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紅外無損檢測原理及方法

紅外無損檢測是通過測量熱流或是熱量來鑒定金屬或是非金屬材料質(zhì)量、探測內(nèi)部缺陷的。如果向一試塊表面注入一定熱流 , 則其中一部分熱流必然向試樣內(nèi)部擴(kuò)散 , 其擴(kuò)散速度取決于試樣的熱物理性質(zhì) , 并可通過試樣表面的溫度分布顯示出來。

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對無缺陷均勻試樣而言 , 當(dāng)熱流均勻穩(wěn)定地注入其表面后 , 熱流能夠均勻地向內(nèi)部擴(kuò)散和從表面擴(kuò)散 , 因而試樣表面溫度場也是均勻分布的。對于內(nèi)部含有隔熱性缺陷的非均勻試樣而言 , 當(dāng)均勻注入熱流向試樣內(nèi)部擴(kuò)散時(shí) , 因在缺陷處受阻 , 形成熱量堆積反映到試樣表面的溫度場 , 在相應(yīng)的部位將出現(xiàn)溫度比較高的局部“熱區(qū) ”。對于內(nèi)部含有良好導(dǎo)熱性缺陷的非均勻試樣而言 , 將使注入熱流更快地向體內(nèi)擴(kuò)散或傳遞 , 相應(yīng)地在試樣表面溫度場中形成比周圍溫度稍冷的“冷區(qū) ”。

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由此可見 ,不論試樣內(nèi)部存在哪種缺陷 , 當(dāng)熱流注入時(shí) , 都會(huì)在含有缺陷的試樣表面位置與無缺陷表面位置之間產(chǎn)生溫差 , 并且這個(gè)溫差的大小不僅取決于試樣本度材料的熱物理性質(zhì) , 也取決于缺陷的熱物理性質(zhì)、幾何尺寸及其距表面的嘗試由于有與無缺陷部位的表面間局部溫差的存在 , 則表面的紅外輻射強(qiáng)度必然出現(xiàn)差異。利用紅外成像方法很容易地檢測出溫度的變化情況 , 從而可判定出缺陷的情況。

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紅外無損檢測的方法可分為被動(dòng)式檢測法和主動(dòng)式檢測法兩大類。被動(dòng)式則是利用物體自身

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的熱輻射作用輻射源 , 探測其輻射的強(qiáng)弱和分布情況 , 判斷物體內(nèi)部有無缺陷。主動(dòng)式是人為地在被測物體上注入 ( 或移出 ) 固定熱量 , 探測物體表面熱量或熱流變化規(guī)律 , 并以此分析判斷物體質(zhì)量。現(xiàn)在廣泛采用的大多是主動(dòng)式檢測法。

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