基于微波致熱紅外成像的材料缺陷檢測(cè)技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-04 21:56
雷達(dá)隱身是武器裝備生存和戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵保障,雷達(dá)吸波涂層作為隱身技術(shù)的核心材料,在吸波涂層的涂覆及使用過程中,涂層缺陷不僅會(huì)對(duì)整機(jī)隱身性能造成影響,同時(shí)可能縮短涂層材料壽命,進(jìn)而對(duì)整機(jī)安全性造成威脅,因此吸波涂層缺陷檢測(cè)技術(shù)是武器裝備性能保障的重要支撐技術(shù)。關(guān)于材料缺陷檢測(cè)技術(shù),國(guó)內(nèi)外已開展廣泛研究。本文以雷達(dá)吸波涂層材料為研究對(duì)象,開展基于微波制熱紅外成像的材料缺陷檢測(cè)技術(shù)。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外材料缺陷檢測(cè)的主要方法和裝置,在具體檢測(cè)環(huán)境下,對(duì)比不同方法優(yōu)缺點(diǎn)選擇合適的檢測(cè)方法。根據(jù)涂層材料的微波高損耗特性,本文最終采用微波致熱紅外成像的方法檢測(cè)材料的內(nèi)部缺陷。系統(tǒng)包含了硬件與軟件等多個(gè)部分,由微波源、功率放大器、微波致熱天線、紅外成像模塊、缺陷位置及種類識(shí)別算法、模擬缺陷件或具有缺陷的材料、微波暗室環(huán)境等組成。本文介紹了微波致熱方法的優(yōu)勢(shì),并探討了微波致熱方法的實(shí)現(xiàn)方式、理論依據(jù)、實(shí)際操作時(shí)需克服的困難。本文還介紹了缺陷識(shí)別的算法,以識(shí)別缺陷在待測(cè)材料中的位置和類型,并建立了系統(tǒng)的等效模型并制作了樣機(jī),以實(shí)物測(cè)量的數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)算法的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析。本文同時(shí)兼顧了機(jī)械設(shè)計(jì)和尺寸上的合理...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
線元的集總參數(shù)等效電路
第二章相關(guān)微波理論及材料缺陷理論911112111111111111111111111111111111112211212RjLGjCRGjLCjLjCRGjLCjLjCRGjLCjLjCCLRGjLCLC(2-21)可得式中的衰減常數(shù)和相位常數(shù)分別為11111101102222cdRCGLRGZLCZ(2-22)11LC(2-23)式中,c表示導(dǎo)體衰減常數(shù),而d則表示介質(zhì)衰減常數(shù)。前者由單位長(zhǎng)度分布電阻決定,后者則由單位長(zhǎng)度漏電導(dǎo)決定。對(duì)于傳輸線而言,還有一個(gè)重要的概念,即反射系數(shù)。為了說明反射系數(shù)的概念,以圖2-2所示的端接負(fù)載阻抗的傳輸線來說明。圖2-2端接負(fù)載阻抗的傳輸線傳輸線的波反射是分布系統(tǒng)的一個(gè)基本特性,以圖2-2為例,假設(shè)從源端到負(fù)載端為z軸的正方向,圖中的參考面處為z=0處。現(xiàn)假設(shè)有形式為0jzVe的入射波,該波產(chǎn)生于源處,該行波的電壓與電流之比為特征阻抗0Z。該特征阻抗的值并不適用于整段傳輸線的所有情況。當(dāng)傳輸線端接負(fù)載L0ZZ時(shí),負(fù)載上的電壓
第二章相關(guān)微波理論及材料缺陷理論13隨著與天線的距離逐漸增大,感應(yīng)場(chǎng)會(huì)很快衰減,輻射場(chǎng)會(huì)逐漸開始占據(jù)優(yōu)勢(shì),當(dāng)?shù)竭_(dá)一定距離后,輻射場(chǎng)會(huì)比感應(yīng)場(chǎng)分量大,這就是輻射場(chǎng)區(qū),一般而言又將電尺寸大的孔徑天線的輻射場(chǎng)區(qū)分為輻射近場(chǎng)區(qū)和輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。輻射近場(chǎng)區(qū)里在不同距離處的天線方向圖不容。在輻射近場(chǎng)區(qū)與感應(yīng)區(qū)的邊界處,天線方向圖是一個(gè)主瓣副瓣難以分辨的包絡(luò)。隨著逐漸靠近遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū),天線方向圖的主瓣和副瓣會(huì)逐漸明顯。圖2-3天線的場(chǎng)區(qū)劃分輻射近場(chǎng)區(qū)再往外就是輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)了,遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中場(chǎng)的大小與離開天線的距離成反比,且與近場(chǎng)區(qū)不同,遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的方向圖、主瓣、副瓣均已形成,方向圖與離開天線的距離無關(guān)。通常將近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的邊界(即遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的起始位置)定為:22DR(2-38)在式(2-38)中,D是天線孔徑面的最大線尺寸。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)在天線的測(cè)量中扮演著很重要的作用,因?yàn)樘炀通常都是用遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)來傳輸能量,遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)大大部分能量都集中在一定弧度的角空間內(nèi),因此研究天線遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的方向圖是天線工作者的主要工作重心。天線有一系列的重要參數(shù),以表征天線在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的輻射狀態(tài),包括:方向圖、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]橋梁混凝土超聲波檢測(cè)技術(shù)在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J]. 魏世昌. 華東公路. 2016(04)
[2]紅外熱波無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展[J]. 李曉麗,金萬平,張存林,沈京玲. 無損檢測(cè). 2015(06)
[3]無損檢測(cè)技術(shù)及其在航空維修中的應(yīng)用探討[J]. 方毅均. 電子技術(shù)與軟件工程. 2014(23)
[4]微波加熱原理及應(yīng)用[J]. 王家萬,王亞夫. 吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[5]紅外熱像儀的原理及其在電氣設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 夏杰. 硅谷. 2008(10)
[6]無損檢測(cè)技術(shù)在航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J]. 李達(dá),陳先有. 航空科學(xué)技術(shù). 2008(01)
[7]復(fù)合材料缺陷的紅外熱波無損檢測(cè)[J]. 陳桂才,吳東流,程茶園,郭廣平. 宇航材料工藝. 2004(01)
[8]無損檢測(cè)技術(shù)在雷達(dá)波吸收材料研究中的應(yīng)用[J]. 王智永,熊克敏,陳小泉,任淑芳. 材料工程. 1998(09)
[9]微波加熱技術(shù)的發(fā)展概況[J]. 王峰,王安英,周立娟. 佛山陶瓷. 1998(01)
[10]微波加熱原理及其應(yīng)用[J]. 王紹林. 物理. 1997(04)
碩士論文
[1]基于紅外熱成像的結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 宋培源.東南大學(xué) 2018
[2]超聲紅外熱波無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于裂紋檢測(cè)的研究[D]. 徐維超.首都師范大學(xué) 2008
本文編號(hào):3063990
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
線元的集總參數(shù)等效電路
第二章相關(guān)微波理論及材料缺陷理論911112111111111111111111111111111111112211212RjLGjCRGjLCjLjCRGjLCjLjCRGjLCjLjCCLRGjLCLC(2-21)可得式中的衰減常數(shù)和相位常數(shù)分別為11111101102222cdRCGLRGZLCZ(2-22)11LC(2-23)式中,c表示導(dǎo)體衰減常數(shù),而d則表示介質(zhì)衰減常數(shù)。前者由單位長(zhǎng)度分布電阻決定,后者則由單位長(zhǎng)度漏電導(dǎo)決定。對(duì)于傳輸線而言,還有一個(gè)重要的概念,即反射系數(shù)。為了說明反射系數(shù)的概念,以圖2-2所示的端接負(fù)載阻抗的傳輸線來說明。圖2-2端接負(fù)載阻抗的傳輸線傳輸線的波反射是分布系統(tǒng)的一個(gè)基本特性,以圖2-2為例,假設(shè)從源端到負(fù)載端為z軸的正方向,圖中的參考面處為z=0處。現(xiàn)假設(shè)有形式為0jzVe的入射波,該波產(chǎn)生于源處,該行波的電壓與電流之比為特征阻抗0Z。該特征阻抗的值并不適用于整段傳輸線的所有情況。當(dāng)傳輸線端接負(fù)載L0ZZ時(shí),負(fù)載上的電壓
第二章相關(guān)微波理論及材料缺陷理論13隨著與天線的距離逐漸增大,感應(yīng)場(chǎng)會(huì)很快衰減,輻射場(chǎng)會(huì)逐漸開始占據(jù)優(yōu)勢(shì),當(dāng)?shù)竭_(dá)一定距離后,輻射場(chǎng)會(huì)比感應(yīng)場(chǎng)分量大,這就是輻射場(chǎng)區(qū),一般而言又將電尺寸大的孔徑天線的輻射場(chǎng)區(qū)分為輻射近場(chǎng)區(qū)和輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。輻射近場(chǎng)區(qū)里在不同距離處的天線方向圖不容。在輻射近場(chǎng)區(qū)與感應(yīng)區(qū)的邊界處,天線方向圖是一個(gè)主瓣副瓣難以分辨的包絡(luò)。隨著逐漸靠近遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū),天線方向圖的主瓣和副瓣會(huì)逐漸明顯。圖2-3天線的場(chǎng)區(qū)劃分輻射近場(chǎng)區(qū)再往外就是輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)了,遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中場(chǎng)的大小與離開天線的距離成反比,且與近場(chǎng)區(qū)不同,遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的方向圖、主瓣、副瓣均已形成,方向圖與離開天線的距離無關(guān)。通常將近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的邊界(即遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的起始位置)定為:22DR(2-38)在式(2-38)中,D是天線孔徑面的最大線尺寸。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)在天線的測(cè)量中扮演著很重要的作用,因?yàn)樘炀通常都是用遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)來傳輸能量,遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)大大部分能量都集中在一定弧度的角空間內(nèi),因此研究天線遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的方向圖是天線工作者的主要工作重心。天線有一系列的重要參數(shù),以表征天線在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的輻射狀態(tài),包括:方向圖、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]橋梁混凝土超聲波檢測(cè)技術(shù)在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J]. 魏世昌. 華東公路. 2016(04)
[2]紅外熱波無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展[J]. 李曉麗,金萬平,張存林,沈京玲. 無損檢測(cè). 2015(06)
[3]無損檢測(cè)技術(shù)及其在航空維修中的應(yīng)用探討[J]. 方毅均. 電子技術(shù)與軟件工程. 2014(23)
[4]微波加熱原理及應(yīng)用[J]. 王家萬,王亞夫. 吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[5]紅外熱像儀的原理及其在電氣設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 夏杰. 硅谷. 2008(10)
[6]無損檢測(cè)技術(shù)在航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J]. 李達(dá),陳先有. 航空科學(xué)技術(shù). 2008(01)
[7]復(fù)合材料缺陷的紅外熱波無損檢測(cè)[J]. 陳桂才,吳東流,程茶園,郭廣平. 宇航材料工藝. 2004(01)
[8]無損檢測(cè)技術(shù)在雷達(dá)波吸收材料研究中的應(yīng)用[J]. 王智永,熊克敏,陳小泉,任淑芳. 材料工程. 1998(09)
[9]微波加熱技術(shù)的發(fā)展概況[J]. 王峰,王安英,周立娟. 佛山陶瓷. 1998(01)
[10]微波加熱原理及其應(yīng)用[J]. 王紹林. 物理. 1997(04)
碩士論文
[1]基于紅外熱成像的結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 宋培源.東南大學(xué) 2018
[2]超聲紅外熱波無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于裂紋檢測(cè)的研究[D]. 徐維超.首都師范大學(xué) 2008
本文編號(hào):3063990
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