低成本非接觸式紅外無損檢測技術(shù)研究.pdf

1、紅外無損檢測技術(shù)是無損檢測領(lǐng)域的研究熱點之一，具有快速、非接觸、準確和直觀等獨特優(yōu)勢，具有廣闊的發(fā)展前景。本文以紅外熱電堆傳感器為基礎(chǔ)，研制出一套能檢測多種復(fù)合材料內(nèi)部缺陷的紅外無損檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)不僅可檢測出具有較大深寬比內(nèi)部缺陷，同時兼顧紅外無損檢測分析功能，具有低成本、適用范圍廣、靈活性高的特點，可滿足工業(yè)材料的實時檢測需求。
　　本文首先根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，開展了系統(tǒng)的整體設(shè)計，分析了電阻和運放等器件的噪聲特性，并根據(jù)紅外熱

2、電堆傳感器的性能參數(shù)設(shè)計了低噪聲信號放大電路和低通有源濾波電路。
　　其次，根據(jù)系統(tǒng)功能需求設(shè)計了無線通信模塊來加密傳輸實驗數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)采集電路和數(shù)據(jù)收發(fā)電路硬件分離，增大了系統(tǒng)的靈活性。并設(shè)計了多通道高速采樣模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、低紋波系數(shù)電源電路、上位機Labview數(shù)據(jù)顯示界面和基于FPGA的主控制器模塊，編寫了數(shù)據(jù)采集控制程序。
　　第三，針對線陣紅外熱電堆傳感器存在的非均勻性問題提出了一種改進的傳感器非均勻性校準算法，該

3、算法在傳統(tǒng)二點校準算法的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)在較寬溫度范圍校準，運用此算法取得了良好的校準效果。
　　最后，利用大功率加熱烤燈對碳碳材料、碳纖維復(fù)合材料和玻璃纖維復(fù)合材料三種不同熱擴散系數(shù)復(fù)合材料內(nèi)部缺陷做了紅外無損檢測實驗，通過分析實驗結(jié)果，得出設(shè)計的系統(tǒng)噪聲指標為0.067mV，系統(tǒng)信噪比為89dB，可檢測的內(nèi)部缺陷深寬比約為:碳碳材料0.4，碳纖維復(fù)合材料0.5，玻璃纖維復(fù)合材料0.8，表明該系統(tǒng)具有低成本、靈活性高、適用范圍廣并