ICS 19.100 J 04 中华人民共和国国家标准 GB/T38883—2020 无损检测 主动式红外热成像检测方法 Non-destructive testing-Active thermographic testing method 2020-06-02发布 2020-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 38883—2020 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 人员要求 4 5 方法概要 6 热激励 检测系统 7 8 检测环境 9 对比试块 10 检测· 11 检测规程与报告 附录A（资料性附录） 常见的热源类型 附录B（资料性附录） 对比试块的制作 10 GB/T38883—2020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草， 本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56）提出并归口。 本标准起草单位：中国航空综合技术研究所、上海材料研究所、北京嘉盛智检科技有限公司、哈尔滨 工业大学、首都师范大学、海军航空大学、中国飞机强度研究所、哈尔滨飞机工业集团有限责任公司、中 国合格评定国家认可中心 本标准主要起草人：张方洲、石亮、曹蕊、王俊涛、刘俊岩、陶宁、蒋建生、宁宁、关雪松、帅家盛、张海兵 丁杰、王丹、马君、宋飞。 I GB/T 38883—2020 无损检测主动式红外热成像检测方法 1范围 本标准规定了工业无损检测领域中主动式红外热成像检测方法的通用规则。 测（例如：空隙、裂纹、分层和夹渣等）和涂层厚度的评估 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T12604.9无损检测术语红外检测 GB/T20737无损检测通用术语和定义 GB/T26643无损检测闪光灯激励红外热像法导则 GB/T 31768.2 无损检测闪光灯激励红外热像法第2部分：检测规范 3术语和定义 GB/T12604.9、GB/T20737、GB/T26643和GB/T31768.2界定的以及下列术语和定义适用于本 文件。 3.1 主动式红外热成像检测activethermography 需要额外热激励的红外热成像检测。 3.2 热激励 thermalexcitation 对被测件施加以红外热成像检测为目的的外部能量激励源。 3.3 局部激励localexcitation 在局部产生三维热扩散的局部能量激励。 3.4 面热流激励 two-dimensionalexcitation 通过均匀加热（或冷却）被测件表面的二维能量激励。 3.5 整体激励 bexcitation of the whole volume 对被测件进行整体的能量激励。 1 GB/T38883—2020 3.6 热扩散长度thermaldiffusionlength 在受到脉冲激励或者以频率为f的周期调制激励后的热扩散特征长度， μ=sqrt(α/πf) 注：α为热扩散系数。 3.7 大气窗口 atmosphericwindow 在大气环境下，红外辐射光谱中透射率较高，吸收率较低的波长区间。 注：大气窗口大致定义在波长范围：短波红外（0.8μm~2μm）、中波红外（2μm~5μm）和长波红外（8μm~ 14 μm)。 3.8 热平衡 thermalequilibrium 物体在同一时间内吸收和放出的热量恰好相抵消，物体各部分以及物体同外界之间都没有热量 交换。 4人员要求 按本标准实施检测的人员，应按GB/T9445或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，取得红 外检测人员资格证书，并由雇主或其代理对其进行岗位培训和操作授权。 5方法概要 主动式红外热成像检测针对被测件的材质、结构和不连续类型等选择不同的热激励，通过热激励施 加激励后，被测件中的不连续对热的传导造成影响，异常（不连续）区域与正常区域对应的表面产生温度 差异，这种温度差异同时导致被测件表面热辐射强度分布发生变化，利用红外热像仪记录下这一热辐射 强度变化过程，可获取物体表面及内部信息，具体过程见图1。 选择 【数据传输 1.参数 控制、同步以及采集系统 热激励源 红外热像仪 被测件 施加激励 样品表面热辐射强度改变！ 图1 主动式红外热成像检测方法概要 2 GB/T 38883—2020 6热激励 6.1对于主动式红外热成像检测，选择的热激励不应损坏被测件。 6.2热激励按注人能量在时域上表现形式的不同可分为脉冲激励、阶跃激励和周期激励等多种形式。 脉冲激励注人能量时域波形为三角波，如图2所示。阶跃激励注入能量时域波形为矩形，如图3所示。 周期激励注人能量时域波形为周期性变化形式，如正弦波和方波等，正弦波激励波形如图4所示。 注入能量P 时间： 图 2 脉冲激励注入能量波形 注入能毕 附间 7 图3阶跃激励注入能量波形 能量户 注入 耐间: 图4正弦波激励波形 6.3热激励按注入能量类型可分为光热激励（如红外灯、卤素灯、闪光灯、激光等）、机械激励（如机械振 动、超声波等）、电磁感应激励（如电涡流感应等）及其他激励（如微波等）多种形式。 6.4热激励按注入能量在空间上的不同可分为局部激励（如激光）、面热流激励（如卤素灯、冷风阵列） 和整体激励（如超声波）等。 6.5对于面热流激励检测，检测方式可分为同侧检测和异侧检测，如图5所示。热激励和红外热像仪 放置在同一侧面进行的检测方式称为同侧检测，或者称为反射法。热激励和红外热像仪放置在被测件 检测面的两个侧面进行的检测方式称为异侧检测，或者称为透射法。通常情况下，异侧检测仅可用于被 测件厚度不大于试件热扩散深度的检测 3 GB/T38883—2020 热像仪检测面 热像仪检测面反血 热像仪检测面反面 温度曲线 温度曲线 热像仪检测面 D a）同侧检测 b) 异侧检测 说明： 1 热激励； 2——红外热像仪； 3——被测件； 4——不连续。 图5面热流激励的不同检测方式 7检测系统 7.1 红外热像仪单元 7.1.2红外热像仪在检测期间应对被测件表面的热辐射强度变化进行不间断采集，并实时输出采集 信号。 7.1.3红外热像仪根据大气窗口中的波长不同，一般分为短波红外热像仪、中波红外热像仪和长波红 外热像仪。 7.1.4应根据实际应用需要和被测件的温度变化范围选择不同工作波长的红外热像仪。例如，被测件 的温度变化范围在室温区间（一般为16℃～30℃）的检测，宜采用工作波长范围在中波红外或者长波 红外之间的红外热像仪。对于高温被测件（一般大于600℃）的检测，宜采用工作波长范围在短波红外 的红外热像仪。对于温度变化不在室温区间的非高温被测件，采取工艺验证试验，与其他已知可行无损 检测方法相比较，验证红外检测可行性。 7.1.5红外热像仪的参数与功能主要包括：制冷/非制冷、光谱响应范围、探测单元尺寸、空间分辨率、 温度测量范围、噪声等效温差、温度分辨率、温度测量精度、顿频、积分时间、图像显示与存储记录等。 7.1.6红外热像仪镜头一般分为标准镜头、广角镜头和显微镜头等。不同镜头的视场大小、空间分辨 率、焦距和光圈大小等参数不尽相同。一般来说，应根据检测对空间分辨率及视场的需求共同选择红外 热像仪和镜头。 7.1.7光学辅助设备一般包括：红外（反射）镜、滤波片、衰减片和三脚架等。必要时，采用光学辅助设 备进行检测。例如，利用红外（反射）镜对热像仪视场不可达的地方进行检测。 7.1.8红外热像仪、红外热像仪镜头和光学辅助应定期进行维护和清洁。 7.2热激励单元 7.2.1 热激励单元用于对被测件施加以红外热成像检测为自的的外部能量激励源。 4