本文關鍵詞：多模式紅外檢測熱激勵裝置的研制

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【摘要】：紅外熱波檢測是一門新興的跨學科、跨應用領域的綜合性科學技術,而熱激勵技術是主動式紅外熱波檢測的關鍵技術,熱激勵的均勻性不僅直接影響紅外探傷熱圖的品質(zhì),而且關系到提取被測物體表面溫度差的精度,進而影響到后期的缺陷定量識別,而常用的烘箱、電吹風、脈沖閃光燈等一些激勵方式存在隨機性,使得實驗結(jié)果重復性較差,存在無法重現(xiàn)或斷定是否是被檢工件本身的問題。針對上述問題,本文首先對熱激勵技術進行了詳細分析,并對一些常用光源的物理參數(shù)進行對比后,選擇紅外燈泡作為激勵源,實際測量了選定光源的光強分布,然后使用線性插值和三次樣條插值方法對測量的離散數(shù)據(jù)進行擬合處理,得到了紅外燈泡的均勻特性分布。隨后通過理論推導建立單燈熱輻射模型,把單燈近似優(yōu)化成了點光源,結(jié)合照度疊加原理,推導出多個光源疊加的關系式。然后根據(jù)多燈陣列的排列方式和照射距離的不同,計算出光源均勻性最高時,光源之間的最優(yōu)中心間距。根據(jù)計算模型和實驗測量結(jié)果自行設計和研制一套對激勵時間、激勵能量和模式均可調(diào)節(jié)的系統(tǒng)裝置。該系統(tǒng)采用模塊化設計,可根據(jù)被檢工件的需要,選擇相應激勵時間和能量模式,實現(xiàn)對燈陣的實時梯度控制。根據(jù)理論計算,利用軟件對加熱源的輻照度特性進行了仿真,與實際測量結(jié)果基本一致,取得較好的效果。為了測定該裝置的均勻性,本文提出用標準方差法來表征熱激勵裝置的均勻性。對研制的裝置進行均勻性測定后,分別對玻璃鋼復合材料和工程塑料進行了實際檢測,并與實驗室進口的熱激勵系統(tǒng)檢測的結(jié)果進行對比,結(jié)果表明研制的激勵系統(tǒng)均勻性高,具有較強的檢測能力。綜合分析表明本文所研制的熱激勵裝置具有很高的可靠性和穩(wěn)定性,且可多模式的對被檢工件進行均勻加熱。
【關鍵詞】：紅外檢測 熱激勵裝置 均勻性 插值
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN219
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 紅外無損檢測技術9-13
• 1.2.1 紅外檢測熱激勵方式的發(fā)展應用10-11
• 1.2.2 紅外檢測的應用及前景11-13
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 紅外熱波檢測理論與檢測系統(tǒng)要求15-28
• 2.1 熱傳遞基礎理論15-21
• 2.1.1 熱傳導15-16
• 2.1.2 熱對流16-17
• 2.1.3 熱輻射17-21
• 2.2 紅外檢測技術原理與方法21-25
• 2.2.1 紅外熱成像技術21-22
• 2.2.2 紅外檢測原理22-23
• 2.2.3 紅外檢測基本方法23-25
• 2.3 紅外檢測系統(tǒng)的設計要求25-26
• 2.3.1 熱激勵源設計要求25-26
• 2.3.2 熱圖像采集系統(tǒng)要求26
• 2.3.3 熱圖像處理系統(tǒng)要求26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 紅外檢測熱激勵裝置的研究28-46
• 3.1 熱激勵裝置的設計總要求28
• 3.2 紅外檢測設備的研制28-45
• 3.2.1 光源的選擇28-29
• 3.2.2 紅外燈泡的參數(shù)測量29-33
• 3.2.3 光源的優(yōu)化近似33-37
• 3.2.4 多燈陣列的布置37-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第4章 熱激勵裝置的控制電路設計46-52
• 4.1 控制電路要求和總體結(jié)構46-47
• 4.1.1 控制電路要求46
• 4.1.2 控制電路總體結(jié)構46-47
• 4.2 單片機控制模塊47-48
• 4.3 電壓控制模塊48-49
• 4.4 繼電器模塊49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 熱激勵裝置的測試與應用52-64
• 5.1 熱激勵裝置的均勻性測試52-55
• 5.2 應用于玻璃鋼復合材料的檢測55-60
• 5.2.1 實驗設備55-57
• 5.2.2 研制的裝置對玻璃鋼檢測57-58
• 5.2.3 實驗室裝置對玻璃鋼檢測58-60
• 5.3 應用于工程塑料材料的檢測60-63
• 5.3.1 研制的裝置對工程塑料檢測60-62
• 5.3.2 實驗室裝置對工程塑料檢測62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第6章 總結(jié)和展望64-66
• 6.1 全文內(nèi)容總結(jié)64
• 6.2 今后工作展望64-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加科研情況69-70
• 致謝70-71

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本文編號：832206