FLIR紅外熱像儀幫助研究人員監(jiān)控與評估創(chuàng)新性連接技術(shù)

新型復(fù)合材料（如：碳）在汽車、飛機(jī)與鐵路制造業(yè)的用量正與日俱增。盡管這些材料在交通工具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中擁有眾多優(yōu)勢（性能高、材質(zhì)輕等），但在制造、檢測與維護(hù)方面仍然面臨一些新挑戰(zhàn)。在德國帕德柏恩大學(xué)的材料與連接技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(LWF)，研究人員非常重視復(fù)合材料連接技術(shù)的開發(fā)工作。在尋找且能效zui高的材料的過程中，他們利用FLIR熱像儀的強(qiáng)大功能檢測新穎的連接技術(shù)。

在德國，材料與連接技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(LWF)是一家廣受國內(nèi)外認(rèn)可，專業(yè)從事連接技術(shù)與材料工程研究的機(jī)構(gòu)。新穎且經(jīng)過優(yōu)化的連接技術(shù)對于純材料組合、混合或復(fù)合材料而言*。這些技術(shù)包括：機(jī)械連接、粘合劑、熱粘合或焊接，以及復(fù)合連接（上述技術(shù)的組合）。LWF的主要目標(biāo)是通過對材料與連接技術(shù)進(jìn)行特定研究，開發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)、、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

無損檢測(NDT)熱成像技術(shù)

除了開發(fā)新的連接工藝外，LWF同時還采用連接的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在與應(yīng)用相關(guān)的條件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)M和無數(shù)次過程模擬、應(yīng)力分析與壽命預(yù)測測試。IWF目前*依靠FLIR Systems紅外熱像儀完成這些測試。

IWF的研究員Eng. Frederik Bröckling表示：“在我們的研究領(lǐng)域，需要一種無需拆卸任何部件，即能快速檢測大面積區(qū)域的技術(shù)，同時還能輕松分析得到的檢測結(jié)果。紅外熱像儀正是能提供這種技術(shù)的設(shè)備。”

LWF采用主動與被動熱成像技術(shù)。基本上，紅外熱成像技術(shù)可分為兩種途徑。被動熱成像用于檢測溫度通常高于環(huán)境溫度的材料和結(jié)構(gòu)，然而在主動檢測中，為了形成相關(guān)熱對照，需要一定的外部刺激。

在與應(yīng)用相關(guān)的條件下，LWF使用FLIR熱像儀檢測連接的混合結(jié)構(gòu)。資料來源：LWF		金屬樣本（被動熱成像）的高速強(qiáng)度測試熱測量， 資料來源：LWF

被動熱成像技術(shù)

在LWF中，F(xiàn)LIR SC-7650紅外熱像儀的被動熱成像技術(shù)于焊接工藝（熱結(jié)合）的研究與檢測，因?yàn)楹附由婕皽囟取２捎脽岢上駥﹄娮椟c(diǎn)焊工藝進(jìn)行監(jiān)控可發(fā)現(xiàn)焊接點(diǎn)的其它不均一信息。優(yōu)良的焊接需要將金屬均勻加熱至融化溫度。通過查看一個焊接點(diǎn)的熱圖像，可以發(fā)現(xiàn)周圍的溫度變化。熱像儀測得的溫度可作為焊接強(qiáng)度一項(xiàng)指示性參數(shù)：如果溫度平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差在特定的范圍內(nèi)，這一焊接可被認(rèn)為是有效的。

主動熱成像技術(shù)

LWF同樣還可應(yīng)用于主動熱成像技術(shù)研究機(jī)械連接、粘合劑與混合連接。在本設(shè)置中，LWF采用包含F(xiàn)LIR SC7650紅外熱像儀的專業(yè)NDT解決方案，該方案由德國視覺探測器專家 Automation Technology公司設(shè)計(jì)。這一整套解決方案，稱之為IRNDT，基于主動熱成像基礎(chǔ)之上，廣泛支持各種NDT技術(shù)，包括：鎖定熱成像（采用定期的熱激發(fā)）、脈沖熱成像（短能量脈沖）與熱應(yīng)力分析（由熱彈性效果檢測組件的機(jī)械應(yīng)力）。

在由Automation Technology提供的設(shè)置中，借助熱源賦予檢測材料熱激發(fā)的能量。流經(jīng)材料的熱能對物體表面的溫度變化規(guī)律有直接影響。利用FLIR SC7650紅外熱像儀對這一溫度變化錄制一段時間，然后通過IRNDT軟件進(jìn)行分析。該軟件通過數(shù)學(xué)分析的方法計(jì)算出zui終的圖譜，提供IWF研究人員關(guān)于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)或材料內(nèi)部可能存在缺陷的信息。

摩擦元件焊接(FEW)的熱測量工藝 (被動熱成像), 資料來源:LWF		在鎖定熱成像模式下，帶有鹵素?zé)粽辰Y(jié)樣本的有源熱圖像（擁有不同的缺陷），資料來源：LWF

FLIR SC7650紅外熱像儀

對紅外熱像儀而言，研究類應(yīng)用是zui迫切，也是zui嚴(yán)苛的應(yīng)用環(huán)境。在此項(xiàng)目中同樣如此。Eng. Frederik Bröckling表示：“經(jīng)多方面考慮，F(xiàn)LIR SC7650已被證實(shí)為*選擇。

由于某些材料傳導(dǎo)率的因素，熱像儀的速度與幀頻十分重要。例如：如果在鋁材上施加一次熱脈沖，由于鋁吸熱與散熱的速度非常快，因此需要一臺高速熱像儀進(jìn)行錄制。”根據(jù)型號與探測器的不同，F(xiàn)LIR SC7000系列能夠生成速度高達(dá)62,000Hz的熱圖像。視窗可顯示所有圖像的子集，通過用戶可調(diào)的窗口尺寸，以更高的幀頻選擇性地讀取。

我們同樣也需要一款能從外部觸發(fā)，而且可與各種鏡頭搭配使用的熱像儀。有時，我們需要進(jìn)行密切監(jiān)控。其它時候，例如，在焊接應(yīng)用中，我們需要保持一定距離，以防熱像儀受到電氣與熱干擾。對于各種不同的設(shè)置，需要使用不同的鏡頭。”

FLIR Systems還開發(fā)出不少被*為在研究環(huán)境中具備重大應(yīng)用價值的*性能。 例如：FLIR的CNUC™技術(shù)是一項(xiàng)專有的校準(zhǔn)流程，能夠提供美觀的熱圖像和的測量穩(wěn)定性。無論熱像儀用于何種溫度條件，CNUC™都能確保的測量穩(wěn)定性。FLIR獲得的Hypercal™性能可確保以zui高的靈敏度獲得*的測量范圍。用戶可以輕松設(shè)置期望的溫度上限和下限值，熱像儀將自動調(diào)節(jié)合適的積分（曝光）時間