一种浮空器囊体材料热合检测装置的制造方法
[0026] 式中，A为正弦型溫度变化的幅值，〇 (X，y)为相位。
[0027] (2)将实时记录的试件表面的红外热图像，通过得出试件表面溫度变化的相位 图；
[0028] 在锁相热成像无损检测中，因缺陷导致的图像对比度变化在相位图中更加清晰， 因此，相位图比通常的热图像具有更重要的分析价值。
[0029]由红外热像仪连续采集的热图像重建得到溫度场A(x，y)，即：
[0032] 式中，Si(i= 1，2, 3, 4)是由红外热像仪连续采集的4副热图像，采样周期为T/4;
[0033] (3)将得到的试件表面溫度变化的相位图与预存的试件的标准相位图对比，通过 相位差识别出缺陷，缺陷为在相同的测试条件下，有缺陷和无缺陷时的相位差，即： 阳034] A4 (X，y) = 4d(X，y) - 4S(X，y)
[0035] 式中，巫d(x,y)为位置（X,y)处有缺陷时的相位，〇s(x,y)为位置（X,y)处无缺 陷时的相位。
[0036] 根据传热机理，相位差主要受红外热源的工作频率、缺陷类型和缺陷深度的影响。 在一定的工作频率下，只要建立了试件在无缺陷时的标准相位图?S(X，y)，即可根据相位 差，确定待测试件内部缺陷的形状和位置。如果进一步建立了试件缺陷深度与相位差的关 系数据库，还可W进一步分析缺陷在试件内部的深度信息。
[0037] 试件表面溫度变化周期与正弦调制信号的周期相同，但幅值和相位与待测试件的 传热系数相关。如果待测试件内部存在缺陷，运将改变试件在缺陷处的传热系数，从而使试 件表面溫度变化的相位与无缺陷时的相位产生差异。因此，只要利用红外热像仪4实时记 录试件表面的红外热图像，就可W通过锁相分析方法计算出试件表面溫度变化的相位图， 然后与待测试件的标准相位图对比，通过相位差即可识别出缺陷，相位差指试件在有缺陷 与无缺陷时的相位之差。如果进一步建立了试件缺陷深度与相位差的关系数据库，则可根 据相位的差值，分析缺陷在待测试件内部的深度信息。
[0038] 根据需要测试试件的缺陷深度，宽度，通常锁相频率一般在零点零一赫兹到几十 赫兹之间，由于激励加载周期一般较长，故热像仪采集的频率也不需要很快，只需在保证采 样精度的前提条件下能精确还原加载响应曲线即可。并且由于提取的是相位信息，对探测 目标表面的均匀性要求不高，故与发射率的关系也不是很大，同时对激励源的功率要求也 没有脉冲激励的要求高。
[0039] 根据热波传导理论，对于热源激励下目标，热波频率决定热波在该物体内的传播 深度。就理论分析而言，热源的激励频率每减小到原来的1/4,检测深度则将增大一倍。锁相 分析中，根据不同的应用场景，需要记录的时间也不一致，但一般都需要等待试件达到稳态 后记录数据，采集时间都不会太短，一般在几十秒W上。并且如图3所示，热源照射后产生 两个缺陷，其热波信号曲线与脉冲激励类似，缺陷区域在周期性激励下的响应与正常区域 的响应不一致，缺陷区域会产生一定相位延迟，其中，缺陷的深度与相位延迟的大小相关， 缺陷相关参数最终可W通过标定标准样件进行确定。
[0040] 本实施例的工控机就是数字图像采集处理显示系统，可W实现实时溫度场提取显 示，对溫度场内选取不同点、多段线、圆、多边形的溫度场实时曲线分析，并实时显示W上画 出的区域内平均值、最高点、最低点溫度及其坐标。设定不同的锁相激励频率，采集红外热 像图片进行实时相位提取分析。
[0041] W上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用W限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种浮空器囊体材料热合检测装置，其特征在于，包括试件装载台、支架、红外激励 光源、红外热像仪、多个激光定位器和对应的用于夹持激光定位器的夹持夹具，所述红外热 像仪设置于支架的顶部，红外激励光源设置在支架上，激光定位器设置于红外热像仪的四 周，所述红外激励光源和红外热像仪分别设置在试件装载台的顶部。2. 根据权利要求1所述的一种浮空器囊体材料热合检测装置，其特征在于，所述激光 定位器有四个，分别均匀设置在红外热像仪的四周。3. 根据权利要求1所述的一种浮空器囊体材料热合检测装置，其特征在于，所述试件 装载台上设有两个配重块。4. 根据权利要求1所述的一种浮空器囊体材料热合检测装置，其特征在于，所述支架 活动设置在试件装载台的顶部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种浮空器囊体材料热合检测装置，包括试件装载台、支架、红外激励光源、红外热像仪、多个激光定位器和对应的用于夹持激光定位器的夹持夹具，所述红外热像仪设置于支架的顶部，红外激励光源设置在支架上，激光定位器设置于红外热像仪的四周，所述红外激励光源和红外热像仪分别设置在试件装载台的顶部。实现对浮空器(主要指系留气球和飞艇)囊体材料的热合效果进行评估，查找其中是否有缺陷并对缺陷大小进行判断以及缺陷位置进行定位；囊体材料的热合过程中若有缺陷存在，通过红外锁相方法，加载特定锁相周期激励，在锁相热激励过程中缺陷部位的振幅和相位将异于常规位置，借助红外热像仪，可以实时检测出异常区域。
【IPC分类】G01N25/20
【公开号】CN204945069
【申请号】CN201520723891
【发明人】胡琦, 张青川, 曹鹏涛, 荣海春, 苏润, 倪勇, 程腾, 张勇
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所, 南京中迅微传感技术有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月17日
文档序号 :
【 10035353 】
技术研发人员：胡琦,张青川,曹鹏涛,荣海春,苏润,倪勇,程腾,张勇
技术所有人：中国电子科技集团公司第三十八研究所,南京中迅微传感技术有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：胡琦,张青川,曹鹏涛,荣海春,苏润,倪勇,程腾,张勇
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