红外无损检测技术

什么是红外无损检测技术

利用热成像系统的允许热的信息在宽区和在以非接触方式被非常迅速地采集。热成像系统是建立热流的照片，而不是光学仪器。热成像是一种快速，成本有效的方式来执行详细的热能分析。

红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以「看到」物体表面的温度分布状况。图片是因为航天飞机降落的热图。

热测量方法有广泛的用途。用于警察和军队的夜视仪器，监视和导航设备;用于消防员和紧急救援人员的消防评估，以及搜索和救援;用于医学界作为一种诊断工具;用于能源行业，对设备预防性维护，流程控制和无损检测。红外无损检测的基本前提是，热量从固体表面的流动是由内部缺陷如脱胶，空隙或夹杂物的影响。

红外检测技术的原理

在自然界中，任何高于0K物体都是红外线的辐射源。由于红外线是辐射波，被测物体有辐射的现象。红外无损检测就是通过检测通过物体的热量和热流来检测物体的质量。如果被测对象内部或者表面有缺陷时，它将改变物体的热传导进而对物体表面的热辐射产生影响，利用红外检测技术测量出物体表面的热辐射并且通过成像技术呈现出缺陷的位置以及相对大小。

热量流入物体时是均匀的，对于没有缺陷的物体，经过反射或者热传导之后，正面和反面的温度是均匀的。如果物体内部有缺陷或者裂缝，缺陷处的缺陷分布将出现异常。从传热学的角度，物体内部的缺陷分为隔热型和导热型两种。对于隔热型的缺陷，从物体正面检测时，缺陷处对应的表面温度高于其他各处表面温度将出现“波峰”，而从反面检测时会出现“波谷”；对于导热型的缺陷来说，从正面检测时温度曲线分布会出现“波谷”，从反面检测会出现“波峰”因此，通过红外检测可以直观的展现出物体内部缺陷的分布以及材料的均匀性。

无缺陷均质体表面温度分布图1

隔热型缺陷表面温度分布图2

导热型缺陷表面温度分布图3

在工程中的应用

机电设备检查

电气和机械系统有许多制造业务的中坚力量。即使是轻微的一件装备的意外关机可能会对生产产生重大影响。由于几乎所有失败之前变热，热检查是许多工业应用中一个有价值的和具有成本效益的诊断工具。与红外照相机，检查员可以看到在与周围区域的温度的变化，鉴定它是否是异常和预测可能失败。红外测试的应用包括定位松动的电连接，没有变压器，不当衬套和轴承润滑，重载电机或泵，耦合不对中，和其它应用中的温度变化将指示不希望的条件。因为当有超过50℃的温度上升典型电气故障发生，能很好地提前发生故障被检测到的问题。

上面右边的图像显示了三个电气连接。中间连接是比其他热。如果有松动，或者腐蚀引起的电阻增加连接可以成为热点。

电子元器件检验

在电子设计与制造，关键可靠性的因素是半导体结点温度。在操作过程中，半导体产生热量，这热量会从组件流动。热量会从组件在所有方向流动，但将流特别好沿着导热连接器。这导致在其中半导体附着于基板的连接处的温度升高。高结温的组件通常有较短的寿命。热成像可以用来评估散热情况和测量在用的温度。

腐蚀损伤（金属减薄）

红外技术可用于检测较薄的结构的厚度变薄，因为与吸收不同的热质量的区域，并在不同的速率辐射热量。与较薄金属相比，导热材料，热会从表面由较厚区域更快传导走。通过加热表面和监测其冷却特性，厚度地图可以生产。薄区域可以是在其上通常是不可见的结构的背面腐蚀破坏的结果。到右侧图像示出了飞机蒙皮的内表面上的撕裂带/链条的腐蚀损伤和脱粘。这种类型的损坏是昂贵的目视检测，因为飞机的内部大量必须被拆卸。红外技术中，损伤可从飞机的外部被检测到。

材料检测

红外线技术可用于检测的材料或结构的缺陷。检验技术监视的热量从固体表面的流动和这个流程由内部缺陷如脱胶，空隙或夹杂物的影响。如果焊接良好，会迅速看到热消散通过材料，而一个缺陷将保留的热量为更长的时间。

红外无损检测太阳能板

红外无损检测汽车焊接接头

红外无损检测涡轮叶片裂纹

红外无损检测泡沫部件空洞

复合材料红外无损检测

飞机红外无损检测

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