在本文中，我们分解了使用复合材料检测解决方案的红外无损检测的四个子类别。
复合材料的第一次使用记录很可能是在法老时代时期的古埃及。工人们使用稻草和泥浆来制造建筑材料。当谈到今天的复合材料时，人们通常指的是用于航空航天，军事和赛车或汽车应用的先进材料。最近，使用复合材料的最大推动力之一是商用飞机制造商，例如波音公司使用的飞机。
为了使这些飞机更加省油，飞机制造商都设计了超过50%的复合材料飞机。这些大型复合材料结构也对无损材料测试（NDT）的需求也很大，无论是用于制造还是在役检测。
传统上，超声无损检测已经满足了这一需求。然而，这些飞机的许多部件正在制造复杂的形状和曲率，使得使用需要与被检测材料表面真实（正交）定位的超声波传感器变得困难或不切实际。
热成像在无损检测领域并不像超声检测那样普遍，尽管它在涉及具有复杂形状的大型复合材料时具有许多优势。热成像无损检测技术属于有源热像仪的范畴，因为使用了主动热激发源。用于复合材料检测解决方案的热或红外（IR）-NDT有四个子类别：闪光、瞬态、振动热成像和锁定热成像。
闪光热成像
闪光灯，有时也称为脉冲热成像，使用非常短的能量脉冲，例如由氙气闪光灯提供的能量，作为测量的主动激励。然后使用红外或热像仪来记录材料升温和冷却周期的图像序列。
涡轮叶片的锁定图像结果图像上的橙色斑点显示微裂纹，其中一些在表面下方。
在此期间观察材料表面的热浪时，与完整或无缺陷的材料相比，冲击损伤、空隙、异物夹杂物、崩解物和水夹杂物等缺陷表现为不同的热物理特性。
这些热物理差异会在热像仪记录的表面热波中产生干扰或干扰。这些图像序列可以包含多达数百张热图像。然后，分析软件计算结果图像，该图像基于所应用的算法可以显示为相位角图像。
振动热成像
在振动热成像系统中，感应超声波用于在材料内部或表面的裂纹表面上产生摩擦，从而产生热量。然后，在热像仪的帮助下可以看到这种摩擦热。这种振动热成像系统的典型应用是检测陶瓷和金属的裂纹和微裂纹。
此处显示了主要测量设置。
锁定式热成像
可用的更复杂的热无损检测方法之一是锁定式热像仪。使用锁相热成像系统的复合无损检测的典型测量设置通常涉及用于激励的卤素灯。
其基本原理是基于在已知激励频率上“锁定”相机记录。因此，通过使用正弦波形对卤素灯或卤素灯进行调制，可以连续激发样品材料。这具有明显的优势，即热浪或热波永远不会衰减到摄像机无法再拾取热信号的程度。
例如，对于闪光或瞬态热成像，使用单个和有限热脉冲进行激发。最迟，当热波的振幅接近相机探测器的本底噪声时，有用热图像的收集结束。这反过来又限制了测量的最大可达到穿透深度。这在复合材料中尤其重要，因为复合材料通常也不传导热量。
锁定式热成像使用快速傅里叶变换（FFT）算法来计算结果图像。图像数据在频域中逐个像素地进行评估，并且只允许评估与激励源的频率完全匹配的信号，从而消除不需要的热反射。
事实上，由于测量系统的噪声频率是随机的，因此这种方法可以提高热灵敏度，使其达到相机本身的本底噪声以下。与IR-NDT方法相比，这显着提高了锁相热成像系统的信噪比（SNR），从而可以检测难以发现的缺陷。
制冷式红外热像仪的典型热灵敏度约为25毫开尔文（mK）。锁定式热成像系统可以将该范围扩展到μK范围，或100至1，000倍。
使用锁定式热成像的其他应用示例包括用于无损材料强度无损评估的热应力分析以及光伏（太阳能电池）电池和面板的分流检测。
