基于脈沖渦流感應的紅外熱成像檢測技術.pdf

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

2、材料的損傷檢測有著重大的應用價值。
　　本文從模型仿真計算和實驗結果分析兩個方面對脈沖渦流紅外熱成像檢測技術進行研究。利用有限元仿真軟件COMSOL Multiphysics對電熱交互耦合這一復雜的物理過程進行建模分析，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、感應線圈、計算機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)，并根據被測試試件的具體形狀設計了多款線圈，對含有表面裂紋的鋼軌、風機葉片和不銹鋼空心球以及內部含有缺陷的碳纖維板進行了實驗檢測，并將檢測結果與常規(guī)無損檢測結果進行了比較。結果表明脈沖渦流紅外熱成像檢測技術可以成功地運用于金屬材質和碳纖維復合材料等導電材料的檢測，并且可以實現不同裂紋和缺陷的分類