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浅析无损检测新技术“红外热像”的发展和应用

2017-08-25 15:37:47 来源:中国检测网 阅读:

  浅析无损检测新技术“红外热像”的发展和应用

  

  红外热像检测是一种无损检测新技术,具有检测速度快、非接触、无污染、对构件近表面缺陷和特征敏感的特点。

  

  一是红外热像无损检测发展历程

  

  早在1930年,就有人提出最初的主动法红外无损检测的思想。20 世纪60年代,Green和Alzofon首次阐述了主动红外无损检测的基本理论和应用。从此,世界各国的学者对红外无损检测与评价开展了广泛的研究。早期的红外无损检测由于检测成本、检测精度等原因,主要应用于军事领域,如发动机的检测,管子或容器的泄漏检查等。

  

  应用红外物理理论、红外技术成果和传热学理论对材料、装置和工程结构等进行无损检测与诊断,民用方面首先是从电力部门开始的。20世纪60年代中期,瑞典国家电力局和AGA 公司合作,对红外前视系统加以改进,并使用其对运行中的电力设备的热状态进行诊断,开发出第一代工业用红外热像仪。美国、加拿大、英国、瑞典和丹麦等国逐渐将红外热像无损检测技术应用于高压输电线路的航检,并在后来引入了自动跟踪系统。

  

  建筑方面,瑞典在1966年开始采用红外热像技术检测建筑物节能保温性能,随后美国、德国等许多国家的研究人员也在这个方面进行了研究。

  

  缺陷检测方面,20世纪60年代国外开始采用红外技术对缺陷进行检测,主要用于金属、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶和发动机喷管胶接质量的检测。美国A3火箭曾采用红外检测;美国洛克希德公司用TIRIS红外横移检验仪检查C5飞机的胶接结构;俄罗斯也积极开展了胶接结构脱粘缺陷的检测研究。

  

  20世纪70年代以后许多研究者开始将红外无损检测和热传导理论联系起来,随后开展了非均质体的热传导研究,研究了不同激励条件下的一维、二维热传导模型及其解析解和数值解,为红外热像检测提供了理论基础。

  

  20世纪80年代后期,随着具有高采集速率、高像元、高灵敏度的红外热像仪的出现和计算机技术、数字信号处理技术的发展,各国专家不断提出新的检测方法和信号处理技术以提高红外检测的能力。瑞典AGA公司于1995年前后开发了一种全新的加热方式———调制加热法(Modulated Thermograph, MT)。在此基础上产生了锁相红外技术(Lock-in Thermograph, LT)。1996年MALDAGUEX等提出了一种新的信号处理技术———脉冲相位法(Pulse Phase Infrared Thermography, PPT)。随后,各种新方法和新的信号处理技术不断涌现。

  

  在国内,电力系统是研究开发与应用红外无损检测技术较早的行业。

  

  早在20世纪70年代初,我国就在电力设备的故障诊断中应用了该项技术。中国石油化工集团公司于1986年同时引进了6台红外热像仪,分别在下属子公司进行使用。利用这些热像仪分别对大化肥装置热交换器、离心压缩机、铂重整装置冷壁反应器、合成氨装置二段转化炉管、催化裂化反应器、再生器和提升器等设备进行了检测,获得了宝贵的经验,并取得了很大的经济效益。但是,此时的红外无损检测技术是被动式的无损检测方法。

  

  后来,红外无损检测技术又逐渐被应用到电子、建筑和临床医学等领域,如电网绝缘子的无损检测、太阳能电池和太阳能电池板的检测、印刷电路板和集成电路的检测、焊接缺陷检测、建材质量检测、建筑工程质量检测、火灾混凝土结构损伤检测、胶片缺陷在线检测、高温压力管道检测、太阳能热水器保温桶检测、压力容器安全检测等,这一阶段主动式检测方法逐渐出现。

关键词:无损检测,红外热像,检测

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