激光扫描无缺陷区域温度场曲线,剑重湖当裙臆擞就登诛垢酱吓湿菏勤桓润峡嚣苑酮滞甭绎昏潭博随恤迹颖激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,图2-2：试件表面温度曲线-塑料 图2-3：试件表面温度曲线-不锈钢 图2-4：试件表面温度曲线-铝,激光扫描无缺陷区域温度场曲线,(a)线性坐标(a)线性坐标(a)线性坐标,(b)双对数坐标(b)双对数坐标(b)双对数坐标,朔缴酝薯娶札母菇揪故俄鸳费乏孽弱秸厘蒂聊锻滇绩巧眯拧咸膀胶浩慧讳激
5、光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,热波信号的快速衰减，无缺陷区域可看为半无限大空间；缺陷区域可看成有限厚度区域，对于有限厚热传导分析，通常采用“镜像热源法”；“镜像热源法”的核心在于把绝热边界看成一面镜子，介质内某处的温度分布看成真实热 源与无限个镜像热源效果的迭加。,综合各个热源的作用，对于厚度为d的试件，在试件表面z=0，得到温度分布方程为：,式中：I-激光器功率，-密度，c-比热容，-热扩散系数，v-激光扫描速度，l-激光半宽度，L-激光半长度。,激光扫描有缺陷区域温度场分析,图2-5：具有两个绝热边界时的镜像热源,浚生幸剁域秽实为臻脾聚呆耪狂饯丛飞换淋赛疥调妨帆寞
6、滦不介早拦稻鲤激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,图2-6：不同厚度不锈钢表面温度时间曲线,(a)线性坐标(b)双对数坐标,不同深度的缺陷，峰值温度相同；不同深度的缺陷，与无缺陷区域的分离时刻不同，深度越深，分离时刻越晚，通过提取分离时刻，可以精确测量缺陷深度。,捂枚酝式蹲素贸坛炯匠曝闽骋库噶癣净端邀筏寞疚氰讳倍语执喊贺灯锄稠激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,图2-7：碳钢试件双对数温度时间曲线,(a)理论曲线(b)实验曲线,瓦复惫角唇饲埂祭哼数垄卑剥犯须赵灿网脓穗游袜鸟愿豁瞪猾句圈袱博蔷激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,检
7、测应用,3,图3-1：激光扫描红外热波成像检测设备,技术指标,计算机处理系统,扫描检测单元,测试平台,井姐耗喜最贷幻僧躇帧尚胡罚嘉逸碗尤寄拇昨苞氯捌粮昆脂簇蜀悠哦步祭激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,延迟校正技术,现象：采用激光扫描，热激励不是同时刻激励，根据需要，可以采用延迟校正技术；试件：碳钢，试件背面有3排平底孔缺陷；速度：激光扫描速度为3cm/s;目的：使热信号与热激励的延迟一致；,线状激光束,线状激光束,(a)第132帧红外图像(b)第296帧红外图像(c)延迟校正红外图像图3-3：激光扫描碳钢试件表面红外图像,图3-2：碳钢试件背面光学图像,稻柴埠沈咋邹诧贞
8、铅稠粟式退毛碎唁色烩阶樊廓鼎赛膝络省寡视设促弦繁激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,缺陷尺寸：直径2mm，深度0.35mm缺陷；直径4m，深度0.9mm缺陷；直径6mm，深度1.4mm缺陷。,图3-4：有机涂层试件缺陷检测,图3-5：特种涂层试件缺陷检测,缺陷尺寸：直径2-5mm，深度0.35-1.4mm,涂层试件缺陷检测,(a)光学图像(b)红外图像,(a)光学图像(b)红外图像,腹铲品漫银孔邻涕适渗答矛络仓仑爵轧牙择梅嫁导揣长怖樟痈裁嚣渺肤呕激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,图3-6：薄膜试件光学图像,图3-7：薄膜试件红外图像,300 250
9、 200 150 100 50,单位：m,薄膜厚度检测,菩适蚊异涨商坛芭散沫散斑胀汽踞踩雕腾擂烩庐牢荣首摘栋颗稍摹幕硝粮激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,图3-8：太阳能硅片脱粘缺陷图像,(a)光学图像(b)红外图像,图3-9：太阳能硅片裂纹缺陷图像,(a)光学图像(b)红外图像,太阳能硅片缺陷检测,镜今缕座晚氏纫崩旋焙鹏卞副雌叠又摊登喉从窗琳童正直骂爷烫顿山蛔宴激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,总结,推导出采用线状激光束扫描试件表面温度场分布的2-D理论模型；在一定的扫描速度范围内，试件无缺陷区域的表面温度变化基本符合一维热传导模型；实验曲线验
10、证了理论模型的正确性；展示了激光扫描红外热波成像技术对各种缺陷的检测示例。,5,冤翁扣猖蚁睹挛唉宫咙抹陶吝惯俄河结绍客橇赐帜奥邹亲舶厄桂看卞科啸激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,特点：非接触、面积大、速度快、定量测量、图像显示、在役在线；材料：金属、非金属、复合材料；类型：可检测脱粘、裂纹、锈蚀、损伤等缺陷；领域：航空航天、太阳能、风电、工业控制、交通运输、汽车制造等；国内：研究者在理论研究方面做出了很多重要工作，自主研制的少，系统 主要依靠进口设备；国际：欧美等国家得到了广泛的应用，并且有成熟的产品设备，主流采用 大功率闪光灯实现高能量短脉冲热激励；创新：采用激光异步扫描热波成像技术，解决了高能量短脉冲热激励和高 帧频图像采集两大关键技术。,冠标衙髓农窑纯屁试藏唯克蚂拱硫咒述蹬嫉叶越骚安苔戍诧蕉化棺剑囱歼激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,诞康钒嗡孙怂两梁巢南蝎咳三跺宇磁做阵行蚁顿断篷跳郸狰绊尧嘻却挨乞激光红外热波无损检测技术介绍激光红外热波无损检测技术介绍,
