超声红外热像技术及其在无损检测中的应用

在超声技术和红外热像技术的基础上，建立了混合型的超声红外热像系统，并利用超声红外热像技术检测材料(试样)的缺陷(裂纹)和残余应力等不均匀结构．当超声波脉冲发射到样品中时，声能在样品中衰减而转化为热能，样品内部及表面的温度会升高．一般情况下，在缺陷或不均匀的区域声衰减更显，引起的温度变化更大，而温度的差别可以用红外热像仪来观察和记录．因此可以很灵敏和迅速地对缺陷或结构和应力不均匀的区域进行检测．     

非接触超声红外热像技术在裂纹检测中的应用

非接触超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,可在无接触条件下实现对材料的检测。介绍了非接触超声红外热像技术的基本原理和特点,并利用非接触超声红外热像技术对一个碳纤维复合材料T形接头和预埋有裂纹缺陷的有机玻璃进行检测,检测出了表面和亚表面裂纹和材料棱角处冲击损伤导致的缺陷,该技术具有一定的检测能力。     

基于红外热成像技术的管母线焊缝缺陷对发热影响研究

焊缝质量是影响管母线综合性能的关键因素。首先使用X射线数字成像系统对实验样品焊缝进行检测,确定了焊缝缺陷类型;再根据电磁感应原理对加工有不同焊缝缺陷的管母线实验样品分别进行通流实验;利用红外热像仪对焊缝周围温度进行定时测量;计算了各个实验样品焊缝位置和距离焊缝20 cm处的平均温差;绘制了不同负载下温差与加载时间的变化曲线。通过与无缺陷实验样品进行对比,得到了各种常见焊缝缺陷对管母线焊缝发热的影响规律,充分证明了利用红外热成像技术对管母线焊缝现场检测的可行性,为管母线焊缝质量现场红外检测提供了重要的参考依据。     

红外热像技术在无损检测中的应用研究进展

介绍了红外热像技术的工作原理及特点,对红外热像技术在材料内部缺陷检测、材料传热参数的检 测、结构内部损伤检测、建筑节能监测、建筑物饰面层粘贴质量的检测、建筑物渗漏检测中的研究进展作了 进行了分析和总结,展望了红外热像技术在无损检测中的应用前景．     

含曲率结构裂纹的超声红外热波检测数值仿真

针对含曲率结构中裂纹缺陷的检测,采用数值仿真方法研究了超声红外热波技术的可行性。建立不同曲率含有裂纹缺陷复合材料构件的有限元模型,在超声波的激励作用下,获得了构件表面温度分布图,实现了对裂纹缺陷的检测,并对比分析了构件的曲率对检测结果的影响。结果表明:超声热波方法可以应用于含曲率结构的裂纹缺陷检测,并且结构的曲率越大,检测结果越好。     

基于超声热波方法的铝合金应力腐蚀裂纹检测与识别

针对飞行器结构中应力腐蚀裂纹的快速高效检测需求,采用超声红外热波方法进行了检测试验研究。在改进WOL铝合金材料应力腐蚀裂纹试件上,改变超声激励位置在裂纹尖端延伸方向并沿裂纹接触面的切线方向上、在裂纹尖端延伸方向并垂直于裂纹接触面上以及在试件开口延伸方向并垂直于裂纹接触面上,获得了不同激励位置下试件的表面温度场分布,通过提取裂纹方向上的线温,实现了对裂纹的定量识别。结果表明:超声红外热波技术能够快速准确地检测到铝合金应力腐蚀裂纹,将超声波激励源布置在裂纹尖端延伸方向并垂直于裂纹接触面上时,能够更好地激发裂纹缺陷。     

连续铸钢用中间包衬里损伤的红外检测分析

利用一维稳态传热模型,计算中间包底面温度,建立了底面温度与中间包衬里损伤程度间的对应关系,发现中间包底面温度随着衬里损伤程度增加而增加.红外热像检测表明:中间包底面温度随着包龄的增加而增加;红外热像技术可以有效地对中间包衬里损伤进行检测;利用所建立的理论关系式,可以实现对中间包红外热像的定量分析.     

红外热像仪测温精度的理论分析

根据热辐射理论和红外热像仪的测温原理，推导出计算被测物体表面真实温度的通用计算公式．阐述了红外热像仪在测温过程中容易忽视的影响精度测量的因素，为进一步提高测量结果的准确性，提出了解决方法．     

应用红外热成像技术检测蜂窝结构材料内部缺陷

根据红外热波成像技术的基本原理,用辐射热激励方法对蜂窝结构材料进行瞬态加热,同时用高灵敏度热像仪拍摄蜂窝结构材料盖板的热像图,用计算机对热像图进行图像处理,显示蜂窝结构材料的内部形状和缺陷．该技术具有无损、快速、高效、直观和大面积检测等特点．根据理论分析、数值模拟和实验研究,证实用高能量灯照的辐射动态加热是热激励的有效方法,并需用高灵敏度和快速采样的热像仪来获得理想的检测效果     

超声波引起固体微裂纹局部发热的理论计

基于微裂纹在超声波作用下的局部发热现象,已形成一种新型无损检测技术,即超声红外检测技术.然而,迄今为止,尚未建立有效的理论模型对其局部发热机制进行定量计算.文中从三维弹性动力学方程出发,基于罚函数及界面本构摩擦模型,以节点-单元法为接触搜索算法,采用有限元数值计算方法,模拟了一含有微裂纹平板中的波动传播过程,并计算了裂纹表面的摩擦生热.     

苹果片超声波预干燥传质过程试验研究

对超声波作用下苹果片预干燥过程进行了试验研究,分析了超声声强对样品预干燥速率的影响.建立了超声波预干燥过程的数学模型,模型中引入修正系数γ来反映超声波对样品内部水分扩散系数的影响.结合试验中所得样品含水率数据,计算出不同超声强度对应的修正系数,并拟合出修正系数与超声强度的关系曲线.研究结果表明,超声波有效强化了苹果片的...     

超声空化热效应破解剩余污泥的机制

为探明超声方法破解剩余污泥时的热效应,分别采用超声和水浴加热方法作用于有机大分子、细菌和剩余污泥.研究结果表明:超声作用酸性橙前后的TC和TOC含量降低,验证超声空化存在高温热解作用;对比三种情况下超声作用细菌和剩余污泥的破解效果为:未通入循环冷却水时超声>通入循环冷却水时超声>水浴加热,超声的热效应对细菌和剩余污泥的破解起促进作用;超声破解剩余污泥时超声引起温升的能量占超声总能量的10%以上,当温升达到70℃后,超声的热作用对剩余污泥的贡献率为20%左右.     

基于红外成像技术的铝锂合金2198疲劳裂纹监测机制研究

红外成像技术提供了一种快速、非接触、全区域的表面温度监测手段。在超声疲劳试验中,大多数金属材料均具有明显的温度效应。将采用这种技术手段系统地对铝锂合金2198-T8材料在疲劳试验过程中的升温情况开展研究。结果表明,材料从试验开始到疲劳断裂现象的发生,试件表面温度通常要经历三个阶段:快速升温阶段、缓慢升温阶段和急剧升温阶段。快速升温阶段通常与施加应力的大小有关;施加应力和疲劳微裂纹萌生是缓慢升温阶段的主要影响因素;宏观裂纹的扩展以及裂纹面之间的碰撞和摩擦则可导致材料表面的急剧升温。验证了红外成像技术在探索疲劳失效规律问题上作为一种可靠技术手段的正确性。     

肿瘤热疗超声无创监测技术研究进展

 肿瘤热疗是用加热方式杀死癌细胞,已成为肿瘤治疗的一种重要手段.肿瘤热疗分为传统热疗(41～45℃)和热消融治疗(>60℃).在肿瘤热疗中,对治疗区组织温度及热凝固区进行无创测控是保证热疗安全和提高疗效的关键,本文综述肿瘤热疗超声无创测温及热凝固区检测技术的研究进展.超声无创测温主要基于声速和热膨胀、超声衰减系数、背向散射能量、B 超图像纹理等参数的温度相关性.热凝固区超声检测主要基于超声组织定征技术,包括Nakagami 统计模型、超声衰减、超声背向散射积分、超声弹性成像、组织散射子平均间距、次谐波低频声发射等.提出了肿瘤热疗超声无创监测技术的未来发展方向,包括监测精度验证方法的研究、针对组织个体差异自适应调整参数的研究、减少组织运动干扰的方法研究、多维多参数监测方法研究、实时计算技术的研究及肿瘤热疗实验数据共享中心的建立.     

PDC磨损齿切削破岩过程的实验研究

为探究深部钻井PDC钻头切削齿在磨损状态下的切削破岩过程,选取深部钻井PDC钻头上不同磨损程度的PDC齿开展单齿切削实验,借助应力测试系统、高速摄影机和热红外成像仪分析磨损齿的受力状态、温度变化规律以及岩石裂纹扩展过程。结果表明,与未磨损齿相比,磨损齿所受切削力更大、温度变化更明显,且更易产生大体积岩屑,这将导致钻头在井下振动加剧,磨损急剧加快,严重影响其使用寿命;切削花岗岩时切削力和温度大幅上升的问题更加突出,但更容易发生体积破碎,产生较大块的块状岩屑。研究成果将有助于重新认识真实井底磨损齿切削破岩及温度变化规律,并为钻头设计及井下寿命评估提供重要参考。     

基于双边滤波与帧差方差法的微小泄漏点检测

为了对器件的微小泄漏进行检测定位,本文介绍了一种利用红外热像对复杂器件进行微小泄漏点的定位方法,红外相机采集多帧经热气加热并进行差压脉冲操作时被测器件的红外图像。对红外图像进行双边滤波去除噪声后,利用泄漏点的温度场的变化即图像灰度值细微变化,提出了一种帧差方差法,通过增强泄漏点灰度值变化,能够准确定位到泄漏点位置,并对得到的泄漏点进行灰度值帧差概率计算确定是否为真泄漏点。实验证明：与其他方法相比本文方法能够有效去除周围噪声,克服了复杂器件易受红外反射率的影响、微小泄漏点变化幅度小、变化较慢的问题。并得到了较好的ROC(受试者工作曲线),同时可以满足工业生产中对微小泄漏检测的要求。     

基于各向异性扩散滤波的仿组织材料超声扫描数据三维重建

针对仿组织材料超声扫描数据,给出了一种基于各向异性扩散滤波的三维重建方法。该方法先对超声扫描数据进行二维成像,然后应用各向异性扩散滤波方法根据图像的内容采取不同的平滑策略对二维图像进行滤波处理,可以提取质量较好的轮廓。运用此方法对仿组织材料的超声数据进行处理,并采用等值面绘制的方法完成仿组织材料的三维重建和三维显示,实验结果表明各向异性扩散滤波在超声扫描数据三维重建中具有较好的效果。