文档介绍：持续红外热波无损检验体系数据处理软件研发与应用
第一章绪论
无损检测(NDT)是利用物质的声、光、电、磁等物理特性,在不损害或者不影响被检测对象使用性能的情况下,对被检物进行探测、定位、测量和评定损伤,给出缺陷大小、位置、性质和数量等信息,以此评价被检对象的材料、性质、状态、质量或内部结构信息等的一种特殊检测技术⑴。无损检测能够对产品设计、所用原材料、其中工艺环节、加工过程以及所得成品整个过程进行检验,也可对使用中的产品进行检测,同时由于其无损的特性,被广泛应用于航空航天、电力、材料、医学、建筑等多种领域。
无损检测技术无损检测经历了多年的发展,已经形成了许多有效的方法,如射线照相检测、超声检测、润流检测、磁粉检测、渗透检测、目视检测、泄漏检测、声发射检测、射线***检测等。当今国内技术上比较成熟的五种常规无损检测方法分别为:射线、超声、磁粉、渗透与润流。检测原理:将射线照射在工件上,透射后的射线强度根据物质的种类、厚度和密度不同而变化,利用射线的照相作用、荧光作用等特性,将这个变化记录在胶片上,经显影后形成底片的黑度变化,根据底片黑度的变化,以此了解工件内部结构状态,达到检查出缺陷的目的。检测特点:可以获得缺陷直观图像,定性准确,对长度、宽度尺寸的定量也较为准确;检测结果有直接记录,可以长期保存;对体积型缺陷检出率高;对面积性缺陷如果照相角度不适当容易漏检。适宜检验厚度较薄的工件、对接揮缝,不适宜检验较厚的工件、角辉缝以及板材、棒材和锻件等;对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸的确定较困难;检测成本高、速度慢;同时射线对人体有害,需要加强安全防护。检测原理:超声波在同一均勾介质中传播时的速度不变,传播方向也不会改变,如果在传播过程中遇到另一种介质,就会发生反射、折射或绕射的现象。如果物体内部存在缺陷,则缺陷会使超声波产生反射现象,此时根据反射波幅旳大小、方位,就能判定和测出缺陷的存在。检测特点:超声波检测对面积性缺陷的检出率较高,而对体积型缺陷检出率较低,更适宜检验厚度较大的工件;适用于检测各种试件,包括检测对接揮缝、角傳缝、板材、管材、棒材、锻件以及复合材料等。检测成本低、速度快,检测仪器体积小、重量轻,现场使用方便,同时对缺陷在工件厚度方向上定位较准确;但检测结果没有直接见证记录;材质、晶粒度对检测有影响。
第二章持续激励红外热波无损检测原理
红外热波无损检测中,现有相对成熟的常规检测手段,如闪光灯脉冲激励、热超声激励、锁相热激励等等激励方式,如五大常规检测法类似,有其独到的优点、检测适用材质、结构及检测缺陷类型,但同样也有其不足之处。对于一些传热系数较低,且自身厚度较大的非金属材料,如玻璃钢、岩石等,现有成熟检测手段并没有特别合适的激励及检测方式,因此本题的持续激励加热方式则专为这类材料的检测而产生。持续激励加热方式与脉冲激励加热方式不同之处在于,将瞬时的脉冲能量拓宽为方波激励,减少瞬时能量,延长持续时间以提高总能量,让热能量大到足够能在被检物内充分传播而不在传播中被完全吸收,利用热像仪来探测试件表面以采集整个传播过程。这种加热方式更适合传热较慢、厚度较大的非金属材料,很好的弥补了闪光灯脉冲法在这类材料检测中的不足之处。同时,这种连续性加热方式在热像仪采集完毕后,现有软件的数据处理方式己经不能满足相应需求,并没有合适的数据处理方法来获取相应数据以取得期望结果,因此,本题针对这种情况基于VC++编写相应软件来实现对于持续激励方式的相应算法以及数据处理。
热激励系统对被测物体进行己知形式的主动式加热激励,改变物体表面温度场;这种温度场的变化将以热波形式在物体内部传输,然后重新反馈到物体表面上去,通过釆集系统对这种变化过程进行采集,;将探测到的数据传输到数据处理系统进行处理,以得出直观图像,便于观察分辨,从而探测物体内部结构,以识别物体内部缺陷或损伤。流程图如图2 3所示:检测流程以检测预设有隔热型缺陷的试件为例。高能闪光灯脉冲瞬间产生脉冲波形平面热源加热被测物表面,热波在试件内传导,在隔热型缺陷处受阻,热量在缺陷上方试件表面发生积聚,与其它区域出现正温差,此时利用红外热像仪记录材料表面的红外辖射量的变化,最后将采集到的数据进行数据处理并显示热图像。由于高能闪光灯脉冲激励自身的特点,瞬时能量很高且加热均勾,因此非常适用于缺陷厚度不深,或厚度较大的同时传热系数也较大的多数金属、部分非金属及复合材料;同时检测速度非常快,通常在数十秒之内就可以完成一次检测,还有观测面积大,与试件非接触,测量结果直观易懂等特点。同时,为满足加热需求,使加热时间、能量等为可控状态,设备还通过计算机控制灯光控制盒,传输给数字娃箱,以使烤漆灯达