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原文传递基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法

专利名称：	基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法
摘要：	本发明涉及一种基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，包括以下步骤：步骤S1：确定试件厚度、缺陷深度和施加电压作为与试件温度相关的试验因素；步骤S2：制作具有不同试件厚度、不同缺陷深度的试件；步骤S3：设计正交试验，以试件温度作为试验指标，依据设计的正交试验，采用不同大小的施加电压，对不同试件厚度、不同缺陷深度的试件进行基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验，确定三个试验因素对试验指标的影响大小。该试验方法有利于对电脉冲红外热像无损检测结果的影响因素进行分析。
专利类型：	发明专利
申请人：	福州大学
发明人：	刘康林;王亚淑;张朱武;郭金泉;范登帅
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T05:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN202010147973.3
公开号：	CN111122655A
代理机构：	福州元创专利商标代理有限公司
代理人：	丘鸿超;蔡学俊
分类号：	G01N25/72;G01N1/28;G;G01;G01N;G01N25;G01N1;G01N25/72;G01N1/28
申请人地址：	362801 福建省泉州市泉港区前黄镇学院路1号
主权项：	1.一种基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：确定试件厚度、缺陷深度和施加电压作为与试件温度相关的试验因素；步骤S2：制作具有不同试件厚度、不同缺陷深度的试件；步骤S3：设计正交试验，以试件温度作为试验指标，依据设计的正交试验，采用不同大小的施加电压，对不同试件厚度、不同缺陷深度的试件进行基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验，确定三个试验因素对试验指标的影响大小。 2.根据权利要求1所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，对试件施加脉冲电流后，试件上一点的温度的计算公式为：式中，T(z)为试件上一点的温度，2h为试件厚度，j0为电流密度，σ为试件的电导率，λ为试件的热传导系数，a为缺陷深度，δ为坐标扰动值，(x, y)为该点的坐标；由此确定试件厚度、施加电压大小、缺陷深度作为与试件缺陷处温度相关的试验因素。 3.根据权利要求1所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述试件包括试验段和设于试验段左、右两端的两个连接部，所述连接部的宽度大于试验段，两个连接部分别经过渡段与试验段两端连接为一体，两个连接部上均开设有用于固定试件的固定孔，所述试验段一侧表面正中间沿试件宽度方向开设有裂纹缺陷。 4.根据权利要求3所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，不同试件厚度、不同缺陷深度的试件的制作方法为：步骤S21：准备不同厚度的金属板；步骤S22：应用线切割方法按设计好的形状和尺寸加工金属板，得到初步试件；在初步试件两端开孔，以便于施加电压；步骤S23：应用电火花加工方法在初步试件中间分别加工不同深度的缺陷，得到不同的试样。 5.根据权利要求4所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，所述金属板为304不锈钢板，厚度分别为2mm、3mm、4mm；不同缺陷深度分别为0.2mm、0.6mm、1mm。 6.根据权利要求1所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，所述步骤S3中，按如下方法设计正交试验：步骤S31：确定试验指标、试验因素及水平个数：所述试验指标为试件温度，所述试件温度包括缺陷处与附近区域的温差以及缺陷处的最高温度；所述试验因素包括试件厚度、缺陷深度和施加电压，各试验因素的水平数均为3个；步骤S32：对各试验因素水平进行具体设计；步骤S33：根据上述设计结果设计相应的正交表为L9（33），需完成9次正交试验；步骤S34：依次分析各个试验因素对试验指标的影响大小，确定各个试验因素的主次顺序；步骤S35：对正交试验结果进行分析，选出各个试验因素的最优水平。 7.根据权利要求6所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，所述试件厚度水平分别为2mm、3mm、4mm；所述缺陷深度水平分别为0.2mm、0.6mm、1mm；所述施加电压水平分别为3KV、5KV、8KV。 8.根据权利要求6所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，所述步骤S34的具体方法为：通过极差分析法确定各个试验因素对试验指标影响的主次顺序，极差Rj的计算公式为： R j =maxi{kij}-mini{kij} 式中，kij为第j列对应的水平i的试验结果之和；极差Rj的大小表示该试验因素对试验结果影响的大小，极差的值越大说明该试验因素对试验结果的影响越大；将极差的值从大到小排序，确定各试验因素对试验结果影响大小的主次顺序，即反映了各试验因素对试验结果的重要程度。 9.根据权利要求6所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，所述步骤S35的具体方法为：对于一个试验因素，假设其水平1的影响反映在1、2、3号试验中，水平2的影响反映在4、5、6号试验中，水平3的影响反映在7、8、9号试验中，则水平1、2、3的试验指标求和结果为： K1=y1+y2+y3 K2=y4+y5+y6 K3=y7+y8+y9 式中，Km为该试验因素的第m个水平，yi为第i组试验的试验结果；根据K1、K2、K3的大小判断3个水平对试验指标的影响大小，Km越大，说明该水平对试验结果的影响越大。 10.根据权利要求1所述的基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法，其特征在于，所述步骤S3中，进行基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验的试验装置包括电脉冲激励方法、试件、红外热像仪和计算机，所述试件上加工有裂纹缺陷，所述电脉冲激励方法与所述试件电性连接，以给试件通入电流，所述红外热像仪的探测方向正对所述试件，以检测试件表面温度场分布，所述红外热像仪与计算机电性连接，以将生成的红外热像图发送给计算机进行分析；所述试件未开设有裂纹的那一侧表面正对所述红外热像仪，以通过检测未加工有裂纹的试件表面温度变化来模拟埋藏裂纹的检测。
所属类别：	发明专利