激光扫描红外热波无损检测技术介绍
激光扫描热波无损检测技术在航空发动机涂层中的应用
【相关文献】
[1] 孙勇汉，张斌，陈礼顺.航空发动机涂层技术研究及进展[J].航空制造技术，2013，4.表面涂层技术在航空发动机上的应用[J].航空发动机，2004，30(4):38-40.
[3] XUE Y Q，KENNEDY D，MIHAYLOVE E. Electronic speckle pattern shearing interferometry for nondestructive testing of thermal sprayed alloy coating[J]. Proc. of SPIE, 2005,58(24):241-249.
图9 环形金属试件热波检测结果
图9(a)所示为含分层缺陷的涂层试件的检测结果，测量得到图9(a)所示缺陷水平方向的长度约为24.6 mm，热波图像中可看到的一个红色区域为脱黏区域，说明此区域无缺陷涂层和基体材料结合差，热阻抗大，热波信号发生反射而反射回表面，使得该区域表面温度较高，属隔热性缺陷。图9(b)所示为无缺陷涂层试件的检测结果，此时试件各点的热波在涂层内部正常传播，表面温度大体无差异。
1 检测基本原理
1.1 激光扫描热波成像基本原理
红外热波无损检测技术主动采用热激励源对材料表面进行加热，形成的热波向材料内部进行传播，材料内部的缺陷如裂纹、脱黏、损伤等会形成热阻而影响热波的传播，从而引起材料表面温度场的变化。利用红外热像仪记录材料表面的温度变化，从而可以检测到材料内部的缺陷信息。红外热波无损检测技术的必要条件是材料内部的温度梯度，而脉冲热激励则是产生这种温度梯度的有效方法[10]。脉冲热激励主要包括闪光灯和激光。
为了确认上述热波检测结论的正确性，对这两个试件进行了金相解剖以验证试验结果。对缺陷试件的涂层进行打磨，可以看到一个方形块状缺陷的存在，形状与热波图像完全吻合，如图10所示，涂层与基体存在长度约23.7 mm的分离，无底层涂层。对缺陷试件的该分层区域进行剖面形貌分析，可以清晰看到在涂层和基材结合部位有一个明显的裂隙，如图11(a)所示。同样对无缺陷试件进行了剖面形貌分析，如图11(b)所示，其涂层和基材结合部位界面光滑，没有任何裂隙存在。
使用无损检测技术进行红外热像测试的操作步骤与技巧
使用无损检测技术进行红外热像测试的操作步骤与技巧红外热像测试是一种常用于检测材料和设备表面温度分布的无损检测技术。
它通过测量物体发出的红外辐射，根据辐射强度的分布图像来分析和判断物体的状况和问题。
本文将介绍使用无损检测技术进行红外热像测试的操作步骤与技巧。
一、准备工作在进行红外热像测试之前，需要准备以下设备和材料：1. 红外热像仪：负责拍摄和记录物体发出的红外辐射图像；2. 被测物体：需要测试的目标物体；3. 稳定的电源：为红外热像仪提供稳定的电力；4. 补充热源：在需要设定温度差的情况下，使用辅助加温设备。
二、操作步骤1. 红外热像测试前，确保红外热像仪已经设置为正确的参数。
根据测试需求选择适当的色标、调整测量范围和图像模式等。
根据被测物体的特性，考虑是否需要调整设置参数，以获得最佳的测试效果。
2. 连接红外热像仪的电源，并确保电源的稳定性以避免影响测试结果。
3. 打开红外热像仪的电源开关，并根据仪器的操作指南进行初始化。
在这个过程中，确保仪器的稳定和对焦功能的调整。
4. 对焦是重要的一步，正确的对焦可以保证测试结果的准确性。
通过调整红外热像仪的对焦环，将被测物体的图像清晰地显示出来。
5. 在进行红外热像测试之前，确认被测物体处于稳定状态。
如果需要加热被测物体以产生温度差，可以通过加热器等补充热源进行加热。
确保加热器与被测物体之间的安全距离，以避免对测试结果的干扰。
6. 使用红外热像仪对被测物体进行拍摄。
在拍摄过程中，保持红外热像仪的稳定性和准确性。
避免过快或过慢地移动红外热像仪，以获得清晰、准确的测试图像。
7. 完成红外热像测试后，根据需要保存测试结果。
一般可以将测试结果保存为图像文件或视频文件，方便后续分析和比对。
三、技巧与注意事项1. 在测试之前，了解被测物体的性质和结构对测试结果的影响是很重要的。
不同的物体在发射和吸收红外辐射方面具有不同的特性，对于不同的测试需求，需要采取不同的措施来确保测试结果的准确性。
新技术-红外热波无损探伤
绝热层的检测
• 类似的试验: 通用汽车公司铸铝缸体内衬附 着问题；洛克西德公司涡轮发电机叶片绝 热层在运行中同步监测问题等等。航天器 的液体燃料发动机和火箭固体燃料发动机 的喷口绝热层附着问题； • 各种镀膜、涂层、夹层的探伤问题；粘接 质量问题等都可用同样方法进行探测。
单向、不接触厚度测量
• 比如测量喷漆的厚度； • 测金属板材的厚度等。精度可以非常高 （如：测1mm厚铝板的精度可达到微米级， 小于1％）。这里须强调“单向”和“不接 触”，否则意义不大。 • 飞机蒙皮锈蚀定量测量。
飞机检测
• 三是各种化学原因造成的锈蚀，特别是内 表面锈蚀； • 四是各种原因引起的结构损伤，如各种失 效的粘接、焊接、铆接； • 五是密封不好引起的机身蜂窝结构件和泡 沫材料件的积水。热波探伤对于所有这五 类损伤的检测效果都远优于其它探伤办法。
裂纹探测
• 检测的结果：包括探测到了飞机蒙皮的疲 劳裂纹；铸铝引擎外壳的裂纹；钢曲轴的 裂纹；铜焊裂纹；陶瓷茶杯裂纹；牙齿上 的裂纹；核桃皮上的裂纹等等。 • 用于大型工程中大面积、快速检测的可能 性以及对各种输油、输气管道，燃料、化 工原料、核材料等的储存、运输罐等等进 行实地检测的潜力，应用前景十分广阔
应用领域和前景
• 红外热波探伤技术的功能和用途主要是无 损探伤和检测。 • 用于各种新材料，特别是多层复合材料的 研究； • 各工业、制造业中探测各种承重设备表面 及表面下的疲劳裂纹； • 各种粘接、焊接质量检测，涂层检测；
应用领域和前景
• 用于对产品研发过程中加载或破坏性试验 过程的评估； • 做定量测量分析，如测量材料厚度和各种 涂层、夹层的厚度以及进行表面下的材料 和结构特征识别。
飞机检测
• 红外热波探伤技术用于飞机探伤主要是探测其蒙 皮损伤。飞机蒙皮损伤大致有五类： • 一是起降过程中受异物撞击（如冰雹、飞沙、飞 鸟等）后引起的损伤，特别是采用复合材料的部 分，受撞击后表面完好，而强度和密封性已被破 坏； • 二是因高低空压力变化产生的“吹气球”效应， 从而导致应力集中处（铆钉附近）的金属因疲劳 而产生裂纹；
激光扫描热波成像无损检测技术的应用
检测技术的研究，其外观如图 2 所示。
图 2 立柜式激光扫描热波无损检测设备 分体便携式控制系统紧凑便携，手持探测单元结构紧 凑，易于操作。分离的控制系统功能齐全、触摸操作、图 像处理能力强、界面清晰，简单易用，既适合于在线、在 役检测应用，也适合于实验室中从事热波无损检测技术的 研究，其外观如图 3 所示。
图 1 激光扫描红外热波成像无损检测技术
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2014
激光束通过聚焦成线状光斑，大幅提高了功率密度。 当该光斑在样品表面进行扫描，样品表面上的每个固定点 都经受一次短周期脉冲加热。同时，通过控制光斑扫描和 热像仪扫描之间的相位关系，可以实现高速热波信号的采 集。 激光扫描热波成像技术与目前国际上普遍采用的闪光 灯热激励系统相比，具有很多优势，如：激光束可以远距 离投射，适合一些无法接近或不能接近的特殊场合；激光 器的热激励功率可以通过扫描速度和重复次数而任意改 变；激光束的光强分布均匀，成像质量高。激光扫描热波 成像系统与传统的闪光灯热激励系统的部分性能比较，如 表 1 所示。 表 1 激光扫描热波无损检测与闪光灯激励热波无损检测 技术比较67距离 /cm
图 11 薄膜厚度检测样品的热波信号在空间的分布曲线
6 结语
激光扫描热波无损检测技术通过对多种类型的样品包 括复合材料、蜂窝材料以及不同膜层厚度的检测，均取得 图 10 薄膜厚度检测样品的热波图像 了良好的效果，展示了该技术对缺陷的检测能力，同时展 示了激光扫描热波成像技术对裂纹的检测能力。
无损检测技术中的光学检测方法详解
无损检测技术中的光学检测方法详解光学检测在无损检测技术中占据着重要的地位，它不仅能够快速准确地检测材料表面的缺陷，而且具有非破坏性的特点。
本文将详细介绍光学检测在无损检测中的应用及其原理。
光学检测方法主要包括视觉检测、红外热像检测和激光检测等。
其中，视觉检测是最常用的一种方法，通过人眼观察材料表面的变化来判断是否存在缺陷。
这种方法简单直观，适用于对表面缺陷进行初步检测，但对于微小缺陷的检测效果有限。
红外热像检测则利用物体发出的热能辐射来探测其表面的温度变化。
通过红外热像仪，可以将物体的表面温度转化为可见的图像，从而判断是否存在缺陷。
由于热像检测可以实时观测到物体的温度分布，因此可以非常准确地检测到潜在的缺陷。
激光检测是一种利用激光光源和光学传感器对材料进行扫描的方法。
通过测量激光的反射或散射，可以判断材料表面是否有缺陷。
激光检测具有高分辨率、高灵敏度和快速检测的特点，可以对微小缺陷进行准确的定位和识别。
除了以上几种方法，还有一些高级的光学检测技术，如照相测距法、摄影测距法、干扰法等。
这些方法利用光学原理和成像技术，对材料进行更加细致和精确的检测。
例如，照相测距法通过测量物体在两张照片上的位置差异来计算出物体的大小和形状。
摄影测距法则通过测量摄影图像中物体的像素大小来推测物体的实际大小。
干扰法则利用干涉现象来观察材料表面的微小变化，从而判断是否存在缺陷。
光学检测技术在无损检测中的应用非常广泛。
在制造业中，光学检测可以用来检测产品的外观缺陷、尺寸偏差和形状变化等。
在航空航天领域，光学检测可以用来检测飞机表面的裂纹和疲劳损伤。
在医学领域，光学检测可以用来检测人体表面的皮肤病变和眼睛疾病等。
在光学检测技术的发展过程中，还出现了一些新的技术和方法，如数字图像处理、光学成像和机器视觉等。
这些技术的应用使得光学检测更加智能化和自动化，大大提高了检测的准确性和效率。
总之，光学检测技术在无损检测中具备独特的优势，它能够快速准确地检测材料表面的缺陷，为生产和生活中的各个领域提供了重要的支持。
红外热波无损检测技术应用与进展
红外热波无损检测技术应用与进展作者：刘传乐刘勇史媛媛来源：《中国新通信》 2017年第14期前言：红外热波技术又称红外热成像技术，是一种跨越专业形成的科学技术手段，它的研究与应用，为我国航空航天、军用设备或民用物质的安全检测设定了重要保障。
不仅是我国，作为科技发达国家的美国，也在各种重要机构中运用到了该技术。
2003 年，我国将该项技术研究正式纳入国家级863 科学研究计划中，由此可见红外热波无损检测技术在各国科技发展中的重要地位。
一、红外热波无损检测技术的原理及发展前景1.1 红外热波无损检测技术的工作原理红外热波无损检测技术的原理是指：通过热激励源进行被检测物质外部主动加热，并在被检测物质的表面发出热波的同时向物质内部传播，再通过热成像仪记录被检测物质内部热波传播过程不同所形成的表面温度差异，最终由检测结果得到的热成像图来进行判断物质内部结构损伤并进行分析[1]。
在这个工作原理下，该技术在为我国物质内部结构检测损坏程度降低上面，取得了重大成就。
1.2 红外热波无损检测技术的特点与传统的破环被检测物质构成的检测方法相比，红外热波无损检测技术在所有金属与非金属物质检验过程中，不仅不会破坏物质结构构成，还在检测时间上进行了提速，每次检测只需要花费几十秒钟。
同时，对检测物质的面积大小没有任何限制，这种红外热波无损检测技术十分有利于各类飞机以及军用物品检测工作的开展。
1.3 红外热波无损检测技术的发展前景自21 世纪以来，国际上各个国家竞相开展关于红外热波无损检测技术的改进研究。
美国、俄罗斯、法国等国家已经将红外热波无损检测技术应用于飞机复合材料内部缺陷构成中，我国在该项技术相关工作岗位从事人数已经相当之多，说明该技术已经逐渐涉及到科研、经销、工程以及食品安全等多重领域[2]。
红外热波无损检测不仅能够对被检测物质的损伤、腐蚀等物质的具体地点进行锁定，还能根据其发展规律进行模拟，进而监控，从而保证物质在使用过程中损伤容限理论的有效执行。
红外无损检测技术的原理与应用
红外无损检测技术的原理与应用无损检测是一种通过非破坏性手段来评估材料和构件内部缺陷的技术。
在工业领域中，无损检测技术起着非常重要的作用，可以帮助检测出材料和构件中的隐藏缺陷，从而保证产品质量和安全性。
红外无损检测技术作为其中一种重要的技术手段，已经被广泛应用于各个领域。
红外无损检测技术的原理源于物体发射和吸收红外辐射的特性。
根据基本物理定律，温度高于绝对零度的物体会辐射出热辐射，其中包括红外辐射。
红外辐射具有较长的波长，无法被人眼直接观察到，但可以通过红外传感器进行捕捉和分析。
红外无损检测技术的核心在于利用红外辐射传递的信息来判断物体内部的缺陷情况。
红外无损检测技术主要包括热像仪、红外热成像技术和红外显微镜等。
热像仪是一种能够将红外辐射转化为可见图像的仪器，它可以检测到物体表面的温度分布情况。
通过对物体表面的红外辐射图像进行分析和比较，可以发现物体内部存在的热异常区域，从而判断是否存在缺陷。
红外热成像技术利用了这一原理，可以在常温下对大范围的物体进行无损检测，特别适用于大型设备的维护和故障排除。
除了表面缺陷，红外无损检测技术还可以检测到不可见或半透明材料内部的缺陷。
通过红外显微镜，可以观察到红外辐射在物质内部的传播路径。
当红外辐射穿过材料时遇到缺陷或异物，它们会引起红外辐射的反射、透射或吸收变化。
这些变化被红外显微镜捕捉到，并转化为可见图像，进而分析和识别缺陷的位置和形状。
红外无损检测技术在许多领域中得到了广泛应用。
在机械制造行业中，它可以检测金属和非金属材料内部的缺陷，并及时排除隐藏的安全风险。
在电力行业中，红外无损检测技术可以帮助检测电力设备的过热情况，避免火灾和其他事故的发生。
在建筑行业中，红外无损检测技术可以检测建筑物的热性能，评估其节能效果，并发现隐蔽的热桥等问题。
此外，红外无损检测技术还可以应用于军事、医疗、环境保护等领域。
红外无损检测技术的优势在于其非破坏性和实时性。
相比传统的材料检测方法，红外无损检测技术无需接触被测试物体，可以在远距离和高速运动的情况下进行检测。
红外无损检测技术及其应用
红外无损检测是一种非接触式在线监测的高科技技术，它集光电成像、计算机、图像处理等技术于一体，通过接收物体发射的红外线，将其温度分布以图像的方式显示于屏幕，从而使检测者能够准确判断物体表面的温度分布状况。
它能够检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内、外部的发热情况，对发现设备的早期缺陷及隐患非常有效。
一、红外热像仪构成及原理红外无损检测所使用的设备叫红外热像仪，是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上。
在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换为电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。
二、红外无损检测技术特点红外无损检测技术与其他检测技术相比有以下特点：1）能实现非接触测量，检测距离可近可远2）精度比较高3）空间分辨率较高4）反应快5）检测时操作简单、安全可靠，易于实现自动化和实时观察6）采用周期性加热源加热时，加热频率不同可探测不同深度的缺陷。
当频率高时，有利于探测表面微裂纹；频率低时，可探测较深缺陷，但灵敏度降低7）采用热像仪检测能显示缺陷的大小、形状和缺陷深度三、红外无损检测技术应用现阶段，我国红外无损检测技术已经得到了广泛应用，主要应用于电力工业、钢铁工业、电子工业、石油化工、建筑、航空航天和医疗等领域。
1）电力方面：主要用于检测发电机组装置、输电线接头、绝缘部件等；2）在钢铁工业方面：红外检测技术可用于冶炼到轧钢的各个生产环节，例如热风炉的破损诊断、钢锭温度的测定、高炉残缺口位置的确定等；3）在电子工业方面：实现了印刷板电路的电动检测；4）在石油化工方面：对高温高压状况下的设备进行在线检测，为设备的维修和养护提供支持；5）在建筑方面：主要用于建筑节能监测和建筑物饰面层粘贴质量的检测，在建筑物渗漏和建筑结构混凝土火灾受损、受冻融等检测方面也有研究；6）在航空航天方面：夹层结构件的脱粘缺陷检测，在役飞机的蜂窝积水检测，吸波图层的缺陷检测与厚度测量，热障涂层的缺陷检测等。
激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用_江海军
２０１４远东无损检测新技术论坛论文精选收稿日期：２０１４－０６－２５作者简介：江海军（１９８８－），男，研发工程师，主要从事红外热波无损检测工作。
激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用江海军１，陈 力１，张淑仪２（１．南京诺威尔光电系统有限公司，南京 ２１００３８；２．南京大学声学研究所，南京 ２１００９３）摘 要：对激光扫描热波成像技术与传统的闪光灯激励热波技术进行了比较，介绍了一种基于激光扫描热波成像技术的新型红外无损检测设备，通过试验对所建立的２－Ｄ理论模型进行验证，试验结果表明，当激光扫描速度在一定范围内，样品表面温度场的变化服从一维热传导模式，主要表现为厚样品的温度－时间曲线在双对数坐标中为斜率－０．５的直线，与理论模型的结果相符合。
并对两种特殊涂层的人工样品进行检测，验证了激光扫描红外热波成像设备的有效性。
关键词：激光扫描热波成像；热波；特殊涂层 中图分类号：ＴＧ１１５．２８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－６６５６（２０１４）１２－００２０－０３Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ＴｅｓｔｉｎｇＪＩＡＮＧ Ｈａｉ－ｊｕｎ１，ＣＨＥＮ Ｌｉ １，ＺＨＡＮＧ Ｓｈｕ－ｙｉ ２（１．Ｎｏｖｅｌｔｅｑ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ａｃｔｉｖｅ ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｌａｓｅｒ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｌａｓｈ ｌａｍｐ ｂａｓｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ．Ａ ２－Ｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｓｏｍｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｏｖｅｒ ｃｏａｔｉｎｇｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｓｅｒ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ；Ｔｈｅｒｍａｌ ｗａｖｅ；Ｓｐｅｃｉａｌ ｃｏａｔｉｎｇ 得益于红外热像仪的快速发展，红外热波成像无损检测技术已经在欧美等先进国家得到广泛应用，特别是在航空航天及国防军工等领域［１］。
浅谈红外热成像无损检测技术及其应用
浅谈红外热成像无损检测技术及其应用摘要：随着社会的进步，科学技术的发展也越来越快，传统的无损检测技术渐渐已经不能满足时代的需求了，此时红外热成像无损检测技术被广泛的应用起来，红外热成像无损检测技术在现代各种新型企业和传统的工业中发挥着很大的作用。
关键词：红外热成像；无损检测技术；优缺点从现在的新型科技企业来说，很多企业的设备在车间生产线上都安装和设置了无损检测程序，之前也有很多传统的无损检测技术出现，不过这些技术不管是在管理方面还是在实践上都存在一定的缺点，而红外热成像无损检测技术能较好的改善一些传统的无损检测技术不能达到的一些检测效果，如今它在很多领域也得到了应用，因为有它检测的便捷、准确性高等优点逐渐得到人们的认可。
1 红外热成像无损检测技术的简介红外热成像无损检测技术是利用红外热成像原理来工作的。
它是由热成像技术、红外标定技术、图象处理技术和图象压缩与恢复技术等多项高技术的集成。
举个例子，就石油化工企业生产程序来说，对这个生产线所需要的仪器设备进行检测，首先是启动设备，之后在设备工作的时候就会散发出热量，每个仪器所散发出的热量是不一样的，在设备工作的时候，可以利用红外热成像仪器检测被测仪器的热量，这些热量会发射出辐射，在自然界中一切物体都会有电磁波辐射，之后根据辐射就会在红外热成像仪器上成像，根据成像的不同可以判断被测仪器的工作状态。
2 红外热成像无损检测技术的原理相位法红外无损检测利用调制激励源在被测物体内部产生周期热波，由于物体内部缺陷产生的反射受到入射波的干扰而在物体表面形成一个可被红外热像仪记录的波形，用红外热像仪采集多幅热图像，经过图像序列信号重构，得到被测物体表面温度变化信号，提取被测物体表面各点温度变化的相位图和幅值图，据此判定缺陷的存在和特征。
图1给出了采用红外相位法技术进行无损检测的原理。
2.1 红外无损检测系统的组成如图2所示，一个典型的红外无损检测系统由以下几部分组成：热激励系统、红外热成像系统、红外图像采集、处理和分析系统。
无损检测技术中的红外热像技术
无损检测技术中的红外热像技术随着现代工业的发展，各种机械设备和工艺管道的设备不断增多，同时也面临着各种可能的故障和损坏。
在实际生产中，如何及时找到并解决这些问题，保障设备安全、降低生产成本，成为了企业的重要课题。
而红外热像技术作为现代无损检测技术中一种重要手段，已经在工业领域得到广泛应用，并取得了不错的效果。
本文将简单介绍无损检测技术中的红外热像技术及其应用。
一、红外热像技术基本原理红外热像技术基于物体温度与其表面电磁辐射的关系，利用专用的红外热像仪器探测被测物体表面的热辐射，并将其转换为图像。
这些图像中显示的热分布，可以给我们提供有关物体表面温度、温度变化以及温度分布的信息，帮助我们识别问题和异常，并及时采取措施加以修复 or 维修。
二、无损检测技术中的红外热像技术应用1. 电力设备维护电力设备是目前红外热像技术应用较为广泛的领域之一。
电力行业中，各类设备运行时间长，容易受到外部环境和周围设备的干扰而产生故障。
采用红外热像技术对于此类设备进行检查，则可以更加准确、及时地发现电气元器件或接线等部件的异常情况，有效避免了突然故障，降低了安全风险。
2. 建筑结构检测红外热像技术也广泛应用于建筑行业的结构检测中。
它可以检测出隐蔽的、无法直接观察的问题，如墙壁水分渗透、屋顶绝缘材料损坏、建筑物恶劣的气候条件下的变形、渗水或修缮等问题。
利用红外热像技术，可以更快、更有效地检查建筑结构异常，且使用简便、操作简单，受到了行业的广泛认可。
3. 机械监测机械行业的各种设备需要长期运行，但在实际运作过程中也面临故障的风险。
红外热像技术可以通过观察设备工作时产生的热辐射，检测机械设备中可能出现的缺陷或异常。
在检测中，工作人员无需接触机械设备，就能够从安全的距离观察到设备问题，从而缩短了维修时间、节约了检测成本。
4. 石油、化工监测作为重要能源行业，石油、化工行业的设备要求更为安全、稳定。
但是，由于化工物质对于设备的腐蚀和损伤可能会出现隐蔽或隐藏的问题，导致设备故障。
研究利用红外辐射技术进行无损检测的方法
研究利用红外辐射技术进行无损检测的方法红外辐射技术是一种非接触式的无损检测技术，可用于检测物体表面热量分布的不均匀性。
该技术已被广泛应用于工业和医学领域中。
在工业领域，红外辐射技术被用于检测机器和设备的故障，医学领域则主要用于非接触式体温检测。
利用红外辐射技术进行无损检测的方法有很多种，以下是其中的一些：
1. 红外热成像法
红外热成像法是一种常用的红外辐射技术，它利用红外热成像仪获取物体表面的红外图像，通过分析图像上的温度分布来判断物体的缺陷情况。
这种方法广泛应用于工业领域中，用于监测机器和设备的运行情况，以及检测建筑物、电缆、管道等设施的各种缺陷。
2. 红外光谱法
红外光谱法是一种用于分析物质分子结构的方法，它基于红外
光的吸收和散射现象，通过测量光的吸收强度，来确定分子的振
动状态。
该方法广泛应用于化学、药物和食品等领域中，用于分
析物质的化学组成、质量和纯度等。
3. 红外透射法
红外透射法是一种利用红外光通过样品后被探测器捕捉的技术。
该技术可以用于确定材料的透过程度，从而推断出样品中分子的
种类和摆动状态。
该方法被广泛应用于医学领域中，用于检测生
物组织的结构和重要成分的分布情况。
总之，利用红外辐射技术进行无损检测的方法各有特点，应根
据实际需要选择合适的方法。
同时，随着科技的不断进步，该技
术将在更广泛的领域中得到应用并发挥更大的作用。
无损检测技术的新发展
无损检测技术的新发展随着科技的不断发展，各行各业的技术也在不断进步，在制造业中，无损检测技术越来越受到人们的关注和重视。
无损检测技术是一种用于检测和评估物品内部和表面缺陷、瑕疵以及材料属性的技术，其应用范围包括航空、航天、机械制造、汽车制造、电力、石油化工等领域。
近年来，随着新的材料的应用和生产工艺的改进，传统的无损检测技术已经难以满足现代工业的需求，新型无损检测技术也应运而生。
本文将从三方面介绍无损检测技术的新发展。
一、热红外无损检测技术热红外无损检测技术是一种利用被检测物体辐射出的红外辐射能量来分析其结构和性质的新型技术。
这种技术可以对金属、非金属、复合材料等各种材料进行无损检测，可用于表面缺陷、材料内部缺陷以及材料发热异常等问题的检测。
相比传统的无损检测技术，热红外无损检测技术具有以下优点：首先，热红外无损检测技术是一种非接触式的检测技术，可以在不破坏被检测物体的情况下进行检测，能够大大减少物体的损坏。
其次，热红外无损检测技术对整个被检测物体进行扫描，可以获得该物体全局的信息，而传统的无损检测技术只能获得部分信息。
第三，热红外无损检测技术可以在室内或恶劣环境下进行检测，对于大型物体，可以远程检测，效率高。
二、机器视觉无损检测技术机器视觉无损检测技术是一种采用计算机视觉和机器学习等技术，对被检测物体的视觉信息进行分析和处理，并通过算法和模型判断被检测物体是否存在缺陷的技术。
相较于传统的无损检测技术，机器视觉无损检测技术具有以下优点：首先，机器视觉无损检测技术可以将检测结果量化和可视化，能够准确地提供被检测物体的各种缺陷信息，并能够进行精准诊断。
其次，机器视觉无损检测技术可以减少人为操作，提高生产效率。
第三，机器视觉无损检测技术可以进行大量数据的收集和分析，从而不断完善算法和模型，提高无损检测的准确度。
三、纳米无损检测技术纳米无损检测技术是一种利用纳米材料对被检测物体进行检测的新型技术，在材料科学、物理学和化学等多个领域均有应用。
无损检测技术中的热波红外检测方法
无损检测技术中的热波红外检测方法热波红外检测方法在无损检测技术中具有广泛应用。
该方法利用红外辐射测量目标物体的表面温度分布，以识别和评估目标物体中的缺陷和异常。
本文将介绍热波红外检测方法的原理、应用领域及其优势。
热波红外检测方法基于物体局部能量吸收或热扩散的差异来发现缺陷。
通常，在这种检测方法中，一个短脉冲激光器用于产生一个瞬时的热脉冲，这个热脉冲会导致目标物体表面温度的瞬时增加。
然后，一台红外热像仪会记录下目标物体表面的温度变化，并生成一个热图。
通过对热图进行分析，可以识别出目标物体中的缺陷位置。
热波红外检测方法被广泛应用于材料科学、工程建筑、航空航天、电子设备等领域。
在材料科学中，热波红外检测方法可以用于材料的质量控制和缺陷检测。
例如，通过检测材料中的裂纹、夹杂物或气孔等缺陷，可以确定材料的可靠性和性能。
在工程建筑领域，热波红外检测方法可用于检测建筑物的热漏损和能量损耗问题，从而改善建筑物的能源效率。
在航空航天行业，该方法可以用于飞机的结构监测、引擎部件的性能评估以及防止航空器事故的发生。
在电子设备领域，热波红外检测方法可以用于检测电子器件的热效应，从而提高电子设备的可靠性和性能。
热波红外检测方法具有许多优势，使其成为无损检测技术中的重要方法之一。
首先，该方法是非接触式的，无需直接接触目标物体，因此不会对目标物体造成任何伤害。
其次，热波红外检测方法可在实时和非破坏性条件下对目标物体进行检测。
这意味着它可以在生产线上进行连续监测，提高生产效率。
此外，该方法对大部分材料都适用，并且在不同环境条件下仍能保持较高的检测准确性。
最后，热波红外检测方法可以提供高分辨率的温度图像，使得用户可以清晰地观察到目标物体的温度分布情况。
虽然热波红外检测方法在无损检测技术中具有广泛应用，但也存在一些局限性。
首先，该方法对于目标物体的厚度和热导率较高的材料会产生一定的限制。
其次，环境温度和湿度对于检测结果也会产生一定的影响。
红外检测技术在无损检测中的应用研究
红外检测技术在无损检测中的应用研究近年来，随着无损检测技术的发展，红外检测技术逐渐成为一个备受关注的研究热点。
红外检测技术利用大量的样本数据，通过计算机处理，可以实现对目标中缺陷的检测、诊断和定量分析。
本文将重点探讨红外检测技术在无损检测中的应用研究。
一、红外检测技术概述红外检测技术是指利用红外辐射(波长为0.75μm~1000μm)实现对物质热辐射的探测，可以检测、诊断和定量分析目标物中缺陷的技术。
红外检测技术具备非接触式检测、快速检测、高精度检测、远距离测量等优点，非常适合在无损检测中应用。
二、红外检测技术在无损检测中的应用2.1 金属表面缺陷检测在生产和使用中，金属件可能会产生表面缺陷，例如裂纹、气孔、夹杂、磨损等。
通过红外检测技术，可以轻松识别内部缺陷，不需接触物体并且能够快速捕捉缺陷信息，而且无需对样本进行破坏性检测，对减少生产成本和提高金属件的质量都具有重要的意义。
2.2 化工管道泄漏检测在化工工业中，管道泄漏问题一直是生产安全的重要问题，利用红外检测技术可以快速地检测出管道泄漏的位置和范围等信息，能够有效地防止事故的发生，保证人员和设备的安全。
2.3 锅炉发生器管检测发生器管道是锅炉中非常重要的部件，它负责将水转化为蒸汽。
但是长时间运行后，管道中会积累一些水垢等物质，从而引起管道的老化和腐蚀，严重影响锅炉的正常使用。
利用红外检测技术，可以快速捕捉管内水垢等信息，为管道清洗和维护工作提供了数据支持。
三、红外检测技术面临的问题和发展方向3.1 红外检测技术的成本问题目前，红外检测技术在应用中面临的最大问题就是高成本，这包括设备的价格和实验样本数据处理费用。
为了推广红外检测技术的应用，需要采取措施降低设备成本和实验费用。
3.2 红外检测技术的进一步应用传统的红外检测技术主要依赖人眼视觉和计算机软件的分析和判断，对于一些复杂问题，传统技术往往难以解决。
基于此，有必要继续研究和开发更先进的红外检测技术，例如应用深度学习等人工智能方法，从而相对较少地依赖人工干预，提高检测效率。
红外热波无损检测技术
红外热波无损检测技术红外热波无损检测技术作为一门新兴无损检测技术，广泛应用于航空航天、机械、医疗、电力、建工和石化等领域。
该技术具有适用范围广、速度快、非接触、勿需耦合、直观、探测面积大、使用安全及准确等优点，特别适用于整体结构的无损检测和可靠性筛选，已日益成为保证产品质量和安全运行的重要方法和手段。
主动式红外热波无损检测以热传导理论为基础，按照热加载激励方法不同可分为脉冲式红外热波检测法和调制式红外热波检测法(如锁相法热波检测)。
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脉冲式红外热波检测技术是目前最成熟、应用最广泛的检测方法，该方法采用脉冲热源对样件进行激励，利用材料中损伤部位热流与无损伤部位热流的不均匀性引起的表面温度变化进行探伤和检测。
该方法以辐射信号强度信息为基础，热波传导的指数衰减使探测的深度有限；材料表面红外发射率低和反射率高均会影响检测性能。
红外锁相法热波检测技术采用按正弦规律单一频率调制强度的热源对构件或材料进行热加载，将红外热波检测技术与数字锁相信号处理技术相结合，通过计算材料或构件表面各点温度变化的相位图和幅值图确定缺陷特征，由于检测信号具有相位延迟且相位的信息量要多于幅值信息量，可有效降低背景噪声的影响，显著提高温度信号的信噪比。
红外锁相法热波检测技术可弥补脉冲式红外热波检测的缺点，具有与材料或构件加热不均匀性、环境条件及结构等无关的优点。
但红外锁相法热波检测技术的检测缺陷深度与调制频率密切相关，不同缺陷深度需要选用不同调制频率，由于单一调制频率热波只能探测其相应扩散深度的缺陷，对于材料内部不同深度缺陷，需要选择不同调制频率对材料进行激励，检测时间较长，降低了检测效率，难以实现一次性可靠检测材料内部不同深度的可检尺度范围缺陷。
文中通过理论与实验对线性调频热激励红外热波成像检测技术进行研究，运用有限元法对线性调频)热流在固体材料内部热传导过程进行分析，并采用相关算法提取对仿真分析的表面温度信号进行计算，得到相关运算的峰值图像与峰值时间图像。
红外热波无损检测技术及其进展
红外热波无损检测技术及其进展摘要：综述了红外热波无损检测技术的基本原理、技术特点，给出了一些典型的应用试验结果，介绍了国内外相应研究的发展状况和进展。
关键词：红外热波；无损检测；热波检测红外热波无损检测技术（简称热波检测）是一门跨学科的技术。
它的研究和应用，对提高航空航天器，多种军、民用工业设备的安全可靠性具有重要意义。
美国多家大公司（如GE、GM、福特、洛克西德和西屋等）及政府机构（如NASA、FAA、空军、海军）等已经在广泛应用和推广该技术。
2003年9月该项技术的应用研究也列入了我国国家863高科技发展计划，同时还获得了211工程重点学科建设经费等的支持。
1.热波检测原理热波（ThermalWave）理论及应用的研究重点是研究热源，特别是变化性热源（如周期、脉冲、阶梯函数热源）与媒介材料及其几何结构之间的相互作用。
被加热后，不同媒介材料表面及表面下的物理结构特性和边界条件将影响热波的传输并将影响媒介表面的温场变化。
通过控制热激励方法和测量材料表面的温场变化，可以获取材料表面及其表面以下的结构信息，从而达到检测的目的。
红外热波检测的核心是针对被检物的材质、结构和缺陷类型以及特定的检测条件，设计不同热源（如高能闪光灯、超声波、电磁、热风等）并用计算机控制进行脉冲式加热，同时采用红外热成像技术对时序热波信号进行数据采集，采用专用软件进行实时图像信号处理。
热波无损检测采用了主动式控制热激励的方法，与传统的被动式红外热成像检测是有区别的。
不同被测物、检测环境和条件，需要采用大功率闪光灯、超声波、激光、THz波、热风、电磁感应、电流、机械振动等不同方式的热激励手段及相应的机械装置、控制装置及编制控制和图像数据处理软件。
2.主要应用和技术特点2.1主要应用红外热波技术可应用于①检测航空/航天器铝蒙皮加强筋开裂与锈蚀，机身蜂窝结构材料、碳纤维和玻璃纤维增强多层复合材料缺陷的检测、表征、损伤判别与评估。
②火箭液体燃料发动机和固体燃料发动机的喷口绝热层附着检测。
红外热波无损检测知识（5篇）
红外热波无损检测知识（5篇）第一篇：红外热波无损检测知识红外热波无损检测属于红外热成像视觉检测，检测过程基于材料表面的温度场变化特点。
由于热量传递的连续性，材料内部热传递或者热特性的改变必然会影响到表面温度场，从而反映出材料内部的不连续性或损伤。
本技术的实现原理是通过热激励源进行外部主动加热，在被检结构表面激发出热波并向内部传播，通过热像仪记录结构内部热波传播过程（热传递过程）不同所导致的表面温差，由获取的热图像来判别结构内部损伤并进行定量分析。
研制的红外热波无损检测系统由计算机、热激励系统和热图像采集装置三部分组成。
计算机是硬件控制平台，提供可视化操作界面；热图像采集装置用于完成对被检测表面温度场变化情况的记录；热激励系统用于对被检测部位实施热激励。
热图像采集装置主要由红外热像仪、前端显示器和铝制盒体组成。
红外热像仪负责热图像的实时采集并以特定的格式传输给计算机；前端显示器用于检测人员在检测位置实时观察被检测表面的温度场变化情况。
热激励系统主要由热激励源和供电电源组成，热激励源安装在热图像采集装置的铝制盒体内部。
热激励源可分别提供热激励时的脉冲强光热辐射和连续光热辐射输出。
供电电源为独立结构，提供热激励源工作时所需的大电流。
【技术特点】与传统的损伤检测方法相比，红外热波无损检测具有适用面广（可用于所有金属和非金属材料）、检测速度快（每次检测只需数十秒钟）、检测面积大（检测面积可根据硬件及被检测对象进行调节）、单向非接触检测、显示直观且直接存储、定量测量和特征识别等特点。
特别适合于飞机纤维增强复合材料结构和表面涂层内部脱落或腐蚀的在役检测。
【技术水平】技术性能参数：（1）温度测量精度：±2%。
（2）热灵敏度：0.08℃(30℃时)。
（3）空间分辨率：1.3mrad（毫弧度）。
检测性能指标：（1）可检测损伤类型：复合材料层压板分层、脱粘等内部损伤；复合材料蜂窝夹芯结构面板与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯塌陷、积水、积油等。
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南京诺威尔光电系统有限公司
报告人：江海军
激光扫描红外热波成像技术
在无损检测中的应用
激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用
江海军1，陈力1，张淑仪2
1.南京诺威尔光电系统有限公司；
2.南京大学声学研究所
目录
激光扫描红外热波成像技术温度场分析5123激光扫描红外热波无损检测技术应用
6
总结与展望
4
1
红外热波无损检测技术发展
激光扫描红外热波无损检测技术原理1
图1-1：主动红外热波无损检测技术原理
热波传播
试件内部
高能量脉冲光
试件表面
脉冲加热
有缺陷
部分热波被反射
表面呈现温差无缺陷
热波均匀传播
表面温度均匀
激光扫描红外热波成像无损检测技术原理1
3大关键技术
热激励技术
红外图像采集技术红外图像处理技术
技术特点
非接触
速度快
定量
测量
面积大图像
显示
红外热波成像无损检测技术特点
应用广
在役
在线
技术优势
激光扫描温度场分析
2x
y
z
v τ
激光束
扫描方向
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δ函数；
2
2
22()()()T T T I x v t z a t x z c
δδρ∂∂∂⋅-⋅=++∂∂∂⋅其中，I-激光器功率，ρ-密度，c-比热容，α-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，再利用卷积定律可得表面z=0温度场分布：
2
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0(,,t)4()
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e T x z d a c t τττπρτ-⋅-
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+---=⋅-⎰考虑光斑宽度，则温度场分布为：
2
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(,,)24()
x v l t t l I T x z t d e d l k t χτατχτ
πτ---
--=⋅-⎰⎰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
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
(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
2()
(,,)(12)[(
)()]84(t )4(t )
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τττ
πτ
ττ-
-+---=⋅⋅+⋅-⋅⋅---⎰
∙
d
2d
-2d
-4d
4d
∙∙
∙
∙∙
Q
Q1Q2
Q3Q4
Q5
A
A B
B
◆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，ρ-密度，c-比热容，α-热扩散系数，v-激光扫描速度，l -激光半宽度，
图2-5：具有两个绝热边界时的镜像热源
(a)线性坐标(b)双对数坐标
图2-6：不同厚度不锈钢表面温度时间曲线
◆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。
(a)理论曲线(b)实验曲线
图2-7：碳钢试件双对数温度时间曲线
检测应用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
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；
图3-2：碳钢试件背面光学图像
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
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
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
薄膜厚度检测
单位：μm
300 250 200 150 100 50
图3-6：薄膜试件光学图像
图3-7：薄膜试件红外图像
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
总结
5
◆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。
◆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。