一種用于紅外無損檢測的可編程石英燈陣列光源的裝置的制作方法

本發明涉及紅外無損檢測技術領域，特別是涉及一種可編程石英燈陣列光源的裝置。

背景技術：

紅外無損檢測技術是二十世紀九十年代后發展起來的一種新的無損檢測技術。近年來，紅外無損檢測技術受到無損檢測工作者的關注，其應用涉及到航空航天、電力安全、醫療診斷、建筑橋路和文物修復等領域。此方法以熱傳導和熱輻射為基礎理論，利用紅外輻射的物理特性來進行測量。任何溫度高于絕對零度的物體都能輻射紅外線，紅外無損檢測技術是利用物體的熱傳導特性，研究基體物質與缺陷對熱波傳導的差異所形成的溫差，以此判斷缺陷存在的一種無損檢測方法。因此設計不同的激勵源對被測物體進行主動激勵，采用紅外熱像儀連續記錄物體表面的溫度場變化，并通過圖像處理技術得到物體表面熱波信號的特性，以此實現對物體內部缺陷的定量判斷。

紅外無損檢測技術在復合材料板內部缺陷檢測中具有特殊優勢，尤其針對蜂窩芯復合板、碳纖維蒙皮板和玻璃纖維蒙皮材料板內部的脫粘、分層、空氣隙等內部缺陷檢測。

但是，在現有技術中，紅外無損檢測中由于激勵光源存在輻照不均勻的問題，導致輻照到被測物體表面光照不均勻，增加了檢測的不確定性，影響熱波紅外無損檢測的檢測效果。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種用于紅外無損檢測的可編程石英燈陣列光源的裝置，它可以克服現有技術中的紅外無損檢測光源的局限性，實現對物體內部缺陷的精確的定量判斷。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種用于紅外無損檢測可編程石英燈陣列光源裝置，其特征在于，該裝置包括：石英燈陣列光源組件、高吸收率均勻性測試板、紅外熱像儀、數據處理單元和多路可編程供電單元；

所述石英燈陣列光源組件設有多路用于產生激勵光源的石英燈燈管，所述高吸收率均勻性測試板的一面為受光面，所述受光面在預設距離處面向所述激勵光源設置，所述紅外熱像儀在所述高吸收率均勻性測試板的一側，用于采集所述受光面的紅外熱圖像，所述數據處理單元、所述紅外熱像儀和所述多路可編程供電單元依次電連接；

每一路石英燈燈管分別與所述多路可編程供電單元獨立電連接，所述數據處理單元，用于根據所述紅外熱圖像分析出所述激勵光源的熱流分布特性，并以使所述激勵光源的熱流分布更均勻為準則，計算出每一路石英燈燈管的功率調整參數，輸入到所述多路可編程供電單元中，所述多路可編程供電單元根據所述功率調整參數調控每一路燈管的功率。

上述裝置，優先的，所述石英燈陣列光源組件包括平行導軌；所述平行導軌為一對相互平行的帶有刻度的導軌，多個所述石英燈燈管平行排列成陣列式置于所述平行導軌上，每一石英燈燈管均與所述平行導軌滑動連接。

上述裝置，優先的，所述石英燈陣列光源組件還包括高反射率屏蔽板；所述高反射率屏蔽板一面為耐高溫的高反射率面，所述高反射率面與所述石英燈燈管平行并朝向所述石英燈管設置；所述高反射率屏蔽板與所述平行導軌滑動連接。

上述裝置，優先的，所述石英燈陣列光源組件還包括鎖止機構；一所述石英燈燈管與一所述高發射屏蔽板對應平行配置，一所述石英燈燈管和一所述高反射率屏蔽板的兩端分別通過所述鎖止機構固定在所述平行導軌上。

上述裝置，優先的，所述高吸收率均勻性測試板由一塊等厚的金屬板制成，且一面噴涂高吸收率黑漆，噴涂有黑漆的一面為受光面。

上述裝置，優先的，所述多路可編程供電單元用于在0-100％的功率范圍內并行調控每一路燈管的功率。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：

本發明提供的一種用于紅外無損檢測可編程石英燈陣列光源裝置，通過設置石英燈陣列輻射光源，紅外熱像儀采集紅外熱圖像并分析出激勵光源的熱流分布特性，數據處理單元使激勵光源的熱流分布更均勻并計算出每一路石英燈燈管的功率調整參數，輸入到多路可編程供電單元，且每一路石英燈燈管分別與多路可編程供電單元獨立電連接，實現多路可編程供電單元根據功率調整參數調控每一路燈管的功率，精細的調整每個石英燈的功率，與現有技術相比，克服現有技術中的紅外無損檢測光源的局限性，解決了因熱波紅外無損檢測中光源輻照不均勻，導致被測物體表面光照不均勻的問題，實現了準確有效的檢測物體基體的缺陷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中的可編程石英燈陣列光源的工作流程圖；

圖2為本發明實施例中的石英燈陣列光源組件裝置結構示意圖；

圖3為本發明實施例中的可編程石英燈陣列光源的結構示意圖。

石英燈陣列光源組件101 高吸收率均勻性測試板102

紅外熱像儀103 數據處理單元104

可編程供電單元105 石英燈管201

平行導軌202 高反射率屏蔽板203

鎖止機構204 石英燈組301

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本發明實施例提供了一種用于紅外無損檢測可編程石英燈陣列光源裝置，如圖1所示，包括石英燈陣列光源組件101、高吸收率均勻性測試板102、紅外熱像儀103、數據處理單元104、多路可編程供電單元105。

所述石英燈陣列光源組件101設有多路用于產生激勵光源的石英燈燈管，所述高吸收率均勻性測試板102的一面為受光面，所述受光面在預設距離處面向所述激勵光源設置，所述紅外熱像儀103在所述高吸收率均勻性測試板102的一側，用于采集所述受光面的紅外熱圖像，所述數據處理單元104、所述紅外熱像儀103和所述多路可編程供電單元105依次電連接；

每一路石英燈燈管分別與所述多路可編程供電單元105獨立電連接，所述數據處理單元104，用于根據所述紅外熱圖像分析出所述激勵光源的熱流分布特性，并以使所述激勵光源的熱流分布更均勻為準則，計算出每一路石英燈燈管的功率調整參數，輸入到所述多路可編程供電單元105中，所述多路可編程供電單元根據所述功率調整參數調控每一路燈管的功率。

其中，所述石英燈陣列光源組件101，如圖2所示，具體包括石英燈管201、平行導軌202、高反射率屏蔽板203和鎖止機構204。

多個所述石英燈管201平行排列成陣列式置于所述平行導軌202上，每一石英燈管均與所述平行導軌202滑動連接，所述高反射率屏蔽203的高反射率面與所述石英燈管201平行并朝向所述石英燈管201設置，即一所述石英燈管201與一所述高發射屏蔽板203對應平行配置，所述高反射率屏蔽板203與所述平行導軌202滑動連接，一所述石英燈管201和一所述高反射率屏蔽板203的兩端分別通過所述鎖止機構204固定在所述平行導軌上。

其中，所述石英燈管201是由石英燈作為基礎加熱元件，主要由鎢燈絲、石英燈管和燈頭組成。鎢燈絲采用鎢金屬繞制成螺旋，作為石英燈的主要輻射熱源。石英燈管采用石英玻璃，燈管內充氬氣，以抑制鎢的氧化和熱揮發。燈管在燈絲輻射過程中會吸收一部分能量，成為二次輻射源。燈絲所采用的鎢屬于高熔點金屬，熔點達到3400℃，則所述石英燈管具有線膨脹系數小、高溫下的蒸汽壓和蒸發速度低等優點。且燈管所用的石英玻璃具有極低的熱膨脹系數，極高的耐溫性，其融化溫度為1725℃，可在1200℃下工作，并具有極佳的透紫外、可見光及紅外光譜性能，具有熱慣性小、便于控制和組裝等優點。

所述平行導軌202是由一對相互平行的帶有刻度的導軌組成，所述石英燈管201可以固定在平行導軌任意刻度處；通過所述平行導軌手動調整所述石英燈管201間距，獲取對紅外無損檢測試件的快速、大功率熱激勵光源并以脈沖或連續的方式輸出。

所述高反射率屏蔽板203一面為耐高溫的高反射率面，用于將所述石英燈組發射的光全部反射回去，確定石英燈組的光能量向固定的一個方向輻射。

所述鎖止機構204用于將一所述石英燈管和一所述高反射率屏蔽板分別固定在所述平行導軌兩側。

所述高吸收率均勻性測試板102，由一塊等厚的金屬板制成，一面噴涂高吸收率黑漆。在使用時立于所述石英燈陣列光源組件101發光面前，并使噴漆面朝向所述石英燈陣列光源組件101。

所述紅外熱像儀103，用于實時采集由所述石英燈組照射在所述高吸收率均勻性測試板102上產生的紅外熱圖，并能將數據實時傳輸給所述數據處理單元104。

所述數據處理單元104，通過USB接口分別與前端的所述紅外熱像儀103和后端的所述可編程供電單元105連接，通過分析前端所述熱像儀傳輸的紅外熱圖數據，分析出石英燈組的熱流分布特性，并給出石英燈功率調整參數輸入到所述可編程供電單元105中，同時根據分析出石英燈組的熱流分布特性，計算出燈管間距，通過平行導軌手動調整所述石英燈管201間距，獲取對紅外無損檢測試件的快速、大功率熱激勵光源。

所述可編程供電單元105，用于支持石英燈組的多路控制，可在使用時根據需求自由調節，或者控制任意石英燈管的開關，同時每一路石英燈管分別與所述多路可編程供電單元105獨立電連接，所述多路可編程供電單元105根據所述功率調整參數調控每一路燈管的功率，具有精細調節每一路燈管的功率的功能，并在0-100％的功率范圍內并行調整多個石英燈管的功率輸出。

本發明還提供了一個完整的用于紅外無損檢測的可編程石英燈陣列光源的結構示意圖，如圖3所示，該儀器包括石英燈燈組301、平行導軌202、高反射率屏蔽板203、鎖止機構204、高吸收率均勻性測試板102、紅外熱像儀103、數據處理單元104和多路可編程供電單元105。石英燈燈組301與高反射率屏蔽板203共同連接在刻度平行導軌202上，并用鎖止機構204固定。高吸收率均勻性測試板102立于石英燈組301發光面前。紅外熱像儀103朝向高吸收率均勻性測試板102受光面，數據處理單元104通過USB接口與紅外熱像儀103和多路可編程供電單元104連接。

此儀器通過采用石英燈組301輻射光源，并將石英燈組301和高反射率屏蔽板203平行放置并通過鎖止機構204將兩者固定在帶有刻度的平行導軌202上，且高反射率屏蔽板203的高反射率面朝向石英燈組301，改善了在紅外無損檢測中，由于光源發光主要部件為燈絲，燈絲周圍光能的不均勻程度很高，導致輻照到被測物體表面光照不均勻，影響檢測結果的問題。

同時，通過帶有刻度的平行導軌202手動調整石英燈管301的間距，可以獲取對紅外無損檢測試件的快速、大功率熱激勵光源并以脈沖或連續的方式輸出，克服了在無損檢測中的激勵光通常調制為正弦或方波形式，不具備光強精細調節功能的問題。

另外，每一路石英燈管301分別與多路可編程供電單元105獨立電連接，數據處理單元104根據紅外熱圖儀103分析出激勵光源的熱流分布特性，并以使所述激勵光源的熱流分布更均勻為準則，計算出每一路石英燈管301的功率調整參數，輸入到多路可編程供電單元105中，實現了多路可編程供電單元105可以根據實際情況調整功率參數調控每一路燈管的功率，精細的調整每個石英燈的功率。

綜上，本發明提供了一種用于紅外無損檢測可編程石英燈陣列光源裝置，通過設置石英燈陣列光源組件，改善在熱波紅外無損檢測中因光源輻照不均勻，導致被測物體表面光照不均勻的問題。

其次，數據處理單元計算每一路石英燈燈管的功率調整參數，并輸入到多路可編程供電單元，且每一路石英燈燈管分別與多路可編程供電單元獨立電連接，實現了多路可編程供電單元根據功率調整參數調控每一路燈管的功率。

另外，數據單元根據分析出激勵源的熱流分布特性，計算出燈管間距，通過平行導軌手動調整所述石英燈管間距，獲取對紅外無損檢測試件的快速、大功率熱激勵光源，改善了因激勵源加熱效率不足，會使物體基體與缺陷溫度差不明顯而無法清晰分辨兩者的問題，同時獲取的快速、大功率熱激勵光源是以以脈沖或連續的方式輸出，克服了現有技術中僅有的激勵光通常調制為正弦或方波形式輸出，不具備光強精細調節功能。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。