多模式红外检测热激励装置的研制

发布时间：2017-09-11 17:50

  本文关键词：多模式红外检测热激励装置的研制

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【摘要】：红外热波检测是一门新兴的跨学科、跨应用领域的综合性科学技术,而热激励技术是主动式红外热波检测的关键技术,热激励的均匀性不仅直接影响红外探伤热图的品质,而且关系到提取被测物体表面温度差的精度,进而影响到后期的缺陷定量识别,而常用的烘箱、电吹风、脉冲闪光灯等一些激励方式存在随机性,使得实验结果重复性较差,存在无法重现或断定是否是被检工件本身的问题。针对上述问题,本文首先对热激励技术进行了详细分析,并对一些常用光源的物理参数进行对比后,选择红外灯泡作为激励源,实际测量了选定光源的光强分布,然后使用线性插值和三次样条插值方法对测量的离散数据进行拟合处理,得到了红外灯泡的均匀特性分布。随后通过理论推导建立单灯热辐射模型,把单灯近似优化成了点光源,结合照度叠加原理,推导出多个光源叠加的关系式。然后根据多灯阵列的排列方式和照射距离的不同,计算出光源均匀性最高时,光源之间的最优中心间距。根据计算模型和实验测量结果自行设计和研制一套对激励时间、激励能量和模式均可调节的系统装置。该系统采用模块化设计,可根据被检工件的需要,选择相应激励时间和能量模式,实现对灯阵的实时梯度控制。根据理论计算,利用软件对加热源的辐照度特性进行了仿真,与实际测量结果基本一致,取得较好的效果。为了测定该装置的均匀性,本文提出用标准方差法来表征热激励装置的均匀性。对研制的装置进行均匀性测定后,分别对玻璃钢复合材料和工程塑料进行了实际检测,并与实验室进口的热激励系统检测的结果进行对比,结果表明研制的激励系统均匀性高,具有较强的检测能力。综合分析表明本文所研制的热激励装置具有很高的可靠性和稳定性,且可多模式的对被检工件进行均匀加热。
【关键词】：红外检测 热激励装置 均匀性 插值
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN219
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 红外无损检测技术9-13
• 1.2.1 红外检测热激励方式的发展应用10-11
• 1.2.2 红外检测的应用及前景11-13
• 1.3 本论文的主要研究内容13-15
• 第2章 红外热波检测理论与检测系统要求15-28
• 2.1 热传递基础理论15-21
• 2.1.1 热传导15-16
• 2.1.2 热对流16-17
• 2.1.3 热辐射17-21
• 2.2 红外检测技术原理与方法21-25
• 2.2.1 红外热成像技术21-22
• 2.2.2 红外检测原理22-23
• 2.2.3 红外检测基本方法23-25
• 2.3 红外检测系统的设计要求25-26
• 2.3.1 热激励源设计要求25-26
• 2.3.2 热图像采集系统要求26
• 2.3.3 热图像处理系统要求26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 红外检测热激励装置的研究28-46
• 3.1 热激励装置的设计总要求28
• 3.2 红外检测设备的研制28-45
• 3.2.1 光源的选择28-29
• 3.2.2 红外灯泡的参数测量29-33
• 3.2.3 光源的优化近似33-37
• 3.2.4 多灯阵列的布置37-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第4章 热激励装置的控制电路设计46-52
• 4.1 控制电路要求和总体结构46-47
• 4.1.1 控制电路要求46
• 4.1.2 控制电路总体结构46-47
• 4.2 单片机控制模块47-48
• 4.3 电压控制模块48-49
• 4.4 继电器模块49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 热激励装置的测试与应用52-64
• 5.1 热激励装置的均匀性测试52-55
• 5.2 应用于玻璃钢复合材料的检测55-60
• 5.2.1 实验设备55-57
• 5.2.2 研制的装置对玻璃钢检测57-58
• 5.2.3 实验室装置对玻璃钢检测58-60
• 5.3 应用于工程塑料材料的检测60-63
• 5.3.1 研制的装置对工程塑料检测60-62
• 5.3.2 实验室装置对工程塑料检测62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第6章 总结和展望64-66
• 6.1 全文内容总结64
• 6.2 今后工作展望64-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况69-70
• 致谢70-71

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本文编号：832206