红外热成像技术在军工产品无损检测中的效果评估

摘要：伴随科学技术的快速发展，红外热成像技术作为一种先进的无损检测手段，已成为军工产品质量检验和安全保障的主要手段之一。红外热成像技术可以在金属部件的裂纹检测等领域发挥重要作用，为军工产品的质量监控提供有力支撑。本文阐述了红外热成像技术，并对其在军工产品无损检测中的应用进行的探讨，分析了其在军工产品无损检测中的效果评估情况。

关键词：红外热成像技术；军工产品；无损检测；效果评估

当前，对军工产品安全性、耐用性等方面的要求越来越高，因此，无损检测是必不可少的。其中，红外热成像技术因其具有诸多优点，在军工产品无损检测中得到的广泛的应用。红外热成像技术以红外辐射为基础的非接触检测方式，将被测物体表面的红外辐射能量转换成可视化图像，可以直接检测物体内部的结构，提高了检测的效率与精度。

一、红外热成像技术概述

红外热成像技术，也叫红外热像仪技术，是对被测物体的红外辐射能进行检测，并将其转换成可视的图像。绝对零度以上的物体的辐射强度和其温度密切相关。红外热成像技术可以捕获人眼无法捕捉的红外光，通过高灵敏的红外探测器采集和检测，并将其转化为人眼可以分辨的图像。该方法利用颜色的差别，将被测物体表面的温度分布形象地呈现出来，使观察者能快速地判断其温度异常等情况。红外热成像技术不仅可以跨越视觉障碍，而且在黑暗的环境，可以实现对被测物的温度、状态等的进行非接触式检测。对比传统的接触式检测方式，红外热成像技术不需要与被测物体直接接触，可以有效地避免由于接触而造成的损伤，极大地提高检测的安全性与效率。另外，红外热成像技术的检测范围大且精度高，可以对被测物体的温度变化进行实时监控，为多个领域的实际应用提供技术支撑[1]。

二、红外热成像技术在军工产品无损检测中的应用

（一）结构部件的缺陷检测

在飞机制造过程中，机翼、机身等重要构件的细微缺陷都会给飞行的安全性带来极大的影响。在对这类部件进行检测时，通常采用红外热成像技术。比如，将飞行器蒙皮加热后进行快速冷却，采用红外热成像技术获取其内部温度变化，可以有效地识别内部的裂纹及脱粘区域。研究表明，与常规 X射线检测方法相比，红外热像检测效率可以提高30%左右，且具有较低的检测费用及较低的环境辐射效应。坦克是地面战争中最主要的武器，装甲层的强度与完整性是决定战场生存能力的关键因素。红外热成像技术可以在不损伤装甲的情况下，对装甲进行加热，监控其散热方式，实现对装甲内部裂纹等缺陷的精确识别。比如，某型坦克装甲在检测时，采取红外热成像技术，其缺陷检出率可以达25%以上，使装甲总体质量得到明显提高。导弹壳体是承受高温、高压工作的核心构件，对其精度、材质等提出了较高的要求。红外热成像技术可以利用热扩散速率差异，准确地识别出弹体内部的缺陷。研究表明，利用红外热成像技术可以准确地检测到现有缺陷，同时也可以检测到细小裂缝，极大地提升了检测的精度。工业报道显示，将该技术用于军工产品的无损检测，可以节省大约20%～40%的检测时间，并降低大约30%的检测费用[2]。

（二）电子元器件检测

红外热成像技术已被广泛地用于军工产品的无损检测，尤其是对电子元器件的检测。军工产品中使用的集成电路、电容、电阻等电子器件处于高温、高压等极端条件下。其运行稳定性不仅关系着军工产品的性能，而且关系着军工产品的安全性。比如，某型军事雷达内部集成了大功率电子器件，长期处于高负荷运行状态下，容易出现局部过热。常规的故障诊断方法通常是在设备停止运行之后才能完成，并且很难对全部部件进行全面的检查。红外热成像技术可以对器件运行状态进行实时监控，通过采集器件表面的红外辐射信息，获得器件内部温度场的精细图。该方法既可以避免元件受到物理损伤，又可以极大地提高检测的效率与准确度。通过对军事雷达系统的常规检查，发现过热元件的检出率可以提高30%左右，而由于过热引起的故障率下降了25%。比如，在某次军事演习中，利用红外热成像技术，对功率放大器进行了及时的检测，从而防止了整个系统的瘫痪，为演习的顺利进行提供了保障。另外，红外热成像技术在军工产品的质量管理等方面也起着不可替代的作用。在制造工艺中，采用红外热成像技术，能够迅速地发现缺陷部件，从而提高了整个制造的质量[3]。

（三）复合材料检测

复合材料因具有优良的力学性能和较强的适应性等，在航空航天、装甲车辆等军工产品中具有广阔的应用前景。但是，受加工工艺或外界因素等的影响，该类材料在加工及使用过程中极易出现脱粘、裂纹等缺陷，这些缺陷不容易被发现，但会对材料的综合性能造成较大影响，严重时还会引起安全事故。在航天技术中，许多构件如机翼和机身等均采用碳纤维材料制造。比如，某家著名的国际航空公司在研制新机型时，利用红外热成像技术对飞机的机翼进行无损检测。通过红外热成像技术，对复合材料进行热处理，观测其在冷却时的热分布，发现了许多细小的层间脱粘区。如果不能及时检测和修补，可能会引起结构的破坏，带来灾难性的后果。通过对复合材料部件进行无损检测，使其故障检出率提高30%以上，有效地保障了飞机的安全性。在舰船制造中，由于复合材料具有较好的抗腐蚀性，因此，在舰船的船体和内部隔板上采用复合材料。通过对热成像图进行比较分析，检测人员发现了大量的孔隙，这些孔隙虽然对舰船的短期使用没有影响，但是长时间的浸泡会加快舰艇的腐蚀，从而对舰船的使用寿命造成影响。通过对这些问题的处理，保证舰艇在长时间使用中的性能[4]。

三、红外热成像技术在军工产品无损检测中的效果评估

红外热成像技术在军工产品的无损检测中得到了较好的应用，通过可视化的热像图，可以精确地辨识温度异常的区域，从而判定缺陷的部位和种类。研究表明，该方法的检测精度可以达95%，与超声等常规无损检测手段相比，检测精度得到明显提高。红外热成像技术可以在检测复合材料等军工产品的细微缺陷，对其表面温度变化进行准确的检测。红外热成像技术不需要烦琐的偶联设备与额外的辅助材料，检测过程比较简便、快捷。据统计，在军产品中采用红外热成像技术进行无损检测，与传统检测方法相比，可以将检测时间缩短至1/3，减少人力的投入成本。另外，红外热成像技术不需要对会对构件造成破坏，可以有效地防止因检测导致的构件损伤，从而大大减少了检测的成本。据统计，在军工产品的无损检测中，使用红外热成像技术可以使总体检测成本下降20%～30%。对军工产品中存在的问题进行有效的检测和解决，是保证军工产品质量与安全的重要手段。红外热成像技术可以对军工产品的态进行实时监控，如果出现异常情况，可以及时采取相应的措施，从而避免由产品质量问题引起的安全事故。

结论

总之，红外热成像技术作为一种重要的无损检测方法，在军工产品的无损检测中具有重要的作用和价值。随着检测水平的提高和检测技术的进步，红外热成像技术在未来将得到更广泛的应用，提高我国军工产品的综合质量和竞争力。同时，还要对红外热成像技术与其他检测技术的应用进行深入的研究，为我国国防建设提供更多的技术支持。

参考文献：

[1]赵薇，曹慧媛，吴燕琪，陶洁，于亚萍.红外热成像在聚焦换能器焦平面测量中的应用[J].计量科学与技术，2024，68（10）：73-78+72.

[2]张丹璇，周晓玲，刘金霄，刘静，陶萍萍，周娅妮，张成磊.应用随机森林模型探讨红外热成像技术对代谢相关脂肪性肝病的预测作用[J].中西医结合肝病杂志，2024，34（09）：781-785.