Estudio preliminar sobre tecnología de detección de imágenes térmicas de aeronaves

Materiales compuestos y pruebas no destructivas

Como un nuevo material de ingeniería, en comparación con los materiales metálicos tradicionales, los materiales compuestos tienen una buena resistencia a la fatiga, absorción de impactos y resistencia al calor, y es fácil de procesar y moldear. Es ampliamente utilizado en la industria de fabricación de aviones.

Debido a la carga dinámica y el impacto de objetos extraños, los materiales compuestos son propensos a tener problemas, como acumulación de agua, delaminación, desconexión, fractura y otros daños durante el proceso de servicio. Las pruebas de rayos X, ultrasónicas y vibroacústicas se utilizan principalmente para la detección convencional de materiales compuestos. Sin embargo, debido al daño de los rayos X al cuerpo humano, el personal irrelevante en el sitio debe abandonar el área de radiación cuando se lleva a cabo la detección de rayos X. La detección de rayos X ocupará solo el ciclo de mantenimiento. Además, la eficiencia de detección de rayos X es baja, la operación es difícil y el costo es alto. El método ultrasónico y vibroacústico es un tipo de detección de puntos, que es de baja eficiencia y fácil de pasar por alto cuando se prueban piezas compuestas de área grande. Por el contrario, la detección de imágenes térmicas infrarrojas es un escaneo de superficie, que puede completar la detección de áreas grandes a la vez. En comparación con la detección ultrasónica, vibroacústica y de rayos X convencional, no solo es precisa, rápida, eficiente, sino que también es segura y no tiene ningún impacto en el cuerpo humano y el medio ambiente. Por lo tanto, la detección de imágenes térmicas infrarrojas destaca y se convierte en el principal método de detección.

Detección de imágenes térmicas infrarrojas

1. El principio de detección de imágenes térmicas infrarrojas

La Detección de imágenes térmicas infrarrojas se basa en el principio de la radiación infrarroja, utilizando el método de análisis de medición de radiación infrarroja y la tecnología para medir y analizar la distribución y el cambio de la distribución del campo de temperatura en el equipo, superficie material y objeto. Al recibir la radiación infrarroja del objeto y mostrarla en forma de imágenes térmicas, y a juzgar por la distribución de la temperatura de la superficie del objeto, determina el cambio interno del objeto.

2. El método de operación de la prueba de imagen térmica infrarroja

La prueba de imágenes térmicas infrarrojas se basa en el principio de la radiación infrarroja, a través de registros de escaneo, observando los cambios de temperatura causados por defectos en la superficie de la pieza de trabajo que se detectará, para detectar la superficie y los defectos cercanos a la superficie.

Un calor fijo (generalmente calentado por un soplador) se sopla uniformemente en la superficie de la pieza de trabajo, Y la velocidad de su difusión en el interior de la pieza de trabajo se ve afectada por las propiedades internas de la pieza de trabajo. Si hay un defecto en el interior, el flujo de calor uniforme será bloqueado por el defecto, también conocido como resistencia térmica. Después de un retraso de tiempo, habrá acumulación de calor en la parte desertada, y la temperatura en la superficie de la pieza de trabajo será anormal. Cuando la superficie de la pieza de trabajo es escaneada por un instrumento de infrarrojos, el instrumento de infrarrojos registrará el campo de temperatura en la superficie de la pieza de trabajo, y los defectos se pueden juzgar bajo la temperatura anormal.

De acuerdo con sus métodos de detección, la detección de imágenes térmicas infrarrojas se puede dividir en el tipo activo y el tipo pasivo. El método activo es calentar la pieza de trabajo manualmente antes de la detección de imágenes térmicas infrarrojas. Durante el proceso de calentamiento o después de que se detiene la calefacción, cuando la temperatura interna de la pieza de trabajo no ha alcanzado un estado uniforme y estable, la detección generalmente se lleva a cabo durante el proceso de calentamiento, Y la distribución de la temperatura en la superficie de la pieza de trabajo se puede observar mediante escaneo y grabación, Que es adecuado para la detección de piezas estáticas. El método pasivo es utilizar la diferencia entre la temperatura de la pieza de trabajo y la temperatura ambiente y mostrar los defectos internos de la pieza de trabajo en el proceso de intercambio de calor entre los dos, que es adecuado para el control de calidad del equipo en operación.

El equipo principal de detección de infrarrojos es unDispositivo de imagen térmica, Que utiliza tecnología de imágenes térmicas para mostrar la distribución de temperatura y temperatura del objetivo medido con termografía visible. Cualquier objeto con temperatura enviará rayos infrarrojos. El generador de imágenes térmicas recibe la radiación infrarroja del objeto y muestra la distribución de la temperatura en la superficie del objeto medido con imágenes en color. De acuerdo con la diferencia de temperatura, puede encontrar los puntos anormales de la temperatura, para realizar el propósito de la inspección y el mantenimiento. También se llama cámara térmica infrarroja.

El generador de imágenes térmico infrarrojo utiliza el detector de infrarrojos y la lente del objetivo de imágenes ópticas para recibir la energía de radiación infrarroja del objeto a medir, lo refleja al elemento fotosensible delDetector de cámara infrarroja, Y obtiene la termografía infrarroja, que corresponde al campo de distribución térmica de la superficie del objeto medido. De hecho, la Cámara Termográfica infrarroja es la medición de temperatura infrarroja, que transforma la energía infrarroja invisible emitida por el objeto en una imagen térmica visible. Los diferentes colores mostrados en la termografía representan diferentes temperaturas. Al usar la cámara de imágenes térmica infrarroja, el rango de medición de temperatura, el tamaño del objetivo, la resolución óptica y el tiempo de respuesta deben determinarse de acuerdo con la situación real.

3. La aplicación de detección de imágenes térmicas infrarrojas

La Detección de imágenes térmicas infrarrojas se puede utilizar para detectar la delaminación y la desunión y otros defectos en la piel del marco, el panel integral, el plástico reforzado con fibra de carbono y la estructura sándwich multicapa unida por adhesivos. La Detección de imágenes térmicas infrarrojas también se puede utilizar para verificar la acumulación de agua en una estructura de panal, pero no puede distinguir correctamente qué celda contiene agua. Se puede lograr un juicio adicional mediante un examen de rayos X o un examen ultrasónico. En la actualidad, las empresas de airbus han incorporado la inspección por infrarrojos en el manual de mantenimiento para detectar componentes compuestos como el timón y el elevador, y la detección de imágenes térmicas por infrarrojos también ha estado involucrada en el mantenimiento de aeronaves de la serie Boeing.

4. Las ventajas y desventajas de la detección de imágenes térmicas infrarrojas

La Detección de imágenes térmicas infrarrojas es un escaneo superficial, que puede completar una detección de área grande al mismo tiempo; La detección es precisa, rápida, eficiente, segura, Y no tiene ningún impacto en el cuerpo humano y el medio ambiente y los resultados de la detección son intuitivos. Sin embargo, la sensibilidad de detección disminuye rápidamente con el aumento de la profundidad del defecto, y no puede localizar el defecto con precisión.

Debido a las ventajas de la imagen térmica infrarroja, es ampliamente utilizado en la inspección de grandes componentes compuestos. Es necesario comprender y dominar el conocimiento de la detección de imágenes térmicas infrarrojas.