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导弹发动机壳体粘接质量红外热波检测

仪器仪表学报 2010年第12期31卷 2781-2787页

作者：杨正伟张炜武翠琴田干宋远佳第二炮兵工程学院203室西安710025

发动机壳体粘接质量检测对确保整个导弹武器系统的安全可靠具有重要的意义。采用平底洞和预埋聚四氟乙烯薄膜层模拟各种类型壳体与绝热层的粘接缺陷,基于主动式脉冲加热的红外热波方法进行了检测研究,采用图像序列微分增强算法提高缺陷... 详细信息

发动机壳体粘接质量检测对确保整个导弹武器系统的安全可靠具有重要的意义。采用平底洞和预埋聚四氟乙烯薄膜层模拟各种类型壳体与绝热层的粘接缺陷,基于主动式脉冲加热的红外热波方法进行了检测研究,采用图像序列微分增强算法提高缺陷的检测能力,并与超声C扫检测结果进行了对比,实现了缺陷大小和深度的定量识别。结果表明:红外热波方法的检测速度远远快于超声C扫,其检测效率较高;该方法适用于复杂结构及任意形状的缺陷,便于实现在线检测,具有较强的工程应用价值。最后,给出了热波方法在导弹发动机壳体粘接质量检测中的适用范围及检测策略。

关键词：固体导弹发动机红外热波检测粘接质量缺陷识别

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碳纤维层合板低速冲击后的红外热波检测分析

复合材料学报 2010年第6期27卷 88-93页

作者：李晓霞伍耐明段玉霞赵石彬冯立春李晓丽北京航空航天大学现代测试实验室北京100191 首都师范大学物理系北京100037

采用红外热波无损检测技术对低速冲击后的碳纤维层合板进行检测和分析,研究了损伤面积与冲击能量之间的关系。对比发现,实验结果与文献结果一致;实验结果说明红外热波不仅可以检测冲击损伤的大小,还可以确定损伤在材料内部绕冲击点沿纤... 详细信息

采用红外热波无损检测技术对低速冲击后的碳纤维层合板进行检测和分析,研究了损伤面积与冲击能量之间的关系。对比发现,实验结果与文献结果一致;实验结果说明红外热波不仅可以检测冲击损伤的大小,还可以确定损伤在材料内部绕冲击点沿纤维方向呈旋转方式进行扩展的损伤模式。采用超声C扫描对相同复合材料层合板进行了检测,详细对比了2种检测方法的优缺点,发现对于碳纤维层合板的低速冲击损伤,红外热波检测技术是一种快速、有效、可靠的无损检测技术和评估手段。

关键词：碳纤维层合板冲击损伤分层损伤基体开裂红外热波检测超声检测

红外热波检测蒙皮表面积冰及残冰的基础技术研究

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红外热波检测蒙皮表面积冰及残冰的基础技术研究

作者：郝路上海工程技术大学

学位级别：硕士

飞机结冰会严重危害飞行安全,及时探测和清除飞机上的积冰显得尤为重要。电脉冲除冰系统作为一种机械除冰方法,因其结构简单,能耗低,对飞机的气动性能无影响等特点,受到了学者们的广泛关注。本文以此系统为除冰基础,并引入红外热波检测... 详细信息

飞机结冰会严重危害飞行安全,及时探测和清除飞机上的积冰显得尤为重要。电脉冲除冰系统作为一种机械除冰方法,因其结构简单,能耗低,对飞机的气动性能无影响等特点,受到了学者们的广泛关注。本文以此系统为除冰基础,并引入红外热波检测技术,结合实验研究与仿真方法,对红外热波检测蒙皮表面积冰及残冰过程中涉及的基础问题展开研究,具体内容如下:首先,研究积冰蒙皮在进行电脉冲除冰时的温度场分布,基于红外热波理论,分别求解在闪光灯和电脉冲除冰两种热激励下蒙皮表面的温度场分布变化,以及讨论热激励的空间分布特点,并对后续采用的图像处理算法提出要求。其次,针对积冰试件表面温度的测量,进行红外热成像温度标定实验。以待标定系数为粒子,利用标准粒子群算法(PSO)、权重线性递减的粒子群算法(PSO-W)和带收缩因子的粒子群算法(PSO-C),以最小二乘原理建立适应度函数,迭代寻优,建立红外热图数字信号和目标表面温度之间的数量关系。然后,定量检测原始积冰及除冰后碎冰的形状轮廓,针对基材表面温度、基材厚度、除冰电压、积水量、积冰直径、冷冻时间和冷冻温度七种参数设置实验对照组,制作20片积冰试件。对各试件分别进行电脉冲除冰同步红外热图采集实验,根据理论推导后提出的要求选用热图序列的主成分边缘提取原始冰形轮廓信息。在原始积冰轮廓检测后,为解决检测原始积冰厚度的问题,以温度-数字信号关系式为基础得到相对温度序列。接着分别采用基于红外热波理论模型、贝塞尔(Bezier)曲线、多项式三种方法对积冰表面的相对温度序列进行拟合,比较三种方法拟合效果的优劣。然后,以基于三种拟合方法的特征作为输入,分别训练冰厚预测BP神经网络,比较三种BP神经网络的预测效果。在原始积冰检测之后,基于除冰后蒙皮表面积冰的主成分边缘,进行残冰检测。针对除冰性能的评价,提出四种除冰性能评价指标W、V、R、J,并以此分析讨论实验参数对除冰性能的影响。最后,为直观显示除冰前后的状态变化进行初步的冰形三维重建的探索。本文将红外热波检测与电脉冲除冰结合,所取得的温度标定、冰形轮廓检测、冰厚预测、除冰性能评价等研究成果,具有一定的工程应用价值,可为电脉冲除冰系统能量输出的设计与优化提供参考,并为飞机积冰红外热波检测与三维重建奠定基础。

关键词：电脉冲除冰红外热波检测积冰检测粒子群算法 BP神经网络除冰性能

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红外热波检测技术在文物保护中的应用

无损检测 2021年第10期43卷 53-58页

作者：吴卓桥陶宁李晓丽雷勇曲亮严静马珍珍杨雪张存林首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室北京成像技术高精尖创新中心北京100048 北京物资学院物流学院北京市物流系统与技术重点实验室北京101149 故宫博物院北京100009 陕西省考古研究院西安710043

介绍了红外热波检测技术的基本原理及相关热传导理论,对于目前文物检测中遇到的定性或定量检测问题,给出了使用红外热波无损检测技术成功解决的典型案例,充分表明红外热波无损检测技术可适用于多种材料和复杂结构的文物检测,可实现安全... 详细信息

介绍了红外热波检测技术的基本原理及相关热传导理论,对于目前文物检测中遇到的定性或定量检测问题,给出了使用红外热波无损检测技术成功解决的典型案例,充分表明红外热波无损检测技术可适用于多种材料和复杂结构的文物检测,可实现安全快速、非接触和原位检测,可提供文物结构和内部病害信息,为文物保护与修复提供了一种新的无损检测和评估方法。

关键词：红外热波检测热层析壁画检测文物

半导体硅片微裂纹缺陷激光激励红外热波检测技术研究

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半导体硅片微裂纹缺陷激光激励红外热波检测技术研究

作者：高帅帅黑龙江科技大学

学位级别：硕士

半导体硅片作为集成电路的主要衬底材料,已成为生产规模最大、单晶直径最大、生产工艺最完善的半导体材料。半导体硅片加工过程中所产生的表面/亚表面损伤,将会对后续抛光工序的加工时间和加工效率产生直接影响。由于硅片表面层损伤较... 详细信息

半导体硅片作为集成电路的主要衬底材料,已成为生产规模最大、单晶直径最大、生产工艺最完善的半导体材料。半导体硅片加工过程中所产生的表面/亚表面损伤,将会对后续抛光工序的加工时间和加工效率产生直接影响。由于硅片表面层损伤较浅且其具有单晶的晶体学特性,使得很多常规的检测技术不适于硅片加工表面/亚表面损伤的检测。因此,在半导体硅片生产过程中对其表面/亚表面损伤情况进行无损检测、分析与评价,对于实现硅片的高效率、低损伤加工非常必要。线性调频红外热波无损检测是一种新兴的无损检测手段。与常规检测技术相比,具有非接触、单次检测面积大。而激光具有单色性好、方向性强、能量集中及良好的相干性等特点,容易获得均匀温度场。论文主要从理论分析、仿真研究、检测试验、图像处理等方面,开展了半导体硅片微裂纹缺陷线性调频激光激励红外热波检测技术研究。运用传热学理论对线性调频激光激励半导体硅片热传导过程进行了分析,建立了三维热传导模型,并进行了有限元仿真分析,获得了半导体硅片表面的温度场分布。通过对表面温度信号进行处理,获得了激光功率、调制参数和微裂纹几何参数对温差的影响及规律。制备了半导体硅片微裂纹缺陷试件,搭建了线性调频分束激光激励红外热波检测系统,主要包括线性调频激光激励系统、多光斑激光光束激发光学系统、红外热成像采集系统和图像序列处理与分析系统。基于G语言的开发环境研发了红外热波检测激励系统信号生成软件,开展了较为系统的检测试验研究。在对检测试验数据进行减背景的基础上,进一步采用傅里叶变换、分数阶傅里叶变换和主成分分析算法进行了处理,实现了硅片表面信号特征信息提取,对不同算法处理后的信噪比进行了比较。讨论了激光功率、调制参数和微裂纹几何参数对检测效果的影响规律。研究了基于灰度变换-迭代阈值-Canny算子的缺陷边缘检测混合算法,结果表明,与经典边缘检测算子相比,该算法可更有效地实现对半导体硅片微裂纹缺陷的边缘识别,为后续定量化识别缺陷奠定了一定基础。该论文有图69幅,表8个,参考文献66篇。

关键词：半导体硅片微裂纹激光激励线性调频红外热波检测

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红外热波检测复合材料时缺陷深度的自动测量

无损检测 2009年第6期31卷 460-463页

作者：先明乐徐振高杨小林空军第一航空学院信阳464000 华中科技大学武汉430074

红外热波检测复合材料的缺陷深度计算中,由于其热扩散系数随材料铺层方式及材料温度的不同而不同,致使缺陷深度不易实现自动测量。为此,依据一维热传导理论模型,用非线性拟合方法,从红外热图序列获取了被测材料的热扩散系数,结合缺陷深... 详细信息

红外热波检测复合材料的缺陷深度计算中,由于其热扩散系数随材料铺层方式及材料温度的不同而不同,致使缺陷深度不易实现自动测量。为此,依据一维热传导理论模型,用非线性拟合方法,从红外热图序列获取了被测材料的热扩散系数,结合缺陷深度计算公式,最终实现对复合材料缺陷深度的自动测量。

关键词：红外热波检测复合材料缺陷深度非线性拟合自动

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红外热波检测热激励源的优化

无损检测 2010年第2期32卷 82-85,89页

作者：张炜刘涛杨正伟张瑞民第二炮兵工程学院203教研室西安710025 第二炮兵青州士官学校203教研室青州262500

为解决热激励信号的选取问题,从热波检测的原理出发,建立了求解试件温度分布的偏微分方程组。通过分析方程组,发现热激励信号强度与温度升高值成正比关系。先从理论上对其进行推导,并使用ANSYS软件对试件内热传导过程进行数值计算。结... 详细信息

为解决热激励信号的选取问题,从热波检测的原理出发,建立了求解试件温度分布的偏微分方程组。通过分析方程组,发现热激励信号强度与温度升高值成正比关系。先从理论上对其进行推导,并使用ANSYS软件对试件内热传导过程进行数值计算。结果表明,增强热激励信号在脉冲热像法中可以成正比增大最大温差,在阶梯热像法中可以成正比增大各时刻的温差,在锁相热像法中可以成正比增大幅值差,为热激励信号强度的定量选取提供了理论依据和具体尺度。

关键词：红外热波检测温度升高值热激励信号强度正比关系数值计算

复合材料红外热波检测图像处理技术的研究进展

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红外 2018年第9期39卷 1-7页

作者：徐亚军刘炳伟钟勉孙鹏付杭君郑勇周斌熊凤军中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉618307 北京飞机修理工程有限公司成都分公司检测中心四川成都610202

目前复合材料已被广泛应用于航空领域。通常采用红外热波检测技术对其内部缺陷进行检测。通过对获取的红外热波图像序列进行处理,可以精确、定量地获取复合材料的缺陷信息。基于红外热波检测技术的需求,对国内外关于复合材料红外热波图... 详细信息

目前复合材料已被广泛应用于航空领域。通常采用红外热波检测技术对其内部缺陷进行检测。通过对获取的红外热波图像序列进行处理,可以精确、定量地获取复合材料的缺陷信息。基于红外热波检测技术的需求,对国内外关于复合材料红外热波图像序列的多种处理技术进行了分析与比较,综述了这些技术的研究及应用情况,展望了该领域今后的发展方向,从而为红外热波图像序列处理技术的选择提供一定的依据。

关键词：红外热波检测复合材料热波图像序列图像处理

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复合材料红外热波检测影响因素的模拟研究

南昌航空大学学报（自然科学版） 2017年第4期31卷 21-27页

作者：朱争光袁丽华汪江飞祝春涛无损检测技术教育部重点实验室(南昌航空大学) 南昌330063

采用有限元数值模拟的方法,在三维瞬态红外热波检测数学模型的基础上,分别对复合材料缺陷直径、缺陷厚度、缺陷埋深、材质、热流密度、热激励时间以及对流换热系数等影响因素进行了红外热波检测的模拟,分析了以上各影响因素对温差和对... 详细信息

采用有限元数值模拟的方法,在三维瞬态红外热波检测数学模型的基础上,分别对复合材料缺陷直径、缺陷厚度、缺陷埋深、材质、热流密度、热激励时间以及对流换热系数等影响因素进行了红外热波检测的模拟,分析了以上各影响因素对温差和对比度的影响。结果表明:在以上影响因素中,缺陷材质对检测参数的影响最大,之后依次为缺陷埋深、热激励时间、热流密度、缺陷直径、缺陷厚度,其中对流换热系数对检测参数的影响最小,几乎可以忽略。

关键词：红外热波检测复合材料缺陷检测 ANSYS仿真