1、紅外無損檢測(cè),關(guān)勁新 201101183,無損檢測(cè)的概述,無損檢測(cè) NDT （Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱。,無損檢測(cè)的特點(diǎn),非破壞性 全面性 全程性 可靠性,無損檢測(cè)的檢測(cè)范圍,焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等焊接質(zhì)量。 內(nèi)腔檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凹坑、凸起、斑點(diǎn)、腐蝕等缺陷。 狀態(tài)檢查。當(dāng)某些產(chǎn)品(如蝸輪泵、發(fā)動(dòng)機(jī)

2、等)工作后，按技術(shù)要求規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行內(nèi)窺檢測(cè)。 裝配檢查。當(dāng)有要求和需要時(shí)，使用同三維工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡對(duì)裝配質(zhì)量進(jìn)行檢查;裝配或某一工序完成后，檢查各零部組件裝配位置是否符合圖樣或技術(shù)條件的要求;是否存在裝配缺陷。 多余物檢查。檢查產(chǎn)品內(nèi)腔殘余內(nèi)屑，外來物等多余物。,常用的無損檢測(cè)方法,目視檢測(cè)、射線照相檢驗(yàn)、超聲檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、液體滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)、熱像檢測(cè)、紅外檢測(cè)、泄漏試驗(yàn)、交流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)檢測(cè)、漏磁檢驗(yàn)、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè),紅外無損檢測(cè)的發(fā)展,近幾年紅外無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展很快，已經(jīng)成為傳統(tǒng)檢測(cè)方式如激光、超聲等技術(shù)的補(bǔ)充及替代。該技術(shù)也可以與其他檢測(cè)方式相結(jié)合以提高檢測(cè)的精確度及可靠

3、性。,紅外無損檢測(cè)的特點(diǎn),(1)適用于金屬和非金屬材料，適用范圍廣 (2)非接觸式測(cè)量，不會(huì)對(duì)試樣造成污染 (3)測(cè)量結(jié)果的可視性，可以通過圖像顯示測(cè)量結(jié)果 (4)觀測(cè)面積很大，對(duì)于大型檢測(cè)對(duì)象可對(duì)其進(jìn)行拼接處理 (5)檢測(cè)設(shè)備便攜，可移動(dòng)，特別適用于現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè) (6)檢測(cè)速度快,紅外輻射實(shí)際是波長為0.75100m,紅外輻射分為三個(gè)波段 (1)近紅外波段 波長為0.753.0m。 (2)中紅外波段 波長為3.020m (3)遠(yuǎn)紅外波段 波長大于20m。,能夠順利地透過大氣的紅外輻射主要有三個(gè)波長范圍：12.5m、35m和814m。般將這三個(gè)波長范圍叫做大氣窗口,紅外檢測(cè)的檢測(cè)原理,總的來說

4、，紅外無損檢測(cè)是依據(jù)紅外輻射的基本原理。使用紅外輻射的分析方法來對(duì)物體內(nèi)部能量流動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量，最后使用紅外熱像儀顯示檢測(cè)結(jié)果。直觀上對(duì)缺陷進(jìn)行判定的一種方法。,當(dāng)物體的溫度同環(huán)境溫度存在差異時(shí)，就會(huì)在物體內(nèi)部產(chǎn)生熱量的流動(dòng)。在實(shí)施無損檢測(cè)時(shí)，如果向一個(gè)試件注入熱量。其中一部分熱流必然向內(nèi)部擴(kuò)散。并引起試樣表面的溫度分布的變化。對(duì)于無缺陷的物體，當(dāng)熱流均勻注入時(shí) 熱流能夠均勻的向內(nèi)部擴(kuò)散或從表面擴(kuò)散 ，因而表面的溫度場(chǎng)分布也是均勻的：當(dāng)物體內(nèi)部存在隔熱性缺陷時(shí)熱流會(huì)在缺陷處受阻。造成熱量堆積導(dǎo)致表面出現(xiàn)溫度高的局部熱區(qū)：當(dāng)物體內(nèi)部含有導(dǎo)熱性缺陷時(shí)試樣表面就會(huì)出現(xiàn)溫度較低的局部冷區(qū)。由以上幾種情

5、況可看出當(dāng)試樣內(nèi)部存在缺陷時(shí)就會(huì)在試樣有缺陷區(qū)和無缺 陷區(qū)形成溫差 且該溫差 除了取決于試樣材 料的熱物理性質(zhì)外，還與缺陷的尺寸、距表面的距離及它的熱物理性質(zhì)有關(guān)。由于試樣局部溫差的存在 必然導(dǎo)致紅外輻射強(qiáng)度的不同利用紅外熱像儀即可檢測(cè)出溫度的變化狀況進(jìn)而判斷缺陷的情況,紅外無損檢測(cè)的理論依據(jù),為了方便進(jìn)行理論計(jì)算，常把試樣簡化為一維熱傳導(dǎo)模型。 當(dāng)給定熱激勵(lì)函數(shù)和邊界條件時(shí)，對(duì)熱傳導(dǎo)方程進(jìn)行求解，可得到熱波的傳導(dǎo)函數(shù)。熱傳導(dǎo)方程表述如下：,f(r,t)為熱激勵(lì)函數(shù) ；T(r，t)是 r處 t時(shí) 的熱 力學(xué)溫度 ；K 為 熱傳導(dǎo)率；密度p ；材料的比熱Cv,通過對(duì)熱傳導(dǎo)方程求解，可得,在上式中

6、，第一項(xiàng)為冷卻項(xiàng)，第二項(xiàng)為熱播傳播的n 次反射。由于熱波在傳播過程中快速衰減，故可以不考慮nl 的高次反射項(xiàng)。,可得無缺陷區(qū)表面的溫度分布情況為：,因此，我們可以從上面式子得到，被測(cè)物體表面的溫度差函數(shù)：,令 時(shí)，可得T達(dá)到最大值時(shí)的時(shí)間t。 然后通過關(guān)系式 和 推算出缺陷尺寸D，缺陷距檢測(cè)面的距離d,令 時(shí)，可得T達(dá)到最大值時(shí)的時(shí)間t。 然后通過關(guān)系式 和 推算出缺陷尺寸D，缺陷距檢測(cè)面的距離d,令 時(shí)，可得T達(dá)到最大值時(shí)的時(shí)間t。 然后通過關(guān)系式 和 推算出缺陷尺寸D，缺陷距檢測(cè)面的距離d,令 時(shí)，可得T達(dá)到最大值時(shí)的時(shí)間t。 然后通過關(guān)系式 和 推算出缺陷尺寸D，缺陷距檢測(cè)面的距離d,令

7、 時(shí)，可得T達(dá)到最大值時(shí)的時(shí)間t。 然后通過關(guān)系式 和 推算出缺陷尺寸D，缺陷距檢測(cè)面的距離d,紅外無損檢測(cè)的方式：,主動(dòng)式紅外檢測(cè) 為了使被測(cè)物體失去熱平衡，在紅外檢測(cè)時(shí)為被測(cè)物體注入熱量，被測(cè)物體內(nèi)部溫度不必達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，內(nèi)部溫度不均勻時(shí)即可進(jìn)行紅外檢測(cè)的方法即為主動(dòng)式紅外檢測(cè) 被動(dòng)式紅外檢測(cè) 利用周圍環(huán)境的溫度與試樣溫度有差異，不需要加載熱源，在工件與環(huán)境進(jìn)行熱交換 時(shí) ，通過對(duì)被測(cè)物表 面發(fā)出的紅外輻射進(jìn)行檢測(cè)來檢測(cè)缺陷的一種方式,紅外無損檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成,熱電探測(cè)器 熱敏電阻紅外探測(cè)器 熱釋電探測(cè)器,光電探測(cè)器 光電導(dǎo)型探測(cè)器 光伏型探測(cè)器,(2) 常用紅外探測(cè)器,紅外無損檢測(cè)在工程中

8、的應(yīng)用,紅外無損檢測(cè)是非接觸式的，并且可以實(shí)現(xiàn)在大范圍、寬視野內(nèi)的測(cè)量，單次檢測(cè)面積大，效率很高并且花費(fèi)較少，因此非常適合高層建筑外部裝飾屋的質(zhì)量檢測(cè)。由于紅外無損檢測(cè)是非接觸式的，因此非常適合窯爐內(nèi)襯耐火材料缺陷的檢測(cè)，此外，紅外檢測(cè)還可用在屋面、墻面的漏水檢測(cè)。,在建筑外裝飾物種的應(yīng)用,建筑物外裝飾物包括飾面磚、保溫隔熱材料等在長時(shí)間的風(fēng)吹日曬雨淋后或者由于其自身的施工質(zhì)量問題飾面磚和粘接層之間難免會(huì)出現(xiàn)起鼓、脫粘、疏松的問題。國內(nèi)外已有很多因?yàn)檫@種因?yàn)榻ㄖ庋b飾物墜落傷人的報(bào)道，解決此問題的一個(gè)很好的辦法就是定期的對(duì)建筑外裝飾物進(jìn)行檢測(cè)。紅外無損檢測(cè)不僅檢測(cè)范圍大而且是非接觸式的，非常適

9、合高樓大廈外裝飾物的質(zhì)量檢測(cè)。飾面磚等裝飾物可以看成是一個(gè)整體的兩個(gè)部分，包括飾面磚本身和粘接的砂漿層，缺陷一般出現(xiàn)在砂漿層上，砂漿層一旦出現(xiàn)缺陷和裂紋，在缺陷處的溫度分布就會(huì)不同于質(zhì)量正常處的分布，缺陷處的溫度分布反作用于物體表面，使得缺陷對(duì)應(yīng)處的表面溫度場(chǎng)異常，通過紅外成像儀就可以檢測(cè)出這種差異。目前，在國外已有紅外成像儀在建筑外裝飾物檢測(cè)的實(shí)例，在國內(nèi)應(yīng)用還比較少,在窯爐耐火材料中的應(yīng)用,基于非接觸式的無損檢測(cè)技術(shù)，這種檢測(cè)技術(shù)也可應(yīng)用于高溫窯爐內(nèi)襯耐火材料的質(zhì)量檢測(cè)。高溫窯爐中的耐火材料在長時(shí)間的摩擦和高溫加熱條件下可能出現(xiàn)裂紋等缺陷，普通的設(shè)備很難對(duì)其檢測(cè)。紅外無損檢測(cè)在中方面非常有

10、優(yōu)勢(shì)。當(dāng)耐火材料內(nèi)部出現(xiàn)裂紋以后，在裂紋對(duì)應(yīng)的窯爐表面處的溫度場(chǎng)分布會(huì)異于其他地方，通過紅外成像儀在外部檢測(cè)這種溫度場(chǎng)的變化，就可以找出裂紋所在的位置以及深度，能夠?yàn)楦G爐的檢修提供科學(xué)的分析,在房屋檢漏中的應(yīng)用,屋面防水層失效以及墻面微漏造成的雨水滲漏是工程中很常見的現(xiàn)象，也是人們很頭疼的問題。這種檢測(cè)技術(shù)在檢漏中的應(yīng)用在國外已有成功文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，由于雨水的熱容和導(dǎo)熱性與周圍建筑材料的熱容、導(dǎo)熱性有著很大的差別，借助太陽光照射后的熱傳導(dǎo)或者反射擴(kuò)散的作用，缺陷處所在表面的溫度分布就會(huì)異于周邊的溫度分布，紅外檢測(cè)技術(shù)能夠檢測(cè)出面層的不連續(xù)處以及雨水藏匿的部位，為房屋檢修提供可行的依據(jù),在鐵路檢測(cè)中的應(yīng)用,在夜間，使用較久、已經(jīng)破碎的道砟溫度，通常比新鋪設(shè)道砟的溫度低。這是