基于热图序列时间特征的涂层厚度测量研究

摘要

为快速准确地测量涂层厚度,提出基于热图序列时间特征的红外热波技术测量方法。通过理论分析和仿真,得出涂层厚度的平方与热图序列的对数二阶微分峰值时间成正比关系,比例系数由涂层材料的热扩散系数确定,通过此关系可以测量出涂层厚度。在复合材料基体上制作了涂层试件,利用脉冲闪光灯作为激励源进行了热加载。热图显示不同厚度涂层有着明显不同的表面降温过程,涂层薄的区域降温快,冷却时间短。对热图序列进行平均、对数和二阶微分处理,计算了4块涂层的厚度和测量误差,分析了计算速度。结果表明基于热图序列时间特征的测量方法速度快,误差较小,能很好地应用于涂层厚度的快速、非接触测量。