胡德洲，左宪章，李 伟

（军械工程学院 无人机工程系，河北 石家庄050003）

引言

随着现代社会的发展，人们对设备的质量及安全的要求越来越高。金属材料在制造、加工、使用过程中，其表面或者内部会产生各式各样的缺陷，是造成设备故障和安全事故的重要原因。主动式红外成像检测技术采用光学、超声、涡流等激励方式，可以对金属的表面、近表面裂纹进行快速、准确的检测，并具有直观、非接触、一次观测面积大的特点［1-2］。但光学激励通常采取高能闪灯加热，容易受表面反射的干扰；超声激励需要耦合剂，难以满足快速、实时检测的要求。

涡流热成像与光学、超声等激励方式相比，具有加热效率高、不受表面状态影响等优点，引起了国内外学者的广泛关注［3-6］。目前，国内对于该技术尚处于机理研究阶段［7-8］。涡流脉冲相位热成像检测技术采用涡流加热的激励方式，与脉冲相位的分析方法相结合，具有广阔的应用前景。奥地利学者Beate Oswald-Tranta研究了基于余弦变换计算试件表面相位时的激励时间优化问题［9］，发现相位图可以使感应加热的邻近效应和表面发射率不同引起的不均匀加热得到有效的抑制［10］。英国纽卡斯尔大学田贵云研究团队采用傅里叶变换计算下表面裂纹感应加热后的相位图，并提取特征量［11-12］。以上研究说明，相位信息可以实现感应加热红外图像的优化和缺陷的定量检测。但是感应加热通常是局部非均匀加热，并涉及涡流产生、涡流加热、热扩散3个物理过程，裂纹附近相位谱的分布规律以及温度场对相位谱影响的关系尚未明确，需要进一步研究。……