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半透明材料红外热像检测的光谱特性和光源选择

郭兴旺 管和清 刘颖韬 唐佳

郭兴旺, 管和清, 刘颖韬, 唐佳. 半透明材料红外热像检测的光谱特性和光源选择[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 104001-0104001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0104001
引用本文: 郭兴旺, 管和清, 刘颖韬, 唐佳. 半透明材料红外热像检测的光谱特性和光源选择[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(1): 104001-0104001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0104001
Guo Xingwang, Guan Heqing, Liu Yingtao, Tang Jia. Spectrum characteristics and light source selection for infrared thermal imaging testing of semitransparent materials[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 104001-0104001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0104001
Citation: Guo Xingwang, Guan Heqing, Liu Yingtao, Tang Jia. Spectrum characteristics and light source selection for infrared thermal imaging testing of semitransparent materials[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1): 104001-0104001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0104001

半透明材料红外热像检测的光谱特性和光源选择

doi: 10.3788/IRLA201746.0104001
基金项目: 

国家自然科学基金(U1433122,61571028)

详细信息
    作者简介:

    郭兴旺(1964-),男,副教授,主要从事红外热像检测理论和技术方面的研究。Email:xingwangguo@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TN213

Spectrum characteristics and light source selection for infrared thermal imaging testing of semitransparent materials

  • 摘要: 对半透明材料的光激励红外检测,其热激励机理与不透明材料不同,试件的吸热依赖于材料的光学特性和光源的辐射光谱。基于半透明材料的光谱特性,提出了体加热的物理机制和建模方法。为了获得材料的光谱吸收率,测试了不同厚度下玻璃纤维复合材料在一定波长范围内光的反射率和透射率。以色温模型来描述加热灯的光谱特性,用有限单元法分析了闪光灯色温对缺陷检测效果的影响,给出了可检信息参数(最大温差和最大对比度)与闪光灯色温的关系。结果表明,最大温差和最大对比度与色温呈非线性关系,它们随色温升高先减小后增大,因此低色温和高色温闪光灯对半透明复合材料检测更有利。所得结论为半透明复合材料的闪光灯激励红外检测提供了理论参考。
  • [1] Siegel R. Transient effects of radiative transfer in semitransparent materials[J]. International Journal of Engineering Science, 1998, 36:1701-1739.
    [2] Mandler W F, Yonushonis T M. Commercial applications for advanced ceramics in diesel engines[J]. Ceramic Engineering and Science Proceedings, 2009, 22(3):3-10.
    [3] Myers D E, Martin C J, Blosser M L. Parametric Weight Comparison of Advanced Me-tallic, Ceramic Tile, and Ceramic Blanket Thermal Protection Systems[R]. NASA Langley Technical Report, 2000:1-44.
    [4] Heinrich J G, Aldinger F. Ceramic Materials and Components for Engineers[M]. Germany:Wiley-VCH Verlag GmbH, 2007:653-656.
    [5] Tan Heping, Xia Xinlin, Liu Linhua, et al. Numerical Calculation of Infrared Radiation Characteristics and Transmission:Computational Thermal Radiation[M]. Harbin:Harbin Institute of Technology Press, 2006:1-14. (in Chinese)谈和平, 夏新林, 刘林华, 等. 红外辐射特性与传输的数值计算:计算热辐射学[M]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2006:1-14.
    [6] Siddiqui J A, Arora V, Mulaveesala R, et al. Infrared thermal wave imaging for nondestructive testing of fibre reinforced polymers[J]. Experimental Mechanics, 2015, 55(430):1-7.
    [7] Tan Q J, Dai J M, Bu C W, et al. Experimental study on debonding defects detection in thermal barrier coating structure using infrared lock-in thermographic technique[J] Applied Thermal Engineering, 2016, 107(8):463-468.
    [8] Wang L, Eldridge J I, Guo S M. Comparison of different models for the determination of the absorption and scattering coefficients of thermal barrier coatings[J]. Acta Materialia, 2014, 64(64):402-410.
    [9] Shepard S M, Hou Y L, Lhota J R, et al. Thermographic measurement of thermal barrier coating thickness[C]//Proceedings of SPIE, 2005, 5782:407-410.
    [10] Li Yanhong, Zhao Yujing, Zhang Cunling. Infrared testing for translucent material coating[J]. Optics and Precision Engineering, 2009, 17(7):1502-1506. (in Chinese)李艳红, 赵跃进, 张存林. 半透明材料涂层的红外检测[J]. 光学精密工程, 2009, 17(7):1502-1506.
    [11] ASTM Committee. E 2582-07, Standard practice for infrared flash thermography of composite panels and repair patches used in aerospace applications[S]. USA:ASTM international, 2007.
    [12] Astm E 2533-09 Standard guide for nondestructive testing of polymer matrix composites used in aero-space applications[S], 2009.
    [13] Dai Caihong, Yu Jialin. Discussion on the calculating me-thods for color temperature of the Source[J]. Acta Metrologica Sinica, 2000, 21(3):183-188. (in Chinese)代彩红, 于家琳. 光源相关色温计算方法的讨论[J]. 计量学报, 2000, 21(3):183-188.
    [14] Li Jingzhen. Handbook of Optics[M]. Xi'an:Shaanxi Science and Technology Press, 2010:501-502. (in Chinese)李景镇. 光学手册[M]. 西安:陕西科学技术出版社, 2010:501-502.
    [15] Cai Lvzhong. Optics[M]. 3rd ed. Beijing:Science Press, 2007:354-355. (in Chinese)蔡履中. 光学[M]. 北京:科学出版社, 2007:354-355.
  • [1] 陆锋, 张俊生, 赵永强.  基于EMD-CF的级联光栅微振动传感器光谱优化算法 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210645-1-20210645-7. doi: 10.3788/IRLA20210645
    [2] 赵海博, 刘彦丽, 杨雯铄, 苏云, 高大化, 孙权森, 赵慧洁.  双通道衍射计算成像光谱仪系统 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20220077-1-20220077-8. doi: 10.3788/IRLA20220077
    [3] 傅杨奥骁, 江涛, 刘庆宗, 丁明松, 李鹏, 董维中, 高铁锁, 许勇.  高超声速飞行器热喷高温燃气红外辐射特性数值模拟 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220023-1-20220023-10. doi: 10.3788/IRLA20220023
    [4] 王凌云, 李光茜, 麻跃, 郑茹, 刘笑, 李昊洋, 杜雨欣.  多色温多星等星光光源模拟技术研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210053-1-20210053-10. doi: 10.3788/IRLA20210053
    [5] 万李涛, 熊楠菲, 王栋, 汪子君.  信赖域方法在红外图像序列处理中的应用 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190505-1-20190505-7. doi: 10.3788/IRLA20190505
    [6] 汪子君, 邱俨睿, 杨宏霄, 孙磊.  基于鲁棒Otsu的红外无损检测缺陷分割算法 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 204004-0204004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0204004
    [7] 李博, 徐晓婷, 郑雪晴.  脂肪测量的近红外光谱研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 50-54. doi: 10.3788/IRLA201847.S104003
    [8] 高铁锁, 江涛, 丁明松, 董维中, 刘庆宗.  高超声速拦截弹绕流红外辐射特性数值模拟 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1204001-1204001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1204001
    [9] 张瑞, 王志斌, 王耀利, 李克武.  可实现零光程差的红外静态斜楔干涉具研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2093-2096.
    [10] 周建民, 符正晴, 李鹏, 杨君.  孔洞缺陷的红外无损检测和PNN识别与定量评估 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1193-1197.
    [11] 刘家琛, 唐鑫, 巨永林.  微型红外探测器组件快速冷却过程数值模拟分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 816-820.
    [12] 张金玉, 孟祥兵, 杨正伟, 王冬冬, 陶胜杰.  红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 6-11.
    [13] 孙杜娟, 胡以华, 李乐.  气溶胶“沉降—扩散”联合动态数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 449-453.
    [14] 许元男, 李军伟, 吴开峰, 毛宏霞, 董雁冰.  采用综合信噪比的中波光谱探测波段选择 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2126-2131.
    [15] 周建民, 蔡莉, 杨君, 符正晴, 胡林海, 李鹏.  PLS的红外无损检测电磁激励的数学模型 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3633-3637.
    [16] 刘小雨, 江勇, 李卒, 陈世国, 莫冬腊.  某型涡扇发动机红外抑制方案数值研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2482-2488.
    [17] 陈林, 杨立, 范春利, 吕事桂, 石宏臣.  线性调频激励的红外无损检测及其数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1385-1389.
    [18] 拜晓锋, 尹雷, 胡文, 师宏立, 贺英萍.  像增强器亮度增益测试的重复性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 495-498.
    [19] 郭腾霄, 丁学全, 董晓强, 穆宁, 黄启斌, 李翠萍, 温红宇.  基于EMD的红外遥测光谱信号预处理新方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3196-3200.
    [20] 李雅男, 孙晓兵, 毛永娜, 乔延利, 洪津.  空间目标光谱偏振特性 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 205-210.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-05
  • 修回日期:  2016-06-03
  • 刊出日期:  2017-01-25

半透明材料红外热像检测的光谱特性和光源选择

doi: 10.3788/IRLA201746.0104001
    作者简介:

    郭兴旺(1964-),男,副教授,主要从事红外热像检测理论和技术方面的研究。Email:xingwangguo@buaa.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(U1433122,61571028)

  • 中图分类号: TN213

摘要: 对半透明材料的光激励红外检测,其热激励机理与不透明材料不同,试件的吸热依赖于材料的光学特性和光源的辐射光谱。基于半透明材料的光谱特性,提出了体加热的物理机制和建模方法。为了获得材料的光谱吸收率,测试了不同厚度下玻璃纤维复合材料在一定波长范围内光的反射率和透射率。以色温模型来描述加热灯的光谱特性,用有限单元法分析了闪光灯色温对缺陷检测效果的影响,给出了可检信息参数(最大温差和最大对比度)与闪光灯色温的关系。结果表明,最大温差和最大对比度与色温呈非线性关系,它们随色温升高先减小后增大,因此低色温和高色温闪光灯对半透明复合材料检测更有利。所得结论为半透明复合材料的闪光灯激励红外检测提供了理论参考。

English Abstract

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