基于锁相红外的复合材料定量化检测研究

发布时间：2021-02-01 06:32

　　复合材料以其优异的特性被广泛地应用于航空航天、飞行器制造、汽车等关键领域。复合材料由于其非均质性和各项异性,使得在制造过程以及实际应用中比较容易产生缺陷。因而开展对复合材料无损检测技术研究极其重要。传统的复合材料检测方式主要有超声检测和X射线检测,存在着周期长、效率低、成本高等问题。而红外无损检测技术在检测速度以及显示效果方面相对于上面两种检测方式更优,因此本文针对锁相红外无损检测技术展开了研究。分析了正弦规律变化的热流在单层与多层介质的一维热传导过程。通过有限元技术对三维热传导模型进行了分析,并得到了调制频率、缺陷深度、缺陷尺寸对幅值、相位差的影响,为后面的实验与定量化评价缺陷提供了理论基础。搭建了光锁相红外无损检测系统实验平台,并针对采集模块进行了二次开发。针对红外图像序列噪声,分别采用传统的去噪算法与Savitzky-Golay滤波对图像序列进行处理,并指出Savitzky-Golay滤波去噪的优越性。采用四点平均算法、傅里叶变换算法对图像序列进行处理,获得幅值与相位图。同时分析了主元分析图像中的噪声去除的效果。对三种信号提取效果进行了比较,结果表明四点平均算法对相位与幅值提取效... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锁相热成像检测原理

具体的检测原理如图 1-2 所示。图 1-2 锁相热成像检测原理[15]红外脉冲无损检测技术[9,10]是采用瞬时高能的热流对试件表面进行均匀加热。热流通过热传导在试件内部进行传输，如果试件内部没有缺陷，则试件表面温度会出现均匀上升的情况。而当试件内部存在空洞或分层的缺陷时由于边缘效应，缺陷上方会出现局部高温区。通过对试件表面的温度分布可以获得缺陷的位置、尺寸与形状。但是脉冲相位法对加热要求较高，需要均匀的热源。检测原理如图图 1-3 所示。

他又提出了采用多点激光锁相法[34,35]对测，并成功的将这种技术应用于半导体芯片制造红外检测系统如图 1-4 所示。2015 年德国学者 Je检测太阳能电池的故障分析和薄膜太阳能电池的外锁相技术成功实现了太阳能电池的故障定位。图 1-4 多点激光锁像法检测系统[35]

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]SiC涂层缺陷的脉冲红外热波无损检测关键技术研究[D]. 唐庆菊.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于锁相红外热像理论的无损检测及疲劳性能研究[D]. 赵延广.大连理工大学 2012
[3]超声红外锁相热像无损检测技术的研究[D]. 刘慧.哈尔滨工业大学 2010
[4]红外相位法无损检测技术及应用研究[D]. 汪子君.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：3012341