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采用脉冲红外成像法的表面下暗藏物蓄热系数的测量
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:红外与激光工程
  • 时间:2011.11.11
  • 页码:2098-2103
  • 分类:TN219[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]首都师范大学物理系北京市太赫兹波谱与成像重点实验室,北京100048, [2]首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京100048, [3]重庆师范大学物理与电子工程学院,重庆400047
  • 相关基金:国家自然科学基金(10804078);国家自然科学基金联合基金(61079020);重庆市教委资助项目(KJ100605)
  • 相关项目:红外热波技术检测与识别飞机蜂窝结构材料内部渗漏液压油与贮水
中文摘要:

近年来,脉冲红外成像无损评估方法已成功应用于航空航天、汽车制造、新材料等领域。但是对于很多应用,仅发现材料中存在缺陷是不够的,还需要对表面下缺陷热特性进行识别。实验设计制作了一个不锈钢平底孔试件,为了模拟表面下不同性质的暗藏物,在平底孔内分别埋入水、油、石蜡及空气。在试件表面施加均匀脉冲面热源后,试件表面及表面下暗藏物的热物理特性将影响热波的传导。提出了一种使用脉冲红外成像技术测量均匀固体材料下暗藏物质蓄热系数的实验方法。描述并分析了基于两层结构的一维热传导模型和界面热反射系数的计算方法,设计并进行了验证实验,通过对实验获得的材料表面温度变化的热图序列进行处理和分析,计算得到试件中不同暗藏物质的蓄热系数。

英文摘要:

Pulsed thermography can be used to recognize the characterizations of surface hidden heterogeneities. In order to simulate the situation of hidden heterogeneities, a self-designed 20 mm thick stainless steel plate was machined with eight circular holes on the back side, and the holes were intentionally filled with different materials: water, oil, air and wax. The experimental method of pulsed thermography was provided to measure the thermal effusivity of heterogeneous materials, which were hidden in a uniform solid. For a two-layer sample, a theoretical 1-dimensional model of temperature evolution with time after excitation was presented and analyzed. A practical data processing criteria based on the theoretical 1-dimensional model was given for acquired IR image sequences after a heating pulse applied on the surface of the stainless steel. At last, the calculation results were deduced for four different materials in one stainless steel samples and compared with known characteristics of materials. It is shown that the proposed method can be used for non-destructive characterizations and identifications of subsurface defects.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466