紅外熱像儀是航空工業(yè)中狀態(tài)監(jiān)視的最常用工具之一。幾種類型的輕質復合結構(例如碳纖維和玻璃纖維增強的聚合物,蜂窩結構,夾心板等)通常用于制造航空航天部件。這些組件容易出現分層,脫膠,異物夾雜,孔隙,進水,結點故障和巖心破碎等缺陷。為了確保結構的完整性,需要對制造的組件進行定期監(jiān)控。
紅外熱像儀是航空航天業(yè)中廣泛接受的狀態(tài)監(jiān)視工具,主要是因為可以在不拆卸飛機部件的情況下進行大范圍檢查。由于該過程是非接觸式的,因此檢查時間比其他狀態(tài)監(jiān)視技術要短得多。通常,濕氣腐蝕蜂窩狀結構,同時粘合強度也降低。因此,檢測復合結構是否滲水至關重要。使用基于紅外熱像儀的技術來檢測復合材料中的水滲透性。將整個結構冷卻至水的冰點以下,然后加熱至室溫。使用紅外熱像儀檢測了相變能(水融化所需),可以從熱分析圖中確定水滲透的位置。
通常,對復合零件的檢查是在制造后或在原地(著陸幾小時后)進行的。為了檢查的目的,主動熱像儀技術是優(yōu)選的,因為需要外部加熱以在缺陷和無缺陷區(qū)域之間產生熱反差。通常采用反射模式(相機和熱源在同一側),因為大多數組件都具有單側通道。研究表明,盡管激光可產生良好的缺陷分辨率,但結果受表面特征的影響很大。先進的信號處理技術可以減少表面條件的影響。報告說,使用脈沖相位熱像儀和熱像儀信號重建技術可以檢測到深度為2.5 mm的缺陷(直徑與深度之比為2或更高)。使用紅外熱像儀可以監(jiān)視各種航空航天材料(例如復合材料,混合復合材料,三明治結構)中的損傷(分層,沖擊損傷,疲勞破壞等),并建議紅外熱像儀必須與工業(yè)儀器集成在一起,以監(jiān)視整個制造過程和后續(xù)質量保證。
航空航天業(yè)已開發(fā)出用于自動熱像儀纖維增強聚合物大型組件的自動裝置。這種自動化系統將大大減少檢查時間。用紅外熱像儀來檢查戰(zhàn)斗機中使用的粘合冠層標本中膠含量的變化和缺陷檢測。通常均勻加熱樣品,并監(jiān)測膠水含量正常和降低的區(qū)域之間的熱對比。這項研究表明,紅外熱像儀是檢測膠含量變化(> 20%)的一種高度靈敏的技術。而且,紅外熱像儀在航空航天工業(yè)中具有多種應用,例如復合材料和結構的熱像儀無損檢測,氣動加熱組件的熱圖繪制,噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機噴出的煙氣的熱像儀研究,直升機旋翼槳葉除冰器的溫度監(jiān)控,檢測噴氣發(fā)動機渦輪葉片中的冷卻系統是否堵塞等。圖顯示了飛機駕駛艙區(qū)域的典型紅外熱圖像,可以清楚地看到絕緣缺陷。