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红外裂纹检测仪

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红外裂纹检测仪相关的资讯

  • 国内首套电磁超声裂纹检测器完成测试
    12月3日,管道局检测公司研制的国内首套电磁超声裂纹检测器完成整机牵拉试验。  据悉,电磁超声裂纹检测器目前国际上只有三套样机,而管道局检测公司研制的48英寸口径的电磁超声裂纹设备在国际上尚属首套。  天然气管道在运行中,由于应力作用,管体会产生裂纹。随着裂纹的加大,将直接导致管线沿纵向撕裂状爆炸,撕裂长度可达数十公里,危害巨大。管道局检测公司作为国内唯一从事管道漏磁检测的甲类综合检验机构,经过4年潜心研究,历经成千上万次的实验室测试和试验,终于攻克被誉为管道检测史上&ldquo 哥德巴赫猜想&rdquo 的电磁超声裂纹检测技术。
  • 汇凯HKAE1.0型裂纹检测系统达到国际先进水平
    AE(声发射)技术是一种新型的无损检验技术,此种方法是采集和分析一般金属物体产生裂纹时发出的声波信号来判断裂痕的存在及趋势。金属裂纹检测系统能够在校直过程中实时检测工件内部裂纹产生情况,对产生裂纹的工件通过校直系统进行筛选。产品特点:相对于常规的无损检测方法,声发射法具有以下的优点:&bull 动态检测,可更客观地评价运行中设备的安全性和可靠性&bull 声发射灵敏度高,检查覆盖面积大,可以远距离监测&bull 检测可在设备运行状态中进行 为提高设备的可靠性、安全性和生产效率,本装置采用声发射技术,通过检测伴随材料变形、断裂应力改变而放出的AE波,对其相关参数进行分析评价,进而判断工件是否合格。与自动校直机产品完美结合,实现一机多用,完美替代传统探伤手段
  • 德国开发出检测玻璃幕墙裂纹的传感器
    据德国弗劳恩霍夫研究所网站报道,该所科学家研发的一个特殊传感器系统可以检测到玻璃幕墙上微小的裂纹,并对即将发生的玻璃破碎的危险发出警告。相关技术将在5月18日至20日举行的纽伦堡国际传感器、测试测量技术展上进行展示。  玻璃幕墙体现了现代建筑学与美学结构设计的最佳结合。不过,玻璃幕墙上的玻璃破碎坠落危及行人的情况也时有发生,而迄今为止,相关安全检查一般仅依靠敲打玻璃的声音来判断。这样的检测只能确认已经形成整条裂痕的玻璃,而不能警告即将发生的危险。  现在,位于维尔茨堡的德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所(ISC)与行业合作伙伴共同开发了一个传感器,它可识别5毫米长的微裂纹,并在玻璃实际破裂之前就及时发出维修提示。负责该研究的伯恩哈德布伦纳博士介绍说,他们在一块玻璃上按照一米的间距安装多个压电传感器执行器模块(piezoelektrische Sensor-Aktor-Module),一个传感器执行器模块产生超声波,其他传感器接收这种注册过的超声波。如果超声波信号保持不变,说明玻璃是完好的 如果信号发生变化,就表明玻璃产生了裂痕。通常,这些裂纹从玻璃的边缘产生,最初是不可见。随着时间的推移,例如在环境温度变化的影响下,它才会逐渐扩大。  该传感器通过电缆连接到建筑物的控制系统,所有传入的数据都会被自动分析,当玻璃出现微小裂缝时就会触发警报。研究者还成功将传感器安装到层压玻璃面板间。由于这些传感器在层压玻璃的生产过程中就已经被整合到两块玻璃板之间,因此,它们能在玻璃安装前就检测到玻璃在运输过程中出现的缺陷。  这一新的安全系统不仅可以提前预测玻璃碎裂,还能提供舒适的功能:该传感器执行器模块同温度和光传感器相连,可以根据光照情况选择开关百叶窗,从而控制室内环境。
  • 贝斯特成功召开了2016 年先进的碳复合材料测试——使用在线损伤监测解释裂纹动力学技术交流会
    贝斯特成功召开了2016 年先进的碳复合材料测试——使用在线损伤监测解释裂纹动力学技术交流会。本次交流会在北京唯实酒店举行,旨在为复合材料科研工作者搭建的专业性技术交流平台。本次交流会将由贝斯特(中国)技术公司组办,为用户解读了国际碳复合材料微裂纹动力学检测技术最新技术。本次交流会关注现在最新的力学试验技术的发展,此技术解决了目前力学试验机无法在线测试微裂纹动力学的困境;会议由复合材料科学家R. Sunder博士主讲, 和各位同行交流了复合材料力学测试面临的挑战和解决方法。 R. Sunder博士履历1. 1978-1993,在国家航空航天实验室研究航空疲劳和机体残余强度(1978-1993);2. 1986-1988,镍基高温合金的性能,空军材料实验室,莱特帕特森空军基地,俄亥俄;3. 1992年创立了班加罗尔集成系统解决方案公司(BISS),领先的技术研发和制造商,为全球客户最先进的测试系统。2012年美国ITW集团收购了BISS公司,ITW为纽约证券交易所上市公司,全球财富200强企业。4. 1996至今,研究疲劳的阈值和变幅疲劳。5. ASTM(1985)和ASTM委员会E-8(疲劳与断裂)和D30(复合材料)的成员。超过50多篇同行评审的ASTM特殊技术出版物、国际疲劳杂志、工程材料和结构的疲劳与断裂的单一作者的论文。 参加技术交流的科研人员来自于:空中客车(天津)总装有限公司,北京科技大学,北京航天材料研究院,中国民航科学技术研究院, 中科院化学所、中科院理化技术研究所,北京航空航天大学,以及其它合作公司等。
  • 海洋材料防腐检测利器弯曲预裂纹应力腐蚀试验机研发成功
    一种能够适应大尺寸试样、甚至是原型试样的高温弯曲应力腐蚀试验机成功交付用户,这台弯曲应力腐蚀试验机可以进行大尺寸试样甚至原型试样的弯曲试验,同时,设备配套悬臂梁弯曲夏比试样的弯曲应力试验,悬臂梁弯曲夏比试样的弯曲加载采用砝码加载形式。大尺寸弯曲应力腐蚀试验机采用电子加载形式。配置合适的溶液池即可进行弯曲应力腐蚀试验。受客户要求,百若仪器开发出大尺寸弯曲应力腐蚀试验机,不仅可以进行轴向慢应变应力腐蚀试验,也可进行弯曲腐蚀试验,同时,可以进行悬臂梁夏比试样悬挂弯曲试验。弯曲应力腐蚀试验机也可根据客户的要求进行弯曲应力腐蚀疲劳的试验。YYF-100弯曲加载预裂纹应力腐蚀试验机主要研究在海洋腐蚀环境下的应力敏感性材料特性。专用慢应变速率应力腐蚀试验机,适用环境为微高温常压盐溶液。该设备特点在于除轴向拉伸功能外,增设一套机构用于实现对悬臂试样的弯曲加载,以及一套专用单元用于对夏比试样进行悬挂弯曲试验。该产品完全满足客户要求,得到客户的好评。背景资料:金属材料在拉应力及特定的腐蚀介质的作用下,经过一定的时期,将会产生裂纹及断裂的现象称为应力腐蚀开裂,并且,这种开裂经常以不可预测的低应力脆断出现在材料服役现场,造成事故的发生及材料的损耗,因此,一些科研机构及材料专家一直在致力于研究应力腐蚀开裂的课题,目前,主要以GB/T 15970.7-1995 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验,GB/T 17898-1999不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法,YB/T 5362-2006 不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法等试验方法进行试验,这些试验方法中的试样以小试样作为研究对象,而大尺寸的往往以有限元分析进行模拟。在实际工作中,材料往往以大尺寸的面貌出现在服役现场,这样,试验所得的数据可能会出现一定的偏差,这些偏差可能会受到腐蚀温度、介质浓度等因素的影响,也可能受到晶粒组织的影响,这样,采用大尺寸试样弯曲应力腐蚀试验的必要性就显得尤为重要。
  • 利用维氏硬度压痕裂纹表征材料的断裂韧度
    可以利用维氏硬度压痕裂纹计算材料的断裂韧度,尤其适合表征硬脆材料的断裂性能。学者提出了很多半经验半定量的关系式。裂纹主要有巴氏(Palmqvist或径向)和中位(Median)裂纹两种形式,有些公式适用于特定的裂纹形式,有些公式对两种(Both)裂纹形式都适用。微米硬度实验设备简单,测试方便,分析直接,不仅在工程实践中有广泛应用,也是评估材料断裂韧度的有效工具。断裂韧度作为衡量材料抵抗裂纹扩展能力的力学性能指标通常用临界应力强度因子KⅠC表示,单位为MPam0.5。字母K为应力场强度因子,反映的是裂纹尖端区域应力场强弱;字母C指的是裂纹扩展的临界情况;下标罗马数字Ⅰ是指裂纹扩展形式为张开型,脆性材料的裂纹扩展类型为Ⅰ型。测量材料KⅠC的方法主要有:山形切口梁法(C. N. B)、单边预裂梁法(S. E. P. B)、表面弯曲裂纹法(S. C. F)、单边切口梁法(S. E. N. B)、单边V形切口梁法(S. E. V. N. B)、短V形切口杆法(S. R)、双扭法(D. T)、双悬臂梁法(D. C. B)、微米划痕法、纳米压痕法和维氏压痕法等。S. R、D. C. B和S. E. P. B法的测试试样难生产、成本高,难以广泛使用;S. E. N. B、S. E. V. N. B和C. N. B法加工试样缺口较困难;D. T法试件的几何尺寸会对测量值产生影响;S. C. F法必须要去除足够深度的表面层来消除残余应力场,才能保证KⅠC不被高估;微米划痕法需要考虑压头的磨损以确保测试结果的准确性;而压痕法具有制备试样简单、测试效率高、以及综合成本低等优点,已被广泛应用于表征陶瓷材料、硬质合金和玻璃材料的断裂韧度。虽然基于Griffith-Irwin平衡断裂力学的压痕法可以反映材料断裂的特征,有效表征材料的断裂韧度,但是使用压痕法确定KⅠC仍然存在不足,依然有争论,比如:诸多半经验半定量的公式在实际应用中受到裂纹模式(径向,中位,横向等)多样复杂的影响,计算的KⅠC结果不可靠;不适用于低泊松比的材料。如何根据不同的材料、不同的压头选择适合的公式和载荷,是当前利用压痕裂纹法表征材料断裂韧度亟需解决的问题。各种依据维氏硬度压痕裂纹长度计算断裂韧度的表达式列于表1,对于不同的裂纹模式有不同的表达式。裂纹主要有两种类型,见图1:一种是基于半椭圆型的中位裂纹(Median crack);另一种是基于半月状的巴氏裂纹(Palmqvist crack)或径向裂纹(Radial crack)。可以基于曲线拟合的方法得到同时适用于两种(Both)裂纹模式的表达式。典型硬脆材料的压痕裂纹见图2,需要测量压痕的接触半径a和裂纹长度c,可以计算得到l=c-a。维氏硬度HV可以由载荷F除以残余压痕面积AV得到:式中,AV考虑了压痕的倾斜表面(sin68°可以由压头形状获得),而不是压痕的投影面积;d (= 2a) 是压痕两个对角线长度的平均值;当F和d的单位分别是mN和μm时,维氏硬度的单位是GPa。值得注意的是工程上使用的维氏硬度没有单位,而且相关标准里面也没有单位,这不利于各种测试方法的比较,无法有效服务于科学研究。可见,即使维氏硬度如此基础、简单、成熟,仍然有待进一步发展。由于仪器化压入的兴起,压入硬度HIT是根据投影面积定义,并且努氏硬度HK也是根据投影面积计算,传统的维氏硬度HV可以通过投影面积转换成梅氏硬度(Meyer hardness)HMV(=2F/d2), 便于各种硬度之间的比较。表1中的维氏硬度HV也可以转换成HMV。表 1 利用维氏硬度HV计算材料的断裂韧度Kc[1]注: ϕ = 3, β2 = 0.059[15], Φ = -1.59-0.34ξ-2.02ξ2+11.23ξ3-24.97ξ4+16.32ξ5, ξ = lg(c/a). E是材料的弹性模量. Hv可以在每个载荷下多次测量取平均值,作为某一载荷下的Hv.图 1 维氏硬度压痕裂纹模式示意图图 2 典型硬脆材料的维氏硬度压痕裂纹[1, 15, 16]作者简介刘明,福州大学机械工程及自动化学院教授,全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分技术委员会金属材料微试样力学性能试验方法工作组(SAC/TC183/SC4/WG1)委员,ISO 14577系列国际标准制修订国内工作组成员。1985年出生于哈尔滨市,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院本科、硕士,2012年12月获肯塔基大学(美国)材料科学与工程专业博士学位,法国巴黎高科矿业工程师学校材料研究所博士后,华盛顿州立大学(美国)博士后。2015年4月入职福州大学机械工程及自动化学院机械设计系力学教研室,获评福建省闽江学者特聘教授、福州大学旗山学者海外人才、福建省高层次境外引进C类人才,主要研究领域为微观力学及仪器化压入划入测试方法。作者邮箱:mingliu@fzu.edu.cn QQ:290716672 微信:hasanzhong参考文献[1] M. Liu, D. Hou, Y. Wang, G. Lakshminarayana, Micromechanical properties of Dy3+ ion-doped (Lu Y1-x)3Al5O12 (x = 0, 1/3, 1/2) single crystals by indentation and scratch tests, Ceramics International, 49 (2023) 4482-4504.[2] K. Niihara, A fracture mechanics analysis of indentation-induced Palmqvist crack in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 2 (1983) 221-223.[3] Z. Laiqi, H. Yongan, H. Lei, L. Jun-pin, Determination of empirical equation of fracture toughness for Mo5SiB2 alloy by indentation method, Trans. Mater. Heat Treat., 38 (2017) 178-183.[4] M. Laugier, New formula for indentation toughness in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 6 (1987) 355-356.[5] D. Shetty, I. Wright, P. Mincer, A. Clauer, Indentation fracture of WC-Co cermets, J. Mater. Sci., 20 (1985) 1873-1882.[6] B.R. Lawn, M. Swain, Microfracture beneath point indentations in brittle solids, J. Mater. Sci., 10 (1975) 113-122.[7] K. Tanaka, Elastic/plastic indentation hardness and indentation fracture toughness: the inclusion core model, J. Mater. Sci., 22 (1987) 1501-1508.[8] B.R. Lawn, E.R. Fuller, Equilibrium penny-like cracks in indentation fracture, J. Mater. Sci., 10 (1975) 2016-2024.[9] A.G. EVans, E.A. Charles, Fracture toughness determinations by indentation, J. Am. Ceram. Soc., 59 (1976) 371-372.[10] K. Niihara, R. Morena, D. Hasselman, Evaluation of KIc of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 13-16.[11] G. Anstis, P. Chantikul, B.R. Lawn, D. Marshall, A critical evaluation of indentation techniques for measuring fracture toughness: I, direct crack measurements, J. Am. Ceram. Soc., 64 (1981) 533-538.[12] C. Terzioglu, Investigation of some physical properties of Gd added Bi-2223 superconductors, J. Alloys Compd., 509 (2011) 87-93.[13] J. Lankford, Indentation microfracture in the Palmqvist crack regime: implications for fracture toughness evaluation by the indentation method, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 493-495.[14] J.E. Blendell, The origins of internal stresses in polycrystalline Al2O3 and their effects on mechanical properties, Massachusetts Institute of Technology, 1979, pp. 1-47.[15] M. Liu, Z. Xu, R. Fu, Micromechanical and microstructure characterization of BaO-Sm2O3–5TiO2 ceramic with addition of Al2O3, Ceramics International, 48 (2022) 992-1005.[16] 刘明, 侯冬杨, 高诚辉, 利用维氏和玻氏压头表征半导体材料断裂韧性, 力学学报, 53 (2021) 413-423.
  • 焊缝中出现裂纹,原来还可以是这个原因!
    一个生产部件和组件的制造商向一个供应商订购了一批SS304不锈钢管材。制造商要对1800件管材进行切割和机械加工,然后再通过焊接方式将这些管材制造成更大的子装配件。不久,管理人员在无损检测(NDT)过程中发现了焊缝中有裂纹。接下来,立即叫停所有的生产过程,以对生产质量进行控制,直到查出问题的原因。调查的内容包括根据他们的标准操作程序(SOP)核查焊接保护气体、焊丝和焊接机的设置情况。但是,接着对焊缝的检测仍然表明存在着裂纹。质量控制经理建议对原始管材的材料证书进行核查。不出所有人所料,证书上清楚地表明这些管材就是他们所订购的SS304不锈钢管材。他们还在系统内部进行了其它方面的核查,但是一直没有找到问题的原因。 质量控制经理一筹莫展。还有什么情况他们没有核查?结果发现,他们实际上一直没有核实所接收的管材是否是SS304不锈钢管材。如果在接收这批管材时使用手持式X射线荧光(XRF)技术对货物进行核查,他们就会发现所收到的货物实际上是SS303不锈钢,这个牌号的不锈钢与SS304不锈钢的不同之处是多了硫元素,因而更容易进行机械加工处理,但是在焊接过程中却非常容易出现高温裂纹。如果在收到管材时对管材进行核查,以确保管材与材料证书所述的情况相符,则可以避免出现这种问题。而现在,制造商不仅被迫花费了很多宝贵的时间寻找问题的原因,而且还留下了一些已经开始制造,但是却无法使用的产品。不过,最终制造商还是很幸运,因为他们在出货之前发现了这个问题。如果他们所制造的部件在使用中出现了故障,则问题可能会变得更为严重。 如果这个制造商采用了整体验证计划对来料进行核查,则几乎可以消除加工错误材料的风险。那么,我们为什么会在制造过程中发现使用了错误的材料呢?这是因为每次材料运输时,无论是在工厂、库存商的仓库或服务中心,还是在制造商的仓库,或者在任何制造过程中,都会出现混料的风险。不正确的材料证书、不正确的标记,以及较差的追溯性都会导致材料出现混淆。 要想改变这种不良状况,在每个阶段对材料进行验证至关重要。手持式XRF分析仪就是一种广受欢迎的验证工具。我们的Vanta分析仪有助于制造商在制造过程的每个阶段,验证将要使用的材料是否是希望使用的材料。Vanta分析仪具有检测迅速、坚固耐用的特性,不仅可以在几秒钟之内提供准确的合金识别信息,而且可以在工业环境中持续正常地工作。借助选配的无线连通功能,用户还可以将分析仪连接到奥林巴斯科学云系统,从而可以轻松地将分析仪集成到任何智能制造设施中。奥林巴斯手持式X射线荧光分析仪可对包括镁和铀在内的很多元素进行快速无损分析,可检测出的含量从百万分率到100%。分析仪在检测速度、检出限及可检元素的范围方面具有优质性能。这款分析仪的外壳符合工业设计标准,极为坚固耐用,可以在恶劣的环境中正常工作。新型Vanta系列仪器性能改进:坚固耐用,高效多产仪器配备SD存储卡可使用WI-FI,蓝牙(Bluetooth)适配器进行数据传输可使用USB闪存盘进行方便快速的数据传输Axon技术提高分析结果的精准性IP 55/54—防尘防水坠落测试(MIL-STD-810G)探测器快门闸保护及聚酰亚胺网眼保护
  • 仪器表征,科学家开发了基于分子级裂纹调制策略的新型应变传感器!
    【科学背景】应变传感器是一种关键技术,用于在多种应用中实现高灵敏度的机械感知,如人形机器人的指尖控制和皮肤贴合健康监测设备。然而,现有的应变传感器普遍依赖于裂纹生成机制,这限制了它们在灵敏度、应变范围、稳定性和时间空间分辨率上的综合性能。传统裂纹导电材料在小传感面积与高性能之间存在固有的权衡,其裂纹易于扩展并难以控制,导致传感器在应对大应变和长期稳定性方面的表现有限。为解决这些挑战,天津科技大学生物基纤维材料国家重点实验室刘阳教授、国家重点实验室主任程博闻教授、南开大学Jiajie Liang课题组联合提出了一种分子级裂纹调制策略,采用逐层组装技术在MXene和银纳米线复合薄膜中引入了强、动态和可逆的硫-银(S-Ag)配位键。这种创新策略不仅在传感器中实现了极小的感测面积(仅0.25 mm² ),同时提供了超宽的工作应变范围(0.001-37%)、极高的灵敏度(在0.001%时的增益因子超过500,在35%时超过150,000)、快速的响应时间、低滞后和优异的长期稳定性。此外,基于这种高性能传感元件,研究团队成功实现了每平方厘米100个传感器的可拉伸传感器阵列,展示了高时间空间分辨率的实际应用,如多通道脉冲信号监测系统。【科学亮点】(1)本研究首次采用分子级裂纹调制策略,在MXene和银纳米线复合导电薄膜中引入强、动态和可逆的硫-银(S-Ag)配位键。这一策略通过逐层组装技术,实现了裂纹生成和传播的精确控制。(2)实验结果表明,所制备的基于裂纹的可拉伸应变传感器(S-M/A)具有多重优异的性能特征:传感面积极小(仅0.25 mm² ),但具备超宽的工作应变范围(0.001-37%),高灵敏度(在0.001%应变下的增益因子超过500,35%应变时超过150,000),快速的响应时间(约5毫秒),低滞后和长期稳定性。此外,通过S-Ag配位键的动态调控,传感薄膜能有效地能量耗散,防止裂纹间隙的扩展,从而保持了纳米级别的裂纹结构和传感性能的稳定性。(3)这一研究突破了传统裂纹调制策略的限制,克服了传感面积和性能之间的固有权衡,为高密度、高分辨率的可拉伸应变传感器阵列的实现提供了新的思路和方法。通过高效的组装工艺,作者实现了每平方厘米100个传感器的集成,展示了该传感器阵列在多通道脉冲感测系统中的实际应用,具备优异的时间空间分辨率和监测精度。【科学图文】图1:引入S-Ag配位键到S-M/A感测薄膜中。图2:S-MXene和S-M/A薄膜的表征。 图3:S-M/A传感器的应变感测性能。图4:应变感测性能比较。图5:S-M/A感测薄膜的裂纹调制行为。图6:S-M/A传感器阵列在脉冲信号测量中的应用。【科学结论】本文开发了一种基于分子级裂纹调制策略的新型应变传感器,通过引入强、动态和可逆的S-Ag配位键,有效地解决了传统裂纹型传感器中传感面积与性能之间的权衡问题。此技术不仅在传感面积极小的情况下实现了超高灵敏度和广泛的应变范围,还通过动态调控裂纹形态和能量耗散机制,提高了传感器的稳定性和可靠性。通过分子级的设计和制备过程,将有机和无机材料有效地结合在一起,为高性能应变传感器的设计提供了新的思路和方法。此外,本文展示了简便且可扩展的制造工艺,为实现高密度、高分辨率的传感器阵列奠定了基础。这种基于分子级裂纹调制的策略不仅有助于推动应变传感器技术的进步,还为未来在可穿戴设备、健康监测和智能机器人等领域中需求高精度、高稳定性传感器的开发提供了新的理论和实践基础。原文详情:Liu, Y., Xu, Z., Ji, X. et al. Ag–thiolate interactions to enable an ultrasensitive and stretchable MXene strain sensor with high temporospatial resolution. Nat Commun 15, 5354 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49787-9
  • 锂电池钴酸锂正极材料中的孪晶界引发的裂纹失效
    锂电池钴酸锂正极材料中的孪晶界引发的裂纹失效圆派科学内容简介钴酸锂是目前应用最为广泛锂离子电池正极材料之一,尤其是在便携设备和移动电子设备中的锂离子电池中,这得益于其优越的体积能量密度和稳定的循环性能。然而,其实际所用的能量密度仅占其理论能量密度的一半,仍然有很大的发展提升空间。提高能量密度最常用的办法是提升充电电压,利用更多的锂源,但这样做会迅速加快钴酸锂正极材料的失效,造成电池性能快速衰退,以及安全性问题。这其中的衰退机制繁多而且复杂,裂纹就是其中之一。本报告中,将介绍我们利用电子显微镜相关的分析技术,研究裂纹在钴酸锂正极材料中晶界处的形核和扩展机制,并探讨循环条件不同时,裂纹产生机制的相同和不同之处。为深入理解裂纹,这一普遍存在于层状正极材料中的失效机制,提供从原子尺度的理解认知,这一工作将有助于寻找合适的途径来抑制裂纹的产生。 2010年博士毕业于中科院金属研究所,2010-2013在日本NIMS从事博士后研究,2013-2017在美国太平洋西北国家实验室(PNNL)从事锂电池相关的透射电子显微学研究。于2017年10月加入北京工业大学固体微结构与性能研究所。研究领域是利用透射电子显微学研究锂(钠)离子电池材料的失效机理,基本结构和离子的传输机理。在相关领域发表SCI论文70余篇,包括9篇ESI高被引论文,论文总引用4000余次。以第一/通讯作者发表Nat. Mater., Nat. Energy, Nat. Nanotechnol., Nat. Commun.等在内学术论文20余篇。 直播内容概要 钴酸锂是成熟的第一代锂离子电池正极材料,是Goodenough于八十年代在剑桥大学发现,也正因此他获得了2019年诺贝尔化学奖。由于钴酸锂很好的电化学储能性能表现,主要是其体积能量密度,目前在小型储能移动设备被广泛应用,尤其是IT设备上,几乎是统治性的。研究钴酸锂,主要是提高其利用率,目前利用率还不到60%,研究目的是提高其理论容量到80-90%。钴酸锂的性能衰退机制有多种,主要是由于价态变化,成分改变和晶格畸变而引起的。本课题组主要从电子显微学来研究其失效机制。主要分两大类:体材料失效机制和界面失效机制。重点要提一下徕卡的三离子束切割设备,用这个设备,我们做到了很多用别的设备完成不了的工作,主要是EBSD看孪晶。我们发现用徕卡的氩离子束,加工面积特别大;通过与其它设备做对比,与FIB对比,通过EBSD观察,我们发现氩离子束对样品的损伤层确实比较好。如何实现对LiCoO2颗粒大面积、大数量的统计性观察?以确定孪晶界是否为普遍存在的缺陷结构我们想到了EBSD的方法,但EBSD需要样品非常平整,我们遇到了一个制样的难题,就是如何获得一个大量颗粒的平整样品?我们首先想到了FIB。但是FIB制样,最大的束流也只能切一个几十微米的区域。用FIB大束流高电压,有经验的人都知道FIB会产生很大的电荷累积效应。不能满足我们的要求,其一是它不能满足我们对数量的要求,其二它表面平整度不够,或表面损伤度太大,我们用EBSD分析,看不出来晶格取向。我们也用机械抛光的办法,做了半年时间,都没有成功。然后我们想到了氩离子束切割技术,偶然引进了徕卡,确实切出了不错的样品,切了五六个样品,目标达成。通过统计发现,在钴酸锂里面孪晶占比至少达到40%,孪晶含量或出现频率是非常高的。对高电压循环性能,孪晶会产生很大影响,这给钴酸锂材料学界产生了一个新的信息,因为之前大家认为钴酸锂是单晶,或没有意识到它是孪晶。如果不做成单晶,由于孪晶界的存在,它很容易造成高电压性能的衰退,这是我们对钴酸锂认识的提升。
  • 微结构敏感的增材合金超高周疲劳裂纹萌生/扩展新理论
    增材制造金属作为新一代“高设计自由度”材料,虽具有传统铸轧工艺无法比拟的优势,但其长期服役疲劳性能仍有不足。航空发动机、燃气轮机和高铁等关键零件,在服役过程中承受107~1010及以上的循环载荷,材料微结构敏感性显著增强,实验寿命分散性大,传统基于疲劳极限(107)的疲劳强度与寿命设计理论不再适用。因此研究增材制造金属材料的超高周疲劳(VHCF)失效机理,建立量化内部缺陷和微结构的超高周疲劳裂纹萌生/扩展理论框架具有重要的科学意义和工程应用价值。增材制造金属超高周疲劳裂纹通常萌生于内部缺陷,裂纹萌生阶段通常占总寿命的95%以上。对于内部裂纹尚无合适的原位观测手段捕捉纳米级的裂纹长度变化,同时由于缺陷尺寸与晶粒在同一数量级,材料的各向同性假设不再适用。在理论层面,现有循环内聚区模型难以处理低于应力强度因子阈值的损伤演化,同时塑性变形和损伤是历史相关的内变量,现有数值模拟方法无法处理超高周次的循环载荷数。本研究旨在发展考虑材料微结构的超高周裂纹萌生/扩展机理的力学模型及超高周次循环载荷下的数值加速等效方法。本研究建立了耦合的晶体塑性/循环内聚区模型,引入单元通信机制,建立裂纹萌生演化准则,提出适用于超高周疲劳载荷的加速算法,对增材制造铝合金疲劳裂纹萌生和扩展过程进行预测,并通过实验验证了该方法的有效性。主要成果如下:(1)捕捉到了超高周疲劳早期的裂纹萌生/扩展过程。揭示了增材制造铝合金的VHCF裂纹萌生/扩展机理,建立了1:1还原实验的缺陷、晶粒织构和载荷条件的有限元模型。图1 (a)早期裂纹捕捉,(b)由内部缺陷诱发的次生裂纹,(c)早期裂纹形貌,对应载荷循环数3.63×108,(d)有限元模型及边界条件,(e)内聚区单元网络,(f)缺陷附近的内聚区单元(2)构建了超高周疲劳裂纹萌生及扩展的理论框架。首次将裂纹萌生过程中实体单元计算得到的晶体滑移内变量作为损伤参量引入内聚区模型,建立裂纹萌生和扩展准则,提出了基于向前欧拉法和频率等效的加速算法,实现超高周疲劳裂纹萌生和扩展的全过程模拟,很好地模拟了裂纹萌生早期缺陷附近最大激活滑移系的演化。图2 裂纹萌生早期缺陷附近最大激活滑移系的演化(a) N=1×104, (b) N=5×105, (c) N=2.5×106, (d) N=4.5×106, (e) N=6.5×106, (f) N=8.5×106(3)验证了模型在超高周疲劳载荷下的有效性。计算结果表明由于裂纹表面的相互挤压,裂纹面附近产生大量高局部累积塑性区,有力地支撑了大数往复挤压模型(NCP)所预测的FGA细晶区形成机理。同时模型可以有效地计算裂纹闭合效应,预测的裂纹扩展速率与实验结果吻合很好。图3 模型验证:(a)KAM图, (b)计算结果, (c)裂纹扩展速率该研究成果近期以“A framework to simulate the crack initiation and propagation in very-high-cycle fatigue of an additively manufactured AlSi10Mg alloy”为题,发表在固体力学旗舰期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2023,175, 105293上(https://doi.org/10.1016/j.jmps.2023.105293),论文作者为中国科学院力学研究所孙经雨、钱桂安、洪友士等人。该项研究工作得到了国家自然科学基金(12002185,12272377,12072345,11932020)的资助。
  • 贝斯特商品化最新系统:碳纤维复合材料原位微裂纹动力学分析
    复合材料的微裂纹和断裂力学一直是困扰科研人员的难题, 对于类似金属材料的断裂力学研究已经有了丰硕的成果;但是复合材料的断裂力学机理和过程, 一直没有较好的测试技术和设备商品化, 贝斯特公司的研发人员通过多年的科研经验和创新的工作, 开发了碳纤维复合材料微裂纹动力学测试技术, 通过该技术可以在线原位扫描样品在外力作用下,内部裂纹的扩展机理和动力学;为科研人员提供一臂之力。 此系统主要由Nano系列动态试验机和原位扫面测试系统、多通道控制系统和专业软件组成。 涡流检测原理:通过感应磁场和微裂纹相关性测试碳纤维复合材料的裂纹动力学。 由于导电材料不均匀会导致磁导率、电导率不同,使涡流流通路径发生改变,导致涡流的大小、相位发生改变。如果被检测件存在缺陷(如表面裂纹),则会阻碍涡流流过,因涡流只能存在于导体材料中,故导致涡流流通路径的畸变,最终影响涡流磁场,使得涡流强度降低。 构造配置: 技术参数:* 400x400毫米扫描区域* 探针直径1 & 3 mm* 速度Up to 100 mm/s, 同步数据采集up to 5 kHz* 样品厚度 t 8 mm* 3-轴位置控制 X, Y旋转编码器; Z 激光位置反馈* 作为独立的完全集成 “工作站”测试系统控制器。独立的扫描应用* 单通道输出信号,整流直流(0-10V)* X, Y &与负载、行程、应变等信号的记录* 轴向和横向的合规性应用:
  • 北京化工大学再次引进法国Metravib公司橡胶裂纹扩展测试设备
    2015年2月,国内著名橡胶研究机构——北京化工大学材料学院弹性体先进材料研究中心,成功引进和使用法国Metravib公司的橡胶裂纹扩展专业测试设备DMA+1000。 基于DMA+NG系列宽力值、宽频率动态热机械分析仪(DMA)的测试平台,由国际轮胎生产巨头米其林公司和国际最大DMA专业制造商 - 法国Metravib公司共同研发的专门用于橡胶裂纹扩展测试的全新功能。配置了裂纹扩展单元的DMA不仅可以实现对材料粘弹性能、疲劳性能的评估,还可以评估橡胶材料在不同温度、不同加载模式、不同气氛等条件下的裂纹扩展行为。 本次合作为北京化工大学和仪尊科技的再次合作,化工大学的第一台Metravib公司的DMA已使用将近十年,深得专家和学者们的重视和好评。本次装机仪尊公司安排了法国Metravib公司的专家进行现场培训和指导,详细讲解设备使用方法和研究领域。 今后,仪尊公司将继续携最先进最优秀的技术和测试设备,给予用户们最好的体验,期待与您的合作!
  • 科普|纳入疫情防控重点物资的红外体温检测仪是什么仪器?
    p style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "曾在2003年春抗击非典中发挥巨大作用的红外体温检测仪,在2020年春节前后爆发的2019nCoV疫情中再次成为重要防疫工具之一。/span/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=8D358178D1DC7A069C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "已经工作在2019nCoV抗疫一线的红外热成像体温快速筛检系统/spanspan style="color: rgb(127, 127, 127) "(视频自睿创微纳)/span/pp style="text-indent: 2em text-align: left "2020年1月30日,国务院发布《关于组织做好红外体温检测仪及配套零部件生产企业复工复产工作的紧急通知》,将红外体温检测仪纳入疫情防控重点物资。/pp style="text-indent: 2em text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/dc23c2f0-1de3-43a4-abe0-3f7c048c144f.jpg" title="1.png" style="text-align: center width: 250px height: 368px " width="250" height="368" border="0" vspace="0" alt="1.png"/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/0ab7edd1-89e9-4619-a509-74fecb4cd377.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="250" height="173" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 250px height: 173px "//pp style="text-indent: 2em "2月2日,工信部原材料工业司司长王伟答记者问时表示,目前为止,红外体温检测仪企业复工率已达到50%左右,国内共收到各地红外体温检测仪需求大约2万台,手持式测温仪需求30余万台;预计全国全自动红外体温检测仪需求6万台,手持式测温仪55万台。目前中国全自动红外体温检测仪日产量已达800台左右,未来日产能有望达1500台,手持式测温仪日产能可达15000台,随着生产企业陆续复工,基本上能够满足社会的需求。/pp style="text-indent: 2em "那么得到如此重视的红外体温检测仪具体是怎样的仪器呢?仪器信息网在此对其做一个简单的科普整理。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "什么是红外体温检测仪?/span/strong/pp style="text-indent: 2em "红外体温检测仪是利用探测器将物体辐射热能转换为电流信号,再经数字化与图像处理形成身体某部位温度信息或视频信息,具有非接触、精确测量物体温度等优势。分为红外额温计、红外耳温计、红外筛检仪等多种,作为体温测量设备,尤其红外筛检仪,广泛应用在机场、车站、医院等公共场所。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a6018357-adc2-4072-a03f-d1d6b4c453e5.jpg" title="微信截图_20200205123435.png" alt="微信截图_20200205123435.png"//ppspan style="text-indent: 0em color: rgb(0, 176, 240) "美国知名品牌FLIR(菲利尔)红外热成像体温快速筛检系统图例/spanspan style="text-indent: 0em color: rgb(127, 127, 127) "(图自仪器信息网/spanspan style="text-indent: 0em color: rgb(127, 127, 127) text-decoration: underline "strong style="color: rgb(255, 0, 0) "span style="text-decoration: underline text-indent: 0em color: rgb(255, 0, 0) "a href="https://www.instrument.com.cn/zc/1763.html" target="_blank" style="color: rgb(255, 0, 0) "红外热成像仪仪器专场/a/span/strong/spanstrong与/stronga href="https://www.instrument.com.cn/zc/159.html" target="_blank"strong style="color: rgb(255, 0, 0) "span style="text-decoration-line: underline text-indent: 0em "红外测温仪专场/span/strong/aspan style="color: rgb(127, 127, 127) text-indent: 0em ")/span/pp style="text-indent: 2em "新冠肺炎作为一种传染病,其最大的防治难点在于近距离接触时的高传染性。传统的水银温度计、额温枪、点温仪等测温工具都需要与被测人员进行直接或近距离接触,这就带来了极大的交叉感染风险。/pp style="text-indent: 2em "而红外体温快速筛查仪可以很好地解决这个问题,其不仅不需要与被测人员进行直接接触,还能在保持相当检测距离的情况下使检测结果不受影响。/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=A1D24CFDF33421F59C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "机场检验检疫-实景录像视频/spanspan style="color: rgb(127, 127, 127) "(视频自大立科技)/span/pp style="text-indent: 2em "据高德红外民品应用技术总监张从容介绍,“红外体温快速筛查仪之所以能够在防控新型肺炎时筑起第一道防线,是因为它具备‘无接触式测温’、‘大规模人群实时体温测量’、‘自动抓取发热人群’这三个特点。”/pp style="text-indent: 2em "span style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "strong有哪些种类?价格如何?/strong/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 450px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/aa2f58c4-5036-4472-a9b9-1d03b2afe786.jpg" title="合成.jpg" alt="合成.jpg" width="450" height="450" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "非常时期,对红外体温检测仪的特殊需求下,各类国产产品纷纷涌现,以2003年抗击“非典”时期为例,当时短短一个多月里,中国仪器仪表科技工作者共研制出30余种规格的快速筛检红外体温检测仪。其中既有价格在千元级别的便携式,又有万元级别的壁挂式、通道式,也有数十万元级别的红外图像系统。这些产品既有适用于单人测量的仪器,又有能对大规模流动人群监测的系统,产品品类多样,性能各异,较好的满足了不同用户在不同场合使用的需求。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 473px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/58456a0f-2132-46a7-9661-7d7e4aab545f.jpg" title="4.png" alt="4.png" width="450" height="473" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "200/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "3年抗击“非典”时期呈现的部分国产红外体温检测仪名称/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "(图自“国内红外体温检测仪现状分析,石镇山”)/span/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "了解更多红外体温检测仪品牌、选型及参数信息请点击仪器信息网/span/stronga href="https://www.instrument.com.cn/zc/1763.html" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "红外热成像/span/strong/astrongspan style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "a href="https://www.instrument.com.cn/zc/1763.html" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "仪仪器专场/a /span/strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "及/spanspan style="text-decoration: underline "stronga href="https://www.instrument.com.cn/zc/159.html" target="_blank" style="text-indent: 32px white-space: normal color: rgb(0, 176, 240) "strong红外测温仪专场/strong/a/strong/span。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "有哪些应用场景?/span/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: left "随着疫情的不断发展,红外体温检测仪的应用场景不断拓延,最初主要应用于一些医院、出入境口岸、车站、机场等人员流动较大的公共场所,当前已经延伸至机关办公楼、商务写字楼、宾馆饭店、商场、学校、公工娱乐场所、居民小区等。/pp style="text-indent: 2em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/ee867f53-b204-4b21-8c1c-beb66ea6c375.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "截至2月3日,大兴机场线全线红外测温/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 178px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/5b7690ee-b129-4c64-833d-d87c2a1ad1f0.jpg" title="5.png" alt="5.png" width="300" height="178" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "海康威视为武汉市第七医院供应手持测温热像/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "仪/span/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "拓延:红外热成像技术的其他应用/span/strong/pp style="text-indent: 2em "根据仪器信息网strong style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "a href="https://www.instrument.com.cn/zc/1763.html" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "红外热成像仪仪器专场/a/span/strong与span style="text-decoration: underline "stronga href="https://www.instrument.com.cn/zc/159.html" target="_blank" style="text-indent: 32px white-space: normal color: rgb(0, 176, 240) "strong红外测温仪专场/strong/a/strong/span,红外热成像仪主要应用领域除了本次疫情体温测试,还应用于军事、食品、建材、电子、能源、生物、交通、电池、石化、化学品、医疗、环保、农业、地矿等领域,以下从主要应用领域分别简介。/pp style="text-indent: 2em "strong1军用市场/strong/pp style="text-indent: 2em "由于红外热成像仪能在黑暗和有烟雾干扰的情况下探测到物体,同时隐蔽性和抗干扰能力强,可全天候工作,因此被广泛应用于海陆空三方战场的军事侦察、监视和制导等领域,红外装备精良与否将直接决定和影响着武器现代化水平。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 156px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/0df41662-f5d6-4f9b-89b7-e45243cb23d7.jpg" title="6.png" alt="6.png" width="500" height="156" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strongspan style="text-indent: 2em "2民用市场/span/strong/pp style="text-indent: 2em "红外热成像产品的民用场景广泛,包括安防监控、个人消费(狩猎 市场)、车辆辅助驾驶(ADAS)、个人消费、消防和警用以及工业和电力监测等。/pp style="text-indent: 2em "1)安防监控:在安防视频监控市场,传统摄像头产品竞争日趋白热化,红外热 成像产品能够弥补传统摄像头产品在无光、强光和雾霾环境下难以发挥作用的缺陷,成为安防厂商新的关注重点。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 148px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/0580bb67-def2-4594-be67-aa4602118d86.jpg" title="7.png" alt="7.png" width="450" height="148" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) text-align: center text-indent: 0em "(图自睿创微纳)/span/pp style="text-indent: 2em "2)个人消费(狩猎市场为主):个人消费级产品包括红外枪瞄、个人用红外热成 像仪、红外望远镜等,普遍应用于狩猎、户外探险、野外科考等活动。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 178px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/c0c0ebc6-cf3b-4f9b-9856-5317fd33eaac.jpg" title="8.png" alt="8.png" width="450" height="178" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) text-align: center text-indent: 0em "(图自FLIR)/span/pp style="text-indent: 2em "3)红外测温:即本次 2019nCoV 疫情中的广泛应用。/pp style="text-indent: 2em text-align: left "4)汽车电子:高级驾驶辅助系统利用各种传感器和摄像头收集行驶相关的信息, 通过直接或间接方式对驾驶员的驾驶行为提供支持。/pp style="text-indent: 2em text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b04625de-ff26-4928-84fd-bc0e91abb8dd.jpg" title="9.png" width="450" height="347" border="0" vspace="0" alt="9.png" style="text-align: center width: 450px height: 347px "//ppbr//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "(图自睿创微纳)/span/pp style="text-indent: 2em "5)其他应用:民用领域的应用还包括消防和警用、工业监测、电力检测、医疗 检疫等。/p
  • 祝贺长春机械院慢拉伸预裂纹(恒载荷)应力腐蚀试验机组在中船重工725所得到成功应用
    截止2013年12月17日,长春机械院慢拉伸应力腐蚀试验机组在中船重工725所得到了成功应用,725所成功获得第一批舰船材料应力腐蚀试验对比数据,该数据复合科研预期。慢拉伸预裂纹(恒载荷)应力腐蚀试验机主要用在检测、研究金属材料在极慢的拉应力和腐蚀介质环境双重作用下的力学性能。还可以用于模拟受恒拉伸力零件在腐蚀环境中的抗腐蚀情况,进行恒载荷预裂纹应力腐蚀试验,检测、研究金属材料在恒拉伸应力和腐蚀介质环境双重作用下的破坏性能。该试验机主机加载机架采用TPHS式双立柱框架组合结构,传动平稳、反应灵敏,速度范围极宽,既能实现以极慢的拉伸速度对试样加载,又具有较快的速度,便于调整试验空间装夹试样。整机采用高精度电子测量,机电伺服加载、数字控制器及计算机控制,具有技术先进、精度高、性能可靠,长时稳定等特点。该试验机配用我院独有的筒形腐蚀容器设计,容器可加热水浴,容器内腐蚀介质温度可控,试验时试样贯穿筒形腐蚀容器,试验操作方便、数据精确。中船重工725所是我国专业从事舰船材料研制和工程应用研究的军工研究所,拥有船体结构材料、有色金属材料、非金属材料、腐蚀与防护技术、特种材料、焊接工艺、自然环境试验等多个重点研究领域,是我国舰船装备发展的中坚力量。目前长春机械院与中船重工725所开展的战略合作,已经结出硕果,这必将推动我国船舶事业的发展;希望长春机械院还要加强院所合作,为维护我国海洋权益,把我国建设成一个新型的海洋大国而贡献自己的力量。关注:【长春机械院】微信号:cimachtest
  • 详|复工潮下需求再涨:22家红外体温检测仪生产企业盘点
    p style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "近期,新型冠状病毒肺炎(2019-nCoV,NCP)疫情之下,体温测量是疫情检测的第一关口。红外体温检测仪因其非接触、效率高、使用方便的特点,在人流密集的各交通关口、车站、机场、医院、住宅小区、企事业单位等被广泛使用,并被国务院纳入疫情防控重点物资。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 251px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/4ab9cfa2-732f-4820-9660-7723464d5348.jpg" title="1.png" alt="1.png" width="450" height="251" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 2em "应用于多种场合的红外体温检测仪/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px "span style="font-size: 20px "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "一、什么是红外体温检测仪/span/strong/span/pp style="text-indent: 2em "凡是温度高于绝对零度(0 K或-273.15℃)的物体,均会自表面向外发出电磁辐射,且该辐射与物体的固有温度成比例。在这种辐射中,包含用于实现测温的红外辐射。当该辐射贯穿大气后,借助专用镜头便能将其聚集在探测器上。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 207px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d1a6191f-7300-4e83-a0de-8a3348b0bf08.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="500" height="207" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "随后,探测器会生成与该辐射成比例的电信号。该信号得到放大,并通过接受连续的数字信号处理而转化为与物体温度成比例的输出信号。如此一来,在显示器上便会显示出温度的测量值,并输出便于识别的色彩图像。这就是外热成像测温仪的工作原理。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 270px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/noimg/1b69178d-d8c6-45a7-a496-40c2ab0cd500.gif" title="热成像动图.gif" alt="热成像动图.gif" width="600" height="270" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "常用的红外体温检测仪可分为strong红外热成像体温快速筛检仪/strong和strong红外体温计/strong(红外耳温计和红外额温计等)两类。/span/pp style="text-indent: 2em "对于小区、商超场景,strong红外体温计/strong或手持红外热成像测温仪基本可满足需要。红外体温计设备简单、使用方便、价格实惠,可实现对人员的依次、快速测温。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 425px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/56541d39-f840-4e9c-b45e-58e060a5315b.jpg" title="1.png" alt="1.png" width="300" height="425" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "但是对于大规模场景而言,在人流密集的公共场所,快速寻找超温目标比较困难,尤其是在大量人员通行时很容易漏检。这就需要strong红外热成像体温快速筛检仪/strong进行大面积监测,自动跟踪、报警高温区域,与可见光视频配合,快速找出并追踪体温较高的人员。当红外热成像体温快速筛检仪集成人脸识别、手机探针、AI等技术时,还能掌握体温较高人员的更多信息。/pp style="text-indent: 0em text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px "span style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(255, 0, 0) font-size: 20px "strong二、“复工潮”之下,多种场景需求再增/strong/span/pp style="text-indent: 2em "2020年1月30日,国务院发布《关于组织做好红外体温检测仪及配套零部件生产企业复工复产工作的紧急通知》,将红外体温检测仪纳入疫情防控重点物资。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/5033f5a7-8937-4222-aea3-1f558fc20fa3.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "2月2日,工信部原材料工业司司长王伟答记者问时表示,目前为止,红外体温检测仪企业复工率已达到50%左右,国内共收到各地红外体温检测仪需求大约2万台,手持式测温仪需求30余万台;预计全国全自动红外体温检测仪需求6万台,手持式测温仪55万台。目前中国全自动红外体温检测仪日产量已达800台左右,未来日产能有望达1500台,手持式测温仪日产能可达15000台。/span/pp style="text-indent: 2em "当下正值节后工潮,各行各业相继开工,此背景下,红外体温检测仪的更多应用场景需求再次催生,除了医院、出入境口岸、车站、机场等人员流动较大的公共场所,当前已经延伸至机关办公楼、商务写字楼、宾馆饭店、商场、公工娱乐场所、居民小区、企业等较多人流聚集的场所。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 205px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a24f3768-e202-4b04-9c7b-0ecc368b7d24.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="664" height="205" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strongspan style="text-indent: 2em "2月7日/span/strongspan style="text-indent: 2em ",在商务部、国家卫生健康委联合印发《零售、餐饮企业在新型冠状病毒流行期间经营服务防控指南》中,要求经营场所配备测温仪,对进入经营场所的消费者测量体温。/span/pp style="text-indent: 2em "strong2月9日/strong,北京市铁路、民航、公共交通等多个部门负责人表示,目前,铁路部门已对所有到京旅客实施百分百测温。目前,北京地区各车站共配备了体温检测设备370套,其中,门式测温仪12台、固定式红外线测温仪88台。首都机场共设旅客测温点52个,测温通道54条。北京大兴机场共设旅客测温点23个,测温通道26条。截至2月8日:北京两机场共计测温155.5万人次,共计发现发热旅客188人,转运旅客79人,由机场医院医护工作人员,对发热旅客进行体温复检、隔离,并联系120转运至定点医疗机构。/pp style="text-indent: 2em "strong2月5日,/strong48个产业园区复工在即,上海虹口区鼓励科技企业在园区安装 “红外测温仪”,对出入园区的人群进行无接触式筛查。虹口科委(园区办)相关负责人表示,目前正在收集所辖园区红外测温的需求,后续将帮助有需求的园区尽快安装系统,为企业全面复工后的疫情防控工作做好准备。/pp style="text-indent: 2em "strong2月5日/strong,西藏贡嘎机场引进了首台人体热成像测温仪。同时,拉萨火车站将参照民航部门的做法采购人体热成像测温仪,切实提高旅客进出站体温检测的效率。/pp style="text-indent: 2em "strong2月7日/strong,广州市交通运输部门就将14460个手持测温仪发放到了14000多天公交车、700多个公交总站,实现了运营车辆、总站测温工作全覆盖。/pp style="text-indent: 2em "strong2月10日/strong,特斯拉超级工厂复工,管委会、园区公司已协助特斯拉工厂向其紧急提供一万只应急口罩、两台应对大客流员工的测温仪等防疫物资。/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 18px "strong… … /strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px "span style="font-size: 20px "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "三、面对火速点燃的需求,红外体温检测仪企业们吹响“战疫”号角/span/strong/span/pp style="text-indent: 2em "火速点燃的需求之下,红外体温检测仪生产企业们纷纷吹响“战疫”号角。一时间,许多红外厂家、安防企业、AI创企、互联网公司几乎都在推出自己的测温产品,驰援肺炎阻击战。/pp style="text-indent: 2em "纵观行业,既有大立科技、高德红外、睿创微纳等红外龙头企业的“日夜赶工”,春节期间就拉着上游原料商一起每天量产上百台设备;又有海康威视、大华股份、宇视科技等安防企业的快速担当,向疫区运送成百上千的不同类产品;还有百度、旷视、澎思等科技公司的争分夺秒,将红外测温与AI人脸识别结合,找货源、搞试点、推落地… … /pp style="text-indent: 2em "作为领先的科学仪器、分析仪器、检测及测试设备专业门户网站,a href="https://www.instrument.com.cn/" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) border: none text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "仪器信息网/span/a结合本网a href="https://www.instrument.com.cn/zc/1763.html" target="_blank" style="color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline "span style="color: rgb(255, 0, 0) "红外热成像仪仪器专场/span/a与a href="https://www.instrument.com.cn/zc/159.html" target="_blank" style="color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline "span style="color: rgb(255, 0, 0) "红外测温仪专场/span/a数据情况及红外体温检测仪近期市场动向,对部分主流span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong红外热成像体温快速筛检仪/strong/span生产企业的相关红外体温检测仪产品情况和“战疫”举措盘点如下,以供业界参考,同舟共济,共同“战疫”!/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(127, 127, 127) "【另:关于红外体温计(红外耳温计和红外额温计等)企业盘点,点击:/spana href="https://www.instrument.com.cn/news/20200213/521878.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "选购指南——取得医疗器械注册证额温计/耳温计企业全盘点/span/aspan style="text-indent: 2em color: rgb(127, 127, 127) "】/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 172px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/56fab136-e2b0-4317-876e-ad33222ac5d3.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="172" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH103769/" target="_blank" style="text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) "strong美国菲力尔公司/strongstrong/strong/span/aspan style="text-indent: 2em "strong/strong(FLIR Systems, Inc.)成立于1978年,是高性能低成本机载应用红外(热)成像系统的倡导者,世界最大的红外热成像产品供应商。热成像系统检测由所有人、物体和材料辐射的红外能量(热量)。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 169px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/4026bb8c-73fd-470c-b287-bfbc413b44ac.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="500" height="169" border="0" vspace="0"//ppbr//pp style="text-indent: 2em "由于FLIR红外热像仪有类似颜色或声音报警的内置装置,因此可以被设置成超过某一温度时就响起报警,所以操作者能立刻确定是否进行医疗检查。FLIR红外热像仪可测温差最小可达0.07℃,当红外热像仪以50赫兹的频率实时拍照时,总评估过程不超过1秒,因此红外热像技术对快速甄别大量人群非常有用,比如机场、火车站等。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 200px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/cb4a5ca5-0994-4da2-9df9-a9b5e8170005.jpg" title="1.png" alt="1.png" width="500" height="200" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "疫情之下,FLIR携手代理商迅速在全国机场、火车站、客运站、地铁站等地部署红外热像仪器仪人体体温检测装置的安装。据悉,为迎接反京客流高峰,北京南站、西单站、将台站等已经安装了FLIR A3xx系列红外热成像仪。成都地铁站则安装了FLIR T600红外热成像仪。其它相关产品型号还包括FLIR E4、FLIR ONR PRO等。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 151px height: 62px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fb07ba45-9d94-4665-a95b-8486532850f3.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="151" height="62" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong浙江大立科技股份有限公司前/strong身为1984年成立的浙江省测试技术研究所,2001年完成改制, 2008年2月在深圳证券交易所挂牌上市。公司是专业从事非制冷红外焦平面探测器、红外热成像系统、智能巡检机器人、惯性导航光电产品研制的高新技术企业。/pp style="text-indent: 2em "大立科技的核心负责人在2月2日的电话会议中表示,大立科技、中电十一所、鱼跃医疗三家企业都被工信部列入了红外热成像测温仪重点供货名单,坚持“优先疫区,其次是政府、公共部门,最后企业”的原则,由工信部派出专人协调设备采买、运送。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 168px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/6567aa7f-ee5a-47d9-b527-7eebcd4510ca.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="500" height="168" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "大立科技的相关负责人称,国内高性能红外体温检测仪的市场缺口可能远远不6000台,春节以来公司已接了许多一单就需要200台~300台设备的订单。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 325px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b63a3de8-1941-42c0-8584-8949c23c6054.jpg" title="4.png" alt="4.png" width="450" height="325" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "1月以来,为保障生产材料的持续稳定供应,公司供应链体系扩增供应商名单,加快各项工作审批,科学分配生产任务,有条不紊提升产能。公司目前产能充足,可根据疫情防控需要进一步提高产能,省经信厅还向公司派驻了驻厂干部,帮助公司协调相关部门和供应商,确保供应链的持续稳定。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 263px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a1823988-857d-4881-bdcf-967b2a2072ca.jpg" title="5.png" alt="5.png" width="263" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong武汉高德红外股份有限公司/strong创立于1999年,是规模化从事红外核心器件、红外热像仪、大型光电系统研发、生产、销售的高新技术上市公司。高德红外工业园位于“中国光谷”,占地200余亩,总资产50亿元,高科技人才2600余名,已建成覆盖底层红外核心器件至顶层完整光电系统的全产业链研制基地。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 202px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/5b98924a-9445-4bdc-919f-50db88f8bbe9.jpg" title="6.png" alt="6.png" width="600" height="202" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "2月4日,高德红外在举行的电话会议上表示,,公司拥有自主可控的探测器芯片生产线,产品中核心的芯片是现成的,新投产的产品已经在准备过程中,将快速形成大批量产品投放市场。测温产品生产过程中最耽误工时的是校温,目前行业只有公司有全自动校温线,因此生产效能是没问题的。后续新投产产品的原材料配齐后,每天产能可达1000台。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 337px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/ea063861-e128-4b50-8330-b695fc81b1d7.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg" width="450" height="337" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "到目前为止,上千台高德红外所生产的红外体温快速筛查仪已经安装到了北京、上海、广东、福建、浙江、江苏、四川、云南、安徽等全国多地的医院、车站、机场等人流密集的公共场所。/span/pp style="text-indent: 2em "据了解,高德红外是一家以红外热成像技术为核心的光电系统研制生产企业。高德红外主要提供的三个型号产品有XT236及MS系列,还将推出3-4种型号来应对疫情防控,同时会保持24小时轮班生产制度,充分释放产能。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 88px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/8a088aae-85f2-45c2-bce2-d084ce18adbc.jpg" title="7.png" alt="7.png" width="88" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong武汉华中数控股份有限公司/strong创立于1994年,是首批国家级创新企业、中国机械工业联合会智能制造分会副理事长单位、中国机床工具工业协会副理事长单位、数控系统分会理事长单位、全国机床数控系统标委会秘书长单位、高档数控系统及其应用产业技术创新战略联盟(试点)理事长单位。已获得国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步和技术发明一等奖8项,有9项产品被评为国家级重点新产品,华中数控系统被列入首批自主创新产品目录。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/7c3d5a6f-d917-4358-bf91-56accbafed90.jpg" title="8.png" alt="8.png"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "华中数控HY-2005B“红外热成像智能体温检测系统” /span /pp style="text-indent: 2em "新冠状病毒疫情发生后,武汉华中数控股份有限公司充分发挥科技实力,全体人员紧急动员,加班加点生产了近百台“红外智能体温检测系统”--HY2005B,努力为武汉市和全国的疫情防控做出新的贡献。/pp style="text-indent: 2em "2003年,华中数控研制的红外体温检测系统为抗击非典发挥了重要作用。当年,国家发改委紧急立项支持华中数控“远距离人体测温红外热像仪”产业化项目,完成了“红外智能体温检测系统--HY2005B”产品研发,建成了两条产能达到年产2000台人体测温红外热像仪的生产线,以满足非典防控的紧急需求。/pp style="text-indent: 2em "此次发往全国各地的是华中数控研制的新一代红外人体测温设备“智能红外热成像体温监测系统”,该产品无论是从硬件还是软件上都有了一个更大的提升,同时已经具备适应网络化前端大数据采集能力等智能化应用。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 122px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/3824540e-c139-48a7-8e5f-2af2625b48bd.jpg" title="9.png" alt="9.png" width="122" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strongInfiRay® (艾睿光电)/strong是睿创微纳(科创板:688002)旗下品牌,艾睿光电是睿创微纳全资子公司,是研发生产红外焦平面探测器芯片、机芯组件等产品的高新技术企业,具有完全自主知识产权,致力于为全球客户提供专业的红外热成像产品和解决方案。公司研发人员占比51%,已获授权及受理专利技术311项,涵盖的技术领域包括集成电路开发、MEMS传感器设计和制造、MatrixⅢ图像算法等。/pp style="text-indent: 2em "InfiRay® 产品已经应用于航空航天、红外夜视、智慧安防监控、智能工业、自动驾驶夜视、物联网、人工智能视觉等领域。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 401px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/ca23b8a7-4118-4529-9e8e-e52e74635bd5.jpg" title="10.png" alt="10.png" width="500" height="401" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "艾睿光电各种类型红外测温成像仪器和模组芯片都齐全的。其产品不仅可以直接供给医疗机构等一线部门使用,还可以把红外成像芯片和模组供应给给下游红外成像仪整机厂商。/pp style="text-indent: 2em "新型冠状病毒感染的肺炎疫情发生后,烟台睿创微纳技术股份有限公司子公司艾睿光电部分研发和生产人员中止春节假期,加班加点将产品发往合作伙伴和防疫前线。/pp style="text-indent: 2em "企业相关负责人表示,其系列产品春节期间正常供应,助力高效精准监测和有效遏制新型冠状病毒感染的肺炎疫情蔓延。“产品测温模组和人体体温快速精准筛查红外热像仪已经应用到广州白云机场、成都(东站、北站)、武汉(协和医院)等疫情筛查一线中,其他城市在陆续安装中。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 193px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/00bd30ec-44e6-4dcf-a38d-8d948766df60.jpg" title="1.png" alt="1.png" width="193" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong福禄克电子仪器仪表公司/strong于1948年成立,Fortive集团的全资子公司。福禄克是一个跨国公司,总部设在美国华盛顿州的埃弗里特市,工厂分别设在美国、英国,荷兰和中国,其销售和服务分公司遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 190px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/56c37e9b-206d-4628-a2eb-5b28b353b572.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="450" height="190" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "福禄克表示,其红外热像仪助力打响新型冠状病毒防疫战。其产品在线红外热像仪TV43/46,可以快速准确判断温度同时,利用软件报警功能对探测到的异常温度进行报警提示,同时保存触发报警时红外图像和可见光图像,保证检测效率同时不会漏掉每个细节。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 118px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d48d596e-ae60-4e24-af81-752ee11663d2.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="118" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong德国德图集团/strong(Testo SE & Co. KGaA)是全球便携式及在线测量技术领域的主要参与者之一,总部位于德国黑森林地区。为空调通风、食品质量、建造技术、排放控制以及其他诸多领域寻找创新的测量方案而不懈努力。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 190px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/0ecfcdb5-ad8e-4b31-8085-5ce825c61924.jpg" title="4.png" alt="4.png" width="450" height="190" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "德图 testo 885/890 高端红外热像仪有报警功能,可以设置声音/颜色双重报警提示,避免因人员疲劳或提示不明显而造成的遗漏。具有防疫检测功能的热像仪具有人脸识别算法,自动测量人体眼窝处的温度,且对人群中每个被测者进行逐一检测,可引导使用者快速完成准确的温度筛查。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 257px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/3fc680a1-987b-4149-9930-c13bf2d6e75b.jpg" title="5.png" alt="5.png" width="257" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong海康威视/strong是以视频为核心的智能物联网解决方案和大数据服务提供商。海康威视拥有视音频编解码、视频图像处理、视音频数据存储等核心技术,及云计算、大数据、深度学习等前瞻技术。为PBG(公共服务事业群)、EBG(企事业事业群) 、SMBG(中小企业事业群)三个事业群客户提供专业的细分产品、IVM智能可视化管理解决方案和大数据服务。br//pp style="text-indent: 2em "面对严峻的疫情防控形势,海康威视成立应急工作组,从研发、生产到供应链不同层面全力保障红外测温等相关设备的供给,助力疫情防控。据不完全统计,1月22日至今,发往武汉的视频采集与分析、红外测温等系列产品近千套。1月23日,获悉湖北红外测温仪仍存在短缺情况后,公司又连夜调拨40台红外测温设备驰援武汉。该批产品已被安装在武汉市第七医院等地,协助进行高精度体温筛检,扎牢疫情防控“第一道防线”。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/392f6f0c-a35f-4838-8cf0-73fb80afc483.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-indent: 2em "后续,海康威视还将设置红外测温产品生产专线、进一步优化工艺,春节期间加班加点生产,争取达到每天千套的产能,助力全国各地抗击肺炎疫情。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 199px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/55204ca2-6be1-42bc-835f-e66b9c66eee0.jpg" title="7.png" alt="7.png" width="199" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong浙江大华技术股份有限公司/strong,是全球领先的以视频为核心的智慧物联解决方案提供商和运营服务商,以技术创新为基础,提供端到端的视频监控解决方案、系统及服务,为城市运营、企业管理、个人消费者生活创造价值。/pp style="text-indent: 2em "新型冠状病毒疫情发生后,大华股份第一时间成立了针对疫情防控的应急专项小组投入到了前线疫情防控工作中。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 250px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/c046b83f-8da4-407a-9545-13eb89773b4f.jpg" title="8.jpg" alt="8.jpg" width="500" height="250" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "在大华无感红外人体热成像测温系统中,黑体的应用成为测温精度的关键,通过将黑体设置在热成像视野范围内,利用黑体的特性开展测温标定,建立灰度与温度的准确对应关系,进行测量温度实时校正,将视频画面和个人体温对应显示,大幅度提高了人体测温的测温精度,减少测温误差到± 0.3℃,利用顶级红外热成像测温技术,在机场、高铁站、地铁、车站等交通枢纽出入口部署无感红外人体测温系统,为交通站点提供技术支持,有效遏制公共场所疫情传播。/pp style="text-indent: 2em "目前,该方案已在上海火车站投入使用,上海虹桥机场及上海浦东国际机场也已成功试用。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 228px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/5ad96a72-a59c-47a2-8b05-df6cd0dd7487.jpg" title="9.png" alt="9.png" width="228" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong广州飒特红外股份有限公司/strong是一家总部设在中国广州、专注于红外热像仪产品的研制、生产和销售的高新技术企业。企业以在全球大面积普及、推广红外热成像应用技术为己任,使“飒特红外”成为960万平方公里土地上无处不见的安防卫士,成为驰名海外享誉世界的国际品牌。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/499e807b-d409-4647-a319-4c6dbbef369c.jpg" title="10.jpg" alt="10.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "抗击肺炎疫情,飒特红外针对疫情高温发热特点,加班加点生产红外测温产品,为抗击新型冠状病毒工作提供科技服务。/pp style="text-indent: 2em "飒特红外董事长吴继平如是说,“特殊时刻,三班倒、24小时连轴转,我们的生产纪录也被刷新,目前生产计划已排到了4月底,公司组织干部和部分员工,坚守工作岗位,确保加班加点连续生产和库存储备充足,维护产品价格稳定,平价保障供应是法则。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 303px height: 40px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/ecfaacfe-dd5e-4953-96a6-ea1684afe06b.jpg" title="1.png" alt="1.png" width="303" height="40" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "杭州谱育科技发展有限公司为聚光科技(杭州)股份有限公司子公司,总部位于杭州,是一家以研发为核心的高新技术企业,以技术创新实现分析检测及监测的现场化、自动化、智能化。我们拥有完善的研发、生产和服务中心,致力于各类高端分析仪器的研制与产业化,助力实现分析仪器行业的“中国梦”。谱育科技在环境监测、石化、稀土、冶金、医药等领域为用户提供有竞争力、安全可信赖的产品、解决方案与服务,持续为客户创造价值。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 152px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/44d2c913-ba1f-4119-a5ac-2a176ef94513.jpg" title="1.png" alt="1.png" width="450" height="152" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "面对严峻的疫情防控局势,杭州谱育科技发展有限公司(以下简称“谱育科技“)第一时间响应党和国家的号召,快速做出响应,紧急召回相关人员,调动一切可能物资,从研发、生产、技术应用等不同层面全力保障红外热成像测温产品的应急保障,助力疫情监测防控。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 197px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/86834aa8-00e7-4fca-8fa7-2f8e7c9d691f.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="450" height="197" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "截止目前,首批近百套由谱育科技制造的AI智能型红外热成像分析系统已全部紧急调拨派往前线,先后在北京首都机场、北京大兴机场等京津冀、长三角的机场、车站、医院等人员流动密集区域投入使用,相关技术人员也已紧急奔赴全国各地,协助进行高精度体温筛查的应急监测工作,为守住疫情防控的“第一道防线”提供强有力的技术支持与保障。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 268px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/c022fe37-b928-49cc-baf7-cb6aa75a8e7f.jpg" title="11.png" alt="11.png" width="268" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong北方广微科技有限公司/strong成立于2006年7月,注册资金2.7亿元人民币,隶属于北方夜视科技集团有限公司,是一家专业从事非制冷红外热成像系统核心控制部件--非制冷型红外焦平面探测器及机芯组件研制与生产,并具有自主独立知识产权的高新技术企业。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 218px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fbcb2e35-3e6d-459a-830f-a2266d35e27b.jpg" title="12.png" alt="12.png" width="218" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong湖北久之洋红外系统股份有限公司/strong主要从事红外热像仪、激光测距仪的研发、生产与销售,是国内少有的、同时具备红外热像仪和激光测距仪自主研发与生产能力的高新技术企业。公司主要产品包括具有先进水平的各型制冷红外热像仪、非制冷红外热像仪以及激光测距仪等产品,在红外热成像技术、激光测距技术、光学技术、电子技术、图像处理技术等方面具有综合学科优势,技术水平居国内领先地位。/pp style="text-indent: 2em "1月21日,针对武汉市当前新型冠状病毒疫情,久之洋公司紧急调整生产产能布局,对接政府相关职能部门统一安排,扩增生产红外测温系列产品。公司现已全力备产,员工春节期间紧急动员,协力政府,加班加点,投入抗击这次新型病毒的保卫战!/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 291px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/e3abb2fd-03c9-455b-8a9e-d63cb7b492dc.jpg" title="13.jpg" alt="13.jpg" width="450" height="291" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "2月10日,久之洋称,针对当前疫情,作为地处武汉的红外企业,地方政府第一时间与公司协调了备产红外测温产品的要求,公司责无旁贷承担了测温仪生产任务,扩增生产测温系列产品,相关原材料和物资配套也得到了地方政府的大力协调,后续公司将根据需要,会相应再调整产能。公司近两年任务量不断增加,现任务饱满,都在备产之中。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 251px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d1fdf156-130c-488f-a62b-7b34187f41c8.jpg" title="14.png" alt="14.png" width="251" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong科盾科技股份有限公司/strong成立于1999年,公司总部和研发中心位于北京中关村,试验验证展示基地在昌平区,生产基地在山东莱阳,在济南、深圳、武汉和南京等地设有办事处。目前拥有员工六百余人,是国内领先的安防和夜视产品专业供应商。/pp style="text-indent: 2em "据科盾科技介绍,自新型冠状病毒感染的肺炎疫情发生以来,公司快速反应,广泛在公司内部进行宣传,迅速落实疫情防控措施,确保了公司经营正常运转。公司红外测体温的产品未来可以用于人员较集中的场合,银行、电信等服务网点,交通场所等。另外,公司也通过提供视频会议解决方案等方式协助客户战胜疫情,高效地完成工作。同时,公司也积极捐助,为战胜疫情贡献力量。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 306px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/aabe11d4-7956-4a98-90dc-d07d3870795e.jpg" title="15.png" alt="15.png" width="306" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong浙江红相科技股份有限公司/strong成立于2005年,为金盾股份全资子公司。专注红外热像、紫外成像、气体成像、激光清障仪器、智能巡检机器人技术创新和产业化。十多年来,持续提升客户体验,为客户创造最大价值。目前,红相科技为60多个国家累计提供30000多套测温类红外热像仪、成像类红外热像仪和紫外成像仪,广泛应用于电力、国防、能源、视频监控、科研、工业、医疗、消防、汽车等领域,为设备和人类安全保驾护航。/pp style="text-indent: 2em "春节期间,红相科技全体员工放弃休假,除夕开工到深夜,积极投入到TI160-P系列红外人体表面温度快速筛检仪的生产和服务。据悉,金盾股份全资子公司红相科技是工信部红外成像类重点防控物资对接三家单位之一。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/8ade6b35-64d3-4898-9ded-879d7c9bb559.jpg" title="16.jpg" alt="16.jpg" width="450" height="338" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "2月10日,公司表示,人体测温红外热像仪大量需求,按照目前的订单情况,对第一季度的财务数据会有影响,公司现在加班加点挖掘所有的生产能力在保证已下单客户的需求,后续如果各地分管教育的机构有这个需求,公司也一定尽力以赴,尽公司的最大能力保障每一位未来祖国接班人的健康和平安。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 231px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/af120953-a9f9-46b5-956f-5b6af945768a.jpg" title="17.png" alt="17.png" width="231" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong上海热像机电科技股份有限公司/strong(FOTRIC)中国总部位于上海,美国总部位于达拉斯(Dallas),专注于热像技术的品牌,其命名也由此而来:FO是英文PHOTON(光子)的简写,TRIC是英文ELECTRIC(电)的简写。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/f1685255-e955-4ad1-a55f-be8cca795d35.jpg" title="18.png" alt="18.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "1月24日,玉龙雪山在克服设备紧缺、物流停滞的困难下,从上海热像科技公司购置了3台专业热像测温仪(一台科研级Fotric 347、两台手持型Fotric 323Pro)。FOTRIC工作人员介绍,Fotric 347高端体温筛查热像仪,具有安全距离保障、测量精度高、检测范围广、显示多样化、智能报警、数据记录与分析、语音控制等特点,可对镜头内的人群进行精确测温,并在测温仪显示屏上实时显示被测人群中的最高体温,若测量值超出预定阈值(自行设定)则会以蜂鸣声报警。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/53ed5a46-4b45-4255-98e5-7a208a389922.jpg" title="19.png" alt="19.png"//pp style="text-indent: 2em "strong金亚科技股份有限公司/strong总部位于中国四川省成都市金牛区蜀西路50号。成立于1999年11月,注册资金34,398万元人民币。2009年10月,金亚科技成功登陆深交所创业板,公司具备数字电视系统端到端的设计、集成、工程施工的能力和经验。经过多年服务数字电视行业的资源积累,与产业链的上下游建立了广泛、深入的合作关系,与各运营服务商、高校科研院所和付费频道行业协会、互动媒体协会等建立了研发合作关系,在家庭普能终端、多屏互动增値业务开发、宽带接入与传输等领域开展了多课题攻关。/pp style="text-indent: 2em "自疫情发生以来,金亚科技第一时间成立应急生产领导小组,该公司高管于2020年1月26日终止休假,并动员生产一线员工返厂,一线生产工人已积极复工复产,加班加点生产手持测温仪等疫情防控物资。截至发稿,金亚科技已完成第一批次近3000台次手持测温仪交付任务。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 59px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/49c51b59-0cb9-4aa9-9287-2f47b8daf720.jpg" title="20.png" alt="20.png" width="59" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong焜腾红外/strong是专注于高端红外热成像智能传感器领域的高科技企业,总部位于浙江嘉兴,公司有红外热成像领域顶级的专家、多年从事红外热成像传感器研制的行业资深人员组成。公司依托自身深厚的技术累计、独特的制造工艺、先进的红外材料。以优异的产品性价比、优异的产品性能,为国内外客户提供性能超群的红外热成像产品。/pp style="text-indent: 2em "众合科技2月4日在互动平台表示,公司投资的浙江焜腾红外科技有限公司自行研发的大型红外测温仪已投入应用,近百套产品已率先使用在浙江嘉兴各交通枢纽、主要旅游景区和三甲医院中,大大提高了密集场所体温检测的效率,助力构筑防疫第一道防线。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 366px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b08b6895-0ae6-4f39-a9ff-b23c5ddfecf6.jpg" title="21.png" alt="21.png" width="366" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong广州科易光电技术有限公司/strong成立于2003年,是一家专业从事各种红外光电产品及红外系统集成的高新技术企业。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 200px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d34eac16-ee6e-4b0a-bc5e-25f4e3011f4a.jpg" title="1.png" alt="1.png" width="500" height="200" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "相关人体测温红外热像仪产品包括:HL-640S,HL2-640B,KC320,KC640,KC800等。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 194px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/8d28cfab-1acb-4551-9184-fb5842fdc049.jpg" title="22.png" alt="22.png" width="194" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong上海巨哥电子科技有限公司/strong致力于红外焦平面阵列和热像仪的开发,不断推出融合多种创新技术的高性能热像仪。推出在线式测温,手持式测温,成像型,特殊定制型多个系列产品,并可为客户推出红外行业解决方案。此前H7N9禽流感疫情爆发时期,国内部分火车站机场安保部门采用了巨哥电子MAG33人体测温仪进行实时监测人流体温。/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong红外成像领域其他知名进口品牌还包括:/strong/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 196px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/910f2eb9-8ff8-48fe-9441-9726e0bbf10e.jpg" title="23.png" alt="23.png" width="196" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong LYNRED/strong被公认为商业、太空和国防应用工程红外探测技术的领导者。LYNRED于2019年由Sofradir及其子公司ULIS合并而成。此次合并旨在满足全球航空航天、国防、工业和消费者市场对红外产品的需求,满足不断增长的市场需求,并缩短新产品的上市时间。40多年来,LYNRED为系统集成商和OEM提供了最佳的红外产品,这些红外产品可提供出色的性能,图像,可靠性和价值。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 224px height: 60px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/14e2e57d-b27e-487f-aad5-376bc9cc26f0.jpg" title="24.png" alt="24.png" width="224" height="60" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strongL-3 Communications/strong是美国一家提供指挥和控制,通信系统和产品,航空电子设备,海洋产品,培训设备和服务,仪器仪表,空间和导航产品的公司。于1997年成立,在纽约证券交易所上市。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 464px height: 59px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/8825a1e7-b567-4e58-b05a-6146a9d1e43e.jpg" title="25.png" alt="25.png" width="464" height="59" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "strong日本电气股份有限公司,简称NEC/strong,是日本的一家跨国信息技术公司,总部位于日本东京港区。NEC为商业企业、通信服务以及政府提供信息技术(IT)和网络产品。在台湾被称为恩益禧,是日本一家跨国信息技术公司,总部位于东京港区。日本电气股份有限公司的经营范围主要分成三个部分:IT解决方案、网络解决方案和电子设备。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 20px "span style="font-size: 18px "strong附:/strong/spanspan style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) font-size: 18px "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200205/521336.shtml" target="_blank" style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) font-size: 18px "科普|纳入疫情防控重点物资的红外体温检测仪是什么仪器?/a/span/pp style="margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, " Arial Narrow" white-space: normal text-indent: 2em text-align: center "-------------------------------------------br style="margin: 0px padding: 0px "//pp style="margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, " Arial Narrow" white-space: normal text-indent: 2em "span style="font-family: arial, helvetica, sans-serif "strong style="margin: 0px padding: 0px "征稿活动:/strong“红外体温检测仪技术及相关应用”主题征稿活动进行中,一经入选,将在资讯栏目发布并支付一定稿酬,并择优邀请做线上专家报告span style="margin: 0px padding: 0px color: rgb(127, 127, 127) "(新冠病毒主题研讨会---红外体温检测仪检测技术与应用现状)/span。让我们共同努力,携手抗“疫”!span style="margin: 0px padding: 0px color: rgb(0, 176, 240) "(投稿或自荐邮箱:yanglz@instrument.com.cn)/span/span/pp style="margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, " Arial Narrow" white-space: normal text-indent: 2em "span style="margin: 0px padding: 0px color: rgb(0, 0, 0) font-family: arial, helvetica, sans-serif "更多红外体温检测仪技术与应用相关资讯点击以关注以下专题:/span/pp style="margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, " Arial Narrow" white-space: normal text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/zt/hwcwy" target="_blank" style="margin: 0px padding: 0px color: rgb(42, 123, 192) text-decoration-line: none background-color: rgb(255, 255, 255) !important "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/6214fb81-41dd-4869-b8d4-8361d93b54d2.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="600" height="171" border="0" vspace="0" style="margin: 0px padding: 0px border: 0px max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 171px "//a/p
  • 国务院将红外体温检测仪纳入疫情防控重点物资
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日,国务院印发关于组织做好红外体温检测仪及配套零部件生产企业复工复产工作的紧急通知,将红外体测检测仪及配套零部件等产品纳入疫情防控重点物资。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/5f97fd7b-3d53-434c-a713-97184bcec1e4.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/aaed65b8-48e0-4a61-8100-904cb9c6da90.jpg" title="2.png" alt="2.png"//p
  • 【综述】红外热成像无损检测技术原理及其应用
    常规的无损检测技术如射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等,这些方法在实践应用中都有各自的缺点及局限性。红外热成像无损检测技术是近年来应用逐渐广泛的一种新兴检测技术,广泛应用于航空航天、机械、医疗、石化等领域。与其他的无损检测技术相比,红外热成像技术的特点有:1. 测量速度快,因为红外探测器通过物体表面发射的红外辐射能来测得物体表面的温度,所以响应极快,能测得迅速变化的温度场;2. 非接触性,拍摄红外图片时,红外摄像仪与被测物体是保持一定距离的,对被测温度场没有干扰,操作安全、方便;3. 测量结果直观形象,热像图以彩色或黑白的图像形式对结果进行输出,从图上可以方便地读取各点的温度值,并且热像图中还包含有丰富的与被测物体有关的其它信息;4. 测温范围广,由于是采用辐射测温,与玻璃测温计和热电偶测温计相比,测温范围大大扩展,理论上可从绝对零度到无穷大;5. 测量精度高;6. 易于实现自动化和实时观测。红外热成像无损检测原理红外线是一种电磁波,为0.78~1000 μm,可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度,都会因为分子的旋转和振动而发出辐射能量。红外辐射是其中一种,如果把物体看成是黑体,吸收所有的入射能量,则根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律,在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为:式中:为黑体的光谱辐射度;c1、c2为辐射常数,c1=3.7418×108 Wm-2μm4,c2=1.4388×104 μmK;σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,为5.67×10-8 Wm-2K-4。实际大部分人工或天然材料都是灰体,与黑体不同,灰体材料的发射率ε≠1,灰体表面能反射一部分入射的长波(λ>3 μm)辐射,因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成,用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和Map,但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体,将Map称为表观辐射度,为便于理解,一般将其转换为人们较熟悉的温度单位,称为表观温度Tap,即:上述表观温度Tap即为红外探测器测量所得温度,在无损检测中测量距离一般较近,可以忽略大气的影响,故被测物体的表面发射率ε的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。检测方式1. 主动式检测为了使被测物体失去热平衡,在红外热成像无损检测时为被测物体注入热量。被测物体内部温度不必达到稳定状态,内部温度不均匀时即可进行红外检测的方法即为主动式红外检测。该种检测方式是人为给试样加载热源的同时或延迟一段时间后测量表面的温度场的分布。从而确定金属、非金属、复合材料内部是否存在孔洞、裂缝等缺陷。2. 被动式检测被动式红外热成像无损检测利用周围环境的温度与物体温度差,在物体与环境进行热交换时,通过对物体表面发出的红外辐射进行检测缺陷的一种方式。这种检测方法不需要加载热源,一般应用于定性化的检测。被测物本身的温度变化就能显示内部的缺陷。它经常被应用于在线检测电子元器件和科研器件及运行中设备的质量控制。红外热成像技术在无损检测中的应用1. 材料热物性参数检测与其它的测温技术相比,红外热像仪能迅速、准确地测量大面积的温 值,且测温范围宽。因此,当需要准确测量较大范围的温度边界条件时,红外热像仪具有其它测温仪器不可比拟的优越性。哈尔滨工业大学的研究人员针对焊接温度场中材料的传热系数随温度升高而变化的情况进行了研究,证明了焊接过程热传导系数反演算法的可行性,结合红外热像法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场,通过计算分别获得了加热和冷却过程的热传导系数随温度变化的曲线。热传导反问题的研究,具有广泛的工程应用前景,近年来在热物性参数的识别、边界形状的识别、边界条件的识别、热源的识别等多方面已经取得了很多研究成果。在进行传热反问题研究时,采用红外热像技术测量研究对象的温度图,可以方便快捷地解决温度边界的测量问题,该方法在热传导反问题的研究中已被广泛采用。2. 结构内部损伤及材料强度的检测目前利用红外热像技术进行的结构损伤研究有混凝土内部损伤检测、混凝土火灾损伤研究、焊缝疲劳裂纹检测、碳纤维增强混凝土内部裂纹检测等,由于损伤部位的导热系数的变化,导致红外热像图中损伤位置温度异常。与常规的探伤方法如X射线、超声波等相比,红外热像技术具有不需要物理接触或耦合剂,操作简单方便、无放射性危害等优点。同济大学的研究人员采用红外热像技术对混凝土火灾损伤进行了实验研究,得出了火灾损伤混凝土红外热像的平均温升随时间的变化曲线,及混凝土红外热像的平均温升与其受火温度与强度损失之间的回归方程。将红外热像技术应用于火灾混凝土检测,在国际上尚属首创,突破了传统的检测模式,为进行混凝土的火灾损伤评价开创了一条新途径。但将该方法运用于实际工程检测中,尚有许多问题需要解决,如混凝土强度等级、碳化深度、级配、火灾类型等对检测结果的可靠性的影响,以及检测时的加热措施等。近年在光热红外技术的基础上发展的超声红外技术发挥了红外技术和超声技术的优点,该方法以超声脉冲作为激发源,当超声脉冲在试件中传播遇到裂纹等缺陷时,缺陷引起超声附加衰减而局部升温,从而利用红外热像技术可以检测出这些裂纹缺陷。南京大学的研究人员将红外热像仪与超声波发射器结合起来,用超声波发射器对有疲劳裂纹的铝合金试件进行热量输入,拍摄红外热图像,与计算机模拟计算结果进行比较,试验表明超声红外热像技术对裂纹缺陷、不均匀结构及残余应力非常敏感。3. 在建筑节能中检测的应用在建筑物节能检测方面,瑞典早在1966年就开始采用红外热像技术检测建筑物节能保温,美国、德国等许多国家的研究人员也都进行过这方面的研究工作。在我国随着对建筑节能要求的提高,建筑物的节能检测势在必行。目前我国对建筑围护结构传热系数的检测多采用建筑热工法现场测量,红外热像技术只作为辅助手段,通过检测围护结构的传热缺陷,综合评价建筑物的保温性能。目前我国红外热像技术在节能检测领域的研究尚属于起步阶段,还没有确定的指标对建筑物的红外热像图进行节能定量评价,由于建筑物立面形式和饰面材料的多样性,编制专用的图像分析与处理软件和建立墙体内外饰面材料的发射率基础数据库成为该项研究中一个重要环节。4. 在建筑物渗漏检测中的应用建筑物的渗漏有由供水管道引起的渗漏和屋顶或外墙开裂引起的雨水渗漏等,由于渗漏部位的含水率和正常部位不一样,造成在进行热传导的过程中二者温度有差异,因而可以用红外热像仪拍摄湿度异常部位墙面的红外热图像,与现场直接观察结果进行对比分析,可以找出渗漏源的位置。结语红外热像技术在无损检测中的应用前景非常广泛,相应的研究工作也取得了初步的研究成果,并逐步地从定性研究走向定量研究,但总体来说在目前尚属起步阶段,能应用于实际工程中的研究成果不多,且多属一些定性的结论,缺乏相应的操作规范。因此,应加强定量研究工作,提高对红外热像图的处理能力。
  • 河工大胡宁教授获批重大仪器项目“多模态相控阵非线性超声检测仪”
    据河北工业大学网站消息,近日,由胡宁教授主持申报的国家重大科研仪器研制项目“多模态相控阵非线性超声检测原理及仪器研制”获得国家自然科学基金委员会批准立项(批准号:12227801),项目直接经费845万元。这是河北工业大学今年获批的又一项重大科研项目,也是河北工业大学近年来第二次获批重大仪器项目。“多模态相控阵非线性超声检测原理及仪器研制”项目面向增材制造航空发动机关键零部件中微裂纹和残余应力的可视化与智能化检测的重大需求,拟开发出高分辨力、高灵敏度、高效的多模态相控阵非线性超声检测仪器。仪器的特色体现在原创的多模态非线性超声相控阵探头上,涵盖多模态相控阵工作模式设计和机理研究、多模态超声探头设计与复合增材制造、多模态相控阵超声大数据获取及验证、基于大数据和深度学习算法的微裂纹与残余应力智能评价软件系统、多模态相控阵非线性超声仪器系统集成等五方面的研究内容与重点突破。包括复杂相控阵声场下微裂纹与残余应力特征评估、复杂微裂纹和残余应力的信号解耦、探头面投影微立体光刻-微滴喷射-电射流复合增材制造等三个关键技术难题。该项目将最终实现仪器在现场和远程两种工作模式下对早期微裂纹和残余应力的高精度检测与评价,确保增材制造航空发动机关键零部件的成形质量,为零部件的疲劳寿命和服役性能评估提供指导,助推我国超声无损检测仪器在基础原理、技术创新方面取得突破性进展,填补世界范围内非线性超声检测仪器空白。仪器系统简图
  • 怎样判断气体检测仪是否需要维修?
    气体检测仪是一种用于检测环境中气体浓度的仪器,广泛应用于工业、环保、医疗等领域。随着工业化的加速和人们对环保意识的提高,气体检测仪在日常生活和工作中扮演着越来越重要的角色。那么如何判断气体检测仪是否需要维修呢?本文跟随逸云天小编一起详细探讨下吧。  以下是一些判断气体检测仪是否需要维修的常见迹象:  1.校准问题:如果检测仪的校准不准确或无法通过校准,可能需要维修或更换传感器。  2.指示异常:如指示不稳定、闪烁、无指示或指示与实际情况不符等。  3.报警功能故障:报警器不工作或误报警等问题。  4.电池问题:电池寿命变短、无法充电或电池漏电等。  5.损坏或破损:检测仪外观有明显的损坏、裂纹或连接线松动等。  6.性能下降:检测灵敏度下降或响应时间变慢。  7.频繁故障:如果检测仪经常出现故障或需要频繁维修,可能存在更严重的问题。  综上所述,关于判断气体检测仪是否需要维修的相关信息就分享到这里,希望这篇文章能帮助到大家。  未来,逸云天公司会更加科学的协调环境和社会资源,采用现代化的管理模式,对企业的质量管理和服务水平提出更高的要求,以过硬的品质在不断创新中前进。
  • 齿轮视觉检测仪器与技术研究进展
    齿轮视觉检测仪器与技术研究进展石照耀 1*,方一鸣 1,王笑一 2 1 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心,北京 100124; 2 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室,河南 洛阳 471003摘要:相对于接触式测量,机器视觉检测这种非接触式测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点,在齿轮检测领域得到越来越广泛的应用。近十年来出现了影像仪、闪测仪、CVGM仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器,它们既可以实现齿轮综合式测量,又可以实现齿轮分析式测量。回顾了齿轮视觉检测仪器的发展历程和特点,分析了齿轮视觉检测中边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等算法的研究和应用进展,总结了机器视觉在齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面的技术发展,并指明了齿轮视觉检测仪器与技术的发展前景。关键词:机器视觉;齿轮测量;齿轮视觉检测仪器;齿轮精度测量;齿轮缺陷检测1 引言齿轮是应用广泛的基础件,其质量直接影响齿轮传动系统的承载能力和寿命等。齿轮检测是分析齿轮加工误差来源、提高齿轮加工精度、保证齿轮产品质量的必备手段。齿轮测量可分为接触式测量和非接触式测量。由于齿轮形状复杂,精度要求高,传统的非接触式测量方法难以满足齿轮测量精度要求,因此传统的齿轮检测设备通常采用接触式测量方式。应用广泛的齿轮测量中心和齿轮双啮检查仪分别是齿轮分析式测量设备和综合式测量设备,均为接触式测量方式。随着计算机技术和视觉测量技术的进步,机器视觉测量精度逐渐提高,在一些场合已经可以满足齿轮检测的需求。相对于接触式测量,机器视觉测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点,在齿轮测量领域应用越来越广泛。近年来出现了影像仪、闪测仪、computer vision gear measurement(CVGM)仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器,它们既可以实现齿轮综合式检测,又可以实现齿轮分析式测量,更能进行齿轮缺陷检测。接触式测量属于串联测量模式,通过测量齿面上一系列点来完成某种测量目标,测量效率较低,大批量齿轮的在线全检是个挑战。此外,接触式测量方法只能测量齿轮的尺寸和精度,难以进行齿轮缺陷检测。目前齿轮产品的外观缺陷主要依靠肉眼筛查,一些细微缺陷还要借助放大镜、工具显微镜等辅助设备进行识别,这些设备检测效率低、误检率高,且无法对缺陷进行准确分类和溯源。齿轮视觉检测属于并联测量模式,一次测量可获取整个区域内的几何要素和外观缺陷数据,检测速度得到极大提升,可以用于大批量齿轮的全检;更重要的是能同时进行齿轮精度测量和齿轮缺陷在线检测。基于视觉的齿轮精度测量是齿轮精度理论与机器视觉技术的有机结合,作者将我国首创的齿轮整体误差理论融入齿轮视觉检测技术中,大大拓展了对齿轮误差的分析能力。齿轮缺陷在线视觉检测技术可实现对大批量齿轮的100% 全检,柔性和自动化程度高,既能实时反映生产状态,及时预警,也方便管理者掌控一定周期内产品质量变化,还可以根据大数据做进一步的质量评估、产能分析和工艺优化。2 齿轮视觉检测仪器如图1 所示,齿轮视觉检测仪器由工业相机、镜头、光源、计算机等几个主要部分组成。常用两种照明方式:图1(a)采用背光光源从待测齿轮下方照明,采集到的是齿轮投影图像,齿轮边缘锐度高、噪声小,此方式适用于齿轮精度测量;图1(b)采用正光光源从待测齿轮上方照明,采集到的是齿轮端面图像,能够凸显齿轮表面缺陷特征,此方式适用于齿轮表面缺陷检测。图1 齿轮视觉检测仪器构成(a)齿轮精度测量系统;(b)齿轮缺陷检测系统几十年来,齿轮视觉检测仪器经历了从只能“离线抽检”齿轮的“个别尺寸”,到结合齿轮精度理论做出齿轮“精度评定”,再到可以在生产现场“在线检测”的越,从通用仪器演变为专用仪器。常见的通用仪器有影像仪、闪测仪等,专用仪器有CVGM 仪器、齿轮在线检测设备等。2.1 影像仪影像仪(VMM)是小零件行业应用广泛的通用视觉检测仪器,可用于测量齿轮外径、孔径等几何尺寸。影像仪有手动式和自动式之分。手动式影像仪的成本较低,但调光、对焦、选点、修正等都依赖人工操作;测量齿轮时,需要人工取点来拟合齿顶圆、齿根圆等几何要素。世界上第一台由电机驱动的自动影像测量系统是1977 年由美国View Engineering 公司研发的“RB-1”系统。目前,国内外有众多企业生产自动式影像仪,典型有瑞典海克斯康、德国蔡司、日本三丰、深圳中图仪器、贵阳新天光电、苏州天准科技等。自动式影像仪在工作台的X、Y 和Z 轴方向可以精确移动,能够实现自动对焦,测量精度更高。通过示教或编程可以实现齿轮测量中的自动取点,但操作过程较为复杂,对操作人员要求高。自动式影像仪一般没有齿轮测量专用软件,能够测量的齿轮指标不全,不能进行精度评价和分析。传统影像仪视场一般较小,为了获取整个齿轮端面轮廓,需要进行图像拼接。手动式影像仪进行图像拼接时效率低、难度大,精度也较差。自动式影像仪可以实现图像的自动拼接,效率较高,但拼接成的图像存在亮度、对比度不均匀的现象,尺寸测量精度同样受到影响。2.2 闪测仪近年来,市面上出现一种新型的一键式影像测量仪(闪测仪),视场范围大,可以一次测量多个零件。日本基恩士的IM-8000 闪测仪可在数秒内同时完成最多100 个目标物、300 个部位的测量,可以任意摆放工件,一键自动识别,自动匹配测量。独特的亚像素处理技术可使图像分辨率达0. 01 pixel,测量精度达±2 μm。深圳中图仪器的VX8000 系列闪测仪也可实现同等级的测量精度。此外,闪测仪还可导入CAD 图,通过“比较测量”识别缺陷,如将实际齿廓图像与标准CAD 图的齿廓对比,可以得到缺齿、断齿等缺陷信息。闪测仪的测量效率相比传统影像仪显著提升,但价格昂贵,同样缺少齿轮精度评价专门功能。2.3 CVGM 仪器1980年代,日本和我国开始了齿轮激光全息测量技术研究。基本原理如图9所示,以单频的氦氖激光器为光源,首先在干涉测量系统获得参考标准齿面的全息图像,然后将标准齿面替换为被测齿面放置于干涉测量系统中,同时将已经拍摄到的全息图像置于系统中。测量时,激光经分光棱镜分光扩束后分为了测量光路和参考光路,其中测量光照射到被测齿面上。两束光线同时照射在全息图上,形成了被测齿面和参考齿面间的干涉条纹,并投影在接收屏幕上。在对条纹图像进行数据处理后,可以得到被测齿面相对于标准齿面的形状误差。在测量光与全息图像之间放入平行平晶,用来调整测量光的相位。对于模数0. 2 mm 以下的小模数齿轮,难以使用接触式方法测量齿廓、齿距、公法线长度等关键参数;现有影像式测量设备不能给出齿轮精度评价报告。如图2所示,CVGM 仪器专用于解决小模数齿轮测量难题,可在1 s内自动计算出齿廓、齿距、径向跳动、公法线长度、齿厚变动量、内孔尺寸、实际压力角等关键精度信息,自动根据齿轮精度标准ISO-1328对齿轮误差进行评级,输出完整的齿轮精度检测报告,并做出OK/NG 判断。CVGM 仪器的齿廓偏差测量精度为±3 μm,齿距偏差测量精度为±2 μm,具有强大的分析功能,可测量双向截面整体误差曲线(SJZ 曲线)。图2 CVGM 小模数齿轮测量系统(a)CVGM 软件;(b)CVGM 系统如图3 所示,CVGM 仪器使用齿轮整体误差曲线作为齿轮单项误差计算的中间体,即先由齿轮轮廓生成齿轮整体误差曲线,再由齿轮整体误差曲线计算出各单项误差;并以SJZ 曲线方式表达测量结果,大大提升了齿轮误差分析能力。图3 基于视觉的齿轮整体误差分析2.4 齿轮在线检测设备齿轮视觉在线检测设备一般都具有分选功能,根据检测结果把被测产品分成合格品、不合格品,或按齿轮精度等级分类,或按缺陷类型分类。该类设备结构形式有三种:直接集成在齿轮产品传送带上方,结构较简单;使用专用上下料机械手和其他辅助机构,结构最复杂;采用玻璃转盘式结构,应用最广泛。图4位于传送带上方的齿轮视觉在线检测设备,优点是占用空间小,但传送带运动不平稳和易磨损,产品摆放角度不固定,导致检测精度难以提高。由于传送带不透光,该设备无法获取齿轮与传送带接触面的图像,不能实现双面测量。图4 传送带式齿轮视觉检测系统图5 所示设备采用了机械手、导轨、转盘等部件,结合专门设计的自动检测装置完成齿轮上下料、检测、分选和摆盘等一系列操作。这类检测设备功能较强,但结构复杂,成本较高。图5 使用机械手和自动装置的齿轮视觉检测设备本团队研制了玻璃转盘式的注塑齿轮在线检测分选系统,如图6 所示,该系统已应用于注塑齿轮生产线,工作稳定,取得了突出的使用效果。玻璃转盘由伺服电机和精密减速器驱动,带动待检齿轮通过视觉检测工位,可保证图像采集过程中齿轮匀速平稳运动。转盘采用高透明玻璃材质,不需翻转就可得到产品底部的检测图像。由光电传感器定位齿轮在转盘上的位置,使用气动执行器将OK/NG 的齿轮吹入相应的存储盒实现自动分拣。该系统能够实现注塑齿轮黑点、毛刺、缺齿、断齿、翘曲变形等外观缺陷检测,也能完成常规几何尺寸和形位误差的测量,并能根据缺陷阈值、尺寸公差实时分选出合格品和不合格品,且具备报警功能。该系统对齿轮端面的检测时间小于0. 3 s,满足生产节拍的需求,特别是具有齿轮轴向测量功能。图6 玻璃转盘式齿轮视觉检测分选系统图7 为注塑齿轮在线检测分选系统软件界面。该软件具有自主知识产权,在软件数据库中贮存了常见齿轮型号及对应的尺寸公差和配置参数,包括CPK 分析和XR 图分析,提高了参数输入效率。注塑齿轮在线检测分选系统兼具精密测量与缺陷检测功能,包括齿轮轴向高度、齿距、公法线、同心度等与齿轮精度相关的检测,齿轮外观缺陷识别准确率能满足注塑齿轮大批量在机检测需求。图7 注塑齿轮在线检测分选系统软件界面3 齿轮视觉检测技术齿轮视觉检测技术是齿轮视觉检测仪器的核心,涉及光学、电子学、计算机图形学、齿轮几何学等多个学科,内容覆盖光学成像、图像处理、软件工程、工业控制、传感器、齿轮精度理论等。近几年,与齿轮视觉检测技术相关的新技术、新理论、新方法大量出现,在多个核心问题上取得了重要的研究进展。齿轮视觉检测技术既有一般视觉检测的共性问题,又有齿轮视觉检测中的特殊问题。齿轮视觉检测的工作流程包括图像采集、图像预处理、边缘检测、齿轮精度评定或齿轮缺陷分析等,其中图像采集、图像预处理、特征提取、图像分割、边缘检测、亚像素算法等属于通用的视觉检测技术,而齿轮精度评定和齿轮缺陷识别属于齿轮视觉检测技术的个性问题。这里先从图像采集系统(硬件)和图像处理算法(软件)两个方面综述与齿轮视觉检测技术相关的共性问题的研究进展,然后从齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面介绍齿轮视觉检测技术中个性问题的研究进展。3.1 图像采集系统图像采集系统一般由计算机(主机)、图像采集卡、工业相机、镜头、光源等组成。工业相机按照传感器芯片种类可分为CCD 相机和CMOS 相机两种,传统上CCD 相机效果更好,但随着技术的发展,目前在一般应用场合CMOS 相机基本已经取代了CCD 相机。相机数据接口常见的有GigE 接口、USB 接口(USB2. 0和USB3. 0)、Cameralink 接口等。其中采用GigE 或USB 接口的工业相机可以直接通过线缆与主机通讯,不需要数据采集卡;而其他接口如Camerlink 接口的相机则需要配备图像采集卡才能与主机通讯。常用的工业镜头按等效焦距分类主要有广角、长焦、中焦、远心、微距镜头等。一般远心镜头的畸变更小,景深更大,可以消除“近大远小”的测量误差,更适合进行高精度的尺寸测量,因此在齿轮视觉检测领域使用最多的镜头为远心镜头。但远心镜头通常价格较高,对精度测量要求不高时,可用普通镜头替代。视觉检测领域常用的光源有点光源、面光源、条形光源、环形光源、穹顶光源、同轴光源等类型,其作用主要有强化特征和弱化背景、突出测量特征、提高图像信息、简化算法、降低系统设计的复杂度、提高系统的检查精度和效率。在齿轮精度测量领域常用的光源主要是面光源,面光源的光线具有更好的方向性,均匀性更好,齿廓更清晰;在齿轮缺陷检测领域主要使用穹顶光源、环形光源和同轴光源等,这些光源可使整个齿轮端面图像的照度十分均匀,突出缺陷特征。齿轮视觉检测的核心问题是测量精度和检测效率,这两个问题都与图像采集系统密切相关。为了提高测量精度,应当选用分辨率更高的相机;为了提高检测效率,需要选择分辨率低的相机,以减少需要处理的数据量,提高软件计算速度。精度和效率是一对矛盾,通过选用运算能力更强的计算机和改进图像处理算法的效率,可以部分地解决精度和效率的矛盾问题。无论是为了提高检测精度还是为了提高检测效率,选用精度更好的镜头和更加稳定的光源都可以改善整体的性能指标。3.2 图像处理算法齿轮视觉检测技术中用到的图像处理算法有图像预处理、边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等。其中图像预处理方法与机器视觉其他应用场合的预处理方法基本相同。3.2.1 边缘检测算法齿轮视觉检测中常采用的边缘检测方法有经典微分算子、小波变换和数学形态学。边缘检测算法能够把齿轮二维端面图像中的关键轮廓提取出来,得到轮廓像素点的坐标集合。根据轮廓点的坐标信息和相机标定参数就可以精确计算出齿轮的特征尺寸,包括齿顶圆直径、齿根圆直径、内孔直径、齿高、齿厚和齿距等。1)经典微分算子图像边缘一般是图像灰度变化率最大的位置,因此可用一阶/二阶导数来检测边缘,由此诞生了一系列经典微分算子。根据微分的阶数可以将经典微分算子分为两类:一类是通过寻找图像灰度值的一阶导数极值点来确定边界的一阶微分算子,有Roberts 算子、Prewitt 算子、Sobel 算子、Canny 算子;另一类是根据图像二阶导数的零点来寻找边界的二阶微分算子,有Laplacian 算子、LoG(Laplacian-of-Gaussian)算子、DoG(Difference-of-Gaussian)算子。对这些经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能进行了比较,如表1 所示。表1 经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能比较Canny 算子采用双阈值和非极大值抑制策略提升对噪声的抗干扰性,具有滤波、增强、检测多个阶段的优化,是性能最优良的微分算子。对于齿轮图像,采用Canny 算子提取的齿廓信息最完整,最接近实际齿廓,如图8 所示。图8 基于Canny 算子的齿廓提取2)小波变换小波变换具有良好的时频局部化特性和多尺度特性。良好的时频局部化特性使其特别适用于检测突变信号,而图像中的突变信号对应边缘,因此小波变换也适用于图像边缘检测。利用Harr 小波函数对齿轮图像进行重构,再结合Canny 算子提取重构图像的齿廓,比单独采用Canny 算子有更优的效果。多尺度特性使其能很好地抑制噪声。图像中的噪声和边缘都属于高频分量,经典微分算子引入各种形式的微分运算后必然对噪声较为敏感,而随着尺度的增加,噪声引起的小波变换的模的极大值迅速减小,而边缘的模值不变,这一特性可以很好地抑制图像噪声。提出一种基于Curvelet 变换的尺度与方向相关性联合降噪方法,该方法对齿轮图像进行降噪处理,在继承小波变换多尺度降噪的基础上,同时进行尺度内方向相关性降噪,可以为齿轮边缘检测提供高质量的输入图像。因此,小波变换是一种齿轮图像边缘提取的有效方法。3)数学形态学数学形态学是基于积分几何和几何概率理论建立的关于图像形状和尺寸的研究方法,其实质是一种非线性滤波方法,通过物体形状集合与结构元素之间的相互作用对图像进行非线性滤波。由于数学形态学提取边缘时容易造成间距小的低灰度轮廓的错位和合并,因此常将其与微分算子提取出的轮廓加权融合。相关文献就提出了一种融合Canny 算子和数学形态学的含噪声齿轮图像边缘检测算法,分别采用改进的Canny 算子和多尺度多结构元素灰度形态学边缘检测算子提取边缘;然后对两幅边缘图像进行了小波分解,得到各层子图像;最后对子图像进行自适应加权融合,并使用小波逆变换重构图像得到最终的边缘检测图像。相关文献采用数学形态学中的四邻域腐蚀法提取出边缘宽度,并将其作为单个像素的轮廓,测量分度圆直径为5 mm 以下的齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径,与千分尺测量结果差值的绝对值在2 μm 以内。3.2.2 亚像素定位算法数字图像是以离散化的像素形式存在的,传统边缘检测算法的测量分辨率只能达到一个像素级,提取出的边缘由像素块构成,边缘定位精度不高,如图9(c)所示。亚像素定位算法是在像素级边缘检测的基础上逐渐发展而来的,首先需要经过像素级边缘检测粗定位,然后利用粗定位边缘点周围邻域内的像素数据进行边缘点的亚像素级精确定位,如图9(d)所示。图9 亚像素边缘处理亚像素定位算法主要有三类:矩方法、插值法和拟合法。1)矩方法矩方法计算简便,应用于齿轮边缘检测可以减小测量误差。相关文献提出一种利用前三阶灰度矩进行亚像素边缘定位的算法,这是文献中最早提出的矩方法。随后基于空间矩、Zernike 正交矩的方法也相继被提出。相关文献利用基于Zernike 矩的齿廓边缘检测算法,对齿顶圆直径为49. 751 mm、齿数为23 的齿轮测得的齿顶圆直径、齿根圆直径的相对误差在0. 02% 以内,齿距累积总偏差的相对误差约5. 15%。相关文献提出一种基于灰度矩的亚像素边缘检测算法,该算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度,灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向,在初始边缘的基础上按求取的灰度变化方向划分为八个区域,构建一维灰度矩模型解算亚像素边缘位置,对于噪声系数为0. 005 的模拟图像,该算法的绝对定位误差为0. 013 pixel。相关文献提出了一种复合亚像素边缘检测方法,该方法基于orthogonal Fourier-Mellin moment(OFMM),可为后续齿廓缺陷检测提供精确的齿廓形状。2)插值法插值法运算速度快,应用于齿轮在线检测设备能够满足生产节拍的要求。插值法的核心是对像素点的灰度值或灰度值的导数进行插值,以增加信息。德国MVtec 公司开发的著名机器视觉算法包Halcon 在工业领域应用广泛,其中的亚像素边缘检测算子采用的就是插值法。相关文献基于Halcon 算法包中的亚像素边缘检测算子,开发了一套齿轮测量应用程序,可以得到齿廓亚像素点集合,并设定条件剔除假边缘,最终得到齿顶圆直径等参数。3)拟合法拟合法对噪声不敏感,适用于噪声较多的齿轮图像,但求解速度较慢。拟合法是通过对像素坐标和灰度值进行理想边缘模型拟合来获得亚像素边缘的。相关文献提出一种基于高斯积分曲面拟合的亚像素边缘定位算法,可最大限度地消除噪声的影响,与原有高斯拟合算法相比,该算法通过坐标变换简化了曲面拟合问题,计算速度提高1 倍,可以满足五级精度的渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓偏差测量要求。3.2.3 特征提取和模式识别算法缺陷检测算法一般由图像预处理、图像分割、特征提取和模式识别等步骤组成,其中特征提取和模式识别是缺陷检测的关键环节。特征提取的有效性对后续目标缺陷识别精度、计算复杂度、检测鲁棒性等均有重大影响。常用的特征提取算法可以分为三种,分别是基于纹理、颜色和形状的特征提取算法。提取完特征后,还需采用模式识别算法对缺陷进行区分。模式识别算法主要有匹配识别和分类识别两类。齿轮缺陷检测常用的匹配识别算法有FAST 和SIFT 算法等,常用的分类识别算法有基于人工神经网络或支持向量机的算法。相关文献提出了一种基于FAST-Unoriented-SIFT 提取算法和BoW(Bag-of-Words)模型的行星齿轮故障识别方法,该方法将原始振动信号转换为灰度图像后,通过FAST-Unoriented-SIFT 算法直接提取灰度图像中的特征。FAST-Unoriented-SIFT 算法结合了FAST 和SIFT 算法的优点,忽略了特征的方向。最后在提取的特征的基础上建立BoW 模型,该方法对齿轮故障的整体识别率达98. 67%。相关文献提出了一种改进的GA-PSO 算法,称为SHGAPSO算法,先经过图像分割算法提取齿轮的几何形状、纹理和颜色特征,再重建BP 神经网络,并使用SHGA-PSO 算法优化结构和权重。SHGA-PSO 算法对坏齿、划痕、磨损和裂纹4 种不同的齿轮缺陷样本的识别正确率在94% 以上。相关文献基于YOLO-v3 网络实现了对金属齿轮端面凸起、凹陷和划痕三种缺陷的快速检测和定位,对每幅图像的平均检测时间为77 ms,对三种缺陷的平均精确度(AP)和平均召回率(mean recall)分别为93% 和91%,检测效果如图10 所示。图10 齿轮缺陷特征提取与模式识别3.3 齿轮精度测量齿轮形状复杂,精度要求高。为保证齿轮产品质量,需要控制的齿轮精度指标有齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差、齿厚、齿圈跳动等,其中除螺旋线偏差外,其他精度指标都可以用齿轮端截面轮廓数据进行计算。齿轮精度测量主要有两个问题需要解决,一是通过图像处理获得被测齿轮的精确的端面轮廓信息,二是根据齿轮精度理论和相关齿轮精度标准计算齿轮各项偏差值并给出齿轮精度评定结果。通过齿轮精度等级,可以确定对视觉检测系统的测量精度要求。以齿数20、模数1 mm、5 级精度的直齿圆柱齿轮为例,其齿距累积总偏差为11 μm,齿廓总偏差为4. 6 μm。按测量仪器精度为被测指标允差的1/3~1/5 估算,测量5 级精度齿轮的测量仪的精度应优于1. 6 μm。这对视觉测量而言,是非常困难的。齿轮视觉测量精度依赖于测量系统的硬件和数据处理算法。由于所用相机、镜头等图像采集系统硬件和图像处理算法等软件的不同,以及被测对象齿轮的尺寸参数和精度要求不同,齿轮视觉检测系统的测量精度的差异很大,但在齿轮被测项目评定方面,都是根据齿轮精度相关标准进行的。相关文献依据齿轮精度标准ISO1328-1,给出了视觉测量齿距偏差和齿廓偏差的评定方法,对模数为0. 5 mm 的8 级精度直齿轮测得的齿距偏差、齿廓偏差与齿轮测量中心的测量结果差值最大为4 μm。相关文献采用视觉测量方法测量模数为2 mm、齿数为90的齿轮,齿廓总偏差5 次测量的标准差为0. 028 μm,取得了很好的测量重复性。相关文献提出了视觉测量齿轮的公法线长度的方法,其测量精度能够满足工程应用要求。齿轮精度视觉测量方面,国外研究进展与国内基本相当,研究内容类似。值得指出,Werth 公司推出的基于光纤测头的微小模数齿轮测量设备采用了接触式测量和视觉检测技术相结合的方法,该方法既具有视觉测量的特点,可借助视觉引导实现对微小齿槽的测量;又具有接触式测量的特点,需要用光纤测球扫描齿轮轮廓,测量精度较高但效率较低。由于仪器价格高,这种基于光纤测头的齿轮测量仪器实际应用较少。除了齿廓偏差、齿距偏差、齿厚等轮齿精度指标外,齿轮视觉测量技术还可以获得齿轮的形位误差。GB/T 1182—2018 规定齿轮图纸中通常要标注内孔圆度、端面跳动或垂直度、分度圆跳动等的形位公差,这些都可以通过视觉测量完成。此外,近年来出现了基于视觉方法的齿轮表面粗糙度测量研究。有文献提出一种基于卷积神经网络(CNN)建立粗糙度参数Ra 与处理后的齿轮感兴趣区域(ROI)图像之间关系的方法,该方法可以在无需人工参与的情况下自动检测齿轮表面粗糙度,平均测量时间约为0. 5 s,比使用接触探针测量齿面粗糙度的方法快40 倍。我国科技工作者在1970 年前后首创的齿轮整体误差测量技术可快速获取包含被测齿轮全部齿廓误差信息的双向截面整体误差曲线(SJZ),进而方便地分析出齿廓偏差、齿距偏差、齿厚变动量等齿轮误差项目,可以直观地对齿轮加工质量和使用性能进行分析和评价,具有测量效率高、信息全的优点。但由于作为测量元件的跳牙蜗杆制造困难、通用性不好,传统上齿轮整体误差测量技术通常只适用于大批量生产的齿轮产品。与齿轮整体误差测量技术类似,齿轮视觉测量技术也可以快速获得被测齿轮的全部齿廓信息,因此也可以使用齿轮整体误差曲线进行测量结果的表达、分析与处理。CVGM 视觉齿轮测量软件中就采用双向截面整体误差曲线作为全部齿廓测量结果的表达方式。图11 为CVGM 获取的SJZ 曲线,其中最外圈为左齿面整体误差曲线,其次为右齿面整体误差曲线,最内圈为齿轮内孔圆度误差曲线。图中可见被测齿轮具有中凸齿廓,整体几何精度较好,但在个别轮齿交替时(左齿面2-3 齿交替、3-4 齿交替)会产生较为明显的啮合冲击。其中,该被测齿轮作为被动齿轮在左齿面2 齿、3 齿啮入时会产生刚性冲击,作为主动齿轮在左齿面2 齿、3 齿啮出时会产生柔性冲击。从双向截面齿轮整体误差曲线还可以看出各轮齿齿距、齿厚的变化规律[9]。通过与齿轮视觉检测技术相结合,齿轮整体误差测量技术和齿轮整体误差理论又获得了新的发展机会。图11 CVGM 获取的双向截面整体误差曲线为提高测量精度,CVGM 创新性地提出了基于“ 虚拟样板”的齿轮测量软件精度标定方法。在CVGM 系统中,测量精度是分为两个环节进行保证‍‍‍的:首先通过测量标定片对图像采集系统的精度进行标定;其次使用虚拟齿轮样板对测量软件算法的精度进行标定。图12(a)为对标定片进行测量的结果,标定片上各个圆点的直径理论值为0. 5 mm,标定片的图形制造误差小于等于1 μm,CVGM 计算出的各个圆点的直径误差均在1 μm 以下。图12(b)为采用CAD 软件绘制的无误差的标准齿轮图像,图片像素大小与实际图像采集系统CVGM-12H 的像素大小相同,均为3. 668 μm。CVGM 对无误差齿轮图像进行测量时,由图像处理算法和齿轮精度评定算法引入的齿廓偏差小于等于2 μm,齿距偏差小于等于1 μm。试验中CVGM 系统测量重复性误差为±1μm,可以满足齿数为20、模数为1 mm、5 级精度的直齿圆柱齿轮的精度测量要求。此外,CVGM 软件还可以自动计算内孔圆度、齿圈跳动、公法线长度等误差项目。图12 CVGM 图像采集系统标定和“虚拟齿轮样板”图(a)标定片;(b)虚拟齿轮样板3.4 齿轮精度测量制造过程中由于材料、设备和工艺等问题,会产生齿轮缺陷。齿轮缺陷视觉检测技术的关键指标是缺陷识别的准确率和效率。图13 为齿轮的常见缺陷,包括毛刺(披锋)、缺料、裂纹、收缩、变形、穿孔、流纹、烧胶、凹痕、色差、坏齿、凸起、气泡和溢边等。齿轮视觉检测系统采集并处理齿轮表面图像,利用图像分割、特征提取和模式识别等算法获取缺陷的特征信息,实现对缺陷的定位、识别、分类和统计。图13 齿轮缺陷种类1)齿廓缺陷检测齿廓缺陷检测是齿轮缺陷检测研究中的重点,齿廓好坏与齿轮传动性能密切相关。齿廓具有固定的形状特征,一旦出现缺陷就意味着形状改变。因此,齿廓缺陷检测通常需要先用边缘检测算法提取齿廓边缘,再利用基于局部灰度特征统计或形状特征提取的方法对齿廓边缘的每个亚像素点进行几何特征分析来识别齿廓缺陷。相关文献通过连通域标记算法对每个连通域进行细分区域灰度值分析,对灰度值分析结果进行阈值判别从而提取齿轮缺角、缺齿缺陷。相关文献针对彩色塑料齿轮图像,采用基于决策树的局部阈值方法对图像进行分割来检测齿轮的缺齿情况。有文献提出“虚拟圆扫描法”,通过对一系列相关交点之间的距离比值与设定的比值系数进行比较,确定齿廓是否合格。当齿廓缺陷随机性较强时,可采用机器学习算法来提高识别的正确率。相关文献采用支持向量机来构造齿轮缺陷识别模型,模型识别齿廓缺陷的正确率达97. 8%。2)毛刺检测毛刺是齿轮在生产过程中出现的一些飞边、棱边、尖角等,是齿轮最为常见的缺陷。齿轮毛刺是齿轮制造工艺不当引起的,尺寸细小,肉眼难以发现,出现位置随机,较为频发,是齿轮缺陷检测中的必检项。由于毛刺常出现于齿轮轮廓边缘,因此通常需要进行边缘检测,再根据齿轮的几何特征来判别和定位毛刺。本团队针对注塑齿轮的中孔披锋(毛刺)缺陷,先采用亚像素定位算法精确定位中孔轮廓,再计算轮廓上各点到齿轮中心的径向距离,根据径向距离的异常值判定是否存在中孔披锋。3)表面异物检测齿轮的表面异物缺陷包括油污、黑点、材料中的杂质等。这类缺陷通常会构成图像上的连通域,通过图像分割、Blob 分析等方法可以得到连通域的质心坐标、面积、圆形度、凹凸度和惯量比等几何形状特征,从而获取表面异物的个数、位置和大小等信息。4)裂纹与流纹检测裂纹是金属齿轮的一种外观缺陷,与裂纹类似,流纹是注塑齿轮特有的一种外观缺陷。针对这两种缺陷的检测方法一般分为两个步骤:一是检测齿轮表面是否存在裂纹/流纹;二是提取裂纹/流纹。合格的齿轮产品表面较为光滑,灰度变化均匀;裂纹/流纹则与周围灰度值有明显差异,具有明显的纹理特征,因此常采用基于统计的灰度特征或阈值分割法进行提取。5)翘曲变形检测翘曲变形是注塑齿轮的常见缺陷类型,体现为塑料齿轮的几何形状与模具型腔的形状发生了偏离,超出了公差范围。通常可以通过测量塑料齿轮的特征尺寸(如齿距、齿厚)来识别。本团队选取斜齿轮齿厚标准差或直齿轮齿厚最小值作为特征值,利用支持向量机分类器进行翘曲变形缺陷判别,成功检测出200 个样品中的19 个存在翘曲变形缺陷的齿轮。6)多缺陷融合检测当齿轮表面缺陷特征较多时,通常要通过基于机器学习的目标分类算法来进行判别。如有文献提出一种改进的YOLO-v3 网络,用DenseNet 代替YOLOv3网络中的DarkNet-53 网络,对塑料齿轮的污痕和缺齿缺陷进行检测,误检率为1. 3%。相关文献采用基于CNN 的两种分类方法Naïve 法和fine-grained 法对齿轮的划痕、凸起、孔蚀、块状不对称缺陷进行识别,Naïve 法处理时间更少,平均时间为0. 09 s,准确率为92%,而fine-grained 方法在准确性方面更好,准确率为96. 5%,平均时间为0. 67 s。本团队研制的注塑齿轮在线检测分选系统能够实现对注塑齿轮材料杂质、黑点、油污、烧胶、毛刺、气泡、水口穿孔、缺齿、断齿、收缩、翘曲变形等多缺陷的融合检测,还可以测量齿轮几何尺寸和形位误差,特别是具有齿轮轴向测量功能,可实时分选出合格品和不合格品,具备报警功能,检测效率高、功能全,是目前注塑齿轮视觉在线检测专用设备。4 结束语特大齿轮(直径大于3000mm)测量和微小齿轮(直径小于2mm或模数小于0.1mm)测量属于“绝端测量”范畴。过去20年,对齿轮极端测量技术的研究取得了系列成果,有些已应用于实际齿轮测量中。随着齿轮视觉检测技术的发展,齿轮视觉检测仪器已经可以实现齿轮精度评价和齿轮缺陷检测,已在众多小模数齿轮生产企业得到应用,可以有效地管控产品质量、改进加工工艺、提高产能,取得了较好的使用效果。在齿轮视觉检测技术发展过程中,软件算法是技术壁垒和核心竞争力的集中体现。相对于齿轮精度测量,面向齿轮缺陷检测的技术较为成熟。目前,齿轮机器视觉测量仪器和技术的研究和应用主要集中在小模数齿轮领域的原因如下:在机器视觉测量中,测量精度和测量范围(视场范围)是一对矛盾,现有的机器视觉测量仪器难以同时满足中、大模数齿轮对视场范围和测量精度的要求;小模数齿轮的齿槽宽度小、轮齿刚性差,常规的接触式测量仪在测量小模数齿轮时效率低、测量困难,不能满足小模数齿轮的测量需求。但齿轮机器视觉测量技术也有不足。除了固有的测量精度相对较低的缺点外,由于轮齿遮挡问题,齿轮机器视觉测量技术目前不能实现对圆柱齿轮的螺旋线测量和对锥齿轮、斜齿内齿轮等特殊齿轮的测量,限制了齿轮机器视觉测量技术的推广和应用。在齿轮精度测量研究方面,提高视觉测量精度仍将是难点和着力重点;在齿轮缺陷检测研究方面,目前对齿轮缺陷检测的研究不够深入,可检的缺陷种类不全,提高缺陷识别准确率和效率是着力重点。随着人工成本的增加和产业升级需求的提升,在大规模齿轮生产过程中齿轮视觉在线检测设备的应用越来越多。齿轮视觉在线检测设备的特点有:耦合于生产线上,可高效测量批量齿轮的尺寸精度,实时监测齿轮质量,自动剔除不合格品,形成“生产-检测-分选”自动化流水线;对齿轮外观缺陷进行识别和分类,实现大批量齿轮的“应检尽检”,用“大数据”手段分析齿轮工艺问题,与生产管控系统互联,及时调整工艺参数,减少损失;实现齿轮质量长期监测,及时发现齿轮质量的异常变化;可实现网络化监管和远程监控,即使在千里之外也可以监控整个生产过程,把握生产动态。在未来,齿轮视觉检测技术必将纳入更多先进的科学技术,齿轮视觉检测仪器也将集成更多新技术,并充分发挥各项技术的优点,提升检测效率和精度。三维视觉检测技术、视觉检测设备的复合化、微型化和智能化将是齿轮视觉检测技术的发展趋势。未来每条齿轮产线的生产动态都可以集成到一个软件中进行分析,检测数据实时存储到云端,长期积累的庞大数据将为齿轮生产工艺带来巨大的变革。毫不夸张地说,视觉检测技术将会带来齿轮检测领域的革命,现在还仅仅处于入门口。(省略参考文献51篇)
  • 【综述】红外热成像技术在FRP复合材料无损检测应用中的研究现状与进展
    引言红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术,近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料以及热障涂层等的无损检测与评价。碳纤维增强复合材料(CFRP)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是目前发展最为成熟、已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运载和风力发电等领域的结构复合材料。然而,它们的层状以及非均匀微观结构使得它们在生产和使用过程中极易萌生和发展为多种类型的缺陷,如涂层脱粘、界面分层等,极大地降低了复合材料/涂层结构件的使用性能与寿命,严重时甚至酿成灾难性事故。热障涂层作为一种陶瓷层可沉积在基体材料的表面,对基体材料起到隔热保护的作用,目前已被广泛用作航空发动机、聚变反应堆、火箭喷管等高端装备的高温热防护部件。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图为控制FRP复合材料/涂层结构的质量,确保高端装备的安全可靠运行和低维护成本,开发先进的无损检测与评价方法或技术对其进行高效、可靠地检测与评价是非常必要的。目前比较有代表性的无损检测与评价技术有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和电磁检测等。但这些方法各有所长,也有其各自的局限性。例如,超声法中耦合剂的使用会致使检测表面受到污染;电磁法虽易于实现自动化检测,但仅适用于非铁磁性材料,且多用于检测近表面缺陷信息。红外热波成像技术由于具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等优点,非常适合于复合材料/涂层结构的在线检测与缺陷表征,近年来得到人们的重视和广泛关注。01 红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射,根据Stefan-Boltzmann定律,其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外,还与波长和环境温度有关,而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场,从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励,该技术可分为主动式与被动式,其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率,近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励,同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程,并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析,以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同,该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多,但由于所检测对象琳琅满目,且结构与物理特性比较复杂,因此在实际应用中需结合检测对象本身特性,选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法,从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法,由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点,在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中,当外激励光源入射到待测试件时,基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用,同时,利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应,即红外热图像序列。然后,借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析,从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外,根据热激励形式的不同,红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像,这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高,但其探测深度通常较浅,无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求;且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性,红外锁相热成像技术应运而生,但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷,因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷,需选择不同调制频率对待测试件进行激励,因此,该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术,具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势,如高分辨率、高检测效率、大探测深度等,近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。02 FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状2.1 红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术,该技术是使用高能光源(如激光、卤素灯、闪光灯)对待测试件进行非常短时间(通常几毫秒)的脉冲激励加热,由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异,然后,利用红外热像仪同步记录这种温度差异,并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快,且对厚度较小的试件具有较好的检测结果,但其探测深度非常有限,不适用于检测大厚度构件。此外,该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应,极易使得其产生界面分层等类型缺陷,极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。[英国巴斯大学Almond等]对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究,并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术,该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像,因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。[意大利学者Ludwig等]研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]为了克服脉冲热成像技术的局限性,提出了双脉冲激励热成像检测技术,并表明该技术可进一步增强热对比度。[加拿大学者Meola等]利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。[英国巴斯大学Almond等]又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。[伊朗桂兰大学Azizinasab等]还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法,实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外,为增强FRP复合材料缺陷检测效果,许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出,例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果。[首都师范大学]研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化,并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。[北京航空航天大学]对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究,并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外,国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习[30]和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。2.2 红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术,该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热,然后,待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场,由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异,因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取,最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术,此外,通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测,并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比,更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。[Pickering等]研究了同等激发能量下,红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。[Montanini等]证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测,并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。[Lahiri等]发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加,利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大,而热对比度却减小。[Oliveira等]提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。[哈尔滨工业大学]对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价,开展了系统的理论与实验研究,并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。[浙江大学]使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷,并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除,显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。[东南大学]针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题,提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术,不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题,还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。2.3 红外热波雷达成像检测技术近年来,红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注,并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势,但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长,尚存在一定的局限性。例如,由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息,随之而来的是热扩散长度的增大,致使检测分辨率降低;另外,为提高检测信号的信噪比,通常采用增加热流激励强度的方法来解决,但在检测重要目标构件时,为防止对检测对象的热损伤,这种方法并不适合。[加拿大多伦多大学Mandelis教授]与[印度理工大学Mulaveesala教授]首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中,提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度,随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术,截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理:(a) 截断相关光热相干层析成像数学实施;(b) 激光诱导热成像系统框图印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比,并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测,[比利时根特大学]也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术,并证明了该技术具有更高的深度分辨率。国内的科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作,并取得了重要的创新研究成果。[哈尔滨工业大学]较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价,并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。[湖南大学]和[电子科技大学]还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测,并取得了较为满意的检测效果。[东南大学]也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术,可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。03 热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代,伴随着信息电子与计算机技术的快速发展,近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中,仍以光激励红外热成像检测技术为主,这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点,非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同,除光激励红外热成像检测技术外,其他无损检测方法还包括:超声热成像、振动热成像和涡流热成像。3.1 红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测,国外专家学者较早地开展了相关研究,并取得了较多的研究成果。[Cielo等]利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层,研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时,该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。[Liu等]提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术,可实现直径远小于1mm的裂纹检测。[Shepard等]利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测,并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。[Marinetti与Cernuschi等]利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法,系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。[Bison与Cernuschi等]为无损评价热障涂层老化程度以及完整性,利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外,利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估,且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。[Ptaszek等]还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。[Mezghani等]利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。[Unnikrishnakurup等]利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量,并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚,但仍取得了重要研究成果。[北京航空航天大学]利用红外脉冲热成像技术,通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法,对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。[北京航空材料研究院]利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5mm的脱粘缺陷,还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。近来,关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现,[北京理工大学]和[南京理工大学]利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹,[北京理工大学]还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术,实现了仅9.5μm宽表面微小裂纹的高效检测。3.2 红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究,国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究,而国外对此的研究还很少。[火箭军工程大学]利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测,并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测,且检测精度可达到95%。[哈尔滨工业大学]利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测,并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。[哈尔滨工业大学]随后利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。[上海交通大学]针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价,也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。此外,[韩国国立公州大学Shrestha和Kim]利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价,并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。3.3 红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术,其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道,目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。[哈尔滨工业大学]利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测,该技术利用线性调频信号调制光源强度,并引入了互相关和线性调频锁相提取算法,研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。[东南大学]基于Green函数法,对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究,并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术,可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展,通过文献调研和相关研究结果分析,可发现,由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性,使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术,红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点,为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外,在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中,笔者也发现,红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题,也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展,呈现出以下发展趋势:1) 多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围,随着检测对象的多样化和检测要求的多元化,所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势,具体体现在:①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展;②随着计算机和电子信息技术的快速发展,传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2) 智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步,这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异,在精度和实时性方面,甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术,有望取代人工判断,推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3) 集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块,体积较大、结构较为复杂,且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求,红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展,最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4) 多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息,此外,在信息呈现和表达上,多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时,常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式,通过多源多模态热成像数据的融合与集成,最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此,红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。
  • 高端近红外线水分检测仪 深芬仪器研制成功
    高端近红外线水分检测仪深芬仪器研制成功,CSY-JH近红外水分检测仪是深圳市芬析仪器制造有限公司研制的高端近红外水分检测仪,采用非接触式红外慢反射方式对样品水份进行测定,CSY-JH近红外水分检测仪采用无损检测,不破坏样品理化指标3-5S内对样品进行快速检测水分含量。CSY-JH近红外水分检测仪可广泛应用于一切需要快速测定水分的行业,如医药、粮食、饲料、种子、菜籽、脱水蔬菜、烟草、化工、茶叶、食品、肉类以及纺织,农林、造纸、橡胶、塑胶、纺织等行业中的实验室与生产过程中对水分测定的要求;同时满足固体、颗粒、粉末、胶状体及液体含水率的测定。近红外水分检测仪仪器优点:1、采用非接触式红外慢反射方式对样品水份无损检测。2、测量速度快速3-5S内对样品进行快速检测水分含量。3、自定义多种测量模式,可以预设1-10不同测量模式4、具有温度自动补偿基本不受外界温度变化的影响长期稳定性好5、测量精度精确,近红外水分检测仪采用光栅式红外技术,其稳定性比六光束、八光速大大提高,满足生产工艺要求。近红外水分检测仪技术参数:测量范围:0.01-100%测量精度:0.01%测量时间:3-5S探头:光栅式红外技术
  • 发布HVLD高压泄露法密封性检测无损检测仪新品
    HVLD高压泄露法密封性检测无损检测仪型号:HVA 200产地/品牌:意大利 Xepics赛派克斯 关于密封性检测 药品包装密封性检测作为在产品生产后端常用的检测手段,是确保相关产品包装合格及产品质量持续合格的几道检测工序之一,也是生产质控中最容易忽视的检测工序之一,近年来由于美国药典USP1207的逐步影响,药品包装密封性检测日益受到广泛用户的重视;在制药行业,常用的密封性检测手段包括了传统的水浴染色法、水浴气泡法、微生物检测法等,这些方法都是有损检测方法,并且人工主观性比较强,美国USP则着重推荐无损密封性检测方法,这些无损密封性检测方法包括了真空衰减法、压力衰减法、氦气示踪气体法、高压放电法等多种检测方法,这些方法都是由设备自动进行检测并判断检测结果,因此更能准确客观地呈现样品的客观检测结果。 高压放电法 高压放电泄漏检测技术是一种离线实验室检漏仪器,它利用HVLD泄漏检测技术,检查个别样品的包装完整性。 HVLD完全可以对样品非破坏性,非接触式,非侵入性检漏,且没有必要准备试验样品。包装/容器的材料必须是不导电(玻璃,塑料,聚层压板)。 HVLD可以用于液体产品的检漏,包括悬浮液,乳液和蛋白产品种类繁多。 HVLD已被证明是一个高度敏感的药品包装(预充式注射器,充满液体瓶,吹塑填充密封容器,输液袋等装满液体袋)各类泄漏测试方法。 原理:装置由两个主电极(阳极和阴极)组成,该系统测量由电压电位应用产生的放电电流如果容器密封完整性受到裂纹的影响,针孔和不适当的密封降低了电路电容,同时增加了电极之间的电流 仪器特点无损、非侵入、无需样品制备重复性和准确度高适用于所有注射剂产品,包括极低导电率的液体(注射用水)ms数量级的测试时间,高效、快速扫描样品适用于各种规格的包装容器,无需额外的模具简化检测和验证过程高品质零件,使用寿命长,可全天候使用实验室和在线检测 标准规格适用容器安瓿瓶,西林瓶,预充针等容器内容物 导电液体容器材质 玻璃、塑料容器尺寸 直径8-39mm, 高度35-110mm填充量 1-30mL方法/技术 高压密封性检测(HVLD)电压 30KV液体电导率低至1μs/cm(根据产品和包装特性)机械输出速率每分钟200个样品瓶 技术规格设备尺寸(Wx Dx H) 220x100x120cm 供电需求 110-240VAC,50-60Hz,2KW 控制器 PC机 操作系统 Windows10 操作界面 触摸屏8“ 网络通信 以太网 Xepics HVLD解决方案的范围包括:实验室单元-批处理和实验室检查生产设备-设计为提供的检查能力在线/离线实验室设备-高压实验室:样品旋转系统可配置以处理各种容器大小和类型生产设备:玻璃容器HVA 200和HVA 400,生产速度200 cpm或400 cpmBFS/FFS塑料容器HVB,生产速度120 cpm在线(输送机进出)/离线(托盘进出)配置 创新点:我们的无损密封性检测方法包括了真空衰减法、压力衰减法、氦气示踪气体法、高压放电法等多种检测方法HVLD高压泄露法密封性检测无损检测仪
  • CISILE 2013之材料检测技术报告集锦
    仪器信息网讯 2013年5月15日,“第十一届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE 2013)”在北京召开。作为CISILE 2013的重要活动之一,2013中国科学仪器及实验室装备高峰论坛同期举行。  本届展会由中国仪器仪表行业协会主办、北京朗普展览有限公司承办。展会为期3天,展位超过850个,汇聚了近600家国内外科学仪器及实验室装备相关展商,集中展示当前科学仪器产业的新产品与新技术。材料检测技术报告会议现场  作为CISILE 2013的同期活动,由中航工业航材院组织举办的“材料检测技术报告”在中国国际展览中心综合服务楼205会议室召开,主办方特别邀请了6位工作在一线的材料检测专家作了精彩报告。中国航空工业集团公司北京航空材料研究院赵文侠工程师报告题目:先进发动机用高温合金超温组织演化与评价  当燃气涡轮在使用中经历了超温状态时则可能严重地损害涡轮叶片的组织,如不排除,可能导致发动机过早失效。赵文侠等人通过观察试验超温失效的涡轮叶片在电子显微镜下的某些显微组织特征,为航空发动机作超温检查提供了参考。中国航空工业集团公司北京航空材料研究院刘颖韬高工报告题目:蜂窝积水红外热像检测的研究进展  刘颖韬指出,对于蜂窝结构复合材料的积水问题,红外检测方法具有灵敏度高、检测结果直观、效率高等优点,弥补了X射线、液晶法、超声脉冲回波3种常用检测方法的缺点,不过红外检测方法同样面临着检测设备的便携性、积水量定量评价两个挑战。中国航空工业集团公司北京航空材料研究院黄新跃博士报告题目:高温合金疲劳裂纹扩展的过载行为研究  黄新跃选用MTS公司的LANDMARK系列试验机、电阻式高温炉以及裂纹长度监测系统,对三种高温合金进行了高温恒幅裂纹扩展试验,并发现三种高温合金在r=1.6时均有明显的过载迟滞现象,但是迟滞寿命较短。国家建筑工程质量监督检验中心刘盈高工报告题目:既有玻璃幕墙粘结可靠性现场检测方法研究  刘盈介绍到,该科研项目成功研制出适用于既有玻璃幕墙粘结安全性现场无损监测/检测的设备,研发了适用于该现场监测/检测工作的有限元分析软件,找到了简便易行的既有玻璃幕墙硅酮结构胶模量测试方法,建立了既有玻璃幕墙粘结安全性现场检测方法。中国建材检验认证集团股份有限公司孙宏娟博士报告题目:环境舱技术在建筑材料测试中的应用  孙宏娟介绍到,环境舱技术的典型研究机构包括美国劳伦斯伯克利实验室等,该技术的特征之一就是需要配备各类检测仪器,如挥发性有机物检测仪、红外线光谱仪、激光粒径检测仪等,主要应用在材料测试、组件检测、环境评估以及产品认证等领域。钢铁研究总院粉末冶金研究室X射线结构分析实验室郑毅高工报告题目:纳米体尺寸分布的X射线小角散射分析及其应用  郑毅说到,目前纳米颗粒粒度分布测试方法包括电镜+图像分析仪法、光子相关谱法、BET吸附法以及X射线小角散射法,其中X射线小角散射法的测试范围为1-300nm,其优势在于测定结果为一次颗粒的粒度分布,即使颗粒不能很好分散;不过当孔与颗粒处于同一量级时,该法则不能区分。中国航空工业集团公司北京航空材料研究院刘高扬工程师主持会议
  • 疫情防护重点物资|红外热成像体温检测产业链深度解析
    在今年春节前后于湖北武汉爆发的新型冠状病毒(2019nCoV)疫情当中,由于新型冠状病毒可以通过咳嗽、呼吸形成的飞沫进行传播,所以公共区域的疫情监控与防治成为遏制疫情的重要环节。而感染新型冠状病毒的患者症状表现主要呈现发热、咳嗽、呼吸困难和乏力等症状,所以体温筛检成为公共区域疫情监测的主要手段之一。但是,传统的温度计、额温枪等测温设备,不仅需要一对一检查,检测速度慢,而且还需要近距离接触,因此存在较大的交叉感染风险。相比之下,红外热成像体温检测设备由于能实现远距离(可达数米)、非接触式、多目标同时进行体温检测,是在公众场所甄别发热人群效率最高的一种方式。正因为如此,国务院于1月30日就印发了关于组织做好红外体温筛检仪及配套零部件生产企业复工复产工作的紧急通知,通知明确将红外体测筛检仪纳入疫情防控重点物资。虽然国内红外热成像产业链企业大立科技、高德红外、华中数控等紧急复工,并提供数千台红外热像仪,携手助力各地防疫工作,但远远满足不了目前疫情的需求。随着各地延迟上班时限的临近,返程复工大潮即将开启,必将对于疫情的防控带来更大的挑战。预计各地政府及企业将进一步加大防疫工作的建设力度,目前医院、高铁、飞机场、地铁、大型商超、写字楼、学校等场所对红外热成像体温检测设备需求急剧增长。以上海虹桥交通枢纽为例,2月8日下午2:00,上海举行新闻发布会,介绍上海新型冠状病毒感染肺炎防控工作情况。随着返程高峰的到来,上海虹桥机场、虹桥火车站共设置了16个检测点,主要以红外热成像体温检测设备为主,截至2月7日,虹桥枢纽机测体温122万人次,发现体温异常101人。显然,要想在短时间内实现对于如此大规模人次的体温检测,红外热成像体温检测设备是必不可少的利器。目前,市场上的红外热成像体温检测仪一直处于缺货的局面,各大热成像体温监测仪厂商的相关产品均处于缺货状态,一些厂商的相关热门机型的订单都已经排到了两个月以后。与此同时,热成像体温检测仪所需的一些关键元器件也出现了严重的缺货情况。下面就从市场需求、红外热成像技术及产业链等方面,对于红外热成像体温检测行业进行剖析。一、非接触式红外热成像体温筛检市场需求巨大2020年2月2日,工信部新闻发布会上曾提到,目前为止收到各地各方面对红外体温检测仪的需求约为2万台,手持式约30余万台。工信部预计,整个全自动红外热成像体温检测仪需求约为6万台,手持式约55万台。随着各地复工返程人流高峰的到来,为了进一步加强对于疫情的防控,预计各地政府及企业也将加大防疫工作的建设力度,红外热成像体温检测仪将成为疫情的关键防控设备,特别是在地铁、汽车站、火车站、机场、医院、学校、大型写字楼、工厂等应该重点监控的人流密集区域,红外热成像测温设备需求将大幅提升。根据交通运输部公开的数据显示,2019年10月24日,国内共有39个城市开通运营城市轨道交通,运营里程超过5800公里。我们假设平均1.1公里设有一个地铁站,全国地铁站数量为约5200-5300站。如果每个站点都至少部署两台红外热成像体温检测设备(进站口和出站口),则需求量将超1万套。汽车站方面,我们按照333个地级市,2862个县进行大致测算,假设每个地级市平均拥有1.5个车站,每个县拥有1.2个车站,则对应全国汽车站数量为3934个,如果每个车站配备两台红外热成像体温检测设备,则需要近8000套。火车站方面,资料显示,国内客运站数量约有2000个。根据最新的报道显示,深圳市政府和铁路部门的相关工作部署,深圳站、深圳东站、深圳北站、福田站、光明城站、深圳西站等6个车站都将在车站出站口(上述车站共计出入口13个)加装体温监测设备,共计32套。也就是说平均单站需要至少5套红外体温检测设备。考虑到很多小的站点人流较少,我们假设单站至少配置3套红外体温检测设备,则需要6000套。机场方面,资料显示,截至2019年底,国内机场已达到248个(如果按航站楼来算,数量更多)。由于大型机场的入口及安检口较多,所以需求量较大。根据四川在线的报道显示,成都双流国际机场T2航站楼,目前在客流量相对较大的8个进出口安装了10台红外热成像体温检测仪,以便在确保安全同时尽可能提高通过效率。如果我们按照平均一个机场需要10台红外热成像体温检测设备来估算,那么这块的需求就将达到2480套。▲成都双流国际机场T2航站楼部署的红外热成像体温检测设备(图片来源:四川在线)在学校方面,根据教育部发布的《2018年全国教育事业发展统计公报》显示,截至2018年,全国共有各级各类学校51.88万所。如果按照每个学校至少配置1套红外体温检测设备来估算,则需要51.88万套。在医院方面,数据显示,全国大中型医院超过3.3万家,如果每家医院至少配备2套红外热成像体温检测设备,那么就需要6.6万套。综上,在新型冠状病毒疫情之下,如果飞机、火车、地铁、汽车站等交通枢纽,以及医院、学校等人群聚集地都配备红外体温检测设备,那么仅这些市场的需求就将超过约61.13万套。此外,数据显示,目前国内写字楼物业在管面积超15.5亿平米,同时国内还有数量庞大的工厂、企事业单位,这也意味着红外体温检测设备的潜在市场需求巨大。二、红外体温监测产品类型多,单价高在产品类型方面,目前在公共区域部署的红外测温设备主要有四大类:固定式检测系统、移动式检测系统、手持式检测设备和测温安检门。▲固定式红外热成像体温检测系统,通常部署在交通站点的出入站口,检测精度高(可以做到± 0.2℃以内),视场角广、检测距离远,最远可支持10米左右,同时可以对10个左右的目标进行检测。而为了保证检测精度,通常固定式红外热成像体温检测系统会配备一个与正常人体热辐射能量一致的恒温“黑体”(上图红色方框内)来作为参照标准,进行实时校准。目前固定式的红外热成像体温监测设备价格较高,通常需要十多万元不等。(图片来源:芯智讯摄于深圳北站)▲移动式红外体温检测系统,可以进行移动式灵活部署,检测精度(在配备有黑体校准的情况下)、视场角和检测距离与固定式相当。通常价格也要十多万。(图片:高德红外部署于火神山医院的全自动红外热成像测温告警系统)▲手持式红外热成像测温设备,可以进行一对一或一对多的检测,不过检测精度(部分误差大于± 0.5℃)、视场角、检测距离(有些只有0.5m)大多低于固定式和移动式红外测温设备。价格方面,低的有四五千块的,精度较低,可能只有± 2℃,精度高的则要数万元。▲另外,在预算有限的情况下,手持式红外热成像测温仪也可以用三脚架固定住,充当固定式红外测温设备。▲红外热成像测温安检门,这种类似于固定式红外热成像体温检测系统,不过检测精度、检测距离都要低一些。以上面视频中的海康威视的这款红外热成像测温安检门为例,其测试距离为0.3-3米,精度为± 0.5℃。此类产品价格大概在2万左右。需要指出的是,由于目前市场需求较大,且受春节放假及部分区域推迟上班政策影响,这也导致了一些原料及器件的供应受阻,设备厂商的产能提升有限,这也导致了“一机难求”的局面。再加上一些中间商囤货、炒货,也进一步加重了缺货及涨价的局面。三、红外体温检测原理及系统结构1、红外热成像原理红外线是众多不可见光线的一种,又称红外光、红外热辐射,其波长介于微波与可见光之间(波长在0.76-1000微米间)。理论上,所有温度高于绝对零度(-273℃)的物体都会向外辐射红外线,而红外线能量的大小与物体表面的温度和材料特性直接相关,温度越高,红外线能量就越大。▲红外光的波长处在微波和可见光之间(来源:睿创微纳招股说明书)目前主流红外成像系统,一般选择不易被大气吸收的3~5μm、8~14μm的热红外线作为主要工作波段,工作在3~5μm波段的称为中波红外探测器,工作在8~14μm波段的称为长波红外探测器。而不同探测目标有不同的辐射特点,需要根据目标辐射温度、背景辐射环境、探测距离等因素来综合考虑选择的探测器。具体来说,红外成像系统将探测到的热红外线转换为可见图像分为三个环节。第一步是利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号;第二步是利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理,从而采集到目标物体温度分布情况;第三步是通过图像处理软件对上述电信号转换为电子视频信号,通过显示系统得到可见图像。2、红外热成像系统结构:红外探测器是核心红外热成像系统主要由包括红外光学系统、机芯、智能处理电路、电池、外壳、显示屏等组成的完整系统。▲红外热成像系统结构(来源:FLIR公司官网,睿创微纳招股书,方正证券研究所整理)其中,机芯主要由红外探测器及带有算法的数字图像处理电路构成。机芯的工作原理是将探测器输出的微弱电信号进行处理以及数字化采样,通过算法对数字化后的信号进行图像和温度定量的处理,最终将目标物体温度分布图转化为视频图像。而红外探测器是红外成像系统的核心组件,主体为红外焦平面阵列,利用焦平面阵列将红外辐射信号转化为电信号,其性能决定了最终成像的清晰度和灵敏度,结构上主要由CMOS读出电路及MEMS传感器两部分组成。上层的MEMS传感器用于吸收红外辐射能量,能量产生的温度变化引起材料电阻变化,CMOS读出电路将微小的电阻变化以电信号的方式输出。▲红外探测器架构示意图(睿创微纳招股说明书、中信证券研究)根据焦平面阵列工作单元光电转换过程中应用物理原理的不同,红外探测器可分为光子探测器和热探测器。两类探测器应用不同的敏感材料,对应不同工作温度。3、制冷型与非制冷型探测器光子探测器的各类敏感材料中,碲镉汞应用最广泛,量子阱(QWIP)、量子点、超晶格材料近年来也都在快速发展。上述敏感材料一般工作于低温环境,如适用于中波段的碲镉汞材料有效工作温度为200K(-73℃),当探测器制冷到77K时,该材料的响应波段才能延伸到3~5μm,只有接近绝对零度光谱效应才能超过8μm,因此光子型探测器需要配置制冷器,也称制冷型探测器。而制冷器的应用也决定了制冷型探测器的体积大、功耗大、寿命短。在热探测器的敏感材料中,氧化钒和非晶硅应用最广泛。参考AntoniRogalski2011年发表的《RecentprogressinHgCdTeinfrareddetectortechnology》,全球范围内应用氧化钒材料的非制冷探测器市场份额达70%,而多晶硅为17%。因为该类材料都工作在常温环境,不需要制冷器,所以热探测器也称非制冷探测器。▲非制冷红外焦平面探测器分类综合来看,制冷型由于敏感材料成本高、使用波段窄、制冷系统成本高等原因,使用成本大幅高于非制冷。且制冷型的主要敏感材料如碲镉汞和新型量子材料在制备过程中难以生长、成品率低,导致价格高于非制冷型的常用敏感材料。制冷型不同材料稳定可测的光电效应只集中在部分波段内,导致普通制冷型适用波段较窄,不同波段的探测任务需要使用多个制冷型探测器,或是价格更为昂贵的多波段制冷型探测器。非制冷型的响应是温升变化,与频率无关,因此单一热探测器能够基本覆盖完整红外波段,完成各波段探测任务。目前,制冷型探测器虽然性能优异,但是需要在液氮低温下工作,体积大且成本高,整机售价高达数十万元,主要用于航天、船舰等领域。而非制冷型探测器不需要添加制冷装置,因此结构简单、体积较小,价格相对低廉,在军用领域,不仅能够取代部分制冷型应用,还能应用于诸多制冷型红外探测器受限的场合,比如单兵装备等,在民用领域也在快速普及。除了医学测温之外,红外热成像测温还可用于预防性检测,例如对电力输电线路、发电设备、机械设备等通过红外热像仪检测异常发热区域,可以预防重大停机以及事故的发生。在建筑方面,用于检测房屋的隔热效果、墙壁外立面、空鼓、渗水和霉变等。其它的领域还包括产品研发、电子制造和制程控制等。不过,非制冷型红外探测器的设计、生产及研发涉及到材料、集成电路设计、制冷和封装等多个学科,技术难度大,目前全球仅有美国、法国、以色列、中国等少数国家能够掌握非制冷红外探测器核心技术。四、核心器件国外厂商垄断,国产化加速由于非制冷红外焦平面阵列探测器是从20世纪80年代开始,在美国军方支持下发展起来的,在1992年全部研发完成后才对外公布。初期技术路线包括德州仪器研制的BST热释电探测器和霍尼韦尔研制的氧化钒(VOx)微测辐射热计探测器。后来由于热释电技术本身的一些局限性,微测辐射热计探测器逐渐胜出。2009年,L-3公司最终宣布停止继续生产热释电探测器。之后,法国的CEA/LETI以及德州仪器公司又分别研制了非晶硅(a-Si)微测辐射热计探测器。霍尼韦尔后来把技术授权给数家公司生产制造,CEA/LETI的技术在新成立的ULIS公司生产。而后的20多年内,美国的非制冷探测器发生过多次的公司并购重组,Flir成为了最大的非制冷探测器供应商。特别需要指出的是,红外探测器不仅能够精确测量人体/物体温度,而且支持在无光环境进行侦测,具有夜视、测温等应用。因为红外热像仪捕捉红外线的能力较强,可以被动接收物体的微弱远红外辐射,抗干扰能力较强,更为隐蔽,并能在有烟雾和强光干扰的情况下探测到物体,因此最早在军事作战和警用领域被广泛应用。近年来才开始逐步进入安防及海外狩猎等民用市场。而在此次国内爆发的新型冠状病毒疫情的影响下,人体体温筛查成也为了红外热成像仪的一个重要应用。不过,由于红外探测技术具有高度的军事敏感性,现代化军队对红外设备的依赖也在不断加强,核心技术由国外少数国家掌控并高度管制,各国对高端军用红外产品及相关技术实施禁运以维持垄断地位。这也在一定程度上限制了国内高端红外探测技术的发展。根据《瓦森纳协定》中对于红外探测器的规定,满足“一定条件”的红外热像仪将属于“武器级别”,该级别的红外热像仪需要获得相关证书才可出口。这些“一定条件”包括对图像采集频率、像素、价格的要求。在该协定下,长期以来我国高端红外技术受到国外封锁,对于高端探测器的内在需求缺口大。例如,大立科技在2008年招股说明书称“法国SOFRADIR、ULIS(为母子公司)的供货,目前还没有相关替代措施。其高端产品对我国仍然禁售,中低端产品价格昂贵,并实行最终用户许可制度”。在此背景之下,美国的Flir、FLUKE以及2019年由Sofradir和ULIS合并而成的Lynred成为了全球非制冷红外探测器的主要供应商。而对于国产红外设备厂商来说,在高端红外探测器进口受限的情况下,自研也就成了一条必须要走的路。目前,国内高德红外已建成了8英寸0.25um批产型MEMS生产线,是国内唯一一条自主可控且具备批产能力的非制冷红外焦平面探测器生产线。而睿创微纳也掌握MEMS芯片的核心技术,主要系自产自用,同时也有向海康威视等供应;大立科技在核心器件领域获“核高基”重大专项资金支持,在非制冷红外焦平面探测器领域也获得了突破。此外,还有北方广微、中电11所等。据了解,海康威视也有自研非制冷红外探测器,主要依托于2016年成立的子公司海康微影,目前已可提供高性能、低功耗的视觉传感器及MEMS机芯组件。综合看,国内厂商非制冷红外探测器性能指标与国外差距不大。非制冷红外探测器的主要应用于民品和军用单兵装备市场,性能指标发展到一定程度后即可较大程度满足各方面客户的需求,继而性价比成为扩展市场的关键。国内相关厂商经过长期的研发投入与技术积累,目前与国外相关民用产品的技术性能差距不大,部分产品的部分性能指标已接近于国外同类产品。例如,睿创微纳已成功量产阵列规模达1280× 1024、像元尺寸达12μm的氧化钒非制冷探测器,在这两个主要参数上已经超越BAE、ULIS,并且已成为全球继DRS后第二家成功研制10μm非制冷探测器的企业。但12μm在睿创微纳产品系列中渗透率不高,多数产品仍使用17μm等大尺寸探测器。同时在封装技术上,国内企业如睿创微纳、高德红外仍以陶瓷封装、金属封装为主(而国外晶圆级封装已较为普及),良品率也尚待提高,预计未来国内厂商将集中在降低成本以提升产品性价比上发力,并有望获得更多的市场份额。从整机领域来看,由于红外成像行业的准入门槛较高并存在技术封锁,目前国际上仅美国、法国、韩国、以色列和中国等少数国家掌握非制冷红外芯片设计技术,而具备大规模生产能力的厂商也较少,目前主要包括美国的DRS、L3、BAE、FLIR、Seek,以色列的SCD,法国的ULIS。其中,欧美厂商较早地进入了非制冷红外热成像产品市场,已经建立份额优势。根据YoleDevelopmentGroup的统计,2017年非制冷红外热成像仪全球总销量130万台,北美厂商中仅FLIR一家公司份额就达到66%。而国内供应商主要有大立科技、高德红外、华中数控、睿创微纳、海康威视、大华、中电11所、北方广微、广州飒特等。但是,相对于国外厂商来说不论是在营收规模还是在市场份额上都较小。从整个红外产业链来看,目前国产厂商在各个环节当中的占比也仍然很小。五、部分相关企业1、FLIR美国FLIR是迄今全球最大的专门从事红外系统解决方案的公司之一。美国FLIR公司成立于1978年,逐步从民用红外市场拓展至警用执法机构、军用市场。通过贯彻“商研军用”(CDMQ)战略,坚持以降低成本、系统化、拓宽下游应用领域为三大并购方向,并在近两年并购与大数据、云计算、人工智能等相关企业,FLIR成功实现向多领域提供以红外为主探测解决方案企业的转型。近年来FLIR全球市场份额提升显著,全球民用红外市场份额由2002年的27%(Maxtech数据)提升至2016年的66%(YoleDé veloppement数据),全球军用红外市场2014年位居第七。2018年,FLIR实现营业收入17.76亿美元,近十年毛利率、净利率平均值为50.96%、14.04%,较为稳定。2、高德红外高德红外创立于1999年,是规模化从事红外核心器件、红外热像仪、大型光电系统研发、生产、销售的高新技术上市公司,拥有完全自主知识产权的红外核心芯片。高德红外工业园位于“中国光谷”,占地200余亩,总资产50亿元,高科技人才3000余名,已建成覆盖底层红外核心器件至顶层完整光电系统的全产业链研制基地。据高德红外负责人介绍,在本次新型冠状病毒疫情中,除面向大型人群的全自动红外热成像测温告警系统外,高德红外的手持测温仪也在加大供货,具备使用便携、测温精准、移动互联等特点,可快速高效进行高温体征筛查。目前公司产品处于供不应求的状况。据了解,面对疫情,高德红外关键岗位员工春节假期无休,生产员工24小时轮岗制加班加点生产红外人体测温仪。目前高德红外主要提供的红外体温筛查仪三个型号产品有XT236及MS系列,采用384× 288分辨率的非制冷焦平面探测器,可提供清晰的红外热像图,以及1280x960分辨率的可见光图像;采用先进的智能图像算法处理技术,大大提升了监控效果。同时,公司也在不断开发和升级其他产品,为了还将推出3-4种型号来应对疫情防控。同时会保持24小时轮班生产制度,充分释放产能。公司已新增了15000套全自动红外热成像测温告警系统的生产计划,即将以每月1000套的速度生产,尽快提供更多的产品来助力一线人员的疫情防控工作。对于人体测温仪的核心原材料及产能问题,在近日的电话会议上,高德红外表示,公司原材料充足,备产1.5万台,预计2月10日之后达到每天1000台的产能。高德红外强调,公司是国内唯一成功搭建三条8英寸探测器芯片(制冷、非制冷)批产线的企业,由于公司有自产芯片,探测器有现成存货,且公司新投产的备料已经基本齐备。对于其他原材料的供货,虽然武汉和湖北受到交通管制,但工信部已把高德公司列入重点保障名单,现对公司的物料和物流方面开绿灯,同时还上报了未复工原材料企业的清单,一一通知各个厂家复工,原材料采购不存在问题。另外,测温产品生产过程中最耽误工时的是校温,而目前行业只有高德红外拥有有全自动校温线,因此生产效能是没问题的。据不完全统计,截至目前,由高德红外生产的红外人体测温仪,已有二千余台安装到了包括武汉天河机场、武汉高铁站、武汉协和医院、成都双流国际机场、成都东站、北京大兴国际机场、广东白云机场等在内的全国各地的医院、车站、机场等人流密集的公共场所。在武汉火神山雷神山医院和供医生住宿的酒店里,也都安装上了高德全自动红外热成像测温告警系统。3、大立科技浙江大立科技股份有限公司(以下简称大立科技)前身为1984年成立的浙江省测试技术研究所,2001年完成改制,2008年2月在深圳证券交易所挂牌上市。大立科技的主要产品包括非制冷红外焦平面探测器芯片、红外热像仪和巡检机器人三大类,产品应用涵盖民用与军工。公司拥有热成像产品核心器件、机芯组件及整机系统的全产线生产能力,是国内规模最大、综合实力最强的民用红外热像仪生产厂商之一。从营收占比来看,大立科技营收的93%都是来自于红外产品。同时,公司是军用红外非制冷探测器定点承研承制单位,具有武器装备科研生产的完备资质,是国家二级保密资格单位。在本次新型病毒疫情发生之后,大立科技迅速做出响应,并率先在武汉大学中南医院里投入DM60-W人体测温智能筛查系统。▲大立科技DM60-W人体测温智能筛查系统(来源:公司官网)据介绍,大立科技的测温智能筛查系统援助过非洲埃博拉,是应对SARS、赛卡、鼠疫等传染疫情的明星产品,具有非接触式快速筛查体温,远距离、大面积人群检测。公司产品具备计量证书,且在卫生检疫行业应用广泛,红外与高清可见光同步监控,温度显示,并能多点温度同时报警,实行多机同时管控。目前,为了保障生产,大立科技已成立应急工作小组,生产部门加班加点,全负荷满足疫情防控需求,保障防疫工作的顺利开展。在大立科技2月2日的电话会议中表示,相关负责人表示,即使春节假期加急赶工,其测温智能筛查系统的产能也只有100台/天。而限制主要来自于上游相关器件及材料的供应商的供应不足。2月4日下午,大立科技董秘范奇就产能问题表示:“公司目前红外热成像测温仪日产能稳定在100台左右,月均大概3000台,计划在供应链稳定后,提高到5000台。产品有两种,单品价格主要取决于探测器分辨率,不同场景配备的不同镜头等。”大立科技方面还表示,当地省经信厅还向公司派驻了驻厂干部,帮助公司协调相关部门和供应商,确保供应链的持续稳定。为了可根据疫情防控需要进一步提高产能。据了解,2019年12月至今,大立科技已有200余套设备部署在武汉、上海、内蒙古、深圳以及非洲等地机场枢纽、口岸、医院等区域。针对此次疫情,公司作出快速响应,已快速支援武汉中南医院、无锡硕放机场、湖州火车站、温州机场、深圳证券交易所、杭州萧山机场等地。4、睿创微纳睿创微纳成立于2009年12月,注册资本1.8亿元,是一家领先的、专业从事非制冷红外成像与MEMS传感技术开发的高新技术企业,致力于专用集成电路、红外成像传感器及MEMS传感器设计与制造技术开发,为客户提供性能卓越的红外热成像、非接触测温与MEMS传感技术解决方案。公司核心技术团队拥有多年数模混合集成电路设计、传感器设计与制造、MEMS器件封测技术、图像处理算法研究与开发经验,具有完整的从集成电路到MEMS器件、模组技术研发和产品实现能力。值得一提的是,睿创微纳成立的近十年间获117项专利信息以及13项软件著作权。目前,睿创微纳的产品广泛应用于工业测温、汽车夜间辅助驾驶、安防监控、森林防火、建筑节能评估、消费电子以及物联网等诸多领域。整体来看,受益于民用领域红外热成像仪的需求扩张,公司民品业务收入大幅提升,2016~18年营收CAGR为153%,2018年民品营收达2.69亿元,其中探测器、机芯和整机分别贡献0.93/0.60/1.13亿元。展望未来,随着渗透率提升+下游应用空间进一步打开,公司民品业务同样有望持续快速增长。在本次新型冠状病毒疫情当中,根据公司公告,2020年前公司用于人体体温筛查的产品销售占比较低,相关产品2018/19年营收分别为7.7/196.3万元。公司的主要产品为红外探测器、机芯组件及红外热像仪。疫情爆发后,公司加紧生产测温模组及人体体温快速精准筛查红外热像仪,目前已应用于武汉协和医院、广州白云机场、成都火车站、北京地铁站等防疫筛查一线工作中。▲睿创微纳的红外体温检测设备被应用于武汉协和医院(图片来源:艾睿光电;注:艾睿光电是睿创微纳全资子公司)目前睿创微纳已接到大量订单,且政府已出台相关政策解决红外测温仪配套零部件的复工及运输问题,预计公司测温设备出货量将迅速增长(预计可达到数百~上千套/月)。另外,根据此前睿创微纳招股说明书显示,睿创微纳计划至少投入1.2亿元用于红外热成像终端应用产品开发及产业化项目,旨在拓展终端产品应用广度。项目建成后,公司将拥有汽车辅助驾驶、安防监控、个人视觉、测温四大板块,该项目将为公司新增7000只/年的整机产能,并将强化公司在民用产品领域的布局。在核心的非制冷红外焦平面芯片技术方面,睿创微纳也在积极扩充产能。根据公司招股说明书,公司计划投资2.5亿元用于非制冷红外焦平面芯片技术改造及扩建项目。该项目在公司业务的基础上,对非制冷红外焦平面芯片进行技术升级,开发下一代像元尺寸传感器技术、更先进的晶圆级封装技术(WLP)和晶圆级红外光学技术,以及智能的专用红外图像处理芯片(ASIC)技术,实现非制冷红外芯片的集成化、模组化、大规模产业化。项目建成后可生产高端、中高端、中低端和低成本四个探测器产品系列,该项目预计新增产能约36万只/年(2019年公司产能预计为20万只/年);同时,在晶圆级封装技术成熟后,公司生产效率与成本将能显著优化。与此同时,睿创微纳还将投入至少8000万元用于睿创研究院项目。研究院的三个研究方向包括太赫兹成像技术、新一代红外芯片和智能模组以及高端光学MEMS芯片。需要指出的是,睿创微纳还为海康威视、华中数控等红外整机厂商提供红外测温探测器或机芯。根据财报显示,2016年起,睿创微纳就与海康威视建立了良好的业务关系,后者连续三年成为公司第一大客户,2018年海康威视从公司的采购额接近8500万元。2018年起,随着公司加速整机业务拓展,2018年海康威视对公司的营收占比较过去两年下降。5、华中数控华中数控成立于1995年,随后在1998年华中数控变成国家数控的产业化基地,依托在学校,2001年改成股份公司,2011年在创业板上市。主营数控机床、机器人和智能制造装备、新能源汽车电驱、红外热成像仪等业务。华中数控是国内最早做红外人体测温系统的公司,产品早在2003年非典就发挥重要作用,有近二十年历史,目前这块业务年销售收入在3000万元左右,国内市占率一直排名靠前。今年单一此产品应该会带来收入的高速增长,今年新型冠状病毒疫情发生后,对于红外测温系统的需求快速增长。位于湖北武汉的华中数控不仅向湖北省内各地市州捐赠了若干人体测温红外热像仪。同时,公司生产的红外热像仪的生产和安装工作也如火如荼的进行着。此前华中数控相关负责人接受采访时就表示,1月20日深夜,由华中数控生产的首批12台红外智能体温检测系统,就已经在郑州某重点三甲医院安装完毕。21日,13台设备发往西安咸阳国际机场,1月22日安装完毕。之后还有20多台设备陆续发往郑州、北京、深圳、长春等城市的医疗机构和交通枢纽。截至1月22日,发往全国各地的“红外智能体温检测系统”已经累计达到299台套。1月25日,大年初一,火神山医院的华中数控的“红外热成像智能体温检测系统”设备也正式投入使用。在产能方面,此前工信部要求华中数控在2月10日达到50台/天的产能。而根据2月6日华中数控的电话会议显示,目前华中数控的红外体温检测设备的产能正在迅速爬升,月初产能是20-30台/天,目前本周已经爬升至60-80台/天,目前已经供货接近400台,本月7-12号基本稳定在60-80台/天,预计将于本月12日爬升至100台/天,2月20日达到110台,后续还有爬升空间。华中数控表示,目前产能制约主要是在零部件供应上(其主要采用的是国外机芯),国外芯片每周在500台,12号之后国产芯片也会供应,产能继续增加。另外,校准的黑体目前所有竞品企业都缺货,但暂时只影响设备部分精度,不妨碍使用。6、AI厂商助力红外体温检测值得一提的是,除了传统的红外体温检测设备厂商和一些安防厂商推出了相应的体温检测设备之外,国内的不少AI技术厂商也纷纷利用自身的技术赋能红外体温检测设备。旷视科技就推出了“明骥”AI体温检测系统,与以往不同的是,这套AI测温系统创新采用了人体识别+人像识别技术,配合红外/可见光双传感器的解决方案,同时基于自主研发的人工智能平台Brain++完成了对带口罩和帽子检测算法的优化,不需要被识别者脱帽或者摘掉口罩,即可完成对于体温和人脸的识别,使得在人流密集型的场景下也可以快速识别。可实现每秒15人的高速检测(摄像头采集频率达到每秒25帧),精度可达± 0.3℃,且一套系统可以覆盖16个通道,基本保证了一座地铁站出入口的管控。▲在海淀政务大厅,人们正在试用旷视“明骥”AI体温检测系统百度公司也推出了基于AI图像识别和红外热成像技术的“百度AI多人体温快速检测方案”,实现快速初步筛查,高温人群准确测温及精准定位等功能,并已在清河站完成部署。▲百度AI多人体温快速检测解决方案据介绍,百度AI多人体温快速检测解决方案使用了基于人脸关键点检测及图像红外温度点阵温度分析算法,可以在一定面积范围内对人流区域多人额头温度进行快速筛选及预警,解决了佩戴口罩及帽子造成的面部识别特征较少的问题,方便对人流聚集处的快速筛选。澎思科技也推出了“澎思智能无感人体测温系统”。据介绍,该系统采用红外热成像体温检测方式,由便携式主机、热成像摄像机(黑体可选)组成,在30° C~45° C测量范围内,系统同时支持16个目标检测,测温感应距离远达3米,多目标测温精度高达± 0.3° C,固定通道单点测温精度高达± 0.2° C,能够快速实现异常体温筛查。▲澎思智能无感人体测温系统同时,搭载澎思自研的人脸识别和行人ReID技术,实现人体体温与人员智能关联,一旦发现体温异常目标,将立即通过本地语音、灯光等多种方式实时告警,帮助工作人员快速定位发热人员及其亲密接触群体,并进行拦截,以启动进一步的确认检测和医学观察。同时体温、人脸比对记录将同步后台,方便后续溯源。
  • 综述:红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展
    红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术,近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料(FRP)以及热障涂层等的无损检测与评价。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图近日,江苏省特种设备安全监督检验研究院、南京农业大学和东南大学的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展”为主题的文章。本文首先简要介绍了红外热成像技术的基本原理和检测系统构成,特别是对光学、超声以及电磁等主要热激励形式的特点和优劣势进行了对比。然后,根据热激励形式的发展历程,详细介绍了光激励红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测与评价方面的研究现状与进展,重点关注了FRP复合材料/热障涂层热成像无损检测中的热难点问题。最后总结并展望了FRP复合材料/热障涂层红外热成像无损检测技术的未来发展趋势。红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射,根据Stefan-Boltzmann定律,其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外,还与波长和环境温度有关,而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场,从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励,该技术可分为主动式与被动式,其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率,近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励,同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程,并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析,以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同,该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多,但由于所检测对象琳琅满目,且结构与物理特性比较复杂,因此在实际应用中需结合检测对象本身特性,选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法,从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法,由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点,在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中,当外激励光源入射到待测试件时,基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用,同时,利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应,即红外热图像序列。然后,借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析,从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外,根据热激励形式的不同,红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像,这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高,但其探测深度通常较浅,无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求;且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性,红外锁相热成像技术应运而生,但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷,因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷,需选择不同调制频率对待测试件进行激励,因此,该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术,具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势,如高分辨率、高检测效率、大探测深度等,近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。表1 红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像检测技术的对比FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术,该技术是使用高能光源(如激光、卤素灯、闪光灯)对待测试件进行非常短时间(通常几毫秒)的脉冲激励加热,由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异,然后,利用红外热像仪同步记录这种温度差异,并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快,且对厚度较小的试件具有较好的检测结果,但其探测深度非常有限,不适用于检测大厚度构件。此外,该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应,极易使得其产生界面分层等类型缺陷,极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。英国巴斯大学Almond等对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究,并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。加拿大拉瓦尔大学Maldague等提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术,该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像,因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。意大利学者Ludwig等研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。为了克服脉冲热成像技术的局限性,加拿大拉瓦尔大学Maldague等随后提出了双脉冲激励热成像检测技术,并表明该技术可进一步增强热对比度。加拿大学者Meola等利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。英国巴斯大学Almond等又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。伊朗桂兰大学Azizinasab等还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法,实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外,为增强FRP复合材料缺陷检测效果,许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出,例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果。首都师范大学研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化,并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。北京航空航天大学对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究,并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外,国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术,该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热,然后,待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场,由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异,因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取,最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术,此外,通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测,并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比,更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。Pickering等研究了同等激发能量下,红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。Montanini等证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测,并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。随后,Lahiri等发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加,利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大,而热对比度却减小。Oliveira等提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。哈尔滨工业大学对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价,开展了系统的理论与实验研究,并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。浙江大学使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷,并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除,显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。此外,东南大学针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题,提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术,不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题,还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。红外热波雷达成像检测技术近年来,红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注,并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势,但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长,尚存在一定的局限性。例如,由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息,随之而来的是热扩散长度的增大,致使检测分辨率降低;另外,为提高检测信号的信噪比,通常采用增加热流激励强度的方法来解决,但在检测重要目标构件时,为防止对检测对象的热损伤,这种方法并不适合。加拿大多伦多大学Mandelis教授与印度理工大学Mulaveesala教授首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中,提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度,随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术,截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比,并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测,比利时根特大学最近也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术,并证明了该技术具有更高的深度分辨率。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理:(a)截断相关光热相干层析成像数学实施;(b)激光诱导热成像系统框图国内的哈尔滨工业大学、东南大学、电子科技大学和湖南大学等科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作,并取得了重要的创新研究成果。哈尔滨工业大学较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价,并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。湖南大学和电子科技大学还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测,并取得了较为满意的检测效果。最近,东南大学也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术,可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代,伴随着信息电子与计算机技术的快速发展,近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中,仍以光激励红外热成像检测技术为主,这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点,非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同,除光激励红外热成像检测技术外,其他无损检测方法还包括:超声热成像、振动热成像和涡流热成像。红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测,国外专家学者较早地开展了相关研究,并取得了较多的研究成果。Cielo等利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层,研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时,该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。Liu等提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术,可实现直径远小于1 mm的裂纹检测。Shepard等利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测,并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。Marinetti与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法,系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。随后,为无损评价热障涂层老化程度以及完整性,Bison与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外,利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估,且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。Ptaszek等还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。最近,Mezghani等利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。Unnikrishnakurup等利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量,并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚,但北京航空航天大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、陆军装甲兵学院和北京航空材料研究院等的科研人员仍取得了重要研究成果。北京航空航天大学利用红外脉冲热成像技术,通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法,对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。北京航空材料研究院利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5 mm的脱粘缺陷,还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。海军工程大学利用有限体积法研究了脉冲热激励下热障涂层脱粘缺陷时表面温度场相位差变化,并利用Levenberg-Marquardt算法对涂层厚度和脱粘缺陷位置进行定量化表征。哈尔滨工业大学将红外脉冲热成像技术与模拟退火和马尔科夫-主成分分析-神经网络等方法相结合,实现了热障涂层不均匀厚度和脱粘缺陷深度与直径的有效量化确定。最近,哈尔滨商业大学还提出了一种基于同态滤波-分水岭-Canny算子混合算法的长脉冲热成像检测技术,不仅可有效识别热障涂层脱粘缺陷的边缘,还增强了缺陷特征提取效果。陆军装甲兵学院采用脉冲红外热成像检测技术对热障涂层厚度与脱粘缺陷进行了较为系统的研究,并表明热图重构及先进后处理算法可有效提高表面涂层厚度表征的精度和脱粘缺陷的检测效果。近来,关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现,北京理工大学和南京理工大学利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150 μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹,北京理工大学还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术,实现了仅9.5 μm宽表面微小裂纹的高效检测。红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究,国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究,而国外对此的研究还很少。例如,韩国国立公州大学Shrestha和Kim利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价,并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。国内的哈尔滨工业大学、火箭军工程大学等为基于红外锁相热成像技术的热障涂层无损检测与评价研究做了积极探索。火箭军工程大学利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测,并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测,且检测精度可达到95%。哈尔滨工业大学利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测,并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。随后,哈尔滨工业大学利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。上海交通大学针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价,也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术,其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道,目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。哈尔滨工业大学利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测,该技术利用线性调频信号调制光源强度,并引入了互相关和线性调频锁相提取算法,研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。东南大学基于Green函数法,对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究,并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术,可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结束语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展,通过文献调研和相关研究结果分析,可发现,由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性,使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术,红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点,为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外,在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中,笔者也发现,红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题,也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展,呈现出以下发展趋势:1)多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围,随着检测对象的多样化和检测要求的多元化,所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势,具体体现在:①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展;②随着计算机和电子信息技术的快速发展,传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2)智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步,这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异,在精度和实时性方面,甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术,有望取代人工判断,推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3)集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块,体积较大、结构较为复杂,且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求,红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展,最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4)多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息,此外,在信息呈现和表达上,多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时,常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式,通过多源多模态热成像数据的融合与集成,最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此,红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。
  • 质检总局紧急通知对口岸体温检测仪校准
    校准体温检测仪为出入境人员体温监测提供技术保障  为贯彻落实党中央、国务院的部署和要求,质检系统把甲型H1N1疫情防控工作作为当前压倒一切的突出任务,全力以赴、严防死守、防止甲型H1N1疫情传入我国,维护人民群众生命健康安全。针对防控甲型H1N1流感疫情的工作部署,在按规定校准周期进行常规计量校准的基础上,5月2日质检总局紧急通知各地质检部门对口岸体温检测仪再次进行计量校准,要求各地计量检定机构要组织技术人员赴口岸现场对体温检测等仪器设备进行计量校准,确保检测准确、有效。  质检总局要求,各地质量技术监督部门和检验检疫部门要按照联防联控机制要求,积极协调配合,针对各口岸体温检测仪器设备的分布地点、数量、种类等情况,研究确定计量标准计划,组织实施应急校准工作,全天24小时开展体温检测仪器及设备的现场校准,保证这些检测仪器设备测量数据的准确、可靠,为出入境人员体温监测提供了技术保障。同时,按照质检总局要求,各地计量检定机构对需要进行校准的社会公用体温检测仪器及设备,也要及时提供计量校准服务。《中国质量报》  河北省质监部门对口岸体温检测仪进行计量校准台台检测确保安全  本报讯 (祁建平)根据国家质检总局的统一部署,河北省质监部门立即行动,对石家庄、秦皇岛、唐山口岸的体温检测仪开展了计量校准,以便及时发现甲型N1H1流感疫情。  开展计量校准是为了保证每台仪器设备的测量数据准确可靠。在河北省的口岸中,石家庄国际机场、秦皇岛口岸由于客流量较大而成为检测重点,主要是校准各口岸在用的体温检测仪。据了解,目前石家庄机场有4套体温检测系统和2台红外辐射温度计,秦皇岛口岸有2台便携式红外测温仪和一套“IR236智能体温测控系统”,京唐港有5台便携式红外测温仪。从5月5日开始,河北省质监部门组织技术人员,对上述口岸的体温检测仪开展计量校准。石家庄市国际机场在用的4台智能体温检测系统和2台红外辐射温度计,经现场调试校准,检测合格,可正常使用。省计量院有关人员赶赴秦皇岛,协助当地开展工作。《中国质量报》  青岛计量所校准体温检测仪有效应对甲型H1N1流感防疫先锋队冲锋在前  本报讯 (记者朱文达 梁 丽)近日,青岛市计量测试所紧急组织精干技术人员,应急成立防疫先锋队,对青岛周边各口岸、医院使用的红外人体表面温度快速筛检仪、医用热成像、红外耳温计等计量器具开展免费计量校准服务,紧急应对全球蔓延的甲型H1N1流感。  5月4日,青岛计量所完成了首批对青岛流亭国际机场检验检疫部门的体温检测设备的校准工作。5月5日,防疫先锋队辗转到山东威海、荣成、烟台等口岸,紧急开展检校服务。截至5月7日,已为青岛、荣成口岸免费校准体温检测设备20余台件,其中,确认一台设备故障,现已督促使用单位联系设备售后服务人员立即进行维修。《中国质量报》  省质监局组织开展口岸体温检测仪计量校准工作(信息来自浙江省质监局)  为贯彻落实党中央、国务院的部署,把甲型H1N1疫情的防控工作作为当前压倒一切的突出任务。省局按照国家质检总局的要求,主动与省出入境检验检疫局沟通、联系,并于2009年5月4、5日,组织省计量科学研究院的技术人员共计10余人次,对杭州萧山机场、嘉兴乍浦港口、浙江省出入境检验检疫局卫生保健中心的28台/套便携式、门框式红外体温检测仪进行了计量校准,其余60台/套左右的体温检测仪将力争在5月10日前完成计量校准。同时,省局发文要求各地,一是要从讲政治的高度来认识甲型H1N1疫情的防控工作,把抓好甲型H1N1疫情防控的计量工作作为一项严肃的政治任务来对待,切实履行计量监管职责,采取切实有效的措施,确保甲型H1N1疫情防控工作的顺利展开 二是要主动与当地检验检疫、卫生疾控等部门沟通、协调,迅速投入到疫情防控工作中。同时要加强甲型H1N1疫情防控期间计量监管的组织领导,明确分工和责任,充分发挥当地“计量安全应急小分队”的作用,制定应急预案,确保在甲型H1N1疫情可能出现扩大时,能够迅速做出反应 三是要马上组织计量技术机构的技术人员根据口岸、火车站、汽车站等应对甲型H1N1流感疫情的工作需要,随时赴口岸、火车站、汽车站等人员集中的现场对体温检测仪器设备进行免费计量校准,确保各口岸、火车站、汽车站体温检测仪器设备准确、可靠。
  • 国网天津电科院研发全国首台钢纤维混凝土无损检测仪器
    近日,国网天津市电力公司电力科学研究院(以下简称电科院)研发的全国首台钢纤维混凝土无损检测仪器在天津宝坻地区电网混凝土制品检测中率先试应用,以不破坏制品结构的方式成功检测出钢纤维混凝土内部制造质量,实现检测时间的大幅缩短和检测可靠性的有效提升。  在首次现场应用中,电力工作人员手持检测仪器,在不破坏制品内部结构的情况下,顺利对宝坻电网某区域水泥电杆等电网混凝土制品的内部钢筋直径、抗压强度进行了测量。“该仪器具有无损、全检、便携、直观等优势,它的研发应用成功解决了国内钢纤维混凝土制品检测难、监管难、评价难的问题。”电科院技术人员陈韶瑜介绍说。  近年来,随着我国电网能源网架加快建设,钢纤维混凝土制品使用量逐年递增,但质量管控和制品安全性检测手段较为落后,构建新型质检模式迫在眉睫。电科院针对以上问题,结合电力系统内外钢纤维混凝土产品在运期间质量情况,进行电力混凝土无损全检的可行性论证,对钢筋直径、分布、腐蚀情况、保护层厚度、混凝土强度、内部裂纹等开展测量试验,进行破坏比对和结果修正,并完善试验数据库,以开发钢纤维混凝土无损检测仪。  电科院技术团队在仪器研发中攻克了钢纤维混凝土内部钢筋直径测量技术,实现在不破坏钢纤维混凝土制品的情况下,精准测量出制品内部钢筋数量及直径,达到国际领先水平 首创了钢纤维混凝土抗压强度测量技术,适用于钢筋、纤维、钢丝网等不同类型的钢纤维混凝土,填补了国际空白。同时在业内率先打造钢纤维混凝土制品全寿命周期检测方式,实现了钢纤维混凝土制品数字化质量管控,具有检测效率高、缺陷检出率高、检测投入成本低等优点。  未来,钢纤维混凝土无损检测仪将广泛推广应用在我国能源、水利、交通、通讯、建筑等领域的工程建设中,通过快速检测钢纤维混凝土制品存在的隐患及质量问题,提高钢纤维混凝土领域整体产品质量,减少隐患工程发生,降低事故率,保障能源电力和通讯设施、公共和民用建筑、桥梁安全,为质量强国贡献国网智慧和天津力量。  下一步,电科院将充分积累钢纤维混凝土无损检测仪试用经验,提高检测效率和稳定性,将仪器积极推广至电网企业的各级物资检测中心及发电企业、通信、水利、交通、建筑等行业中,并为用户提供“个性化装置、软件和运维指导方案”。
  • 2013 现场检测仪器及技术研讨会征文通知( 第 二 轮 )
    各有关单位:  随着我国社会经济的快速发展,生活水平的提高。人们要求拥有优良的生活环境,安全食品、药品,健康的体质。这些愿望和要求大大促进了现场快速检测仪器的广泛应用,如环境土壤、水质、空气的检测,农产品、食品、保健品、药品、农药及兽药残留以及在突发性事件检测中的应用。这些需求同时也促进现场检测仪器的研制和创新。在传统的快检仪器和试剂的基础上,近年来电子信息技术、微纳米制造技术、微流控技术、芯片技术等高科技日益发展,为现场检测仪器的发展提供了技术基础,涌现出一批便携式小型化智能化的现场快速检测仪器的创新成果。同时能做定性定量分析,而且灵敏度高。  为了总结交流近年来现场检测仪器和技术的创新成果,为研制、生产、应用各方提供相互交流的平台,促进现场检测仪器技术和应用水平的提高,在中国分析测试协会、中国仪器仪表学会、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会的支持下,由《现代科学仪器》编辑部主办,国产科学仪器应用示范中心协办的“2013 年现场检测仪器及技术研讨会”将在北京召开。会议将安排有关专家作大会报告及相互讨论交流。热忱欢迎仪器研制生产、应用单位及有关科技专家、学者参加交流和撰稿,无论文投稿者亦欢迎参加。意在通过研讨会的平台促进我国现场检测水平的提高,保障广大人民群众身体健康。现将有关事宜通知如下。  一、会议信息  时间 2013 年6月19-21日  地点 北京万年青宾馆 联系人:李福强 电话:13501080645(北京市海淀区西三环北路25号,中国青年政治学院院内)  主办单位 《现代科学仪器》编辑部  协办单位 国产科学仪器设备应用示范产业技术创新战略联盟(国产科学仪器应用示范中心)  中国分析测试协会  支持单位 中国仪器仪表学会  中国仪器仪表行业协会分析仪器分会  北京理化分析测试技术学会  二、会议报告(部分)  1.现代检测技术与设备创新实践 储晓刚研究员 中国检验检疫科学研究院  2.质谱离子源的现状与发展 张新荣教授/博导 清华大学  3.现场检测仪器在环境突发事故中应用 齐文启研究员 中国环境监测总站  4.微型气相色谱仪的进展和应用 关亚风 研究员 中科院大连化物所  5.快检仪器有效性评价 汪正范研究员 中国分析测试协会  6.便携式红外光谱技术进展及药品检测中应用 孙素琴 研究员 清华大学  7.药品快速检测技术 尹利辉主任药师 中国食品药品检定研究院  8.奶制品中蛋白质的检测仪器和方法研究 高德江 博士 吉大小天鹅  三、会议征文  征稿内容  1.国内外分析仪器最新技术进展 2.国内外便携式检测仪器技术新进展  3.移动检测车的研制及应用 4.便携式检测仪器研制及其应用  5.快检仪器研制及其应用 6.食品安全现场检测仪器及应用  7.药品快速检测 8.环境快速检测  9.突发事件及公共安全现场应急检测 10.现场快速检测与实验室检测配合  征稿要求  1、凡符合会议内容的学术论文、研究报告均在应征之列,凡是在国内外公开刊物上发表过的,或在全国性学术会上交流过的论文不属应征之列。  2、综述评论不超过8000字,研究报告3000~5000字,工作经验及报告4000字以内。附中英文标题,加中英文摘要(中文摘要应超过150个字)、关键词。  3、论文要求主题明确、文字简练、图表规范、数据可靠,并请用电子邮件投稿。  4、截止日期:2013年6月10日。  5、论文处理:会议论文,一经录用,将在《现代科学仪器》正刊上发表。  四、其它事项  会议设有小型仪器展示,有需求者请与筹委会联系。  会务费 :每人 900 元 ,学生 600 元 。  住 房 :双人间/三人间 340 元/天 ,食宿自理 。( 万年青宾馆)  五、筹备委员会  主 任:胡柏顺 主 编 《现代科学仪器》编辑部  委 员 (按姓氏首字母排列)  储晓刚 研究员 中国检验检疫科学研究院  陈建宇 执行副主编 《现代科学仪器》编辑部  陈舜琮 主 任 国产科学仪器应用示范中心  桂三刚 秘书长 北京理化分析测试技术学会  齐文启 研究员 中国环境监测总站  汪 雨 研究员 国产科学仪器应用示范中心  汪正范 研究员 中国分析测试协会  尹 洧 研究员 北京化工大学  杨腊虎 主任药师 中国食品药品检定研究院  燕泽成 副主任 中国仪器仪表学会科学仪器学术委员会  张新荣 教授/博导 清华大学  张耀华 秘书长 中国仪器仪表行业协会分析仪器分会  赵起越 教授级高工 北京市环境监测中心  地址:北京市海淀区西三环北路27号理化实验楼512室  《现代科学仪器》编辑部  电话:010-68422478/68410135/68410137 传真:010-68410137  邮箱:gj@instrumentation.com.cn info@instrumentation.com.cn  联系人:胡柏顺,陈建宇,汪雨  《现代科学仪器》编辑部  2013年4月23日  回 执姓名 性别 年龄 学历 职称 单位 邮编 地址 电话 E-mail 是否住宿□是 □否题目 建议:住房要求:推荐
  • 射线检测仪测到地球磁场出现裂缝 引发人类关注未来
    地球周围有巨大的地磁防护罩,保护人类和其他生物免受太空射线的伤害。  一项最新地球研究报告说,地球磁场不仅正在减弱,而且出现裂缝,因此包括人类在内的生命随时会受到高能量宇宙射线的威胁。  据物理学网站近日报导,印度科学家使用世界最敏感、最大型的宇宙射线检测仪器于近期观察到地球磁场出现裂缝。  科学家在《物理评论快报》(Physics Review Letter)上指出,因为地磁出现裂缝,所以日冕喷发的巨大等离子能量束冲击地球磁层,引发地磁风暴。  地磁裂缝  这种检测仪器为GRAPES-3 介子望远镜,位于印度乌提(Ooty)的塔塔基础研究院(TIFR)宇宙射线实验室。2015年6月22日,该实验室记录到时间长达2小时的200亿电子伏特(20GeV) 高能量太空粒子束,以每小时250万公里的速度撞击地球,造成很多距北极较近的国家地区出现无线电信号中断。  当时,天空出现绚丽多彩的北极光。科学家说,这是因为地磁遭受那种极高速粒子的冲压而产生磁暴的结果。  而这种磁暴的根本原因是近年强度不断减弱的磁场发生重新联接时出现一种磁场裂缝。  报导说,地球磁场是一种人肉眼看不见的无形保护层,减少我们受宇宙射线的威胁。而这个巨大的防护罩近年来出现明显的变化,因此那些潜在的太空威胁问题变得越来越突出。  地磁分布变化  澳洲Science Alert科技新闻网曾于5月11日报导,科学家注意到,地球磁场保护层已经出现非常明显的变化,如地磁北极发生了偏移。  地球磁场强度近年来一直在减弱,目前地球磁场强度以每10年下降5%的速度减弱,而且减弱速度比以前快10倍。而且地磁的分布特点出现改变,即地磁在某些地区增强,在某些地区减弱。  欧洲空间局(ESA)在5月初布拉格召开的“生命地球研讨会”(The Living Planet Symposium )上报告,地磁北极正快速地朝向亚洲东方偏移。  该报告指出,自1999年以来,地球磁场强度在北美上空减弱3.5%,而在亚洲增强2%。大西洋南部的南美地区,地磁强度异常减弱2%,而且近7年来其减弱趋势一直朝着西部方向发展。  与人类未来有关  科学家推测,地球磁场强度不断减弱的最终结果是地磁两极倒转,造成宇宙射线强烈照射地球,包括人在内的生物因此遭受毁灭性灾难。科学家估计,这种地磁倒转的灾难会每10万年发生一次。  报导说,这种研究结果听起来很可怕。但是实际情况可能不是想像的那么糟糕。欧洲空间局地磁观测项目经理鲁尼弗莱博哈根(Rune Floberghagen)于2014年7月曾解释:“这种磁极突然倒转不是瞬间出现,而是在几千年或者几百年的时间内发生。这种现象在过去的历史发生过许多次。”  而且2014年7月,加州大学等机构于英国皇家《国际地球物理研究杂志》(Geophysical Journal International )发表报告认为,78.6万年前的地球磁场活动曾在6000年内一直处于不稳定状态,最后在100年间发生磁场两极倒转。  加州大学伯克利分校的研究者考特妮斯普莱恩(Courtney Sprain)说:“我们很惊讶,当时地球磁场的两极倒转速度很快。”  科学家根据目前的地磁减弱情况推测地磁南北极会在今后几千年间突然发生倒转。  伯克利分校的地质年代学中心主任保罗瑞尼(Paul Renne)教授表示,虽然尚不清楚将在何时突然发生下一次的地球磁场倒转,但人们需要多思考一旦发生后人类会遭受什么。
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