3D V-ROX检测系统的应用 随着碳纤维增强聚合物（CFRP）等复合材料在航空航天领域的应用日益增多，给无损检测（NDT）带来了挑战。 无损检测也称无损探伤，是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。 超声波检测技术（UT）是使用最为广泛的无损检测技术之一，其能对缺陷大小、形状进行精确测定，缺点是检测速度慢，且需要接触。 还有一种快速非接触检测方法是红外热成像技术，这是一种测量物体表面温度分布的无损检测技术，具有非接触、反应速度快、实时性强的特点，缺点是不能对缺陷大小、形状进行精确测定。 热断层扫描是一种基于扩散过程的新型无损检测方法，其核心原理是利用非接触式红外探测器（如焦平面阵列红外相机），通过测量物体在吸收辐射（例如卤素灯）或其他形式的能量后表面产生的热辐射温度变化，获取随时间变化的温度数据，实现检测。 具体来说，当样品受到热激发时，其内部会形成瞬态热传导或红外波，这些热量会根据位置而衰减，并随时间变化。这种现象可以通过计算机处理和分析特定规律和算法来重建出样品的温度分布图，进而实现对缺陷的检测和识别。 与传统的热成像技术相比，热断层扫描能够提供3D缺陷显示结果，这使得可以准确确定缺陷的绝对尺寸和深度。 上奥地利州应用科学大学（University of Applied Sciences Upper Austria）的研究人员多年来一直致力于红外测试技术的研究及其性能的提高，开发了更符合用户要求的3D V-ROX光热断层扫描设备，该设备是由上奥地利州应用科学大学的子公司开发，可为复合材料提供一种更准确、更高效的无损检测方法。 3D V-ROX检测系统基于热成像原理，由激励单元、检测单元和计算单元组成。由于重量轻（总重量不到6公斤，因此可轻松安装在小型机器人手臂上）且设计紧凑，适合于移动应用，可轻松实现自动化。 该设备可以使用标准后处理方法，还可以通过专有后处理实现3D缺陷重建，检测结果还可以用超声波检测的形式表示（例如A、B和C扫描），为许多材料系统和组件提供了一种快速、非接触式的替代方案。 检测时，样品放置在设备的前面，当用反射模式进行测量，意味着激励热量源和接收温度信号源在同一侧，通常激励单元与接收单元需要对准，对于一般的热成像系统，设备准备时间通常比实际检查任务所需的时间更长。而3D V-ROX系统的突出优点是测量装置安装快速而紧凑，激励单元不必与接受单元对齐，这是因为各单元的位置在结构上是固定的，此外该系统还配备了测距系统和十字激光，可支持检查人员执行检查任务并获得可重复的评估结果。 在检测过程中，使用两个最大功率为2千瓦的卤素灯对被检查表面进行热激励，同时获取表面温度信号。当引入的热量在样品中传播时，遇见缺陷时，例如脱粘或异物碎片（FOD）等，则传播会受到干扰，表面温度信号会局部发生变化。通常这些变化在表面温度信号中很难识别，3D V-ROX系统将测量信号（位置和时间的函数）转换为相应的镜像源分布，实现缺陷的检测，如果存在缺陷，会显示中间回波，同时温度信号和镜像源信号传输到台式计算机，采用开发的空隙率可视化应用程序，采用A、B和C扫描方式采集数据。 目前为止，通常的热成像技术被用作定性方法，提供快速、非接触式的组件完整性检测，如果出现任何热异常，则必须使用第二种测试方法（大多数情况下是超声波）来确定绝对缺陷尺寸。而便携紧凑的光热断层扫描系统可实现3D缺陷可视化并轻松实现检查任务的自动化，显著提高了检测效率，节省了复合材料结构件的检查的时间和成本。
