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        便攜式紅外線相機對復合材料進行無損檢測
        發布時間:2021-01-27   點擊次數:193次

        復合材料非破壞檢測

        復合材料如碳纖維、玻璃纖維,具有強度高與輕量化等特點,廣泛應用于各領域。但因制作過程的缺陷或受外力沖擊產生內部脫層(Delamination)、脫膠(Disbonding) 或孔隙(Porosity),雖外觀完整但強度降低。本系統整合紅外線相機搭配相關軟硬體進行非破壞檢測,進而獲得材料內部的瑕疵狀況。

        針對多層結構的復合材料,檢測方式除傳統人工循序敲擊或超音波掃描外,可使用此系統,由面資訊取代點資訊,快速得知相對應的缺陷位置。有別于一般紅外線熱影像取得表面溫度(上圖中),UNX 安新透過主動式成像技術獲取內部資訊(上圖右),得知如綠框處為脫層,便于進行修補。

        游艇非破壞檢測,上為船舶龍骨的拍攝影像,下為本紅外線非波壞檢測系統拍攝所得的影像。

         在游艇和造船中,常用的材料是所謂的復合材料。通過巧妙地組合至少兩個組件的積極特性,它們通常具有出色的功能-其中一些甚至專門適應了各自的應用領域。毫不奇怪,它們還用于航空航天工業,動力工程(例如,風力渦輪機),醫療技術,運動器材制造以及汽車工業中的高性能應用。但是,無論哪里有約束力,這些約束力也會“破裂”,無論是由于外部影響還是材料疲勞。因此,定期測試是*的。

        JHiX-600便攜式檢查系統。提供多層復合材料的非接觸式檢查,即使是大表面也是如此。它使用圖像處理來檢測人眼看不見的薄弱點。除了熱像儀外,還使用IDS Imaging Development Systems GmbH的具有自動對焦功能的uEye板級相機。

        特別是在海事應用中,對復合材料的需求不斷增長。除了地板元件,側壁,天花板或門外,還可提供由復合材料制成的馬桶隔室和分隔單元。此外,諸如地板,墻壁或屋頂面板的承重部件是可能的,并且可大大減輕重量。此處使用的復合材料的經典示例是CFRP-碳纖維增強塑料。它具有很高的剛度,同時又很輕。或GFRP-玻璃纖維增??強塑料,一種由塑料和玻璃纖維制成的材料。它具有成本效益,但質量很高。

        使用這種輕質的建筑材料,各個組件不會合并為單一材料,而是幾乎并排存在。因此,由于制造過程而可能發生諸如氣泡,孔,異物和分層(層剝離)的損壞。即使在操作期間,即在車輛行駛時,材料的強度也會例如由于撞擊事件而受損。對復合面板的撞擊不會在外部留下任何可見的損壞。但是,內部仍然會導致抗壓強度的降低。因此,對材料進行定期測試不僅明智,而且對安全至關重要。游艇制造商通常使用超聲波或沖擊波檢測方法來檢測缺陷。這是基于聲波的使用。它開發于1980年代,用于測試鋼筋混凝土組件,目前已廣泛使用。但是,該過程需要零件之間的接觸并且很費時間。

        便攜式檢查系統JHiX-600可以對復合材料進行非接觸式檢查,因此可以確保進行非破壞性檢查(NDI-Non-Destructive-Inspection)。可以針對剝離,分層或孔隙率進行測試。在表面下分析材料的特性,從而檢測出材料內部的缺陷。該系統還可以輕松捕獲較大的檢查區域或彎曲的結構-無需事先提供材料樣本。對于具有多層結構的復合材料,除上述手動順序超聲掃描外,還可以使用iX-600來用面積信息代替點信息。

        該系統的特點是可以快速準確地確定故障位置。除了用于評估測試表面總體溫度分布的紅外熱圖像之外,UNX系統還從集成的工業相機接收并行圖像信息。因此,它確定了材料的確切缺陷狀態。因此,決定性因素是紅外攝像頭與IDS自動對焦的板級攝像頭的組合,以及帶有7英寸觸摸屏的內置工業計算機和相關軟??件的組合。可以移動,不需要額外的外部計算機。

        以機動游艇的外殼為例,可以用簡單的術語來解釋該過程。板級相機會在檢查過程中與熱成像相機完全平行地記錄要檢查區域的當前圖像。借助圖像處理技術,該系統可以通過分析和匹配圖像數據并顯示其相對位置來快速檢測缺陷區域。所有測量結果均清晰顯示并記錄在圖像中。例如,可以輕松確定分層缺陷(圖中的綠色框)以進行維修。

        公司一直在尋找一種用于移動系統的緊湊型相機,該相機還可以在不同焦平面之間快速切換。“ JHiX-600是便攜式設備。因此,它必須小巧輕便。當然,其組件也應如此。此外,由于不同的工作距離,集成相機必須具有計算機控制的自動對焦功能。

        IDS的uEye LE AF USB 3.1 Gen 1板載相機滿足所有這些條件。它適用于液體鏡頭的使用和控制,并提供實用的自動對焦功能。這允許在可變的物距下獲得好聚焦的圖像。自動系統基于“主動”液鏡控制,可以通過軟件輕松觸發。根據應用的不同,可以對自動對焦進行單獨配置,并確保立即獲得完美清晰的圖像。UNX特別選擇了帶有S-Mount鏡頭安裝座的UI-3881LE AF型。該相機配備了Sony STARVIS系列的1 / 1.8“卷簾CMOS傳感器IMX178,并以高達58 fps的幀速率實現6.41 MPixel(3088 x 2076 px)的分辨率。除了其高分辨率之外,傳感器以速度和靈敏度得分,

        UI-3881LE AF具有防扭曲的USB C型連接器以及USB供電,可以輕松地集成到嵌入式系統中。由于其緊湊的設計(36 x 36 x 20 mm),它可以安裝在小的空間中,非常適合顯微鏡,醫療技術,計量學和交通監控領域的經典機器視覺應用和任務。它還預定安裝在小型工業設備中,

        使用IDS軟件開發套件來集成攝像機。IDS軟件套件是一個免費軟件包,與uEye工業相機(型號名稱為“ UI”)完全相同,并且可以輕松處理USB 2.0,USB 3.0和GigE uEye相機的混合操作。除了攝像機驅動程序之外,它還包含各種編程語言的示例程序。

        JHiX-600檢測系統專注于復合材料組件的非接觸式和非破壞性測試市場。具有巨大潛力的市場。這是因為復合材料的應用領域通常很敏感。無論是在海上應用(如此處所述),在太空旅行,醫療技術還是運動器材構造中,所用材料的承載能力都是*的,因此必須進行常規測試。

        但是,還考慮了將來需要具有更高分辨率或C型接口鏡頭的工業相機的應用。在這里,公司考慮到了“姐妹相機” UI-359xLE AF。就像iX-600中使用的UI-3881LE AF型號一樣,它可以通過使用軟件的相機方便地對液體鏡頭進行聚焦。但是,在傳感器方面,它配備了安森美半導體的1/2英寸卷簾CMOS彩色傳感器,可提供18.10 MPixel(4912 x 3684,20.0 fps),4K Cinema(4096 x 2304, 38 fps)和超高清(3840 x 2160,40 fps)。

        無論使用哪種變型,緊湊而強大的工業相機都將帶來無數的應用可能性。在JHiX-600等移動解決方案中,它們使用戶的各個方面的日常工作變得更加輕松,同時又確保了更高的安全性。對于那些可以“透視”的人,要知道表面下發生了什么。

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