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基于移相技术的含缺陷复合材料锁相热波检测

王震,  杨正伟,  陶胜杰,  朱海波,  张炜

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王震, 杨正伟, 陶胜杰, 朱海波, 张炜. 基于移相技术的含缺陷复合材料锁相热波检测[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 60-67. doi: 10.3788/IRLA201948.S204002
引用本文: 王震, 杨正伟, 陶胜杰, 朱海波, 张炜. 基于移相技术的含缺陷复合材料锁相热波检测[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 60-67. doi: 10.3788/IRLA201948.S204002
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Wang Zhen, Yang Zhengwei, Tao Shengjie, Zhu Haibo, Zhang Wei. Lock-in thermal wave detection of defective composite material based on phase-shifting technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(S2): 60-67. doi: 10.3788/IRLA201948.S204002
Citation: Wang Zhen, Yang Zhengwei, Tao Shengjie, Zhu Haibo, Zhang Wei. Lock-in thermal wave detection of defective composite material based on phase-shifting technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(S2): 60-67. doi: 10.3788/IRLA201948.S204002
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基于移相技术的含缺陷复合材料锁相热波检测

doi: 10.3788/IRLA201948.S204002
  • 1.

    火箭军工程大学 导弹工程学院,陕西 西安 710025;

  • 2.

    西安交通大学 机械工程学院,陕西 西安 710049

基金项目: 

国家自然科学基金（51575516，51605481）;中国博士后基金（2019M650262）;航空基金（201803U8003）

详细信息
    作者简介:

    王震(1996-),男,博士生,主要从事飞行器推进系统检测与故障诊断方面的研究。Email:wangzhen6822@163.com

  • 中图分类号: TN722

Lock-in thermal wave detection of defective composite material based on phase-shifting technology

  • 1.

    Missile Engineering College,Rocket Force University of Engineering,Xi'an 710025,China;

  • 2.

    School of Mechanical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,China

  • 摘要: 为提高锁相热波检测技术的缺陷识别能力和准确度，提出了基于移相技术的温度序列处理方法。建立厚度渐变的碳纤维复合材料阶梯板模型，研究不同调制周期下厚度与相位的关系，通过数值计算对比分析了不同调制周期温度序列不移相与移相对相位的影响，结果表明：移相180后，相位对厚度的灵敏度提高了三倍，不同厚度之间的相位差明显变大，增强了对缺陷的识别能力。采用含平底洞缺陷的碳纤维板进行了实验验证，比较了不移相和移相180得到的相位图，结果表明：移相后可以识别出更小的缺陷，而且缺陷附近的对比度得到了显著提高，验证了移相技术对提高锁相热波检出能力的有效性。
    Abstract: In order to improve the defect recognition ability and accuracy of the lock-in thermal wave detection technology, a temperature sequence processing method based on phase-shifting technology was proposed. A step-plate model of carbon fiber composite material with gradual thickness was established to study the relationship between thickness and phase under different modulation periods, effects of non-phase-shifting and phase-shift of temperature series in different modulation periods were numerically analyzed, the results show that the sensitivity of the phase to thickness is increased by three times after phase-shifting by 180, and the phase difference between different thicknesses is increased, which enhances the ability to identify defects. The carbon fiber plate with flat hole defects was used to verify the numerical calculation and the phase diagram obtained by non-phase-shifting and phase-shifting by 180 was compared, the results show that smaller defects can be identified after phase-shifting and the contrast near the defect was enhanced, which proved the effectiveness of phase-shifting technology to improve the ability of lock-in thermal wave for detecting defects.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-10
  • 修回日期:  2019-05-20
  • 刊出日期:  2019-09-30

基于移相技术的含缺陷复合材料锁相热波检测

doi: 10.3788/IRLA201948.S204002
  • 1. 火箭军工程大学 导弹工程学院,陕西 西安 710025;
  • 2. 西安交通大学 机械工程学院,陕西 西安 710049
    • 作者简介:

    王震(1996-),男,博士生,主要从事飞行器推进系统检测与故障诊断方面的研究。Email:wangzhen6822@163.com

  • 收稿日期: 2019-04-10
  • 修回日期: 2019-05-20
  • 刊出日期: 2019-09-30
基金项目:

国家自然科学基金（51575516，51605481）;中国博士后基金（2019M650262）;航空基金（201803U8003）

  • 中图分类号: TN722

摘要: 为提高锁相热波检测技术的缺陷识别能力和准确度，提出了基于移相技术的温度序列处理方法。建立厚度渐变的碳纤维复合材料阶梯板模型，研究不同调制周期下厚度与相位的关系，通过数值计算对比分析了不同调制周期温度序列不移相与移相对相位的影响，结果表明：移相180后，相位对厚度的灵敏度提高了三倍，不同厚度之间的相位差明显变大，增强了对缺陷的识别能力。采用含平底洞缺陷的碳纤维板进行了实验验证，比较了不移相和移相180得到的相位图，结果表明：移相后可以识别出更小的缺陷，而且缺陷附近的对比度得到了显著提高，验证了移相技术对提高锁相热波检出能力的有效性。

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