1 海军士官学校兵器系,安徽 蚌埠 233000
2 海军92957部队,浙江 舟山 316000
为了实现对粘钢加固混凝土脱粘缺陷的红外相位检测,依据传热学原理建立了相应的检测模型,利用有限体积法得到了检测表面温度,然后通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)获得了相位分布数据,并研究了检测表面相位差与钢材厚度、缺陷宽度、缺陷厚度以及热流强度的关系。结果表明,在一定的缺陷大小下,当钢材厚度增大时,检测表面相位差的最大值将减小；在一定的钢材和缺陷厚度下,当缺陷宽度增加时,检测表面相位差的最大值将增大；在一定的钢材厚度和缺陷宽度下,当缺陷高度增大时,检测表面相位差的最大值会有一定程度的增大,但是增加量较小；在一定的钢材厚度和缺陷大小下,当热流强度增大时,检测表面的相位差基本无变化。研究结果为粘钢加固混凝土脱粘缺陷的红外相位检测提供了理论依据。
混凝土 脱粘缺陷 无损检测 相位检测 concrete debonding defect nondestructive test phase detect
1 湖南科技大学, 湖南湘潭 411201
2 结构抗风与振动控制湖南省重点实验室, 湖南湘潭 411201
建筑外墙饰面层脱粘剥落广泛存在, 对居民生命财产安全带来巨大威胁。本文以旋翼无人飞机为工作平台, 搭载红外热成像相机对建筑外墙饰面层脱粘缺陷进行成像检测, 获得脱粘缺陷热成像温度场分布规律; 通过饰面层脱粘缺陷温度场、形状特征分析, 提出基于热源聚类的脱粘缺陷红外图像分割方法, 构建饰面层脱粘缺陷形状特征向量集, 建立基于支持向量机的无人飞机热成像饰面层脱粘缺陷识别特征学习模型、脱粘缺陷实际面积计算方法; 以曾出现数次饰面层剥落的教学楼为研究对象, 对实际建筑进行无人机机载红外视频成像检测, 识别脱粘缺陷面积, 并与人工检测进行比较, 表明基于先验特征规律提出的脱粘缺陷识别小样本机器学习算法具有优越性, 机载热成像识别饰面层脱粘缺陷满足工程精度要求, 能有效减少事故发生, 具有可行性和广泛应用前景。
无人飞机 建筑饰面 脱粘缺陷 热成像 特征学习 unmanned aerial vehicle, building decoration layer
光子学报
2021, 50(12): 1212004
中北大学 信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
针对当前蜂窝夹芯结构超声无损检测效率低及耦合剂污染等问题, 该文提出了使用空气耦合超声透射法进行检测并成像。首先利用COMSOL建立了二维蜂窝夹芯结构空气耦合超声检测模型, 通过置入不同大小空气层以模拟实际脱粘缺陷。仿真结果表明, 与无缺陷相比, 脱粘后超声信号幅值变小, 且缺陷越大, 超声信号幅值越小。其次制定空气耦合超声透射实验方案, 使用频率为200 kHz空气耦合超声换能器对不同脱粘面积进行实验研究, 实验结果与仿真结果趋势相同, 验证了该方法的有效性。最后搭建了空气耦合超声C扫描系统, 对不同大小脱粘缺陷进行超声C扫描成像。成像结果表明, 该方法最小可显示9 mm的脱粘缺陷轮廓, 解决了蜂窝夹芯结构的脱粘无损检测。
空气耦合超声 无损检测 有限元仿真 脱粘缺陷 air coupled ultrasound non-destructive testing finite element simulation debonding defect
长春理工大学 光电工程学院 光电测控技术研究所, 长春 130022
采用双高斯脉冲反卷积滤波技术对太赫兹时域波形进行滤波优化, 提出一种基于太赫兹时域光谱无损检测的太赫兹反射式层析成像技术, 用于分析玻璃纤维蜂窝复合材料的粘接质量.结合玻璃纤维蜂窝复合材料结构的特点, 分别在蜂窝上层胶膜和下层胶膜中设计了不同直径的圆形和梯形脱粘缺陷, 在此基础上, 完成了脱粘缺陷蜂窝结构样品的制作.提出的太赫兹反射式层析成像和B-scan成像方法, 适用于玻璃纤维蜂窝复合材料的脱粘缺陷分析.针对反射式层析成像图像对比度差的问题, 结合脱粘缺陷处的太赫兹时域波形数据特征, 采用缺陷特征时间区域成像优化技术, 提高了脱粘缺陷的检测能力和识别准确率, 实现了玻璃纤维蜂窝材料的上层脱粘厚度50 μm、下层脱粘厚度50 μm缺陷的太赫兹无损检测.
太赫兹无损检测 玻璃纤维蜂窝复合材料 脱粘缺陷 太赫兹反射式层析成像 B-scan成像 Terahertz nondestructive testing Glass fiber honeycomb composite Debonding defect Terahertz reflection tomography B-scan imaging
齐鲁工业大学 山东省科学院 山东省科学院自动化研究所
基于太赫兹时域光谱技术，提出应用太赫兹脉冲成像技术检测胶接结构中的脱粘缺陷，研究泡沫材料PMI 与钢板胶接结构脱粘缺陷的检测。实验采用反射模式，分别对粘合部分与脱粘部分进行数据测试，对比分析发现数据在时域和频域范围均有明显区别。对待测样品进行二维扫描，应用太赫兹时域信号的时间位置幅值、最大值、延迟时间和频域信号不同频点的幅值、所有频点幅值叠加值对待测样品进行成像。研究结果表明基于太赫兹时域光谱技术的太赫兹脉冲成像技术能够检测出泡沫材料PMI 与钢板胶接结构的脱粘缺陷；应用太赫兹时域信号的时间位置幅值、最大值、延迟时间和频域信号不同频点的幅值、所有频点幅值叠加值进行成像的结果，均可以分辨出样品的脱粘缺陷；不同的数据信息的成像效果不同。
太赫兹 无损检测 脱粘缺陷 太赫兹成像 terahertz nondestructive inspection debonding defect terahertz imaging
海军工程大学 动力工程学院，湖北 武汉 430033
为了促进热障涂层红外无损检测的定量检测研究，建立了轴对称圆柱坐标下的热障涂层脉冲相位检测模型，针对研究模型，采用有限体积法求解出脉冲热激励下的温度场，将温度进行FFT变化得到相位分布，分析了不同因素对检测表面相位差分布的影响。在此基础上，采用LM算法研究了轴对称圆柱坐标下对热障涂层厚度的大小和脱粘缺陷的位置进行定量化检测的方法，分析了不同因素对检测结果的影响。研究结果表明：当不存在测温误差时，不同的初始假设、采样窗口时间下都能得到很高的识别精度，其对定量识别的影响不大，当测温仅存在均匀误差时，涂层厚度和脱粘缺陷位置识别精度都很高，均匀误差对识别无影响，识别结果的精度会随测温随机误差的增大而降低，但在较大的随机误差下仍有较高的识别精度。
热障涂层 无损检测 脱粘缺陷 反演识别 脉冲相位 thermal barrier coating non-destructive testing bonding defect inversion identification pulse phase
1 第二炮兵工程学院, 西安 710025
2 西北工业大学, 西安 710065
3 西安北方光电技术有限公司, 西安 710043
4 河南科技学院, 河南 新乡 453003
以固体火箭发动机中的玻璃纤维复合材料壳体/绝热层试件的脱粘缺陷为研究对象，利用脉冲闪光灯热激励方式对试件进行加热，用红外热像仪实时监测试件的表面温度场，由表面温度差异来判定试件内部缺陷，然后通过对热像图进行图像增强处理和分割以定量识别缺陷。将实验结果与超声C扫描检测结果进行的对比分析表明: 红外热像无损检测方法能够快速直观地发现深度5 mm以内、直径10 mm以上的脱粘缺陷，而超声C扫描检测更适合于对特定缺陷进行准确定量检测。
脱粘缺陷 无损检测 红外热像 复合材料 超声C扫描 debond defect nondestructive testing infrared thermography composite materials ultra sonic C-scan 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3271
