基于紅外測溫技術(shù)的工業(yè)熱設(shè)備內(nèi)部缺陷診斷方法.pdf

1、在生產(chǎn)實(shí)踐中，許多工業(yè)熱設(shè)備由于長期運(yùn)行在高溫、高壓及化學(xué)腐蝕的惡劣工作環(huán)境下，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)壁損傷或脫落，形成設(shè)備內(nèi)部缺陷或故障，給安全生產(chǎn)帶來了隱患。我國每年大量的鍋爐爆炸事故，以及化工、電力等系統(tǒng)的重大惡性事故中很大一部分都是因?yàn)槿狈I(yè)熱設(shè)備內(nèi)部缺陷的定量分析，這充分說明了工業(yè)熱設(shè)備內(nèi)壁缺陷檢測的重要性。
　　紅外熱像檢測技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種新的無損檢測方法，用紅外熱像儀可以無損、快速、非接觸地探測出物體表面溫度場分布，

2、從而判斷設(shè)備內(nèi)部的工作狀況。它是一種全新的、靈敏的檢測方法和重要的在線監(jiān)測手段，在電力、冶金、石油化工、建筑、交通等眾多領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。目前，從定性檢測到定量診斷是紅外檢測技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新趨勢。根據(jù)熱傳導(dǎo)規(guī)律，物體表面的溫度完全取決于物體內(nèi)部的的結(jié)構(gòu)、材料的熱物性、內(nèi)部的熱擴(kuò)散率以及表面與外界環(huán)境的熱交換。設(shè)備內(nèi)部的缺陷都會(huì)以相關(guān)部位的溫度場異常為征兆表現(xiàn)出來，利用紅外熱像儀獲取表面的溫度場數(shù)據(jù)，也就是獲取了設(shè)備內(nèi)部的缺陷信息，借

3、助相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，用適當(dāng)?shù)奈锢砗蛿?shù)學(xué)方法求解導(dǎo)熱反問題，就可以對工業(yè)熱設(shè)備內(nèi)部的缺陷的性質(zhì)、位置、幾何尺寸與嚴(yán)重程度作出定量診斷。
　　本文的主要工作為：
　　1)建立了帶有不規(guī)則內(nèi)邊界空心圓柱形熱設(shè)備二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)學(xué)模型；
　　2)利用有限元方法求解導(dǎo)熱正問題，模擬紅外熱像儀的測量數(shù)據(jù)作為反問題模型的輸入?yún)?shù)；
　　3)將反問題分解成正問題和最優(yōu)化問題，利用共軛梯度法，通過極小化外壁面測點(diǎn)的真實(shí)溫度值和計(jì)算值之