Содержание
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Сокращения, принятые в книге . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
ГЛАВА 1. ТЕПЛОВЫЕ МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ.
КРАТКИЙ ОБЗОР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2. Принципы и классификация методов тепловой технической
диагностики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3. Основные задачи и методы теплового контроля и диагностики . . . 27
1.3.1. ТКД с помощью точечных датчиков температуры . . . . . . . 27
1.3.2. Термографические методы ТКД . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.4. Стационарные методы измерения теплопроводности . . . . . . . . . 32
1.4.1. Физические принципы и математические модели . . . . . . . 32
1.4.2. Практическая реализация стационарных методов . . . . . . . 40
1.5. Квазистационарные методы измерения теплопроводности . . . . . . 45
1.6. Нестационарные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.6.1. Общие принципы и подходы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.6.2. Метод горячей проволоки в нестационарном режиме . . . . . 49
1.6.3. Классический метод лазерной вспышки . . . . . . . . . . . . . 50
1.6.4. Модифицированные методы лазерной вспышки . . . . . . . . 61
1.6.5. Метод температурных волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
1.6.6. Метод 3ω . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
1.7. Неразрушающий контроль и дефектоскопия методами
термографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.7.1. Классификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.7.2. Неразрушающий контроль инженерных материалов . . . . . 75
1.7.3. ИК медицинская диагностика и неразрушающий контроль
биоматериалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
1.8. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ . . . 85
2.1. Особенности и достоинства ступенчатого «точечного» нагрева . . . 85
2.2. Использованное оборудование и его характеристики . . . . . . . . . 87
2.3. Калибровка оптики тепловизора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.4. Общие алгоритмы обработки термограмм . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2.5. Необходимые условия для корректного определения КТП . . . . . . 96
2.6. Проверка отсутствия явной зависимости результатов измерений
от мощности источника нагрева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.7. Методы обнаружения и характеризации дефектов . . . . . . . . . . . 99
2.8. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.1. Теоретические основы 3D метода измерения КТП . . . . . . . . . . . 104
3.2. 3D эксперимент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.3. Определение КТП прозрачных материалов . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4. Теоретические основы 2D метода измерения КТП . . . . . . . . . . . 135
3.5. 2D эксперимент с цилиндрическим тепловым фронтом . . . . . . . 137
3.6. Измерение КТП анизотропного материала на примере
древесины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
3.7. Источники погрешностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
3.8. Обсуждение результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
3.8.1. Особенности 2D и 3D способов определения КТП . . . . . . 153
3.8.2. Влияние температурной зависимости ТФХ на результаты
измерений КТП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
3.9. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
ГЛАВА 4. ВЫЯВЛЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ДЕФЕКТОВ . . . . . 158
4.1. Модели нормальных дефектов при точечном нагреве . . . . . . . . . 158
4.2. Методы обработки ИК изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
4.3. Экспериментальное обнаружение нормальных трещин . . . . . . . . 161
4.4. Методы увеличения чувствительности для обнаружения
мелких дефектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
4.5. Обнаружение нормальных трещин электротоковым нагревом . . . . 167
4.6. Термографический контроль изделий посредством обдува объекта
горячим воздухом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.6.1. Контроль состояния наружной поверхности оболочки . . . . 178
4.6.2. Контроль состояния внутренней поверхности оболочки . . . 181
4.7. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Эпилог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
