基于相位的热波分析,通过建模和模拟对固体材料的表面缺陷进行横向表征
Botao Ma1, Chen Liu1, Shupeng Sun1
1Department of Engineering Mechanics, School of Civil Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
概括
锁定热谱使用调制的热波来发现地下缺陷. 激发频率影响横向分辨率和深度灵敏度,更高的频率改善了较浅的缺陷的边界定义.
科学领域:
- 材料科学
- 非破坏性测试
- 红外热学
背景情况:
- 锁定温度是红外非破坏性测试 (NDT) 的一个关键方法.
- 不同深度地表缺陷的定量表征具有挑战性.
- 优化缺陷检测需要了解热波行为.
研究的目的:
- 通过基于相位的锁定热学来研究地下缺陷检测的侧面分辨率.
- 分析激发频率对缺陷可见性和边界定义的影响.
- 在热波NDT中选择最佳激发频率的指导方针.
主要方法:
- 分析建模和有限元模拟的整合.
- 基于相位的表面温度变化分析.
- 阶段差异分析以评估缺陷特征.
主要成果:
- 激发频率显著影响缺陷的可见性和边界定义.
- 热扩散长度取决于频率,控制透深度和横向扩散.
- 较高的频率提高了侧面分辨率;较低的频率提高了更深层的缺陷的检测能力.
- 半径与深度比值为2对于可靠的边界划分至关重要.
结论:
- 激发频率是锁定温度学中平衡深度灵敏度和侧面分辨率的关键参数.
- 为优化热波NDT的频率选择提供了实际指导.
- 缺陷的大小和深度比对检测可靠性有重大影响.


