基于脈沖渦流感應(yīng)的紅外熱成像檢測技術(shù).pdf

1、航空運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸是目前世界范圍內(nèi)的主要運(yùn)輸模式，這兩種交通工具的材料安全直接關(guān)系到整個運(yùn)輸系統(tǒng)的安全。表面裂紋和內(nèi)部缺陷是材料的主要損傷模式，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，飛機(jī)和列車的壽命不斷延長，如何保證它們安全運(yùn)行是無損檢測技術(shù)面臨的難題。本文研究的脈沖渦流紅外熱成像檢測技術(shù)，結(jié)合了傳統(tǒng)的脈沖渦流檢測技術(shù)與紅外熱成像檢測技術(shù)，在脈沖渦流熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過紅外熱成像儀對被測試件表面的溫度場進(jìn)行分析，間接反映出試件內(nèi)部的電磁場分布，對

2、材料的損傷檢測有著重大的應(yīng)用價值。
　　本文從模型仿真計算和實驗結(jié)果分析兩個方面對脈沖渦流紅外熱成像檢測技術(shù)進(jìn)行研究。利用有限元仿真軟件COMSOL Multiphysics對電熱交互耦合這一復(fù)雜的物理過程進(jìn)行建模分析，先后建立了多種表面裂紋和亞表面缺陷模型，使用表面裂紋模型比較了不同長度、寬度和深度裂紋對材料性能的影響，亞表面缺陷模型比較了不同深度和形狀缺陷對材料的影響，給出了在渦流熱效應(yīng)影響下所有模型的表面溫度變化以及溫度分布

3、圖像，從理論角度探究了裂紋和缺陷對電磁場分布的影響。先后搭建了兩套由激勵源、感應(yīng)線圈、計算機(jī)和紅外熱成像儀四部分組成的脈沖渦流紅外熱成像檢測系統(tǒng)，并根據(jù)被測試試件的具體形狀設(shè)計了多款線圈，對含有表面裂紋的鋼軌、風(fēng)機(jī)葉片和不銹鋼空心球以及內(nèi)部含有缺陷的碳纖維板進(jìn)行了實驗檢測，并將檢測結(jié)果與常規(guī)無損檢測結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明脈沖渦流紅外熱成像檢測技術(shù)可以成功地運(yùn)用于金屬材質(zhì)和碳纖維復(fù)合材料等導(dǎo)電材料的檢測，并且可以實現(xiàn)不同裂紋和缺陷的分類