红外热成像反射与透射法的缺陷深度定量检测

发布时间：2017-11-01 07:41

  本文关键词：红外热成像反射与透射法的缺陷深度定量检测

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【摘要】：红外热成像无损检测技术经历多年的研究发展日趋成熟,凭借检测面积大、易实现在役检测、非接触、安全方便等诸多优点被广泛应用。目前,该技术的发展重点已经从缺陷诊断评价向缺陷定量测量方向转变,但缺陷深度精确定量依然存在困难,本文将对红外热成像检测反射与透射法缺陷定量检测进行研究。通过所建立的红外热成像检测缺陷埋深的物理模型,依据热传导理论推导出缺陷定量检测的实现方法,对含有斜槽缺陷的PVC试块分别进行反射法和透射法红外热成像检测实验研究,通过实验数据分析了取样点尺寸、缺陷宽度对试块表面温度场的影响,指导数据后处理采样区域的设置,定量检测出缺陷埋深,并且分析了激励时间对测量精度的影响。运用ANSYS软件分别进行了反射法和透射法检测凹槽缺陷的仿真模拟实验,分析了缺陷的宽度、埋深深度对仿真结果的影响,以及激励时间对缺陷深度测量影响。研究结果表明,反射法与透射法检测都可实现缺陷的检出和对缺陷深度的定量。对近表面缺陷在相同的测量精度下,透射法检测所用激励时间更短,处理数据更加简单,缺陷检出速度更快;对埋深较深的缺陷,除了检测速度快的优势,透射法检测精度也更高。
【关键词】：红外热成像检测 反射法 透射法 定量检测
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115.28;TN219
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-11
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.3 主要研究内容10-11
• 第2章 红外热成像检测机理11-20
• 2.1 红外辐射定律11-13
• 2.1.1 基尔霍夫定律11-12
• 2.1.2 维恩位移定律12
• 2.1.3 斯蒂芬-玻尔兹曼定律12
• 2.1.4 普朗克定律12-13
• 2.2 红外热成像检测测量缺陷深度理论13-17
• 2.2.1 红外热成像检测原理13-15
• 2.2.2 红外热成像无损检测测量缺陷深度的实现15-17
• 2.3 红外热成像无损检测技术特点17-18
• 2.4 影响红外成像无损检测主要因素18-20
• 2.4.1 发射率的影响18
• 2.4.2 环境因素的影响18-20
• 第3章 反射法红外热成像检测实验研究20-31
• 3.1 实验系统及试块设计20-22
• 3.2 反射法实验数据采集22-23
• 3.3 实验结果及数据分析23-31
• 3.3.1 取样点尺寸对温度数据影响23-25
• 3.3.2 缺陷的宽度尺寸对温度数据影响25-27
• 3.3.3 反射法缺陷深度计算27-30
• 3.3.4 激励时间对缺陷深度定量精度影响30-31
• 第4章 透射法红外热成像检测实验研究31-38
• 4.1 透射法红外热成像检测实验及数据采集31-32
• 4.2 透射法实验数据分析32-38
• 4.2.1 透射法中缺陷宽度尺寸对温度数据影响32-34
• 4.2.2 透射法缺陷深度计算34-37
• 4.2.3 激励时间对缺陷深度计算精度影响37-38
• 第5章ANSYS有限元仿真模拟分析38-55
• 5.1 有限元仿真38-41
• 5.1.1 有限元分析与ANSYS介绍38
• 5.1.2 热分析传热方式38-39
• 5.1.3 热分析中边界条件39-40
• 5.1.4 稳态热分析与瞬态热分析40
• 5.1.5 瞬态热分析数值解法40-41
• 5.2 反射法与透射法检测缺陷ANSYS有限元仿真41-53
• 5.2.1 仿真过程设计思路41-42
• 5.2.2 凹槽缺陷的设计与仿真42
• 5.2.3 反射法检测仿真模拟42-44
• 5.2.4 对反射法仿真结果影响因素分析44-46
• 5.2.4.1 缺陷埋深深度对试块表面温度影响44-45
• 5.2.4.2 缺陷宽度对试块表面温度影响45-46
• 5.2.5 激励时间对反射法缺陷深度计算精度影响46-48
• 5.2.6 透射法检测仿真模拟48-49
• 5.2.7 对透射法仿真结果影响因素分析49-52
• 5.2.7.1 缺陷埋深深度对试块表面温度影响49-50
• 5.2.7.2 缺陷的宽度对表面温度影响50-52
• 5.2.8 激励时间对透射法缺陷深度计算精度影响52-53
• 5.3 误差分析53-55
• 第6章 总结与展望55-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间发表论文和参与科研情况说明60-61
• 致谢61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李国华;林晓凤;高聚春;张乔;方俊雅;;管道内壁腐蚀的红外热像无损检测的数值模拟[J];矿山机械;2012年09期

2 梅林,陈自强,王裕文,于德弘;脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析[J];西安交通大学学报;2000年01期

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本文编号：1125878