基于红外热波技术的金属缺陷厚度检测新方法

本研究针对金属材料缺陷检测难题，采用红外热波技术结合有限元模拟，建立了“激励温度-金属厚度”关系，实现了金属缺陷厚度的快速、无损检测，为工业检测领域提供了新思路和高效手段。

　　金属材料在工业生产中应用广泛，但其内部缺陷会严重影响结构安全和使用寿命。传统的检测方法存在接触性损伤、检测效率低等问题。为解决这些问题，辽宁工程技术大学的研究人员开展了基于红外热波技术的金属缺陷厚度检测研究。他们通过实验和模拟分析，建立了“激励温度-金属厚度”的数学关系，并利用红外热成像与有限元模拟相结合的方法，实现了对金属内部缺陷厚度的快速、无损检测，为金属材料的无损检测技术发展提供了重要的理论支持和实践指导，研究成果发表在《iScience》上。 研究人员主要采用了以下关键技术方法：红外热波实验、有限元模型建立与模拟分析。他们通过控制不同的激励温度，利用红外热像仪记录金属样品表面的温度分布变化，并结合COMSOL有限元模拟软件，对实验结果进行验证和分析。 在研究过程中，研究人员首先制备了具有不同厚度梯度的斜切铁板样品，通过红外热波实验发现，随着激励温度的升高，样品缺陷区域的温度响应更为显著，且温度差异与缺陷厚度密切相关。他们进一步通过有限元模拟，建立了不同激励温度下样品的温度分布模型，并与实验结果进行了对比分析。结果显示，模拟的温度上升曲线与实验拟合曲线基本一致，验证了模拟的可行性。 此外，研究人员还分析了不同磨损厚度对样品表面温度信号的影响，发现样品厚度越小，表面温度上升越快。这一现象为通过温度变化快速判断金属缺陷厚度提供了理论依据。 该研究的结论表明，通过控制激励温度，可以有效检测金属缺陷厚度，并且红外热成像与有限元模拟相结合的方法能够实现快速、无损的金属缺陷检测。这一成果不仅提高了检测效率，还减少了人为误差，为金属材料的无损检测技术发展提供了新的思路和方法。未来，研究人员计划结合神经网络技术，进一步提高金属缺陷厚度的检测精度和效率。