Page 125 - 无损检测2022年第三期

院企风采

2.3.2 红外检测

围绕涡流红外数值模拟方法对疲劳裂纹和热
障涂层脱黏缺陷检测开展了系列研究。针对涡流
红外无损检测方法中激励源的高频特性，基于频
域叠加法和能量等效原理开发了涡流红外无损检
测方法正问题的高效、高精度数值模拟程序。搭
建了涡流红外检测试验系统，设计优化了无遮挡
图 13 激光红外热成像检测结果
涡流红外传感器及信号激发、分离、成像与缺陷
定量分析软件，验证了涡流红外检测方法对疲劳 2.3.3 激光超声检测
裂纹检测的有效性，并通过对红外信号图像的有 提出了基于光栅激光超声声谱的宏微观缺陷
效处理，实现了疲劳裂纹在深度方向的定量评估。 同步检测新方法，建立了一种双光栅激光超声声
同时，针对重燃叶片热障涂层，基于所开发涡流 谱线性 - 非线性超声同步测量技术（见图 14），
红外方法对不同大小的涂层脱黏缺陷进行了检测 开发了相应的试验系统，设计制备了含缺陷试件，
试验，实现了涂层小脱黏缺陷的有效检测。TBC 开展了系列检测试验，初步验证了该方法可有效

脱黏缺陷的无遮挡涡流红外检测结果如图 11 所 实现微观和宏观裂纹的跨尺度检测。同时，针对
示。 复杂形状管路的新型电磁超声导波传感器及检测
方法开展了进一步研究，设计和开发了多种新型
插入式电磁超声导波传感器，有效解决了复杂管
路远距离电磁超声检测的难题，实现了螺旋换热
管表面缺陷的高效检测；为进一步提高长距离超
声导波检测方法对于微小缺陷的识别能力，还提
出通过增加电磁超声导波局域扫描增强有效数据
量和提升信息维度的方法，并进一步基于二维 F-K
图 11 TBC 脱黏缺陷的无遮挡涡流红外检测结果
信号处理方法，实现了干扰噪声的有效抑制，大
在外热源红外检测理论和技术研究方面，开
幅度提高了检测性能。
发了光束匀化新型激光红外热成像方法和检测系
统。提出了衍射光束整形匀化的新型激光红外热
成像检测方法，该方法通过增加激光加热的均匀
度，大幅提高了对复合材料内部缺陷的检测性能，
同时，团队开发了相应的原理样机并进行了试验
验证；还开发了一套便携式光纤耦合激光红外热
成像检测系统，制作了工程样机，可实现CFRP （碳 图 14 双光栅激光超声声谱线性 - 非线性超声同步
纤维增强复合材料）结构大距离、大面积脱黏缺 测量方法
陷的有效现场检测，对在役飞机的复合材料壳结 2.3.4 微波检测
构进行了现场检测示范应用。光束匀化新型激光 开展了介电材料损伤的微波检测与成像方法
红外热成像检测系统结构如图 12 所示，激光红 的系列研究。针对 GFRP（玻璃纤维增强材料）
外热成像检测结果如图 13 所示。 复合材料和 PE 管等典型介电材料，探索了 C、
K、Ka 等多频段微波检测材料结构损伤的技术关
键，推导了平面电磁波垂直入射多层介电材料情
况下微波反射系数和透射系数的理论公式，结合
递推算法实现了对微波电场、微波检测信号的高
效计算。同时，通过对微波天线进行特性分析，
提出了基于时域选通门和匹配滤波器的介电材料
图 12 光束匀化新型激光红外热成像检测系统结构示意 损伤微波检测图像修正方法，结合试件倾角校正

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2022 年 第44 卷 第3 期
无损检测