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超声红外热像探测仪
发布时间:2014-3-13 14:31:27  点击率:859
1.工作原理:

    红外热象探测仪能显示材料表面温度的不均匀,从而检测材料内部的结构和缺陷,是一种非接触的无损检测方法。通过对试样加热,它能观察被测试样内部由于缺陷或不均匀结构引起的不同传热特性而导致的温度不均匀。另一方面,超声波由于穿透力强,方向性好,在不同介质的界面处会产生反射,散射等,从而能有效的检测出内部的缺陷或不均匀结构,在无损检测领域也有很广泛的应用。
利用红外热象和超声检测的特点,将两种技术相结合,形成一种新的混合型无损检测新技术-超声红外热象技术。本技术利用超声发生器在试样的中激发出超声脉冲,超声波能在试样中远距离传播,在传播过程中若遇到应力集中的区域,如缺陷区域、不均匀结构的界面等,部分机械能转化为热能,通过热扩散到试样表面。通常,由于缺陷及不均匀区域引起声衰减较大,产生热量较多,且热扩散较小。与均匀区域相比较,缺陷及不均匀区域的温度有明显的升高。通过红外热象仪观察记录到这种温度变化,就能够实时直观地显示出缺陷的位置和大小。
本探测仪的优点是:可将超声换能器耦合于试样的任意位置,而红外热象检   测是非接触式的,可以在较大的范围内摄取试样表面的温度变化,因此本技术可用于现场实时检测。
 
2.   主要性能指标:

(1)超声工作频率:10 KHz – 100 KHz
(2)红外热象仪工作波长:8 µm – 10 µm
(3)视场范围:20°× 15°
(4)空间分辨率: 1.1  mrad
(5)检测误差:< 2%

  3.主要应用范围:
 
 (1)本技术适用于大型或复杂结构的机械设备或结构的无损检测,如航空航      天飞机壳 体、发动机涡轮及叶片,核反应堆壳体等高技术结构和产品的无损检测;
  (2)机械设备的应力分布及疲劳程度检测和分析;
  (3)复合材料的结构均匀性检测和分析;
  (4)建筑物和桥梁的受应力测试;
  (5)电子设备的元器件受热测试。
 
附:HWRX-3型红外热像仪图像采集卡的开发
 
  HWRX-3型红外热像仪的视频信号是模拟信号,没有提供与计算机的数字接口,这对红外热像信息的存储、回放以及处理带来了一定的不便。因此我们设计了一套用于该红外热像仪系统的数据采集卡,Windows 98操作系统下的硬件驱动程序,以及具有多种图像显示、处理功能的用户应用程序。
视频采集卡是一个建立在复杂可编程逻辑器件(CPLD)基础上的系统。总的分为四个模块:信号调整,模数转换(ADC),帧存储器以及系统与计算机的接口。
所有有关ADC、帧存储及接口逻辑的定时控制和地址逻辑都是与CPLD设备集成的。能够通过计算机并行口为CPLD的定时控制和地址逻辑重新编程,这样可以使采集卡能够为不同的视频信号源工作。
设备的硬件驱动程序用Windriver软件编写,首先使用DriverWizard诊断采集卡,对采集卡支持的I/O接口、存储器和寄存器地址进行读写操作。接着用DriverWizard生成驱动程序所需的框架性的C, C++或Delphi代码。然后可以选择提高性能选项。最后用32位编译器(如Borland C/C++, Visual C++, Delphi等)编译代码生成驱动程序。
 
        近年来利用本仪器对金属、陶瓷、和复合材料等进行了测量,特别特别适合于热学特性的定征及对其中的缺陷和微细结构进行成象检测,获得很有价值的结果。