[发明专利]热障涂层厚度激光透射法激励红外热波检测装置及方法

摘要

本发明热障涂层厚度激光透射法激励红外热波检测装置及方法，该装置包括信号发生器、功率放大器、脉冲激光器、红外热像仪和工控计算机。该方法分别采用低功率和高功率的脉冲激光对热障涂层部件基体侧进行热激励，通过红外热像仪采集涂层侧温度信息，对两种功率下的温度差值‑帧数曲线数据点进行线性拟合，求得拟合直线的斜率和截距值，代入热障涂层热扩散率和红外热像仪采集帧频，计算得热障涂层厚度值。本发明克服了传统涂层侧闪光灯热激励红外热波热障涂层厚度检测方法的局限性，无需涂层表面刷漆处理，不存在漆层厚度误差和漆污染风险。适用范围广，可测试导热性差厚度大的合金基体热障涂层厚度。同时具有非接触、观测面积大、准确度高等优点。

主权项

1.热障涂层厚度激光透射法激励红外热波检测方法，其特征在于，该检测方法采用的装置包括信号发生器(1)、功率放大器(2)、脉冲激光器(3)、红外热像仪(4)和工控计算机(5)，信号发生器(1)的输出端通过功率放大器(2)连接脉冲激光器(3)的输入端，红外热像仪(4)的输出端连接工控计算机(5)的输入端，工作时，热障涂层部件(6)设置在脉冲激光器(3)的发射端和红外热像仪(4)的接收端之间，该方法包括以下步骤：(1)红外热像仪调校(2)低功率激光激励调节信号发生器(1)和功率放大器(2)，使脉冲激光器(3)产生功率为P₁、脉宽为T₁的脉冲激光对热障涂层部件(6)的基体侧进行热激励，同时，红外热像仪(4)采集热障涂层部件(6)的涂层侧表面温度‑帧数数据，红外热像仪采集帧频为f，采集时间为T₂，数据传输至工控计算机(5)；(3)高功率激光激励调节信号发生器(1)和功率放大器(2)，增加脉冲激光器(3)的功率，使其产生功率为P₂，脉宽为T₁的脉冲激光对热障涂层部件(6)的基体侧进行热激励，同时，红外热像仪(4)采集热障涂层部件(6)的涂层侧表面温度‑帧数数据，红外热像仪采集帧频为f，采集时间为T₂，数据传输至工控计算机(5)；(4)数据处理求相同帧数下高、低功率激光激励温度数据差值，绘制温度差值‑帧数曲线，对温度差值‑帧数曲线进行线性拟合，求得拟合直线的斜率k和截距值d，代入下式，求得热障涂层厚度值L：式中，α为热障涂层热扩散率。