[发明专利]基于红外热波技术的双层结构第二层介质厚度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损探伤检测技术领域，特别是涉及一种红外热波技术，利用脉冲红外热波技术测量双层结构中第二层介质厚度的方法。

背景技术

脉冲红外热波无损检测技术是二十世纪九十年代后发展起来的一种无损检测技术。此方法以热波理论为理论依据，通过主动对被检测物体施加脉冲热激励、并采用红外热像仪连续观察和记录物体表面的温场变化，并通过现代计算机技术及图像信息处理技术进行时序热波信号的探测、采集、数据处理和分析，以实现对物体内部缺陷或损伤的定量诊断。

缺陷深度测量是脉冲红外热波无损检测技术定量测量的一个重要应用，通常所指的缺陷深度测量是对单层介质或者多层介质的第一层介质厚度进行测量，一般都是通过获得温度时间曲线中的某特征时间进行计算。但是在红外热波技术的某些应用中，需要测量双层结构中第二层介质的厚度，比如，蜂窝结构积水量的测量，目前，在红外热波技术领域还没有相关报道可以解决该问题。

发明内容

本发明提供一种基于红外热波技术的双层结构第二层介质厚度测量方法，以解决背景技术中存在的无法利用红外热波技术测量双层结构中第二层介质的厚度的技术问题。

为此，本发明的一种基于红外热波技术的双层结构第二层介质厚度测量方法，用于测量被测试件第二层介质厚度，包括如下步骤：

a、制作标准试件，该标准试件双层结构的材料与被测试件双层结构的材料均相同，标准试件第一层介质厚度与被测试件第一层介质厚度相同，标准试件第二层介质具有多个不同厚度d，且均已知，以最厚的为参考厚度；

b、使用脉冲红外加热装置对标准试件第一层介质表面进行加热，同时使用红外热像仪获得标准试件第一层介质表面的热图序列，并将该热图序列存储在通用存储器中；

c、对测得的热图序列的热波降温数据进行归一化，不同厚度热波降温数据减去参考厚度热波降温数据，从而获得相对温差数据；

d、对所获得的各个不同厚度相对温差数据乘以对应时刻的平方根，并对得到的结果绘制曲线，该曲线横坐标为时间t，纵坐标为得到的结果，记为f(t)曲线；

e、令各个f(t)曲线的取值均等于v₀，其中v₀取自能使不同f(t)曲线对应不同t₀值的数据范围，得出各f(t)曲线上与该v₀对应的时刻t₀作为特征时刻；

f、分析特征时刻t₀与已知第二层介质厚度的平方d²的线性关系曲线，确定能够保持线性上升关系的最大厚度d_T，并以d_T对应时刻作为特征时刻的阈值，记为t_T，确定所选的各不同v₀值中t₀-d²线性关系最好的为最终v₀值，并以其对应时间作为最终的特征时刻t₀；

g、绘制不同厚度下，最终的特征时刻t₀与已知厚度平方d²的线性关系曲线，得到标定的t₀-d²曲线；

h、将步骤b、c、d中的标准试件替换为被测试件，得到被测试件的f(t)曲线，令被测试件的f(t)取值为最终v₀值，得到被测试件的t₀值，当被测试件的t₀大于t_T时，其第二层介质厚度简单认为大于d_T；

i、当被测试件的t₀小于等于t_T时，根据标定的t₀-d²曲线，得到被测试件的t₀值对应的d²值，从而得到被测试件的第二层介质厚度d。

其中，所述步骤i中由被测试件的t₀值，在标定的t₀-d²曲线上查出对应的d²值，从而得到被测试件的第二层介质厚度d。

其中，所述步骤i中先计算出标定的t₀-d²曲线的方程，再由被测试件的t₀值，计算出对应的d²值，从而得到被测试件的第二层介质厚度d。

其中，所述步骤b中的脉冲红外加热装置是高能闪光灯。