自然界中,任何高于0 K的物体都是红外线的辐射源。由于红外线是辐射波,被测物体有辐射的现象。红外无损检测就是通过检测通过物体的热量和热流来检测物体的质量。如果被测对象内部或者表面有缺陷时,它将改变物体的热传导进而对物体表面的热辐射产生影响,利用红外检测技术测量出物体表面的热辐射并且通过成像技术呈现出缺陷的位置以及相对大小。

红外无损检测在世界范围, 尤其是发达国家得到了推广, 比如:美国、德国、加拿大、俄罗斯、瑞典、法国、意大利等国的红外无损检测技术发展很快, 这一技术已成为能解决许多棘手检测难题的常规检测方法, 在航空、航天、汽车、船舶、核工业、军工、管道、新材料研究领域都有许多成功的应用实例。其中, 许多国际大公司, 包括西门子-西屋电力、劳斯莱斯、福特汽车、通用汽车等许多欧美大公司都将此技术用于实际产品检测。NASA使用该技术对航天飞机机翼检测, 美国波音公司使用该技术对飞机蜂窝材料进行检测。这些都极大扩展了红外无损检测领域应用范围。

2004年，我国设立红外无损检测联合实验室；2005年，首次将红外无损检测技术用于外场飞机检测。近年来，国内高校、研究院所等对红外无损检测技术展开研究，并在理论建模分析、热激励方法、缺陷尺寸和深度定量、等方向取得了实质性的进展。红外无损检测技术是随着热成像技术发展而出现的一种新型无损检测技术, 既可作为产品缺陷检测提供坚实可靠的依据, 也用于产品生产制造过程的品质控制。该技术近年来在国内发展迅速, 目前已形成相应的国家标准, 正从实验室研究阶段逐步走向工程应用阶段, 为各行各业产品故障诊断、缺陷检测起到了关键的作用。

红外无损检测技术是一种集光、机、电综合为一体的非接触无损检测方法。该技术具有检测速度快、非接触、非破坏、检测面积大、便于在线在役、检测结果直观易懂等特点, 可以对金属、非金属、复合材料中存在的脱粘、裂纹、锈蚀、疲劳、损伤等缺陷进行检测。

近年来, 国内对脉冲红外无损检测进行研究的有高校、研究院所、企业, 对该技术进行了深入研究, 取得了较大进展, 减小了与国外的差距。随着现代计算机技术及数字信号处理技术的迅猛发展, 为研究脉冲红外无损检测技术提供了良好的手段。未来该技术将在无损检测领域发展非常广阔。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

红外热像无损检测时对试块进行的热激励, 其中一部分热量通过向试块内部扩散,对试块表面的热量分布变化产生影响,试块中是否存在缺陷是可以通过试块表面受到热激励后的温度分布来判断的,当试块不存在缺陷时施加热激励后的热量可以均匀的向内部或从表面扩散, 所以表面的热量分布也应该是均匀的;当试块内部存在缺陷时, 也有两种类型, 即隔热型缺陷和导热型缺陷隔热型缺陷会阻止热量的传递, 发生热量在试块内部堆积导致表面温度出现局部升高现象;导热型缺陷传递热量的能力比周围材料强, 导致试块表面出现局部温度降低的的现象。由于试块的局部温度存在差异, 红外辐射强度必然会不同, 利用红外检测系统即可进行监测, 从而判断是否存在缺陷情况。

研究目标：

通过红外无损检测技术，检测并判定式样内部缺陷情况。拟通过数值模拟方法的得到缺陷试件的表面温度分布，分析缺陷边界特征，从而给出缺陷区域的检测算法，为红外无损检测提供理论依据。