Page 124 - 无损检测2025年第一期
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孙淑义，等：
风电叶片复合材料的无损检测技术研究现状
记录应变或位移数据，而不是几何缺陷；③ 监测材 实现了缺陷的精准定位与自动分类；GÓMEZ等 [23]
料中的动态过程，跟踪某些缺陷的发展，在疲劳试验 利用强大的状态监测系统和一种新型的信号处理方
中具有显著优势 [18] 。 法实现对叶片断裂缺陷的精准检测与定位。
AE技术是叶片无损检测的主要方法之一，国内 然而，AE 方法仍存在着信号容易受到环境噪
外学者对其进行了广泛讨论和研究。邬冠华等 [19] 基 声干扰，对损伤深度的分辨率有限，不能精确定位
于AE技术对蜂窝夹层复合材料压缩损伤过程进行 深层损伤等缺点。因此 AE 方法常具有以下应用：
了试验研究，结果证实该方法检测到的断裂信息与 ① 疲劳测试，为材料在疲劳加载下的性能和寿命
材料实际断裂位置相吻合；FOTOUHI等 [20] 利用AE 提供监测手段；② 复合材料损伤监测，用于检测
技术，成功检测了在准静态情况下三点弯曲复合材 纤维断裂、裂纹扩展和剥离等损伤模式；③ 结构
料的分层情况；XU等 [21] 采用AE技术研究碳纤维/ 健康监测，用于实时监测结构的健康状况 [24-27] 。随
环氧复合材料层合板的失效机理和损伤演化，讨论 着技术的进步，AE 检测方法正朝着人工智能与自
了不同铺层方式和孔尺寸对声发射响应的影响，建 动化识别方向发展。
立了失效特性与声发射信号特征之间的关联，展现 3.3 红外热成像技术
出AE检测法在动态检测缺陷方面的巨大优势。近 红外热成像（Infrared thermography，IRT）无损
年来，随着技术的进步与神经网络的发展，AE技术 检测技术是一种基于红外辐射原理，通过扫描、记录
的研究迈向了一个新的阶段，CRIVELLI等 [22] 提出 或观察被测工件表面温度变化，进而实现被测工件
了一种在碳纤维复合材料板中生成两种不同AE信 表面及内部缺陷检测的方法 [28] ，其原理示意如图7
号源的方法，利用基于神经网络的全自动分类技术， 所示。
图 7 IRT 法检测原理示意
在过去30年里，随着红外相机、数据采集和数
据处理技术的发展，IRT技术得到了迅速的发展。
杨庆等 [29] 运用IRT技术对风电叶片用碳纤维复合材
料的冲击缺陷进行检测，并与超声C扫描检测进行
对比，成像结果如图8所示；结果表明，IRT技术具
有检测速度快、可无接触、在线检测等优点，在风电
叶片检测中具有独特的优势。吴国境等 [30] 在自然激
励下开展风电叶片损伤的IRT缺陷检测研究，结果 图 8 叶片复合板冲击缺陷的 IRT 法检测结果
表明太阳辐射作为激励源的被动式红外热像检测可 检测与定量识别,且与人工方法相比具有明显的精
用于风电叶片的损伤检测。王晨等 [31] 利用太阳辐射 度优势,还能有效降低能耗,实现了对叶片健康状
作为发射源的被动式红外热成像检测技术，来检测 态的早期评估。
风机叶片损伤，得到风机叶片3种典型损伤的最佳 IRT技术具有非接触、非侵入、实时测量和大范
检测光照条件，其成像结果如图9所示。张雪岩 [32] 围覆盖的能力，已被用于检测包括夹杂物、剥离、分
基于模糊系统、神经网络等技术，提出了一种新的红 层和裂纹等缺陷。然而，IRT技术获取到的热图像
外热成像检测方法,该技术不仅能做到缺陷的自动 数据会受到检测环境的影响，噪声和不均匀背景的
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2025 年 第 47 卷 第 1 期
无损检测
