[发明专利]一种基于电涡流脉冲热成像的无损检测方法及系统

说明书

本发明的实施例公开一种基于电涡流脉冲热成像的无损检测方法及系统，方法包括：通过初始加热脉冲信号控制感应加热器产生高频交流电，结合感应线圈提供电涡流激励以加热被测样件；测量被测样件的红外热辐射以获取被测样件的表面热分布，并依据表面热分布得到红外热成像图序列并进行处理，获取被测样件的预定采样点的采样温度；如果所述采样温度不小于预先设置的无损检测高温阈值，向脉冲发生器输出停止加热指令，如果所述采样温度不大于预先设置的无损检测低温阈值，向脉冲发生器输出启动加热指令；依据停止加热指令控制感应加热器断开电源，依据加热指令控制感应加热器启动电源产生高频交流电。应用本发明，可以提升加热的温度控制精度。

技术领域

本发明涉及无损检测技术，尤其涉及一种基于电涡流脉冲热成像的无损检测方法及系统。

背景技术

无损检测是保障重大工程装备制造质量和运行安全的关键技术，基于电涡流脉冲热成像的无损检测技术综合运用了电涡流与焦耳热现象，具有非接触、单次检测面积大、效率高等优势，能够有效检测表面缺陷，为质量和运行安全提供保障，是近年来无损检测领域的研究热点。

目前，电涡流脉冲热成像对表面缺陷的评估主要是基于缺陷对电涡流分布的扰动。对于被测样件表面或内部的裂纹，由于裂纹中间主要为空气，可近似认为阻抗为无穷大，根据欧姆定律，阻抗最小的路径通过的电涡流最大，因而，当电涡流在流动过程中遇到被测样件表面或内部的狭缝时，对于流经狭缝侧面的电涡流，经由狭缝端点以及狭缝底部的路径最短，阻抗最小，因此，电涡流向两侧分开并经过狭缝端点，或者，从底部绕过狭缝，进而造成狭缝侧面以及顶端电涡流密度降低，端点处以及底部电涡流密度升高。由焦耳定律可知，发热功率与电涡流密度的平方成正比，因而，在狭缝两侧以及顶部形成低温区域，在两端以及缺陷的凹槽底部形成高温区域。这种由涡流密度差异引起的发热功率的不一致，导致被测样件材料内部热量分布的不平衡，当热量传导到材料表面时，使被测样件表面温度分布呈现冷热不均的现象，从而为缺陷检测提供依据。

图1为现有基于电涡流脉冲热成像的无损检测系统结构示意图。参见图1，该系统包括：感应加热器、红外热像仪、处理器、脉冲发生器以及感应线圈，其中，

感应加热器在脉冲发生器输出的脉冲信号控制下，产生高频交流电，并通过感应线圈提供电涡流激励，以加热被测样件；

红外热像仪在脉冲发生器输出的同步脉冲信号控制下，测量被测样件的红外热辐射以获取被测样件的表面热分布，并依据表面热分布进行成像，得到红外热成像图序列，输出至处理器；

处理器对接收到的红外热成像图序列进行处理，获取被测样件的表面缺陷信息，并显示被测样件的红外热像图。

脉冲发生器输出固定占空比的脉冲信号，用以同步触发感应加热器和红外热像仪，使之在脉冲信号控制下工作，脉冲信号的占空比由预先确定的对被测样件的加热时间和冷却时间确定。

但目前的基于电涡流脉冲热成像的无损检测中，依据预先设定的脉冲信号对被测样件进行加热控制，加热的温度控制精度较差，容易造成被测样件的烧损；同时，由于采用自然冷却方式，使得在不同环境温度下会出现测试结果的差异性，使得无损检测容易受环境温度的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于电涡流脉冲热成像的无损检测方法及系统，能够提升加热的温度控制精度、降低被测样件的烧损概率。

第一方面，本发明实施例提供一种基于电涡流脉冲热成像的无损检测系统，包括：感应加热器、红外热像仪、处理器、脉冲发生器、感应线圈以及采样温度控制器，其中，

感应加热器在脉冲发生器输出的初始加热脉冲信号以及加热脉冲信号控制下，产生高频交流电，并通过感应线圈提供电涡流激励，以加热被测样件；在脉冲发生器输出的停止加热脉冲信号控制下，关断电源；