红外热波无损检测知识

红外热波无损检测属于红外热成像视觉检测，检测过程基于材料表面的温度场变化特点。由于热量传递的连续性，材料内部热传递或者热特性的改变必然会影响到表面温度场，从而反映出材料内部的不连续性或损伤。

本技术的实现原理是通过热激励源进行外部主动加热，在被检结构表面激发出热波并向内部传播，通过热像仪记录结构内部热波传播过程（热传递过程）不同所导致的表面温差，由获取的热图像来判别结构内部损伤并进行定量分析。

研制的红外热波无损检测系统由计算机、热激励系统和热图像采集装置三部分组成。计算机是硬件控制平台，提供可视化操作界面；热图像采集装置用于完成对被检测表面温度场变化情况的记录；热激励系统用于对被检测部位实施热激励。热图像采集装置主要由红外热像仪、前端显示器和铝制盒体组成。红外热像仪负责热图像的实时采集并以特定的格式传输给计算机；前端显示器用于检测人员在检测位置实时观察被检测表面的温度场变化情况。热激励系统主要由热激励源和供电电源组成，热激励源安装在热图像采集装置的铝制盒体内部。热激励源可分别提供热激励时的脉冲强光热辐射和连续光热辐射输出。供电电源为独立结构，提供热激励源工作时所需的大电流。

【技术特点】与传统的损伤检测方法相比，红外热波无损检测具有适用面广（可用于所有金属和非金属材料）、检测速度快（每次检测只需数十秒钟）、检测面积大（检测面积可根据硬件及被检测对象进行调节）、单向非接触检测、显示直观且直接存储、定量测量和特征识别等特点。特别适合于飞机纤维增强复合材料结构和表面涂层内部脱落或腐蚀的在役检测。

【技术水平】技术性能参数：

（1）温度测量精度：±2%。

（2）热灵敏度：0.08℃(30℃时)。

（3）空间分辨率：1.3mrad（毫弧度）。

检测性能指标：

（1）可检测损伤类型：复合材料层压板分层、脱粘等内部损伤；复合材料蜂窝夹芯结构面板与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯塌陷、积水、积油等。

（2）最小检测损伤面积：16mm2（埋深1mm）。

（3）检测速度：单次检测时间≤60s（连续工作状态）。

【可应用领域和范围】红外热波无损检测系统主要用于飞机、无人机和直升机等纤维增强复合材料构件的损伤检测及修理工作。该检测系统能够检测构件内部的面积型损伤，可实现损伤面积和埋藏深度定量计算，为复合材料构件损伤修理方案的制订提供参考数据，并可用于修理后的质量检查。

可用于航空航天飞行器设计与制造、飞行器在役维护保障等领域，尤其适用于纤维增强复合材料结构的损伤检测评估与维修质量检查。

【专利状态】已获得1项发明专利。

【技术状态】小批量生产阶段

【合作方式】技术转让合作开发

【预期效益】由于显著的减重效能和吸波隐身特性，先进纤维增强复合材料正逐步成为现代新型飞机的主要结构材料，应用于雷达罩、机翼、垂尾、方向舵和机身结构件等部位。国产大型客机和运输机等都已在使用复合材料结构，除此以外，复合材料在其他航空航天飞行器如直升机、各型导弹和小型舰艇中的应用也在不断扩大。复合材料结构的大量使用必然伴随相应的维护和修理需求，尤其是损伤检测和修理质量控制方面，因而本检测设备具有较好的推广应用前景，经济效益可观。

《航空器复合材料构件红外热成像检测》标准通过审定

来源：发布时间： 2011-09-29 11:17 23:11:14 浏览次数：278 次目前在中国民航使用的机型中已经开始进行红外热成像无损检测工作。其中空中客车公司在维修手册中指定使用红外热成像方法检测升降舵、方向舵等复合材料部件。波音系列飞机维修也涉及红外热成像检测。国内主要航空器维修单位如国航工程技术公司、广州飞机维修工程有限公司、厦门太古飞机维修工程有限公司、上海科技宇航有限公司等都建立了红外热成像检测系统，开始进行该项工作。相信不久以后，许多维修单位都将建立红外热像检测能力。然而，在这一领域内，目前中国民航尚无相关标准，也未开展人员资格认证，各相关单位的工作没有统一的标准。有鉴于此，民航局航空器适航审定司于2009年批准了《航空器复合材料构件红外热成像检测》标准编写项目

该项目由中国国际航空公司工程技术分公司成都维修基地、南京航空航天

大学、中国民航科学技术研究院、广州飞机维修工程有限公司等单位联合编写，于2010年10月完成标准送审稿，于2010年12月10日在北京召开审查会。

审查会由民航局航空器适航审定司主持。审查委员会由民航局航空器适航

审定司、民航局飞行标准司、中国民航科学技术研究院、首都师范大学、哈尔滨工业大学、北京航空材料研究院、厦门太古飞机维修有限公司、上海科技宇航有限公司、国际航空公司工程技术分公司成都维修基地、北京飞机维修工程

有限公司和广州飞机维修工程有限公司的15位专家和技术人员组成。审查委员会听取了标准编写组关于《航空器复合材料构件红外热成像检测》标准的编写情况汇报，并对该标准送审稿进行了逐条认真细致的讨论和修改，与会专家一致认为：

1、该标准编写规范、结构严谨、文字简练、符合国家标准GB/T1.1-2009的规定及行业有关标准编写的要求。

2、该标准在编写过程中修改采用了美国材料试验协会标准ASTM E 2582-07《航空应用中复合材料板及其维修区脉冲红外无损检测实施标准》，参考了波音公司和空中客车公司飞机的无损检测手册中有关红外热成像检测的要求，结合了我国民用航空器无损检测工作的实际情况，因而操作性及实用性强。

3、该标准提出的要求科学、合理，能够实施。

4、该标准的制订规范了民用航空器红外热成像检测工作，对保障航空器的安全具有重要意义。

5、该标准达到了国外同行业先进标准的水平。

标准审查委员会对标准的部分内容提出了修改意见，同意标准编写组按会议提出的意见对标准进行修改后，形成标准报批稿上报。

该标准的制定将从人、机、料、法、环各个方面进行规范，建立人员培训和资格认证机制，为红外热成像检测的开展提供指导。