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激光锁相红外无损检测技术研究及系统研制

蒋玉龙  
【摘要】:随着现代工业的高速发展,在工业生产制造等多个环节上,无损检测的作用变的越发重要。很多情况下,准确的检测能保证在工业生产制造等多个环节的安全性。可以说无损检测已经是当今工业不可缺少的重要环节。 红外热波无损检测是一种不破坏试件的检测技术。其原理是当试件受到热激励后,表面温度会随之发生变化,产生差异。利用专业的红外热像仪可以观测到试件的表面的温度变化。如果试件内部含有缺陷,表面温度场所表现出来的温度分布会随之受到影响。从而可以检测出试件内部缺陷,包括缺陷位置、形状、大小。这种方法无需接触试件即可完成,操作方便,不会损伤试件,现代工业包括航空航天等都已经大面积采用此技术方法。 激光锁相是一项主动式的红外热成像技术,采用周期性单频率激光热源激励,再通过快速傅里叶变换对原始热图进行计算处理。从而提取出被测试件表面温度变化的相位信息。因为相位图相比较振幅图可以提供更多缺陷信息,相位信息与被测物的缺陷深度满足一定的对应关系。红外锁相技术的关键在于检测频率的选取,不同的检测频率对应不同的检测深度。相位信息受到被检测试件的表面特性和加热不均的影响很小。本文通过对锁相技术的理论研究,并且将激光加热源运用到了锁相技术当中,自主研发了激光锁相系统并且得到了相关的实验数据。


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