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无损木材仪

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无损木材仪相关的资讯

  • 木材无损检测仪问世
    人的心脏有问题了,可以做个心电图检测,查清楚心脏的情况,从而对症下药施治。那大树要是“肚子”里生虫子或者开裂了,除把树木锯开检查外,还有没有简单点的检查方法呢?   浙江林学院电子信息专业大三学生刘凯等3名同学和导师李光辉,花了3年的时间给大树研究了一个“心电图”检测仪——木材无损检测仪,这几天已经申请专利。价格是国外同类产品的十分之一。   “170微秒,和数据对比看看,好,健康。”刘凯与合作的同学一起,动作麻利地给一棵直径14厘米的樟树两边各插上了一个传感器,插好后,启动开关,手里的木材无损检测仪上就显示出树木内部应力波的传播速度。从给树木“穿衣服”,到数据显示后显示树木正常,这个过程一共历时3分钟。   “别看它小,可别小看它。”刘凯称手里的木材无损检测仪为“手持设备”,看着比家用的电视遥控器要厚2倍,宽1倍的样子,“虽然小,但它的测量精度、可靠性和灵敏度比国内外市场上的所有同类产品都高。”   “这个发明,最重要的是利用脉冲锤撞击树木,使树木内部产生应力波的传播。”李光辉教授介绍说,使用者就是通过测量应力波的传播时间和传播速度的变化,并计算木材弹性模量等参数,通过对比正常同类树种的相关数据,来判断木材内部有无缺陷。   在国外,同类产品最便宜的也卖到3000多欧元,折合人民币3万多元,而刘凯他们设计的这个仪器,价格则不到3000元。   活着的树木和古建筑中的木材适用   “有很多树木,外面看着是好好的,可里面的‘心’早都空了,这样的树特别容易引起火灾。”刘凯说,以往要给树木做检查,都要先把木材砍掉,再用锯子锯开才能了解木材的内部情况。如果是古建筑中的木材,所受的损伤则更大。因此,很多文物保护单位也希望能有简单的防范,提前知道古建筑中的木材内部有没有长虫子或开裂。从2007年初开始,刘凯、蔡步森等3名同学,在李光辉的指导下,利用电子信息、计算机软件开发等专业知识,开始就这一难题进行研究,最终并成功开发出了基于应力波原理的木材无损检测仪。   “要想不损伤木材进行检测,需要很庞大的设备。”刘凯说,在此之前,木材研究领域也有红外线检测法、超声波检测法、核磁共振检测法等检测方法,但因为设备实在太昂贵,操作程序又复杂而难以推广。   “这个木材无损检测仪既不破坏材料的原有特性,又能在短时间内连续获得检测结果。”据刘凯介绍,检测仪与被测木材之间不需任何的耦合剂,也不受木材尺寸和形状的影响,更不会对人体造成危害,“所以,活着的古树名木和古建筑中的木材更适合使用。”   对于学生的这项发明,浙江林学院木材研究专家、木材过程中心负责人马灵飞教授认为,该项仪器能够准确的检测、分辨出健康树木和有内部缺陷的树木,而且便于携带、使用方便,具有很强的实用价值,尤其是对木质文物保护、检测古树名木的健康状况等具有重要作用,该仪器还可以应用在林业管理、林业教学与科研等领域,应该具有广阔的市场前景。   本文来自: 中国木材网(www.chinatimber.org) 详细出处参考:http://www.chinatimber.org/news/28832.html
  • 浙江农林大发明“木材无损检测仪”
    “我们已经用木材无损检测仪为故宫几百根木柱和木结构房进行了检测,发现大部分木结构保护都不错,但也有一些木柱子内部已有一定程度的腐烂。”近日,浙江农林大学孙林飞等四名师生正应邀用他们的最新发明——木材无损检测仪,为故宫和天安门的木柱和木质结构建筑做“心电图”。   故宫和天安门是我国首批重点文物保护单位,经过常年风雨洗礼,巨大的木柱以及其他木结构的建筑,或多或少会有腐朽、虫蛀等问题。全面掌握这些木结构建筑的健康情况,了解木材内部有没有长虫或开裂,对于保护和预防古建筑损坏具有重要意义。   然而受技术和成本的影响,以往检测木材需用锯子锯开、或者给木材打个洞取出样品,才能了解木材内部的情况,但这对古建筑无疑是一种极大的破坏。   有没有一种方法,能够在不损伤建筑的前提下,以比较简单的方法,掌握它们的健康情况呢?   浙江农林大学电子信息领域的李光辉教授了解到这一难题后,就开始指导孙林飞、刘凯等本科在校生,尝试利用电子信息、计算机软件开发等专业知识,掌握木材内部情况,最终成功开发出基于应力波原理的木材无损检测仪,解决了这个难题。   在木材无损检测仪发明以前,也有红外线检测法、核磁共振检测法等一些木材检测方法,但是设备昂贵、操作复杂,一直难以推广。浙江农林大师生发明的木材无损检测仪的最大特点,是既不破坏材料,又能在短时间内连续获得检测结果,而且使用方便,不受木材尺寸和形状的影响,比国外同类产品成本低很多。现在,这项发明已成功申请国家专利。
  • 第16届国际木材无损检测大会在京召开
    10月12日,“第16届国际木材无损检测大会”在京拉开帷幕。本次会议由北京林业大学工学院主办、美国农业部林产品实验室协办。来自美国、中国等20多个国家的60多名业内专家、学者出席了会议。   会议期间,国内外相关领域的权威专家及专业人员将进行主题演讲和分组讨论。重点聚焦木材无损检测领域的最新研究成果,搭建学术交流平台,促进该技术的快速发展。   副校长姜恩来出席会议并致辞。他指出,北京林业大学作为一所以林学、生物学、环境工程学和材料学为特色的综合性全国重点大学,在木材无损检测科研方面已取得了显著成果。现建有木材无损检测实验室,配备了世界先进水平的测试仪器,专门从事人造板、单板、木结构建筑、古树名木等的检测与评估工作。部分教师从事相关研究工作,承担着多个国家林业局、北京市自然基金的科研项目。同时,与美国农业部林产品实验室合作开展相关课题研究。   据介绍,本次会议共收到论文90余篇,内容涉及活立木、木结构建筑、超声波、近红外、CT扫描等多个领域,介绍了当前木材无损检测理论、技术及检测仪器研究方面的相关研究成果。
  • 新标准实施丨X射线荧光能谱仪测定防腐木材和木材防腐剂中CCA和ACQ的方法
    导读随着国家标准《GB/T 40196-2021 X射线荧光能谱仪测定防腐木材和木材防腐剂中CCA和ACQ的方法》于2021年12月1日正式实施,标志着防腐木材和木材防腐剂中重金属分析已从传统繁复的湿化分析向智能化高效化能谱仪的快速分析迈进。岛津EDX-7000能量色散型X射线荧光光谱仪快速无损分析防腐木材和木材防腐剂的重金属分析应用也早已完成,您准备好了吗? 法规解读据统计,我国防腐木年生产量约500万立方米,年产值约1000亿元,各类型防腐剂消费总量约3000吨,其中铜铬砷(CCA)和季铵铜(ACQ)木材防腐剂总生产量占90%以上。目前,我国现阶段市场上流通的防腐木平均每立方米载药量远低于户外最低C3类4.0kg/m³使用要求。数据表明防腐木行业发展及其市场秩序已经偏离相关标准规范。而《GB/T 40196-2021》标准的制定将会给防腐木行业产品快速检测、快速分析数据、在线指导生产带来革命性的突破,助推防腐木行业高质量发展。 铜铬砷(简称CCA),主要成分为铜、铬和砷盐或其他氧化物的混合物;季铵铜(简称ACQ),是铜盐(以氧化铜计)与季铵盐化合物(以二癸基二甲基氯化铵计)的混合物。 CCA和ACQ都是木材防腐剂中能抑制木材腐朽菌、霉菌、变色菌、昆虫和海生动物在木材中生长的活性成分。CCA木材防腐剂和ACQ木材防腐剂适用于建筑用材、园林景观用材、矿用木材、铁道枕木、船用木材、海洋用材及其他工业用材和农用木材等的防腐、防虫(蚁)、防海生钻孔动物处理。 《GB/T 40196-2021 X射线荧光能谱仪测定防腐木材和木材防腐剂中CCA和ACQ的方法》国家标准,规范了能量色散型X射线荧光光谱仪如何建立工作曲线,如何对防腐木材和木材防腐剂中的氧化铜、三氧化铬、五氧化二砷含量进行分析。岛津是如何应对的呢? 岛津应对方案根据铜、铬和砷元素浓度与X荧光强度成正比例关系的原理,利用岛津EDX-7000能量色散型X射线荧光光谱仪建立防腐木材和木材防腐剂中Cu、Cr、As的工作曲线,然后采用工作曲线法进行防腐木材和木材防腐剂中Cu、Cr、As的含量分析。 • EDX-7000能量色散型X射线荧光光谱仪特点 工作曲线由于不同基体对X荧光的吸收与增强不同,故要建立铜铬砷防腐木材、铜铬砷木材防腐剂、季铵铜防腐木材、季铵铜木材防腐剂四种基体的工作曲线,根据不同基体选择对应的工作曲线进行分析。 图2 防腐木材粉压片样及木材防腐剂液体样 下面以铜铬砷防腐木材为例,进行介绍。元素氧化物的校准曲线如下图。图3. 元素氧化物校准曲线 各元素氧化物的检出限如下。元素氧化物的检出限(单位:%)按标准要求,连续3次分析实际样品,三次结果极差要求0.3%。选择4个样品进行测试,极差远小于0.3%。同时,与客户提供的参考值吻合良好。 实际样品分析结果(单位:%)说明:样品3次分析结果极差满足标准不大于0.3%的要求。 结语岛津EDX-7000能量色散型X射线荧光光谱仪能够按照标准《GB/T 40196-2021 X射线荧光能谱仪测定防腐木材和木材防腐剂中CCA和ACQ的方法》的方法,对防腐木材和木材防腐剂中的氧化铜、三氧化铬、五氧化二砷含量进行分析,操作简单,无需化学前处理。为木材市场上标准的应对提供了良好的支持! 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 树木无损检测探伤仪:检测树木健康状况,给出专业治疗方案
    俗话说“人吃五谷杂粮哪能不生病呢”,体检无疑是检测人体健康状况的最佳方式。人不舒服可以通过查CT、做B超等方式对身体状况进行检测,那树木健康状况出现问题要如何应对呢?传统树木健康检测方式主要是借助工具在树木上打洞,通过肉眼观察而确定树空程度,这种方式会使树木感染真菌、生长缓慢,导致检测结果不准确。因此,不破坏树木结构、精准勘察内部状况成为树木健康状况检测的必然需求。托普云农树木无损检测探伤仪致力于解决树木健康检测需求的痛点。设备采用应力波传播原理,可以便捷、无损的对树木内部结构可能产生腐朽、虫蛀等健康问题进行准确勘察界定,并实时输出“检查报告”。以96%的探测精度,为朝阳区筛查危树312株近期,长春市朝阳区园林管理中心针对辖区内树木展开健康诊断与风险预警工作,托普云农树木无损检测探伤仪作为特邀“体检设备”也参与其中,设备协助工作人员针对朝阳区园林管理中心辖管区域内树龄长、长势过熟,难以从树木外观鉴别损伤、腐朽等问题的树木,逐个进行安全隐患检测鉴定。托普云农树木无损检测探伤仪采用应力波检测原理,对辖区内的树木体检。树木内部结构健康,应力波传播速度就会在正常范围内;树干内部若存在虫蛀、腐坏等问题,存在问题部位的应力波传播速度就会变慢,细微的数据变化都可以被成像软件观测到,非常精准严密。最终,托普云农树木无损检测探伤仪以“96%的探测精度”累计筛查出朝阳区园林管理中心辖区街路312株危树。朝阳区园林管理中心辖区内的树木多,手动记录树木信息及相关数据费时费力、容易出现数据混乱、造成判断失误,树木无损检测探伤仪在检测时,工作人员可以在信息输入界面,录入所需树木相关的数据,不仅便捷易操作,而且可以减轻工作量、提升工作效率。内部结构严重腐坏的危树,会在恶劣天气的诱因下倒伏在街道上,造成交通拥堵影响交通安全,更甚者甚至会危及居民的生命财产安全。树木无损检测探伤仪在检测完成后,实时输出树木截面二维图和树木缺陷诊断结果,结果会以红色腐烂重度损害、黄色疏松轻度损害、绿色坚硬无损害3色直观呈现。基于“体检报告”结果,朝阳园林管理中心采取“能救则救,无救则伐”的原则,对12株存在重大安全隐患的危树上报市林业和园林局审批砍伐,现已得到审批砍伐批复。砍伐的杨树截面 砍伐的柳树截面托普云农树木无损检测探伤仪不仅协助朝阳区园林管理中心把风险化解在隐患形成之前,把隐患消除在事故之前,还为打造朝阳区的健康、安全、美丽的绿化环境贡献了力量。树木无损检测探伤仪有多少惊喜是我们不知道的?树木无损检测探伤仪是一款便携式木材断层成像设备,由检测仪(包括检测箱和工具箱)及木材缺陷成像软件组成,用于古树名木、行道树等活立木的内部缺陷检测和定位。具体的工作流程就是:在被测木材的横截面上安装检测传感器,最多可安装12个,安装完毕后用锤子依次击打各传感器,从而使检测仪获得各传感器之间的应力波传播数据,将数据传送给配套的木材缺陷成像软件,最终由成像软件根据获取的数据进行木材横截面缺陷分析成像。应力波传播原理也非常好理解,简而言之就是锤子击打传感器的声音在树干内部进行传播,树干内部的介质不同,声波传播的速度就不同。如果树干内部木质存在空腐,空腐部位应力波传播的速度减慢,微小的数据变化都可以在成像软件上显示出来,据此就可以判断树干内部的健康状况。另外,树木无损检测探伤仪的的测量参数非常精密:可测量树木纵向长度区间为100~3000mm、树木直径范围为100~2000mm、传感器可承受压力为500N,相当于一位成年女性的重量;测量误差≤1%、重复性误差≤0.5%,因此设备输出的数据都非常精准。木材缺陷成像软件在检测完成后即时生成检测报告,并保存树木内部缺陷面积的计算结果及缺陷面积占整个横截面积的百分比等所有测量数据,清晰直观、方便快捷。使用打印机可打印树木截面二维图和树木缺陷诊断结果,结果会以红、黄、绿3种颜色区别呈现,红色为木质腐烂重度损害、黄色为木质疏松轻度损害、绿色为木质坚硬无损害,根据显示的颜色可以针对树木的健康状况在砍伐、截断、打营养液等方式中做出选择。托普云农树木无损检测探伤仪通过检测树木的健康状况,对有安全隐患的园林树木、行道树木等给出专业严谨的诊疗方案。一方面,可以促进城市树木健康生长,打造服务于民的城市景观;另一方面,可以对有严重安全问题的树木及时进行防治,保护居民的生活安全。除此之外,树木无损检测仪还能够检测古树名木的健康状况帮助它们更好的生长,这对古树文物保护和延续文化发展有一定的积极推动作用。
  • 网络研讨会|涂魔师非接触无损测厚系统助力优化汽车车身涂装工艺
    汽车车身覆盖有几层不同功能的漆层,油漆材料以及喷涂工艺的质量在车辆的美观中起着关键作用。同时,汽车车身表面进行涂装工艺可以避免车身在日常使用中发生氧化、腐蚀、过早老化等问题,起到防护作用。因此,建立统一的喷涂工艺要求和不同涂层厚度的允许容差范围(允许容差范围=合格范围上限值-合格范围下限值)规范是至关重要的。此次网络研讨会,我们将向您展示涂魔师非接触无损测厚系统监测测量、控制和优化汽车车身喷涂工艺,涂魔师非接触无损测厚系统可用于测量固化后的总涂层厚度,也可以在湿膜的情况下得出干膜的涂层厚度。涂魔师非接触无损测厚仪非常适合汽车制造商以及汽车零部件生产商,可通过实时测量涂层厚度实现在生产早期测量涂层厚度,从而解决质量和生产问题,有效避免昂贵且复杂的返工工序。不仅能节省时间成本,也能减少废料和次品的产生,大大稳定了生产质量。马上发邮件到marketing@hjunkel.com,备注【9月2号涂魔师研讨会】进行报名登记,我们将在研讨会结束后给您发送资料和视频。或电话咨询报名。涂魔师非接触无损测厚系统介绍涂魔师非接触无损膜厚仪利用基材与涂层之间的储热特性,非接触无损精准测量金属基材上电泳漆涂层厚度。在涂层未烘干的湿膜状态下即可实时测出干膜厚度,为精确控制漆膜厚度提供可靠的数据支撑。在工件进入烘炉前就能快速监测真实膜厚,及时发现问题并调整设备参数使膜厚达到合格范围,大大缩短了工艺时间和降低返工率。涂魔师非接触无损测厚仪与传统测厚仪的对比传统金属底材测厚采用磁性/涡流法测厚仪、非金属底材测厚采用DIN EN ISO 2808标准提及到的楔形切割法、DIN 50950标准提及到的横切法或是在特定情况下使用ISO 2808标准的接触式超声波测量设备。上述测量方法有各种局限:而涂魔师非接触式实时测厚系统可以解决以上问题,该系统具有突出优势,能帮助企业高效保证产品质量,减少材料消耗,节省生产成本:传统测厚仪涂魔师非接触无损测厚仪 需等待膜层干燥而使工序滞后,无法在喷涂/涂布后马上得知干膜厚度 不限测试底材,木材、橡胶、塑料、玻璃、混凝土等底材均可高精度测出涂层膜厚 受底材种类限制,精度差 不限涂层种类,油漆、粉末涂料、粘胶剂、润滑油、胶水等都适用 测试时需要与涂层接触,破坏涂层 可测量各种颜色颜料的湿膜或干膜厚度 无法测试曲面、弯角、小零件等复杂形状 可适应各种不规则和外形复杂工件 不能在生产线上直接实时测试 实时在产线上监测膜厚涂魔师非接触测厚系统能在生产线前端高效检测湿膜厚度并帮助用户及时作出偏差调整,防止涂层厚度不合格导致汽车车身产生易老化腐蚀、易生锈等产品质量问题。翁开尔是瑞士涂魔师Coatmaster中国总代理,欢迎致电咨询涂魔师非接触无损测厚仪更多产品信息和技术应用。
  • 全自动涂层测厚仪|涂魔师非接触无损测厚仪FLEX新功能介绍网络研讨会
    涂魔师全自动涂层测厚仪是一款非接触无损涂层测厚的仪器,采用先进的光热红外法(ATO)对涂层进行非接触测量,实时得出涂层厚度。在工艺早期在线测量涂层厚度是记录和监控涂装工艺的关键,不仅能起到节省涂装材料成本、提高产品质量,而且能减少滞后时间和降低废品率的作用。环境条件的变化容易影响涂装工艺,因此在工业环境中使用操作简易的测厚仪是至关重要的。涂魔师全自动涂层测厚仪FLEX采用的是非接触无损测厚专利技术,而不是基于磁感应或超声波原理。因此它能精准测量湿漆、固化前的粉末涂料来得出干膜厚度和直接测量固化后的涂层厚度,适合各种涂料类型和颜色(包括白色)。与电磁感应测厚设备相比,涂魔师能精准测量金属、木材、塑料和橡胶等基材上的涂层厚度。与其他光热法、基于激光和超声波原理的设备不同的是,它具有安全可靠、使用方便、精度高和重复性好、校准简便并无需严格控制测试距离和角度等优势。使用涂魔师全自动涂层测厚仪FLEX有以下的优势:①节省10%-30%的涂料②减少测量湿膜涂层厚度的时间③操作简单,方便新员工学习④可以在生产线早期进行涂层厚度测量,降低成本和返工率⑤绿色环保⑥帮助企业建立工业4.0的标准⑦支持与企业ERP直连,数据实时传输2021年9月22号网络研讨会将由联合首席官Andor Bariska介绍涂魔师全自动涂层测厚仪FLEX的详细产品信息和新功能,帮助企业优化喷涂工艺。马上发邮件到marketing@hjunkle.com申请网络研讨会视频和资料,邮件主题【9月22号涂魔师研讨会】我们将在研讨会结束后给您发送资料和视频。涂魔师全自动涂层测厚仪FLEX工作原理ATO光热红外法介绍涂魔师全自动涂层测厚系统使用光热红外法ATO原理,通过计算机控制光源以脉冲方式加热待测涂层,其中内置的高速红外探测器从远处记录涂层表面温度分布并生成温度衰减曲线。表面温度的衰减时间取决于涂层厚度及其导热性能。最后利用专门研发的算法分析表面动态温度曲线计算测量待测的涂层厚度。涂魔师全自动涂层测厚仪FLEX是一款功能齐全的高精准的非接触式无损测厚系统,无需进行整合,操作方便,校准简单,无需严格控制测试距离和角度,无需等到涂层固化后才进行涂层厚度测量,能有效节省材料和避免涂层缺陷问题,十分适用于生产车间现场,且自动记录数据及生产全过程。翁开尔是涂魔师中国总代理,欢迎致电咨询关于涂魔师全自动涂层测厚仪更多产品信息、技术应用和客户案例。
  • FLIR热像仪“进军”工业木材制造业,连续热监测预防刨床故障!
    工业木材制造业是一个需要高速、大批量的行业,生产的大部分过程都要使用具有强烈摩擦的机械。大量摩擦意味着预防性维护对于保护重要设备至关重要。生产中常见的问题有轴承和电机过热,但最严重的情况是木材燃烧,使整个设施都处于危险之中。为了应对这种风险,总部位于加拿大Quebec的工业解决方案公司DO2 Contrô le开发了一种由FLIR红外热像仪主导的新型自动化热监控系统。该公司专注于工业自动化、操作员界面、工业计算和其他旨在加快推动制造过程的自动化解决方案。自动化部门最近转向热成像技术,用来持续监测木刨机的热量水平,这是制造优质产品的关键。下面我们一起来详细了解下,这个自动化热监控系统的构成!刨床防热的传统手段木刨机是木材生产中非常重要的机械,它可将整个木板的厚度和宽度刨平一致,以实现光滑的表面。在工业层面,板材以每分钟4000英尺(约1219米)的速度在机器中移动,而刀头以3600转/分钟及以上的速度旋转以使其平滑。刨床上的刀具在一天的工作中会磨损并略微缩短。由于磨损逐渐增加,因此需要对刨床进行监控和调整,以确保它们生产出高质量的板材。但是,在刀具上施加合适的压力可能比较难控制,而调整不正确的刀具会导致问题。比如压力太小,刀具将无法与木材正确接触,而压力过大会导致刀片挖得太深而产生额外的摩擦力。DO2的技术人员估计,由于刨床校准不当,一家工厂可能会损失大约1%到3%的产品。轴承过度磨损(图片来源:DO2)刨床厂需要定期对其刨床进行检查,因为任何带有内部运动部件的机器都会经历定期摩擦,从而导致逐渐磨损。这种摩擦加上与木材的持续接触,会增加刨床轴承的温度,很可能导致故障,从而导致生产线在非维修期间关闭。虽然这取决于生产的木材类型,但DO2 Contrô le公司表示,如果刨床出现故障并导致停止生产,木材厂每分钟可能损失约1000美元。刨床有几种传统的方法来防止机器过热:一种是简单地用红外点温枪检查机器。然而,点温枪无法测量整个机器,这意味着过热元件很容易被遗漏。此外,在定期检查的时间外还可能会出现故障。最常见的情况是,刨床操作员会用耳朵判断机器的压力水平和刀具的健康状况,因为刨床打磨木材的声音会随着压力水平和刀片的锋利程度而变化。这种方法需要一定的经验来衡量,并且对操作者来说是非常主观的。最后,在最严重的过热情况下,工厂通常配备单独的洒水装置,以快速冷却可能引发火灾的故障机器。自动化热监控系统DO2 Contrô le公司使用FLIR AX8和FLIR A50红外热像仪构成新型自动化热监控系统,用来自动监测刨床部件以及木材在刨床中的移动情况,以确保温度水平安全有效。该系统最多可容纳10个红外热像仪,每个热像仪能够监控10个不同的区域和10个不同的温度警报点。如果任何监控点超过设定的温度阈值,警报将触发并提醒工作人员机器过热。警报不仅会通知直接员工,还会发送电子邮件和短信以通知异地员工。从后台系统中可以看出,该热像仪已设置为针对刨床的10个不同区域和温度警报点典型的安装方式是每台机器至少有两个热像仪;一个在前面监测生产中的板材,一个在后面监测机器的轴承和电机。前边的热像仪可确保刀具和滚筒不会产生过多摩擦,从而降低过热风险。背面的热像仪可确保组件不会过度工作而过热。热像仪安装在旋转支架上,并安装在接线盒中,使其适用于任何制造环境DO2打造的系统还包括所有输入温度数据的图形视图。如果压力设置过高,图表将显示一个峰值,可以与之前的切割损害进行比较,清楚地让员工知道有问题。拥有温度图和准确的温度数据有助于操作员进行更明智的调整,并更快地达到正确的压力设置。DO2 热监控系统的图形视图这种热监测系统的另一个优点是易于安装:电工将其连接到设施PLC中,然后DO2 Contrô le负责远程或现场的初始启动。运行后,DO2 Contrô le的监控系统会提供一个直观的界面,可以检查每个热像仪的画面并监控工厂机械的关键点。用户可以设置三个级别的警报,并在DO2的HMI中轻松调整它们FLIR热像仪:方便集成虽然刨床厂前期需要一些投资,但DO2 Contrô le的监控系统是改善行业预防性维护的一大步。通过利用机械产生的热量,用户可以保护其产品质量,延长关键设备的寿命,并防止发生危险的过热。DO2 Contrô le设计的用于监控刨床的系统,也非常适用于其他各种工业生产流程。用于与DO2的热监控系统接口的控制台本次DO2 Contrô le公司的新型自动化热监控系统选用的是FLIR AX8和FLIR A50红外热像仪,这两款均是优秀的固定安装式红外热像仪。FLIR A50机身小巧,非常适合需要机载分析和警报功能,用于状态监测和早期火灾探测应用的用户。其可搭载Wi-Fi、集成可见光镜头和ONVIF S兼容选项,是一款灵活可配置的解决方案,可满足众多行业客户的独特自动化需求。FLIR AX8经济实惠,将红外热像仪和可见光相机合二为一,也能提供连续温度监控和报警功能。其尺寸紧凑且易于安装,能持续监测配电柜、加工和制造区域、数据中心、发电和配电设施、运输和公共交通,仓储设施和冷库等。随着自动化生产的普及科学合理的监控体系将是自动化运转的基础如何加强预防性维护选择合适的热像仪监控系统很必要你有哪些需要实时监控的设备?检测难点,您可直接拨打官方客服电话一对一问询呀~
  • 应用 | 木材疏水表面的构建
    KRÜ SS于1796年诞生于德国汉堡,是表面科学仪器领域的全球领导品牌。先后研发了世界上第一台商用全自动表面张力仪和第一台全自动接触角测量仪,荣获多次国际工业设计大奖和德国中小企业最具创新能力TOP100荣誉。其它产品还包括各类动态表面张力仪、泡沫分析仪、界面流变仪和墨滴形状分析仪等。KRÜ SS研究背景天然木材内因含有羟基等亲水基团,导致其吸水后产生膨胀、开裂、腐朽、变形等问题。一些环境因素,如湿度和酸雨,严重影响木材的耐用性和使用性能,对木制品造成损坏。将仿生疏水概念引入木材表面改良领域,在构建疏水表面的同时也赋予木材自清洁、耐化学性等特性,可提高木材在恶劣条件下的稳定性和耐久性,延长木材的使用寿命。本研究选择人工林杨木来制备疏水表面,通过自组装在木材表面构建TA-Fe III复合涂层,利用TA-Fe III复合涂层的高粘附性和二次反应活性将Ag+还原为Ag纳米颗粒沉积在木材表面,设计构建了物理化学特性稳固型木材疏水表面,并对其表面形貌结构、接触角及疏水表面的稳固性进行测试表征。 疏水木材的制备过程实验方法与仪器:本文采用KRÜ SS DSA25接触角分析仪DSA25S接触角分析仪图片结果与讨论1.接触角测试如图1所示,处理前后木材表面接触角的变化。未改性木材表面的接触角为52.0°,这是由于木材表面的有大量亲水基团和丰富的孔隙结构,使木材表现出较强的亲水性,随着接触时间延长,接触角迅速下降,水滴很快渗入到木材中。经过疏水处理的木材试样,在180s内均保持在138.0°以上,表现出了优异的疏水性能。随着自组装次数的增加,TA-Fe III/木材试件的接触角从138.2°增加到了143.7°,TA-Fe III/Ag/木材试件的接触角从142.3°增加到了146.7°。在相同的处理次数下,TA-Fe III/Ag/木材试件的接触角高于TA-Fe III/木材试件,证明Ag纳米颗粒在木材表面沉积构建了良好的表面粗糙度,使得木材表面疏水性能得到明显提高。图1 木材改性前后的接触角2.化学耐久性测试疏水木材表面的耐化学性是影响疏水表面的重要因素。研究表明,强酸、强碱、有机溶剂浸泡等恶劣环境下都会影响疏水木材的疏水效果,使得木材表面接触角降低,逐渐丧失疏水性能。将疏水木材分别浸没于不同的化学试剂中 ( pH=2. 0的HCI溶液,pH=12. 0的NaOH溶液,正己烷,丙酮,乙醇,DMF) 中24h,在紫外光照射以及用开水煮沸后,疏水木材接触角均高于135. 0°(图2) ,说明在恶劣环境下,疏水木材依然可以具有优异的稳定性和耐久性。将疏水木材进行超声清洗,木材表面的接触角几乎无变化,证明疏水涂层和木材间有稳固的粘合性能。以上结果证明,所制备的疏水木材即使在恶劣、严苛的条件下,也可以保持良好的疏水性,也证明了该疏水涂层的化学耐久性和环境稳定性。 图2 疏水木材耐化学性测试结论本研究基于TA-Fe Ⅲ多次自组装在木材表面构建疏水表面,在温和、环保且不会破坏试件本身的条件下,将涂层完全覆盖于基材表面。多次自组装和利用复合涂层二次反应活性还原Ag+粒子、接枝疏水长链,可以使得木材表面被涂层完全覆盖,并逐步完善木材表面的粗糙度,使得木材表面具有更加优异的疏水性能。随着自组装次数的增加,TA-Fe III /木材试件的接触角从138. 2°增加到了143.7°,TA-Fe III/Ag /木材试件的接触角从142.3°增加到了146.7°。此外,构建的仿生疏水表面具有优异的化学耐久性和环境稳定性,即使在经过恶劣环境后,疏水木材接触角均高于135.0°,依然可以保持优异的疏水性能。参考文献[1]傅敏,李明剑,何文清等.基于TA-Fe~Ⅲ还原Ag离子构建木材疏水表面[J].化学研究与应用,2023,35(01):75-82.
  • 无损测试材料相变温度的利器——相变温度分析仪
    p   武汉嘉仪通科技有限公司作为一家以薄膜物性检测为战略定位的高科技企业,一直专注于薄膜材料物理性能分析与检测仪器的自主研发,拥有一系列自主研发的热学相关分析仪器。其中,相变温度分析仪是嘉仪通热学分析仪器中非常有代表性的产品之一。 br/ & nbsp & nbsp 相变温度分析仪(PCA)是根据材料相变前后光学性质(反射光功率)有较大差异的特性,在程序控温下,使用一束恒定功率的激光照射样品表面,记录反射光功率变化,形成反射光功率与温度变化曲线,从而确定相变温度的一款仪器。可以实现对相变材料进行相变温度的实时测定、新型材料(相变材料、相变储能材料)的稳定性测试及性能优化以及进行新型相变机理(晶化温度的尺寸效应、材料的结晶动力学过程等)的研究等功能。 br/ strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 为什么选择研发相变温度分析仪? /span /strong br/ /p p   相变材料(PCM-Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。相变材料实际上可作为能量存储器,这种特性在节能、温度控制等领域有着极大的意义。这种非常重要的材料,可广泛应用在航天、服装、制冷设备、军事、通讯、电力、建筑材料等方面。但是在这种材料的科研过程中,理想的相变材料非常难找到,只能选择具有合适相变温度和有较大相变潜力的相变材料,而无损测试材料的相变温度却又是很难办到的。 /p p   嘉仪通正是发现了无损检测材料相变温度的重要性,想要帮助科研人员解决相变温度测试难题,进一步助力相变材料的应用发展,因此我们加大投入力度,从理论研究到工程化测试,不断攻坚克难,采用更加先进的测试方法和更加精密的控制系统,最终历时近6年时间,终于成功研发出了这款可以无损检测材料相变温度的精密仪器。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e832f85f-2f28-4ec9-8c44-f495fd028266.jpg" title=" 相变温度分析仪PCA-1200.png" alt=" 相变温度分析仪PCA-1200.png" width=" 400" height=" 275" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 275px " / /p p style=" text-align: center " strong 相变温度分析仪 PCA-1200 /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 嘉仪通相变温度分析仪具有哪些功能特性? /span /strong /p p style=" text-align: center " strong 全新技术设计 /strong /p p img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/f4dc9b2c-620c-4f33-9da4-2d0dcecca464.jpg" title=" 全新技术设计.png" alt=" 全新技术设计.png" width=" 350" height=" 330" border=" 0" vspace=" 0" style=" float: left width: 350px height: 330px " / br/ span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong br/ 无需基线,曲线趋势分析 /strong /span /p p br/ br/ span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 无需标样,绝对测算方法 /strong strong /strong /span /p p br/ br/ span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 无损检测,无需破坏膜层材料结构 /strong strong /strong /span /p p style=" text-align: center " br/ br/ strong 功能特色 /strong /p p · 采用高性能长寿命红外加热管进行加热,核心加热区采用抛物反射面设计,确保对样品进行有效全方位加热。 /p p · 采用PID调节与模糊控制相结合的温控系统,可实现系统的高速跟随控制,可实现最快50℃/s升温速度。 /p p · 以直线滚珠轴承作为组件支撑及运动导向关联件,确保送样的平稳可靠,行程限垫可有效确保导轨的行程范围。 /p p · 压迫式弹针接触端可确保温度传感器的有效接通,同时其弹力可确保设备处于锁紧状态时方可进行加热操作等事宜,避免误操作。 /p p · 组合隔温挡圈能有效形成前后隔离,确保温场均匀。 /p p style=" text-align: center " strong 应用范围 /strong /p p style=" text-align: center " TiN薄膜,GeTe薄膜,ZrO sub 2 /sub 薄膜,掺Ti的ZnSb薄膜,SiC薄膜,显示屏玻璃,形变记忆合金薄膜,NiAl复合薄膜,VO sub 2 /sub 薄膜,PZT铁电材料,MgO/Ni-Mn-Ga薄膜,GST相变存储薄膜,金属Co薄膜,Al sub 2 /sub O3薄膜,等 /p p style=" text-align: center " strong 测试案例 /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 红外材料 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/b7da2f45-1e2a-4575-ad21-52c91c75b63a.jpg" title=" 四川大学提供的红外材料样品VO2.jpg" alt=" 四川大学提供的红外材料样品VO2.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图1:VO2不同升温速率12℃/min、15℃/min /strong /p p style=" text-align: center " strong (四川大学提供样品) /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 复合材料 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/fa3ce443-ac01-434e-8bb7-f2fc8e00b90b.jpg" title=" 西南科技大学提供的复合材料样品铝镍合金复合薄膜.jpg" alt=" 西南科技大学提供的复合材料样品铝镍合金复合薄膜.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图2:铝镍合金复合薄膜 /strong /p p style=" text-align: center " strong (西南科技大学提供样品) /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 相变存储材料 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/f175574c-c528-4a7c-a745-aaf92126f24e.jpg" title=" 中科院微系统所提供的相变存储材料样品.jpg" alt=" 中科院微系统所提供的相变存储材料样品.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图3:相变存储材料图 /strong /p p style=" text-align: center " strong (中科院微系统所提供样品) /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 热电薄膜材料 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/a822a53d-5c63-41c6-a2ea-3237ee56ece0.jpg" title=" 深圳大学提供的热电薄膜材料样品掺Ti的ZnSb.jpg" alt=" 深圳大学提供的热电薄膜材料样品掺Ti的ZnSb.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图4:热电转换薄膜材料(掺Ti的ZnSb) /strong /p p style=" text-align: center " strong (深圳大学提供样品) /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 氧化锆薄膜 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/63e8d2e4-4c04-4112-aa76-10f92a542629.jpg" title=" 清华大学提供的氧化锆薄膜样品.png" alt=" 清华大学提供的氧化锆薄膜样品.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图5:ZrO2薄膜 /strong /p p style=" text-align: center " strong (清华大学提供样品) br/ /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e6c00cea-ef7b-4cca-a103-57181b6b0131.jpg" title=" 氧化锆薄膜与XRD对比图.jpg" alt=" 氧化锆薄膜与XRD对比图.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 氧化锆薄膜与XRD对比图 /strong br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 高温陶瓷材料 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/ffba8968-5aa8-4340-927b-bad7ff25421f.jpg" title=" 海南大学提供的高温陶瓷材料样品TiN薄膜硅基底.jpg" alt=" 海南大学提供的高温陶瓷材料样品TiN薄膜硅基底.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图6:高温陶瓷材料(TiN薄膜硅基底) /strong /p p style=" text-align: center " strong (海南大学提供样品) /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 硬质合金薄膜材料 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/9b945867-70c2-4548-adcc-cb5a2dbc1488.jpg" title=" 武汉大学提供的硬质合金薄膜材料样品切削刀具.png" alt=" 武汉大学提供的硬质合金薄膜材料样品切削刀具.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图7:切削刀具相变监测曲线 /strong /p p style=" text-align: center " strong (武汉大学提供样品) /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong SiC薄膜 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/05df342d-1488-40b8-bf7c-8cf2f1dbd1d5.jpg" title=" 中国电子科技集团第五十五研究所提供的SiC薄膜样品.png" alt=" 中国电子科技集团第五十五研究所提供的SiC薄膜样品.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图8:SiC薄膜热膨胀系数监测曲线 /strong /p p style=" text-align: center " strong (中国电子科技集团第五十五研究所提供样品) /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 显示屏玻璃 /strong /span strong br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/01d1e69a-88b7-4aae-9edc-c1864a7dce34.jpg" title=" 武汉天马提供的显示屏玻璃样品.png" alt=" 武汉天马提供的显示屏玻璃样品.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 图9:显示屏玻璃热膨胀系数监测曲线 /strong /p p style=" text-align: center " strong (武汉天马提供样品) /strong /p p style=" text-align: right " strong (供稿:武汉嘉仪通) /strong /p
  • 浅析6种航空器复合材料的无损检测技术
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 航空器复合材料缺陷和损伤有层板分层、脱胶、裂纹、气泡、夹杂、侵蚀、不恰当固化、芯材变形、基体开裂等。此外在使用过程中也可能产生表面划伤、表面裂纹、进水、穿透穿孔、芯材压坏、冲击损伤等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这些缺陷和损伤产生的原因多种多样,复合材料中的缺陷可能表现为一种类型,也可能多种并存。它们的产生和存在将降低材料的物理性能和力学性能甚至造成不可预见的严重后果。有的存在于表面,肉眼可见。有的产生于材料内部,必须要借助无损检测方法才能识别。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/31bce36b-6d02-4c4a-a919-76c44871d2c6.jpg" title=" 航空.jpg" alt=" 航空.jpg" width=" 450" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 复合材料无损检测技术 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1、目视检查 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目视检查是发现材料表面损伤最简单有效的方法,它可以发现划痕、剥落、表面开裂、龟裂、近表面的分层、严重的脱粘等。配合使用高强度手电、纤维镜和内窥镜等可以先行判定损伤发生的区域。然而它的缺点是显而易见的,无法彻底检查内部损伤的类型、程度、尺寸等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2、敲击法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 敲击法是用硬币、小锤等轻质硬物敲击材料表面,声学反馈可以显现材料内部是否存在损伤。敲击法可有效地检测2mm厚复合材料层板的脱粘、脱层等损伤,并且该方法尤其适用于蒙皮结构, 蜂窝结构的损伤检测。人工敲击法虽然成本低、速度快,但依赖于操作者主观经验,人为因素大。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为了提高检测效率,消除人为因素发展出了自动敲击法。其原理是通过采集分析敲击后的振动信号,与无损伤区域的频谱特征进行比较来识别损伤。自动敲击法设备简单,成本低,使用简便、快速精确,不受周围环境影响。但它无法检测微小损伤,如裂纹。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3、超声无损波检测 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由于复合材料本身及缺陷能够影响超声波的传播和反射,因此通过检测衰减信号或者回波信号可以确定损伤所在的区域和尺寸。超声波能够检出航空器复合材料板分层、孔隙、裂纹和夹杂等。超声波检测,设备便携便于操作,能够精确检出损伤发生的区域和尺寸。但操作者须经专门培训,对于不同类型的缺陷还需使用不同的探头和耦合剂,而且对于航空器上经常使用的薄壁结构或者复杂部件难以检测。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4、微波无损检测技术 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 微波无损检测原理与超声波无损检测类似,但由于微波相比超声波穿透性能良好,在复合材料中衰减小。对复合材料结构中的孔隙、疏松、基体结构开裂、层板分层和脱胶等缺陷具有较高的灵敏度,能够准确检出复合材料内部较深处的缺陷。微波无损检测操作方便,无需耦合剂。相比于射线,微波对人体无害。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5、射线无损检测 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前射线检测主要采用胶片照相法,其原理是当X射线照射被检工件时,损伤区域对射线吸收率与正常区域不同,比较两者间差异来判别损伤位置。射线检测对复合材料中的孔隙、夹杂(特别是金属夹杂)具有良好的检出能力。并且可以提供直观的检查图像结果。但它不能检出与射线垂直方向上的裂纹,并且设备复杂,操作人员须经安全防护,必须经过相关专业培训。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 计算机断层扫描成像(CT)技术也被广泛用于复合材料的无损检测。计算机断层扫描成像(CT)技术是利用X射线在材料内不同的衰减系数为基础,采用数学方法经计算机处理,从而重现每个断层图像的方法。它能够显示出每一个断层上的结构和组份的分布情况,可以克服一般X射线检测造成的影像重叠和模糊,利用CT扫描技术可在一定范围内精准检出损伤尺寸,但其设备庞大复杂,不适合外场使用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 6、红外热成像无损检测技术 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 红外热成像无损检测技术分析被检对象的红外辐射特性,当被检工件内部存在缺陷或损伤时,将改变其表面温度分布,通过红外热成像可检出损伤位置。该方法尤其适用于厚度较薄复合材料的检测,可检出分层、脱粘、夹杂等,结果直观,快速、精准、可靠,效率高。但它要求材料表面热传导率高。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 航空器复合材料无损检测技术的选用 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 适用于航空器复合材料的无损检测有技术很多,但由于不同类型的检测技术对不同缺陷的检出灵敏度差别很大,同时还与材料类型、材料生产方式、生产工艺、缺陷损伤所处位置等有关。应当充分考虑检测效率,检测成本,设备可达性,对航空器适航性的影响等。所以不可能采用单一类型检测技术判别航空器复合材料中的缺陷类型、位置、尺寸。应当根据材料中可能存在的缺陷类型以及缺陷所处的大概位置、方向等因素选择多种适当的方法进行综合检测。另外,必须严格依据飞机结构修理手册或者维护手册的规定来实施无损探伤。比如SR20飞机维护手册中就规定对可疑区域(包括明显的损伤),应当首先使用目视法和敲击法来进行预先检查。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 以上内容摘自:孙延军.航空器复合材料无损检测技术及评价[J].科技创新导报,2020,17(03):2-3. /i /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/FHCL/" target=" _self" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/f898e092-409e-4c76-8a6a-7dacc74c5e44.jpg" title=" 1920_420cl.jpg" alt=" 1920_420cl.jpg" / /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了快速发展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为进一步促进全国各地高校、科研院所、企业等相关从业人员进行表征与检测技术交流, span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong 仪器信息网将于2020年6月15日举办“复合材料性能表征与评价”主题网络研讨会 /strong /span ,邀请领域内杰出专家和业内人士围绕复合材料力学与物理性能、损伤与破坏、宏微观多尺度模拟、疲劳特性等方面带来精彩报告,并为参会人员搭建网络互动平台进行学术交流。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong 报告日程更新中 /strong /span a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/FHCL/" target=" _self" span style=" color: rgb(227, 108, 9) " (点击免费报名 /span span style=" color: rgb(227, 108, 9) " 听会) /span /a /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/pic/d3fa6168-5270-47d4-b9d8-3276bf1473ff.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong 参会方式(手机电脑均可参会) /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1、官网报名( a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/FHCL/apply.html?temp=0.9525740171262658" target=" _self" style=" text-decoration: underline color: rgb(227, 108, 9) " span style=" color: rgb(227, 108, 9) " 点击报名链接 /span /a ); /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2、报名成功,通过审核后您将收到通知; /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3、会议当天您将收到短信提醒,点击短信链接,输入报名手机号,即可参会。 /p p br/ /p
  • 152万!武汉理工大学梯度材料超声无损声学分析仪采购项目
    项目编号:HBHD-ZC-2022-038项目名称:武汉理工大学梯度材料超声无损声学分析仪预算金额:152.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):152.0000000 万元(人民币)采购需求:武汉理工大学梯度材料超声无损声学分析仪的供货、安装、调试、验收及售后服务,具体技术规格、要求详见“第三章 项目采购需求”。序号货物名称数量是否接受进口产品中小企业划分标准所属行业主要功能要求1超声扫描显微镜1套接受工业★1.1 图像分辨率:1~4000um★1.2 定位精度:X/Y≤±1μm,Z≤±10μm★1.3 具有一键校准、手动扫描(A/B/C扫描模式)、批量扫描、导出报告、探头切换、强度检测、相位检测、厚度检测、断层检测等功能。2无损超声共振频谱仪(核心产品)1套接受工业★3.1 扫频范围:1kHz-3MHz★3.2 频率精度:0.01%★3.3 对于各向同性,立方,四方和正交晶体结构的材料样品,一次测量计算出所有独立的弹性常数质量标准:合格合同履行期限:合同签订后6个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 461万!国林科院木材工业研究所仪器设备购置
    项目编号:TC221302P项目名称:中国林科院木材工业研究所仪器设备购置预算金额:461.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):461.0000000 万元(人民币)采购需求:包号设备名称数量/套分包预算/万元分包投标限价/万元是否允许采购进口产品包1实验室拌胶机128.628.6是包210kN微机控制电子万能试验机11010否包3冷藏库122.822.8否包4数控开榫机等三项设备12020否包5实验热压机13131否包6冲击力学性能试验机1120120是包7木工带锯机11414否包8机器视觉平台13030是包9滑走切片机119.419.4是包10介电固化检测仪16565是包11喷淋型紫外光老化仪125.225.2是包12木材微细观表征测试仪17575是备注:1、每个包为最小的投标单位,投标人必须投完整包,不得仅对包内部分品目进行投标,也不得将几个包合报一个价格,参与多个标包时应分包制作投标文件。2、以上品种投标单价、总价须保留到小数点后 2 位。 合同履行期限:分包1:合同签订生效后4个月内交货;分包2:合同签订生效后2个月内交货;分包3:合同签订生效后1个月内交货;分包4:合同签订生效后1个月内交货;分包5:合同签订生效后3个月内交货;分包6:合同签订生效后4个月内交货;分包7:合同签订生效后1个月内交货;分包8:合同签订生效后4个月内交货;分包9:合同签订生效后4个月内交货;分包10:合同签订生效后3个月内交货;分包11:合同签订生效后2个月内交货;分包12:合同签订生效后3个月内交货。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 新的无损成像方法可捕捉材料波动的高清影像
    德国马克斯玻恩研究所、亥姆霍兹中心、美国布鲁克海文国家实验室和麻省理工学院研究人员组成的团队,开发出一种革命性的新方法,利用强大的X射线源捕获纳米级材料波动的高分辨率图像。这种新技术允许创建清晰、详细的影像,而不会因过度辐射损坏样本。研究结果近日发表在《自然》杂志上。世界的微观领域是不断运动的,并以不断变化为标志。即使在看似不变的固体材料中,这些波动也可能产生不寻常的性质;高温超导体中电流的无损传输就是一个例子。在相变过程中,波动尤其明显,材料会改变其状态,例如在熔化过程中从固体变成液体。然而,详细研究这些过程是一项艰巨的任务,捕捉到这些波动模式的影像就更具挑战性。联合研究团队开发出一种新的无损成像方法,称为相干相关成像。为了制作一段影像,他们快速连续地拍摄样本的多个快照,同时降低足够的光照以保持样本的完好无损。尽管这会导致个别图像中样品的波动模式变得不清晰,但这些图像仍包含足够的信息以将它们分成几组。研究团队首先创建一种新的算法来分析图像之间的相关性。每个组中的快照非常相似,因此可能来自相同的特定波动模式。只有当一组中的所有镜头一起观看时,才会出现样本的清晰图像。科学家们现在能将每一张快照与样本当时状态的清晰图像联系起来。该团队在由薄磁性层制成的样品上展示了相干相关成像。他们创建了一张地图,显示了被称为磁畴的区域之间边界的首选位置。这张地图和运动的影像使人们更好地理解了材料中的磁性相互作用,促进了未来在先进计算机体系结构中的应用。
  • 【综述】红外热成像技术在FRP复合材料无损检测应用中的研究现状与进展
    引言红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术,近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料以及热障涂层等的无损检测与评价。碳纤维增强复合材料(CFRP)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是目前发展最为成熟、已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运载和风力发电等领域的结构复合材料。然而,它们的层状以及非均匀微观结构使得它们在生产和使用过程中极易萌生和发展为多种类型的缺陷,如涂层脱粘、界面分层等,极大地降低了复合材料/涂层结构件的使用性能与寿命,严重时甚至酿成灾难性事故。热障涂层作为一种陶瓷层可沉积在基体材料的表面,对基体材料起到隔热保护的作用,目前已被广泛用作航空发动机、聚变反应堆、火箭喷管等高端装备的高温热防护部件。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图为控制FRP复合材料/涂层结构的质量,确保高端装备的安全可靠运行和低维护成本,开发先进的无损检测与评价方法或技术对其进行高效、可靠地检测与评价是非常必要的。目前比较有代表性的无损检测与评价技术有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和电磁检测等。但这些方法各有所长,也有其各自的局限性。例如,超声法中耦合剂的使用会致使检测表面受到污染;电磁法虽易于实现自动化检测,但仅适用于非铁磁性材料,且多用于检测近表面缺陷信息。红外热波成像技术由于具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等优点,非常适合于复合材料/涂层结构的在线检测与缺陷表征,近年来得到人们的重视和广泛关注。01 红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射,根据Stefan-Boltzmann定律,其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外,还与波长和环境温度有关,而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场,从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励,该技术可分为主动式与被动式,其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率,近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励,同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程,并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析,以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同,该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多,但由于所检测对象琳琅满目,且结构与物理特性比较复杂,因此在实际应用中需结合检测对象本身特性,选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法,从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法,由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点,在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中,当外激励光源入射到待测试件时,基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用,同时,利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应,即红外热图像序列。然后,借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析,从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外,根据热激励形式的不同,红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像,这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高,但其探测深度通常较浅,无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求;且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性,红外锁相热成像技术应运而生,但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷,因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷,需选择不同调制频率对待测试件进行激励,因此,该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术,具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势,如高分辨率、高检测效率、大探测深度等,近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。02 FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状2.1 红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术,该技术是使用高能光源(如激光、卤素灯、闪光灯)对待测试件进行非常短时间(通常几毫秒)的脉冲激励加热,由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异,然后,利用红外热像仪同步记录这种温度差异,并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快,且对厚度较小的试件具有较好的检测结果,但其探测深度非常有限,不适用于检测大厚度构件。此外,该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应,极易使得其产生界面分层等类型缺陷,极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。[英国巴斯大学Almond等]对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究,并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术,该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像,因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。[意大利学者Ludwig等]研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]为了克服脉冲热成像技术的局限性,提出了双脉冲激励热成像检测技术,并表明该技术可进一步增强热对比度。[加拿大学者Meola等]利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。[英国巴斯大学Almond等]又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。[伊朗桂兰大学Azizinasab等]还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法,实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外,为增强FRP复合材料缺陷检测效果,许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出,例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果。[首都师范大学]研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化,并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。[北京航空航天大学]对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究,并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外,国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习[30]和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。2.2 红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术,该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热,然后,待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场,由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异,因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取,最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术,此外,通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测,并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比,更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。[Pickering等]研究了同等激发能量下,红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。[Montanini等]证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测,并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。[Lahiri等]发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加,利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大,而热对比度却减小。[Oliveira等]提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。[哈尔滨工业大学]对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价,开展了系统的理论与实验研究,并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。[浙江大学]使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷,并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除,显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。[东南大学]针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题,提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术,不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题,还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。2.3 红外热波雷达成像检测技术近年来,红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注,并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势,但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长,尚存在一定的局限性。例如,由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息,随之而来的是热扩散长度的增大,致使检测分辨率降低;另外,为提高检测信号的信噪比,通常采用增加热流激励强度的方法来解决,但在检测重要目标构件时,为防止对检测对象的热损伤,这种方法并不适合。[加拿大多伦多大学Mandelis教授]与[印度理工大学Mulaveesala教授]首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中,提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度,随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术,截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理:(a) 截断相关光热相干层析成像数学实施;(b) 激光诱导热成像系统框图印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比,并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测,[比利时根特大学]也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术,并证明了该技术具有更高的深度分辨率。国内的科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作,并取得了重要的创新研究成果。[哈尔滨工业大学]较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价,并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。[湖南大学]和[电子科技大学]还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测,并取得了较为满意的检测效果。[东南大学]也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术,可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。03 热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代,伴随着信息电子与计算机技术的快速发展,近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中,仍以光激励红外热成像检测技术为主,这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点,非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同,除光激励红外热成像检测技术外,其他无损检测方法还包括:超声热成像、振动热成像和涡流热成像。3.1 红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测,国外专家学者较早地开展了相关研究,并取得了较多的研究成果。[Cielo等]利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层,研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时,该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。[Liu等]提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术,可实现直径远小于1mm的裂纹检测。[Shepard等]利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测,并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。[Marinetti与Cernuschi等]利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法,系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。[Bison与Cernuschi等]为无损评价热障涂层老化程度以及完整性,利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外,利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估,且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。[Ptaszek等]还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。[Mezghani等]利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。[Unnikrishnakurup等]利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量,并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚,但仍取得了重要研究成果。[北京航空航天大学]利用红外脉冲热成像技术,通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法,对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。[北京航空材料研究院]利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5mm的脱粘缺陷,还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。近来,关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现,[北京理工大学]和[南京理工大学]利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹,[北京理工大学]还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术,实现了仅9.5μm宽表面微小裂纹的高效检测。3.2 红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究,国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究,而国外对此的研究还很少。[火箭军工程大学]利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测,并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测,且检测精度可达到95%。[哈尔滨工业大学]利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测,并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。[哈尔滨工业大学]随后利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。[上海交通大学]针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价,也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。此外,[韩国国立公州大学Shrestha和Kim]利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价,并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。3.3 红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术,其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道,目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。[哈尔滨工业大学]利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测,该技术利用线性调频信号调制光源强度,并引入了互相关和线性调频锁相提取算法,研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。[东南大学]基于Green函数法,对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究,并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术,可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展,通过文献调研和相关研究结果分析,可发现,由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性,使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术,红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点,为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外,在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中,笔者也发现,红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题,也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展,呈现出以下发展趋势:1) 多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围,随着检测对象的多样化和检测要求的多元化,所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势,具体体现在:①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展;②随着计算机和电子信息技术的快速发展,传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2) 智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步,这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异,在精度和实时性方面,甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术,有望取代人工判断,推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3) 集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块,体积较大、结构较为复杂,且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求,红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展,最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4) 多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息,此外,在信息呈现和表达上,多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时,常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式,通过多源多模态热成像数据的融合与集成,最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此,红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。
  • 我国木材鉴定开始使用分析仪器技术
    现行国家标准《红木》GB/T 18107-2000,其中被诟病最多的一点就是材质鉴定上的不够精确。由于鉴定技术的制约,全世界在树种鉴定上鉴定到&ldquo 种&rdquo 的准确性尚不足,所以有规定,鉴定机构对于红木材质只出具到&ldquo 类&rdquo 的报告。这就让一些不法商家钻了空子,利用这一点在同类木种间大做文章,同时,这也成为了《红木》国标始终被攻击的把柄。 虽然目前红木的鉴定报告只能出具到类,但这并不代表目前我国的红木材质鉴定技术就只能鉴定到类。随着科技的发展,越来越多技术被运用在木材鉴定上,给鉴定结果的准确性提供了有力依据。笔者通过翻阅相关论文与文献,大致了解到目前红木材质鉴定技术的方法与研究方向。 宏观识别与微观识别相结合 《红木》GB/T 18107-2000中提到红木的识别和区分方法是:&ldquo 主要是以简便实用的宏观特征(如密度、结构、材色和纹理等)为依据,辅以必要的木材解剖特征来确定 其属种。本标准所依据正确定名的木材标本均保存在中国林业科学研究院木材工业研究所木材标本室。&rdquo 可见,宏观与微观相结合是传统的红木材质鉴定方法,也是 目前使用最广泛的方法。 交趾黄檀实木横切面 宏观识别是通过肉眼或放大镜,观察心边材、生长轮、导管、射线与轴向薄壁细胞的大小及排列方式等宏观解剖特征及表观特征,同时结合材色、纹理、结构、花纹、 气味、质量和硬度等进行综合判断;微观识别则是通过切片机将样本制成切片再置于光学显微镜下, 观察各类细胞与组织的形态与排列,与已经正确定名的木材标本的切片进行比对,确定木材类别。 檀香紫檀木材微观构造照片 宏观识别与微观识别相结合的方式需要识别者具有丰富的木材构造特征方面的专业知识,这种知识是建立在实践经验和科学基础上的。但是识别木材是一件复杂的事 情,即使是经验丰富的专家也会偶尔看错眼,因此会出现在两家不同的木材检测机构,同一样本检测出不同结果的现象,这种鉴定方式受人为的主观影响非常大。 红外光谱分析技术 红外光谱技术是利用物质对红外光区的能量的选择性吸收来进行定性和定量分析的方法,通常用于木材树种识别的是近红外光谱和中红外光谱。 近红外光谱分析技术。近红外光谱处理技术,是对从样本表面采集的近红外光谱,经过一系列预处理,取样本的三分之二,采用软件独立建模分类(SIMCA)和偏 最小二乘判别分析(PLs&mdash DA)进行建模,对剩余的三分之一样本进行判别。由于各树种木材化学成分的相似性和差异性,同一类别木材的近红外光谱具有相近 的吸收峰和吸收强度,不同类别的木材则有明显不同之处。基于近红外光谱分析技术的木材树种分类效果明显,尤其对红木类木材的分类,与红木标准基本一致。 4种红木的HPLC指纹图谱,LSHHT为卢氏黑黄檀,DFHHT为东非黑黄檀,DGZT为大果紫檀,YDZT为印度紫檀 目前,国内外在近红外光谱分析技术上均取得不同进展。2003 年,日本专家利用近红外光谱分析技术识别了8 种木材,而我国近年来也开始进行研究。2007年,江泽慧、杨忠等人发表了《红木的近红外光谱识别技术》论文;2012年,江泽慧、杨忠等人又作了《红木 的近红外光谱分析》一文,在八类红木样本表面分别采集10条光谱用于红木的近红外光谱分析,利用相关方法可以将八类红木分成相应的类别,并能更直观地展现 八类红木的区别,这为红木的鉴定或识别提供新的方法和研究思路。2010年,中国林业科学研究院木材工业研究所已建立了20余种木材的近红外光谱数据库, 并申请了红木的近红外光谱识别方法的发明专利(20061014962310),但是该项技术还需更多的木材标本光谱数据,建立更有代表性的数学模型,加 速其商业化应用。 中红外光谱分析技术。中红外光谱处理技术,主要是研究红 木样本的指纹图谱,选取特征吸收峰,计算有峰率和变异峰率等指标序列进行分析鉴别。在2012年张方达等人著的《基于红外光谱法的红木木材类区分与真伪鉴 别》论文中,其详细地阐述了如何利用中红外光谱,通过与杨木木质素的相关系数不同,对七类红木木材进行区分。同时对于两种珍贵的非红木类木材:榄仁木和亚 花梨木与外观相似的紫檀、黑酸枝、香枝木应用中红外光谱进行了客观、快速的真伪辨别。 ZT、HL、HI、HO、WM、TW、JC和XZ分别代表《红木》国标中紫檀木、花梨木、香枝木、黑酸枝木、红酸枝木、乌木、条纹乌木和鸡翅木八类红木的近红外光谱 除此外,还有如气相色谱&mdash 质朴联用技术(GC-MS)、高效液相色谱法和液相色谱(HPLC)&mdash 质谱联用技术等色谱指纹图谱方法,2012年沈明月等人的 《基于HPLC技术及模式识别方法鉴别四种红木》、2013年罗燕的《四种红木抽提物的FTIR与GC&mdash MS指纹图谱鉴别研究》都有提到用相关方法鉴别红 木种类。 以上几类均为化学方法,有些方法已经可以鉴定到种,但是目前均处于研究阶段,还无法大规模推广和投入使用。 DNA标记技术 在《品牌红木》2014年3月刊上,中国林科院木材工业所研究员、中国林产工业协会红木分会秘书长殷亚方也撰文提到了DNA标记技术有望解决红木鉴定难题。 因木材树种和产地不同,其DNA也不同,是某种木材所特有的,对基因组序列差异的比较研究无疑为木材分类和鉴定提供了最本质的依据。2007 年,德国林业研究所已利用DNA 标记技术,成功进行了6种杨树木材的识别。目前,国内DNA分子标记技术应用于活体树木鉴定的技术已经成熟,然而,从经过长期存储、高温干燥或机械加工等 一系列处理后的木材以及成品家具木材中却难以提取高质量的DNA,因为木材组织中的DNA已经发生严重降解。经过研究人员的不懈努力,目前从干燥和加工后 的木材树种中提取DNA 的技术已有突破。中国林科院木材工业所的木材DNA识别新技术实验室已初步建立,并正在建立木材DNA 标记信息数据库。但是实现DNA 标记技术的商业化运用,还需要各国科技工作者进行大量的科学试验, 以得到更多重要树种和木材的DNA 标记信息及相关的数据库。 此外,利用稳定同位素分析技术有望鉴别红木原产地。届时,红木不仅可以鉴定到种还可以鉴定原产地,让红木信息更透明化。 结语 目前,宏观识别与微观识别相结合的方式还是鉴定红木材质最常见、最具可操作性的方式,中国林科院也在不断完善红木树种木材标本。据笔者从最新的《红木》国标 征集意见稿中发现,其已经在草案中,补充完整了《红木》GB/T 18107-2000标准中原来没有的毛药乌木、白花崖豆木的三切面显微结构照片,让检测更有据可依。 诚然,如红外光谱分析技术等化学方法以及如DNA标记技术等遗传学方法因为需要更专业的设备以及更专业的操作人员,再加上技术还不够成熟、投入的成本过高等 因素,多数还处于研究阶段,无法实现普及。但是我们也不难看到,这些方法客观、高效,鉴定结果受人为因素影响更小,也更准确,发展前景可观。就像我们想不 到短短几年时间,智能触屏手机快速地淘汰了键盘手机占据我们的生活一样,随着日新月异的科技发展,也许用不了多久,红木材质就能轻松鉴定到种,更简单、成 本更低的技术被运用到材质鉴定中,让红木可以名正言顺、明码标价地进行买卖。 (原标题:木材鉴定技术知多少)
  • 奥林巴斯与上海材料研究所携手深耕无损检测领域
    为了更好地发挥各自优势,强强联合推进无损检测技术进步与工程应用创新,分享讨论无损检测领域的最新技术、工艺、装备及科研信息,奥林巴斯与上海材料研究所于2017年7月7日签署了战略合作协议。奥林巴斯科学事业统括总经理清水嘉毅、产业营业2部部长潘伟以及上海材料所所长朱德祥、综合管理部主任张宏鹤、无损事业部主任蒋建生出席了签署仪式。签约仪式图片上海材料研究所源于1946年成立的“材料性能试验室”,是一家综合性材料研究单位。此前,奥林巴斯与上海材料研究所合作推进了目视检测课程的培训及相控阵科普教育。在培训中,使用了奥林巴斯工业内窥镜产品IPLEX UltraLite及无损检测设备OmniScan MX。众多专业技术人员和业界人士参加了此次培训。 战略合作达成后,奥林巴斯将与上海材料研究所携手,通过联合举办无损检测相关活动及培训,培养更多的无损检测人才,提升奥林巴斯在无损检测领域的影响力。奥林巴斯科学事业领域一直竭尽全力尽到“工业医生”职责,为航空航天、石油管道、矿业等各行业无损检测工艺的质量保驾护航,凭借专业的技术成为工业生产和民众生活安全的幕后保卫者,践行以科技捍卫生命美丽的企业承诺。
  • 中国材料与试验团体标准无损检测技术及设备标委会正式成立
    p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 2018年2月6日,中国材料与试验团体标准(CSTM)无损检测技术及设备标准化委员会成立大会在北京召开。CSTM秘书长杨植岗主持会议并宣布无损检测技术及设备标委会成立,秘书处设立在中国特种设备研究院。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 经过全国范围内的遴选,来自生产制造、高校、研究院、仪器研发和检验检测单位的49名无损检测领域知名学者专家当选为标委会委员。会上还选举产生了CSTM无损检测技术及设备标委会主任委员、副主任委员、秘书长和副秘书长。沈功田当选主任委员,关卫和、倪培君、罗云东、郭广平、林俊明、刘松平、范弘当选副主任委员,郑阳当选秘书长,张君娇当选副秘书长。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/cb6e23cf-1a58-44ab-9f16-213b0f303e08.jpg" title=" 640.jpeg" width=" 600" height=" 384" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 384px " / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp CSTM成立于2017年4月,旨在促进中国材料与试验技术的发展,建立健全市场化标准制定模式,加强材料与试验技术标准的时效性和先进性,满足市场和技术创新发展需求,加快科技创新成果的规范性推广应用。无损检测是产品质量控制和在役安全检测的基础技术手段,在能源电力、石油化工、交通运输、兵器军工、航空航天、先进制造等众多领域发挥着巨大的作用,是质量强国战略的重要科技支撑点。CSTM将无损检测技术及设备标委会列为了第一批成立的领域委员会,着力打造世界无损检测技术标准的创新发展高地。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp CSTM无损检测技术及设备标委会以成为世界无损检测标准引领者为目标,以助力科技强国和质量强国为己任,重点开展无损检测新方法、新技术、新仪器和新工艺的标准化工作,为世界无损检测技术的发展贡献中国力量。 /p
  • 中特检仪器与上海材料研究所有限公司无损检测事业部签署战略合作
    2023年3月3日,中特检仪器公司与上海材料研究所有限公司无损检测事业部在上海签署了战略合作协议,正式建立战略合作伙伴关系,携手在科技创新、标准制修订、新技术应用推广、学术交流等方面深度合作。3月3日上午,中特检仪器公司执行董事郑阳、总经理张宗健一行拜访了上海材料研究所有限公司,与上材所孙丹副总经理、无损检测事业部蒋建生主任等就双方合作事宜进行了深入交流与讨论,达成战略合作。双方以全面推动无损检测领域科技创新与成果转化为共同的使命和目标,加强智能检测基础研究、先进检测仪器设备研制、新检测技术标准制定,在战略合作框架下,开展多方面、多层次的深入合作。上海材料研究所有限公司(SRIM)源于1946年成立的“材料性能试验室”,随着新中国工业的崛起和发展而得到同步壮大。至上世纪九十年代,已成为我国机械工业工程材料技术的核心研发机构。上世纪末,在深化科技体制改革推动下发展成为上海市新材料高科技企业、上海市工程材料技术骨干研发机构和公正、权威的第三方材料检测机构。上海材料研究所有限公司也是国内最早开展无损检测工作的单位之一,是中国机械工程学会无损检测分会、中国无损检测学会无损检测人员资格认证机构、全国无损检测标准化技术委员会、全国焊接标准化技术委员会焊缝检测分技术委员会秘书处、《无损检测》杂志等学术组织的挂靠单位。中特检仪器有限公司,依托中国特种设备检测研究院和中特检验集团创立,是一家集科学研究、产品研发和技术服务于一体的科技企业。公司专注先进检验检测仪器装备的研发、制造和销售,深耕特种设备行业,同时服务于石油化工、交通运输、航空航天、能源电力等领域,为客户提供先进检测仪器装备,赋能检验检测机构高质量发展。公司以“探索、创新、精益、致用”为核心发展理念,以客户需求为原动力,坚持科技创新引领发展,秉承“保安全、促发展”的职责和使命,致力打造检测仪器装备国际知名品牌。
  • nano-FTIR:攻克无损化学检测科研难题,实现高分子材料纳米级无损研究
    背景介绍傅里叶红外光谱(FTIR)是学术界以及工业界表征鉴别材料的常用手段。衰弱全反射红外光谱(ATR-IR)是用于材料的宏观化学信息分析的技术。该技术将样品压在衰弱全反射(ATR)晶体表面,通过红外光在晶体/样品界面的反射得到高分子样品的吸收光谱。然而,ATR-IR的空间分辨率受到光的衍射限的限制,并不能得到样品纳米别的化学信息,因此无法用于材料微观化学信息的研究。近年来,新兴起的纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR因可在纳米尺度下实现对几乎所有材料的化学分辨而受到广泛关注。该技术是基于全新的散射式近场光学技术(s-SNOM)研发的,能够在10 nm的空间分辨率下实现对材料的红外光谱表征,且得到的光谱与传统FTIR,ATR-IR的红外光谱有高的对应性。同时,该技术具有无损伤、无需染色标记、快速且适用性广等优点,是纳米别的化学分析利器。图1. neaspec散射式近场光学显微镜(s-SNOM)及纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR 必看案例 案例1:高分子纳米材料的鉴别及与传统红外光谱数据库的对照德国阿尔弗雷德纬格纳研究所的Gerdts教授利用散射式近场光学显微镜(s-SNOM)和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR (德国Neaspec公司)对高分子材料进行了微观鉴别的研究。该课题组测量了高分子样品的近场红外成像以及红外吸收光谱,得到了高分子材料的纳米分辨率的相分布信息。同时,该团队测量了常见高分子的近场吸收光谱,并与通过ATR-IR得到的吸收光谱进行比较,发现用neaspec Nano-FTIR得到的近场吸收光谱与ATR-IR得到的光谱有高的对应度,可直接对照传统IR光谱数据库。因此,散射式近场光学显微镜(s-SNOM)和纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR (德国Neaspec公司)可应用于纳米高分子及环境中高分子样品的鉴别。相关研究成果发表于Analytical Methods, 2019, 11: 5195-5202。图2. LDPE聚合物颗粒PS介质混合物样品的光学超分辨成像。(a) 拓扑结构成像以及对应的(b) 机械信号的相位图和 (c) 近场红外的振幅图。(d) 通过 (c) 中所示路径的直线扫描得到的在1300 - 1700 cm-1区域内的近场红外的相位图。(e) LDPE和PS区域对应的近场红外的相位图。(f) 和 (g) 分别对应 (c) 中A, B区域的高分辨率近场红外相位图。可以看到LDPE/PS界面的近场红外的相位图中峰的移动。图3. (a) 用Nano-FTIR得到的PLA样品对应的近场红外的振幅(Sn),实部(Re),相位(φn),虚部(Im)图。所得结果为三个样品点结果的均值,测量用时为7分钟。(b) Nano-FTIR得到的近场红外的虚部(Im)图与ATR-IR得到的PLA样品的光谱的对照。Nano-FTIR与ATR-IR得到的光谱高度吻合。 案例2:纳米傅里叶红外光谱仪(Nano-FTIR)对单层二维高分子聚合物的研究二维高分子聚合物作为一种新型有机二维材料,近年来在薄膜和电子设备的应用上受到广泛关注。相较于石墨烯由石墨自上而下的剥离合成路径,二维聚合物的合成路径可以采取自下而上的单体聚合反应,也因此具备更大的灵活性。如何优化合成路径以得到高品质的二维高分子聚合物是目前该领域的重大挑战之一。德国慕尼黑技术大学的Lackinger教授开发了一种有机单体分子自组装的光聚合合成路线,并利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR(德国Neaspec公司)对fantrip单体分子和其聚合物进行了吸收光谱的研究,验证了聚合反应的机理。该合成方法与传统的热聚合方法相比,大大减少了二维聚合物的缺陷密度,提升了材料均一性。相关研究成果发表于Nature Chemistry, 2021, 13: 730-736。研究人员利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR(德国Neaspec公司)的近场光学技术的高灵敏度,测量了fantrip有机单体分子及其二维聚合物的纳米傅里叶红外吸收光谱。所得光谱与DFT计算结果一致,证明了单体分子参与光聚合反应形成二维高分子。该技术得到的近场吸收光谱与传统FTIR光谱对应,而传统FTIR或ATR-IR的灵敏度无法测量该单层分子材料的吸收光谱。同时,纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR (德国Neaspec公司)的近场光学技术采用纯光学信号测量,而非基于材料热膨胀系数的机械信号。该技术灵敏度高,可测量热膨胀系数低的材料,如二维材料,无机材料等。且对薄膜样品的破坏性小,因此可用于单层分子自组装材料的研究。 图4. Fantrip单体分子(上)及其二维聚合物(下)的纳米傅里叶红外吸收光谱。柱形图为DFT计算得到的fantrip单体分子(红色)及其二维聚合物(蓝色)所对应的红外吸收光谱。 案例3:石墨烯电解液界面的纳米红外研究ATR-IR是应用于电电解液的原位界面表征的常用方法。然而该技术的探测深度在微米别,而电电解液的界面,如双电层,一般在纳米别。因此ATR-IR得到的界面光谱信号受到电解液主体信号的严重干扰。加州大学伯克利分校的Salmeron教授利用nano-FTIR对石墨烯电解液界面进行原位研究,通过nano-FTIR可达10 nm的超高空间分辨率(探测深度),对非热膨胀样品(石墨烯)的高敏感度,及无损伤的特点,实现了对单层石墨烯电解液界面的原位表征,真正获得了双电层的化学信息。研究人员发现,相较于传统的ATR-IR,nano-FTIR的红外光谱中可观测到界面有的离子配位体,这得益于nano-FTIR的高灵敏度与高空间分辨率。同时,nano-FTIR支持样品台的接电设计,研究人员通过改变石墨烯电的电压,观测到红外光谱的变化,说明了界面化学成分的变化,即双电层的变化。相关研究成果发表于Nano Letters, 2019, 19: 5388-5393.图5. 单层石墨烯电解液nano-FTIR原位研究实验设计示意图。 图6.(a)ATR-FTIR和nano-FTIR的(NH4)2SO4水溶液红外光谱。(b)nano-FTIR在+0.5V和0V vs. Pt的红外光谱。0V数据取2个位置共64组光谱的平均值,+0.5V数据取5个位置共112组光谱的平均值。案例4:对多组分高分子材料的纳米成分分析西班牙巴斯克大学的Hillenbrand教授利用nano-FTIR实现了多组分高分子材料的纳米成分分析。研究人员通过检测聚苯乙烯(PS),聚丙烯酸(AC)以及聚偏氟乙烯(FP)混合样品的纳米区域的红外光谱,并与标准样品的纳米红外光谱做对比,得到样品组分的纳米分布图,分辨率达到了30 nm。通过分析样品C-F(1195cm-1),C=O(1740cm-1)及C-O(1155cm-1)峰的强度及波数的空间分布图,可得到对应的高分子组分及组成结构的空间分布。相关研究成果发表于Nature Communications, 2017, 8,14402. Nano-FTIR可以得到材料纳米分辨率的化学信息,分辨率高可达10 nm,是传统FTIR和ATR-IR无法企及的。图7. nano-FTIR对高分子复合材料的表征。包括(a)拓扑结构成像,(b)相应位置的纳米红外光谱,以及(c),(d)基于纳米红外光谱的组分分布图。 纳米傅里叶红外光谱仪nano-FTIR的技术优势:☛ 大地突破了传统红外光谱的空间分辨率限,可达10 nm;☛ 得到的谱图与传统红外谱图有高的一致性;☛ 探测光学信号而非机械信号,灵敏度高,适用于热膨胀系数低的系统;☛ 可同时得到光谱及成像结果;☛ 测样时间短;☛ 操作和样品准备简单——仅需要常规的AFM样品准备过程。 参考文献:1. Meyns M, Primpke S, Gerdts G. Library based identification and characterisation of polymers with nano-FTIR and IR-sSNOM imaging [J]. Analytical Methods, 2019, 11: 5195-5202.2. Grossmann L, King B T, Reichlmaier S, et al. On-Surface Photopolymerization of Two-Dimensional PolymersOrdered on the Mesoscale [J]. Nature Chemistry, 2021, 13: 730-736.3. Lu Y, Larson J M, Baskin A, et al. Infared Nanospectroscopy at the Graphene-Electrolyte Interface [J]. Nano Letters, 2019, 19: 5388-5393.4. AmenabarI, Poly S, Goikoetxea M, et al. Hyperspectral Infared Nanoimaging of Organic Samples based on Fourier Transform Infared Nanospectroscopy [J]. Nature Communications, 2017, 8: 14402.
  • 木材衍生的纳米纤维素纸半导体制成
    日本研究人员开发出一种纳米纤维素纸半导体,其展现了3D结构的纳米—微米—宏观跨尺度可设计性以及电性能的广泛可调性。研究结果日前发表在美国化学学会核心期刊《ACS纳米》上。  具有3D网络结构的半导体纳米材料拥有高表面积和大量孔隙,使其非常适合涉及吸附、分离和传感的应用。然而,同时控制电气特性、创建有用的微观和宏观结构并实现出色的功能和最终用途的多功能性,仍然具有挑战性。  纤维素是一种源自木材的天然且易于获取的材料。纤维素纳米纤维(纳米纤维素)可制成具有与标准A4纸张尺寸相似的柔性纳米纤维素纸(纳米纸)片材。纳米纸不导电,但加热可引入导电特性。不过,这种受热也可能破坏纳米结构。  大阪大学研究人员与东京大学、九州大学和冈山大学合作,设计出一种处理工艺,使纳米纸能够加热,又不会破坏从纳米尺度到宏观尺度的纸结构。  “纳米纸半导体的一个重要特性是可调性,因为这允许为特定应用展开设计。”研究作者古贺博隆副教授解释说,碘处理对保护纳米纸的纳米结构非常有效。将其与空间控制的干燥相结合,意味着热解处理不会显著改变设计的结构,并且可使用选定的温度来控制电性能。  研究人员使用折纸和剪纸技术来提供纳米纸在宏观层面的灵活性。他们将鸟和盒子折叠起来,冲压出苹果和雪花等形状,并通过激光切割产生更复杂的结构。这证明了新工艺可能达到的细节水平,以及热处理没有造成损坏。  成功应用的例子是,纳米纸半导体传感器结合到可穿戴设备中,以检测穿过口罩呼出的水分和皮肤上的水分。纳米纸半导体也被用作葡萄糖生物燃料电池的电极,产生的能量点亮了一个小灯泡。  古贺博隆表示,新研究展现的将纳米材料转化为实际设备的结构维护和可调性非常令人鼓舞,新方法为完全由植物材料制成的可持续电子产品的下一步发展奠定了基础。
  • 美国木材甲醛排放又设新标准
    据报道,美国加利福尼亚州空气管理署(CARB)从今年1月1日开始对复合型木材中甲醛含量实施排放标准,出口到美国的产品如没有通过CARB认证,将会有被召回的风险。   据了解,CARB标准分两阶段实施,对各种板材的实施的时间分别从2009年、2010年、2011年和2012年开始。其中,率先于2009年1月1日生效的标准,涉及板材分别为胶合板(HWPW-VC)、刨花板、中密度纤维板及薄型中纤板。   SGS消费品检测部总监曾啸虎表示,尽管这是在加州实施的法规,但由于美国其他各州并没有相关的法规,所以各州可能参照执行。“实际上它有可能成为美国的一项联邦法规,甚至欧洲也将仿效,从而类似于欧盟的化学品法规(REACH)一样构筑起高高的"绿色壁垒”,可能改变整个人造板业及其相关产业如家具业、地板业等的国际贸易的格局。”曾啸虎说。   联邦国际质量管理经理袁国勇表示:新规的出台表明木材产品如没有通过CARB认证出口到美国,将会有被召回的风险。目前家具行业的利润率普遍较低,只为3%~8%。已经获得CARB认证的顺龙木业集团公司总经理谢建擎坦言:要达到新规标准,不仅研发技术要过关,成本也非常高。   据了解,对家具业而言,新出炉的CARB针对的是木材,而欧盟的化学品法规REACH则涉及供应链的每一个环节。“随着全球经济形势的持续恶化,会出现新一轮贸易保护主义浪潮。”   曾啸虎介绍,过去,企业往往是被迫去进行产品质量认证的,但近几年来特别是全球金融危机以来,中国企业已经从单纯为了应付订单而拿证,转变为为了可持续发展而进行自愿改进,更加重视管理体系的建设。
  • 纳克无损:持续创新——做自动与智能无损检测技术和装备的引领者
    钢研纳克检测技术股份有限公司(简称“钢研纳克”),是我国金属材料检测领域的先行者,目前公司提供的主要服务或产品包括第三方检测服务、检测分析仪器、标准物质/标准样品、能力验证、无损装备、计量校准、腐蚀防护工程与产品,以及其他检测延伸服务。公司致力于发展成材料产业质量基础设施建设的引领者。 无损检测领域作为钢研纳克的主要业务板块之一,其发展历程可以概括为以下三个阶段。第一阶段:从1980年前后钢铁研究总院成立十室即探伤室,到1997年与化学室、力学室、物理室合并成立分析测试研究所,这期间主要负责无损检测技术的研发及应用。当时的冶金部钢材无损检测中心(暨现在的国家冶金工业钢材无损检测中心)就设在此,同时钢铁行业的地位得到了认可和提升。在这一发展阶段,钢研系列涡流探伤仪在钢铁行业的占比达到70%以上,电磁超声的研究和应用上也达到了国内领先水平。第二阶段:1997年钢铁研究总院分析测试研究所成立至2017年,分析测试研究所为了进一步加快产业推广,2001年成立北京纳克分析仪器有限公司推进仪器装备产业化,纳克无损检测业务走上新的发展历程。管、棒、板等各类自动检测设备产业化从几乎为“零”做到了国内翘首,并不断推进各类无损检测新技术、新标准和新装备的工程化应用。第三阶段:2017年至今。2017年公司将无损检测服务(含无损校准业务)与无损装备合并成立了无损检测事业部。至今,无损检测事业部形成了以第三方无损检测服务、无损检测仪器校准和系统评价、自动化无损仪器装备为主线的全方面产业架构。在第十九届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2021)现场,钢研纳克无损检测事业部带来了一款最新的“明星产品”——超声旋转探伤设备。超声旋转探伤设备仪器信息网编辑有幸在BCEIA 2021期间与钢研纳克无损检测事业部副总经理刘光磊进行了现场交流。钢研纳克无损检测事业部副总经理刘光磊 刘光磊介绍到,超声旋转探伤设备主要用于管棒线材的高速在线质量检验,信号耦合方式分为电容耦合、碳刷耦合和无线传输三种。目前主推的无线传输式超声旋转探伤设备,检测钢管直径最大目前已可达φ380mm,打破了大规格旋转超声检测的国际垄断地位。刘光磊认为,自动化、智能化是无损探伤仪器设备的发展趋势。人的行为是最难预测的,也是最不可靠的因素。实现自动化和智能化,能够大大减少人的干扰因素,不仅能增加检测的准确性和稳定性,还能有效缩短检测时间,提高生产效率。在无损检测高端装备方面,我国与国际仍有差距。钢研纳克作为科研型企业,将持续加大科研投入,研制的大棒C扫描检测系统、棒材超声相控阵检测系统、涡流旋转头检测装置等已实现产业化应用落地。我国自动化无损装备的发展,钢研纳克既是参与者也是见证者,将努力作为引领者。最后,刘光磊说到,钢研纳克无损检测将坚持科研创新理念,持续加大技术提升和新产品研发,在做好国内市场的同时坚决走国际化路线,积极参与全球性竞争,为我国制造水平提升贡献自己的力量。
  • 中国科大研制出仿生人工木材
    p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 天然木材的独特取向孔道结构赋予其轻质高强的特点,有关仿木头结构的研究是国际上仿生材料研究领域的热点之一。然而,传统的仿木头结构材料是“徒有其型”,以往研究实现取向孔道结构的模仿,但其力学性能远不能令人满意。例如,目前开发的陶瓷基仿木头结构材料,密度高、强度低、缺陷多,且制备过程需要高温烧结(通常& gt 1500℃)。因此,如何制备真正具有轻质高强特点的仿木材结构材料是仿生材料研究领域面临的挑战。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 近日,中国科学技术大学教授俞书宏带领的科研团队,发展了一种冰晶诱导自组装和热固化相结合的新技术,以传统的酚醛树脂和密胺树脂为基体材料,研制出一系列具有类似天然木材取向孔道结构的新型仿生人工木材。该系列仿生人工木材具有轻质高强、耐腐蚀和隔热防火等优点。8月10日,相关研究成果以Bioinspired polymeric woods为题,发表在《科学进展》上,Science杂志科学新闻以This synthetic wood is as strong as the real thing—and won’t catch fire为题,对该成果进行报道。论文的共同第一作者为博士后于志龙和硕士生杨宁。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 研究人员研制的一系列树脂基仿生人工木材,具有类似天然木材的取向孔道结构,并且壁厚和孔尺寸具有很好的可调控性(图1)。这种方法可以复合多种纳米材料以制备多功能复合人工木材,而且简单高效,容易放大生产。这种取向孔道结构的人工木材具有突出的机械性能,压缩屈服强度优于已开发的多种仿木结构的陶瓷材料,且与天然木材性能相当(图2)。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 与天然木材相比,仿生人工木材最大的优势在于其耐腐蚀性、隔热和防火性能。研究中,由于选用热固树脂材料作为基体材料,所制备的仿生人工木材具有很好的防水、耐酸腐蚀的特点,在水和硫酸溶液中浸泡30天,其力学强度均没有衰减。得益于其取向孔道结构和孔壁中复合的纳米材料,与石墨烯复合的人工木材具有很好的径向(垂直于孔道方向)隔热效果,最低热导率可达20.8 mW/mK(毫瓦每米每开尔文)。考虑到人工木材的高比强度(压缩强度/密度),这种人工木材比其他工程材料和气凝胶材料具有更好的实用性。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 易燃性是天然木材在实际应用中面临的最大问题,而防火阻燃则是人工木材最大的优点,通过复合不同的纳米材料可以进一步提高其防火隔热性能。这种人工木材具有很好的防火性能,在火焰引燃后能够迅速自熄灭,这正是天然木材无法克服的缺点(图3)。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 作为新型的仿生工程材料,其多功能性优于传统的工程材料,这类人工木材有望代替天然木材,实现在苛刻或极端条件下的应用。此外,这种合成方法为制备和加工一系列高性能仿生工程材料提供了新思路,其功能的可设计性等优点将有助于拓宽该方法和制备的材料在多种技术领域中的应用。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 研究工作受到了国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点项目、国家重大科学研究计划、中科院前沿科学重点研究项目、中科院纳米科学卓越创新中心、苏州纳米科技协同创新中心、合肥大科学中心卓越用户基金的资助。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/c895eb45-70cf-43ff-aab8-0ff33f62ec9c.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 图1.人工木头的制备过程示意图。(A)树脂聚合物的混合溶液;(B)取向冷冻和干燥后具有取向孔道结构的聚合物干胶;(C)固化后的树脂基仿生木材;(D)酚醛树脂基(上)和密胺树脂基(下)仿生木材实物照片 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/bfab837c-f8d1-4bf4-9074-6c413ea1b18d.jpg" title=" 2.png" / /p p 图2.仿生人工木材的照片、结构和力学性能。(A)酚醛树脂基人工木材与微观结构;(B)密胺树脂基人工木材与微观结构;(C)人工木材的力学性能与其他工程材料对比图。 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ae899219-4c1e-441d-8fb4-78eb4a0fd45c.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 图3.人工木材的防火性能和巴尔杉木的易燃性对比。(a)CMF人工木材;(b)CPF人工木材;(c)CPF/GO复合木材;(d)巴尔杉木。 /p p br/ /p
  • 综述:红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展
    红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术,近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料(FRP)以及热障涂层等的无损检测与评价。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图近日,江苏省特种设备安全监督检验研究院、南京农业大学和东南大学的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展”为主题的文章。本文首先简要介绍了红外热成像技术的基本原理和检测系统构成,特别是对光学、超声以及电磁等主要热激励形式的特点和优劣势进行了对比。然后,根据热激励形式的发展历程,详细介绍了光激励红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测与评价方面的研究现状与进展,重点关注了FRP复合材料/热障涂层热成像无损检测中的热难点问题。最后总结并展望了FRP复合材料/热障涂层红外热成像无损检测技术的未来发展趋势。红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射,根据Stefan-Boltzmann定律,其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外,还与波长和环境温度有关,而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场,从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励,该技术可分为主动式与被动式,其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率,近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励,同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程,并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析,以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同,该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多,但由于所检测对象琳琅满目,且结构与物理特性比较复杂,因此在实际应用中需结合检测对象本身特性,选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法,从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法,由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点,在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中,当外激励光源入射到待测试件时,基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用,同时,利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应,即红外热图像序列。然后,借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析,从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外,根据热激励形式的不同,红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像,这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高,但其探测深度通常较浅,无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求;且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性,红外锁相热成像技术应运而生,但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷,因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷,需选择不同调制频率对待测试件进行激励,因此,该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术,具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势,如高分辨率、高检测效率、大探测深度等,近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。表1 红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像检测技术的对比FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术,该技术是使用高能光源(如激光、卤素灯、闪光灯)对待测试件进行非常短时间(通常几毫秒)的脉冲激励加热,由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异,然后,利用红外热像仪同步记录这种温度差异,并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快,且对厚度较小的试件具有较好的检测结果,但其探测深度非常有限,不适用于检测大厚度构件。此外,该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应,极易使得其产生界面分层等类型缺陷,极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。英国巴斯大学Almond等对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究,并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。加拿大拉瓦尔大学Maldague等提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术,该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像,因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。意大利学者Ludwig等研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。为了克服脉冲热成像技术的局限性,加拿大拉瓦尔大学Maldague等随后提出了双脉冲激励热成像检测技术,并表明该技术可进一步增强热对比度。加拿大学者Meola等利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。英国巴斯大学Almond等又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。伊朗桂兰大学Azizinasab等还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法,实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外,为增强FRP复合材料缺陷检测效果,许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出,例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果。首都师范大学研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化,并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。北京航空航天大学对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究,并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外,国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术,该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热,然后,待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场,由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异,因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取,最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术,此外,通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测,并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比,更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。Pickering等研究了同等激发能量下,红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。Montanini等证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测,并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。随后,Lahiri等发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加,利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大,而热对比度却减小。Oliveira等提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。哈尔滨工业大学对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价,开展了系统的理论与实验研究,并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。浙江大学使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷,并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除,显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。此外,东南大学针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题,提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术,不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题,还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。红外热波雷达成像检测技术近年来,红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注,并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势,但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长,尚存在一定的局限性。例如,由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息,随之而来的是热扩散长度的增大,致使检测分辨率降低;另外,为提高检测信号的信噪比,通常采用增加热流激励强度的方法来解决,但在检测重要目标构件时,为防止对检测对象的热损伤,这种方法并不适合。加拿大多伦多大学Mandelis教授与印度理工大学Mulaveesala教授首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中,提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度,随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术,截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比,并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测,比利时根特大学最近也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术,并证明了该技术具有更高的深度分辨率。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理:(a)截断相关光热相干层析成像数学实施;(b)激光诱导热成像系统框图国内的哈尔滨工业大学、东南大学、电子科技大学和湖南大学等科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作,并取得了重要的创新研究成果。哈尔滨工业大学较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价,并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。湖南大学和电子科技大学还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测,并取得了较为满意的检测效果。最近,东南大学也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术,可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代,伴随着信息电子与计算机技术的快速发展,近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中,仍以光激励红外热成像检测技术为主,这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点,非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同,除光激励红外热成像检测技术外,其他无损检测方法还包括:超声热成像、振动热成像和涡流热成像。红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测,国外专家学者较早地开展了相关研究,并取得了较多的研究成果。Cielo等利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层,研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时,该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。Liu等提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术,可实现直径远小于1 mm的裂纹检测。Shepard等利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测,并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。Marinetti与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法,系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。随后,为无损评价热障涂层老化程度以及完整性,Bison与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外,利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估,且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。Ptaszek等还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。最近,Mezghani等利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。Unnikrishnakurup等利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量,并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚,但北京航空航天大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、陆军装甲兵学院和北京航空材料研究院等的科研人员仍取得了重要研究成果。北京航空航天大学利用红外脉冲热成像技术,通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法,对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。北京航空材料研究院利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5 mm的脱粘缺陷,还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。海军工程大学利用有限体积法研究了脉冲热激励下热障涂层脱粘缺陷时表面温度场相位差变化,并利用Levenberg-Marquardt算法对涂层厚度和脱粘缺陷位置进行定量化表征。哈尔滨工业大学将红外脉冲热成像技术与模拟退火和马尔科夫-主成分分析-神经网络等方法相结合,实现了热障涂层不均匀厚度和脱粘缺陷深度与直径的有效量化确定。最近,哈尔滨商业大学还提出了一种基于同态滤波-分水岭-Canny算子混合算法的长脉冲热成像检测技术,不仅可有效识别热障涂层脱粘缺陷的边缘,还增强了缺陷特征提取效果。陆军装甲兵学院采用脉冲红外热成像检测技术对热障涂层厚度与脱粘缺陷进行了较为系统的研究,并表明热图重构及先进后处理算法可有效提高表面涂层厚度表征的精度和脱粘缺陷的检测效果。近来,关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现,北京理工大学和南京理工大学利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150 μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹,北京理工大学还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术,实现了仅9.5 μm宽表面微小裂纹的高效检测。红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究,国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究,而国外对此的研究还很少。例如,韩国国立公州大学Shrestha和Kim利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价,并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。国内的哈尔滨工业大学、火箭军工程大学等为基于红外锁相热成像技术的热障涂层无损检测与评价研究做了积极探索。火箭军工程大学利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测,并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测,且检测精度可达到95%。哈尔滨工业大学利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测,并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。随后,哈尔滨工业大学利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。上海交通大学针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价,也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术,其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道,目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。哈尔滨工业大学利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测,该技术利用线性调频信号调制光源强度,并引入了互相关和线性调频锁相提取算法,研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。东南大学基于Green函数法,对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究,并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术,可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结束语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展,通过文献调研和相关研究结果分析,可发现,由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性,使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术,红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点,为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外,在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中,笔者也发现,红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题,也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展,呈现出以下发展趋势:1)多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围,随着检测对象的多样化和检测要求的多元化,所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势,具体体现在:①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展;②随着计算机和电子信息技术的快速发展,传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2)智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步,这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异,在精度和实时性方面,甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术,有望取代人工判断,推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3)集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块,体积较大、结构较为复杂,且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求,红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展,最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4)多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息,此外,在信息呈现和表达上,多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时,常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式,通过多源多模态热成像数据的融合与集成,最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此,红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。
  • 国检局木材实验室入选“国家队”
    近日,张家港检验检疫局材种鉴定与木材检疫实验室获国家质检总局批准筹建,成为全国首批28家“二次规划”重点实验室,同时升级为江苏检验检疫局Ⅰ级实验室。   据介绍,该局材种鉴定与木材检疫实验室立足专业从事进口木材携带有害生物、木材材种鉴定及林产品检测等业务。截至目前,实验室已拥有1000余种有害生物标本和500余种进口木材实物标本,拥有多台德国蔡司生物显微镜、木材构造特征成像系统、组织切片机、荧光自检仪等先进仪器。编著出版了《进口木材原色图鉴》等4部专著,研制国家标准5项,承担省部级科研项目3项。   今年以来,该局材种鉴定与木材检疫实验室新增加69个木材材种鉴定的扩项,使CNAS认可项目达到74项,并通过了国家认监委组织的杂草、昆虫2两大类4项能力验证,还以120分的高分通过江苏检验检疫系统动植物检疫实验室监督检查。
  • 与“无损检测”的首次零距离——CCATM'2014 无损检测分会场
    今天是CCATM&rsquo 2014国际冶金及材料分析测试学术报告会分会阶段的最后一天,笔者抽空旁听了一下&ldquo 无损检测&rdquo 分会场的报告,这也是我头一次和&ldquo 无损检测&rdquo 的零距离接触。 在分会上宣读会议报告的主要是来自国内钢铁企业的代表。当然,这也不奇怪,无损检测技术本身就是一项工业技术。最常用的无损检测主要有五种:超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测。近年来声发检测、漏磁检测(本次会议上有多个报告涉及这一无损检测技术)和激光全息摄影等检测技术也获得了一定的发展和应用。目前,无损检测已被广泛应用在生产过程的质量控制、成品的质量控制和产品使用过程中的监测等方面。 中国的钢铁工业经过几十年的发展,已取得了举世瞩目的成绩,我国钢铁生产不仅在数量上,而且在质量上都有了极大提高(在会上笔者了解到,像制造航空母舰需要的特种钢材我国已经解决)。当然,同发达国家相比,差距还是有的。据了解,我国目前因为不能生产、产量低和质量达不到用户要求等原因,年需从国外进口钢材约700万吨,即使能生产的大宗钢材品种,产品质量与国外相比也存在一定差距,如钢制纯净度低、有害气体和杂质含量较高、性能的均匀性差等。而无损检测恰恰是保证钢铁产品(例如:钢管)质量的重要手段之一。据有关代表介绍,无损检测发展至今,已不仅仅是通常的&ldquo 无损检查/无损检测/无损探伤&rdquo 的含义了,其已发展到通过对记录的指示进行解释后的一种审查,以确定这些指示是否满足特定的验收准则阶段,即无损检测已向&ldquo 无损评价&rdquo 方向发展,为产品的质量提供有力的支持。 可能多数代表都是来自企业的缘故,在每一个报告的问答环节,大家讨论得都异常热烈,有啥说啥,表达意见都非常直爽。尤其是在争论问题的过程中,时不时还能听到两句&ldquo 粗口&rdquo ,这一点倒是很对笔者的脾胃。尽管讨论的内容可能不是那么&ldquo 阳春白雪&rdquo ,但很解决实际问题。经过这样热烈的讨论,多数报告人表示非常有收获,对自己今后工作的开展大有裨益。 会议现场 热烈讨论
  • 技术线上论坛| 12月02日《如何实现厘米级二维材料电学特性的无损、快速表征?》
    报告简介: 如何在不破坏样品的前提下,对大尺寸石墨烯等二维材料的电学性质进行准确快速的测量,是在提升样品质量并推进其实际应用中,亟待解决的重要问题。常规的四探针电阻测量法、原子力显微镜、共聚焦拉曼等表征方法存在测量尺寸小、效率低、对样品有损伤等缺点而无法胜任。在本报告中,我们将结合来自《nature》《science》等期刊的新文献,介绍一种颠覆性技术,它采用非接触式方式,快速准确且高效的实现大尺寸石墨烯等二维材料的无损测量,得到电导率、电阻率、载流子和均匀性等分布信息。此方法同样适用于其他二维材料、半导体薄膜、光伏薄膜的电学性质测量。该方法已经成功应用在西班牙CIC nanoGUNE研究中心等著名高校和企业,并且其对于石墨及其他二维材料电学测量方法已经成为IEC(国际电工委员会,是性的标准化专门机构) TS 62607-6-10:2021(E)的标准规范[1] 1. https://webstore.iec.ch/publication/28888 直播入口:您可以通过扫描下方二维码直接进入直播界面,无需注册。扫码预约观看报告时间:2021年12月02日 14:00 主讲人:弓志宏,物理学硕士,2016年毕业于北京理工大学。主要研究方向为激光光谱学与技术、光与低维半导体纳米结构相互作用以及时间分辨发光动力学等。现担任Quantum Design中国子公司产品经理,多年来一直负责低维材料光学,电学物性测量设备的应用开发,技术支持和市场拓展。技术线上论坛:https://qd-china.com/zh/n/2004111065734
  • 国家卫健委发布国标《GB4806.12-2022 食品接触用竹木材料及制品》标准解读及仪器选型推荐
    2022年7月28日,国家卫健委根据《中华人民共和国食品安全法》规定,经食品安全国家标准审评委员会审查通过,正式发布了《食品安全国家标准 食品添加剂 丁香酚》(GB 1886.129-2022)等36项食品安全国家标准和3项修改单,其中包含3个食品接触产品的相关标准。本次新发布食品接触产品相关标准分别为:1、GB 4806.12-2022 《食品安全国家标准 食品接触用竹木材料及制品》。该标准的发布将改变食品接触用竹木制品一直缺乏相关的食品安全标准的现状,将于2022年12月30日实施。2、GB 4806.8-2022 《食品安全国家标准 食品接触用纸和纸板材料及制品》、3、《GB 31604.53-2022 食品安全国家标准 食品接触材料及制品 5-亚乙基-2-降冰片烯迁移量的测定》。 下面重点介绍GB4806.12-2022标准: GB 4806.12-2022《食品安全国家标准 食品接触用竹木材料及制品》是我国发布的首个食品接触用竹木制品的食品安全国家标准,将为我国食品接触用竹木制品的生产和使用提供合规要求与管控依据。标准主要内容见下表:表2 GB 4806.12-2022主要内容温馨提示: 此次新发布的标准GB 4806.8-2022和 GB 4806.12-2022 将为食品接触竹木制品与纸制品的生产加工企业控制产品风险提供有力指导,为政府监管部门提供执法依据,将对保障消费者健康、规范企业行为、维护良好市场秩序起到重要作用。 根据GB4806.12-2022检测方法之描述,小编向各竹木加工企业及各地质检中心、海关等单位推荐符合本检测方法仪器,型号为:ST109D的智能一体化水蒸气蒸馏仪。 本产品采用水蒸气蒸馏的方式,共设有6路蒸馏系统,国内独创蒸汽发生装置与烧瓶放置位一体化专利设计,可实现样品的预热功能,同时蒸汽输送管路极短,减少管路的热量损失,大大提高了蒸馏速率。产品特点:✤真正的一体化设计,主机内腔设计有独立的蒸汽腔,自动生成水蒸气;✤蒸汽加热腔具有温控防爆及防干烧设计,提高设备的安全性、可靠性;✤自动加酸设置,每路可独立控制,可设到加酸量,可进行加酸精度的校准、管路清洗等功能;✤具有烧瓶预热功能,可以提高烧瓶加热及蒸馏速率;✤设备设有独立的氮气流量控制阀,流量范围:200-2000ml/min;✤具有馏出液终点自动控制功能,可自动停止加热,并声光报警 技术规格:►额定电压:220V/50HZ►额定功率:3000W►外形尺寸:960*500*730mm►加热功率:500W/路►馏出液设定:1-1000mg
  • LAB-X5000用于应对木材处理行业的变化
    随着社会经济的发展和人们对生活品质的不断追求,防腐木材以其制作的园林景观越来越多的走进人们的生活。木材经过防腐处理后,不仅能够承受室外环境变化、延缓其变质和降解,还能够抵抗白蚁和霉菌。因此,防腐木材经处理后可以存续数十年。历史上,最常用于防腐处理的化学制品是五氯苯酚(简称为“Penta”)。由于Penta对健康和环境有潜在影响,因此Penta将在2021年结束前停产。这一变化使得业内开始关注新的处理方法,包括二氯辛基异噻唑啉酮(DCOI)。为什么是DCOI?Penta引起担忧,因为它对环境有不利影响,而且,一旦Penta被人摄入或者吸入,它会对人产生危害。事实上,2015年,《斯德哥尔摩公约》便将Penta归类为持久性有机污染物,随后Penta被全球许多国家都禁用。因此,我们需要一款替换产品,现在,DCOI已逐渐成为木材防腐处理作业的标准用品。DCOI是极其有效的木材防腐剂,对环境和人类健康的影响非常小。与Penta相比,DCOI在其使用寿命结束时有较多处置方法,这对用户而言也是另一好处。对木材处理行业的影响在木材防腐处理过程中,为有效处理、应对、处置被处理木材,对化学品滞留性的分析能力至关重要。多年来,能量色散x射线荧光光谱法(EDXRF)已被成功用于衡量CCA、铜唑、铜粉和Penta等最常见处理用活性物的滞留性。但是,由于成品中存在的DCOI含量相对较低而且这种产品的化学成分特殊,因此业内常用的传统正比计数检测仪器无法完成这种新产品的测量任务。这一发展可能使得旧版XRF仪器用户没有适当方法以达到最新行业标准。解决方案为了在这种不断变化的环境中具备竞争优势,请选择日立的LAB-X5000台式EDXRF,它包含您所需要的分析技术。这款仪器可快速、可靠地分析木材防腐剂和被处理木材。这款坚固耐用、结构紧凑的元素分析仪有助于在实验室、生产环境和流动作业中获得可复验的结果。它配有较大的工业触摸屏,能显示直观界面。它采用最*新型的软件及一键启动测量功能,使得任何操作人员均可轻松获得高质量的结果。高分辨率硅漂移探测器(SDD)允许同时分析多个元素,有助于快速进行分析,并提供这种应用领域所需的检出限。大气补偿功能有助于实现稳定的分析,无需使用氦气,能将分析成本降至最*低。样品旋转器可将不均匀样品(如锯屑)所造成的错误减至最少。您是否想要了解更多关于购买LAB-X5000的信息?立即联系日立,和日立一起讨论最适合贵公司的解决方案。
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