主动式函数波热激励装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种主动式函数波热激励装置，包括照射灯箱，该照射灯箱尾部中央设有光源，该照射灯箱内部设有光源通道和菲涅尔透镜，该照射灯箱的头部设有镜头；该激励装置还包括函数波调制模块，与光源连接，该函数波调制模块产生不同类型的函数波来控制光源的照射频率，并对光源进行幅值和相位的调制；本实用新型可实现对无损检测表面均匀、快速、高效率的函数波控制的大面积加热。
【专利说明】主动式函数波热激励装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热激励装置，尤其涉及一种主动式函数波热激励装置。
【背景技术】
[0002]红外热像法无损检测技术是一种快速、灵敏、高效的检测方法，可以对金属焊缝裂纹和金属疲劳裂纹进行快速定位，具有快速、准确、非接触等优点。当金属内部出现裂纹或出现金属疲劳时，将改变金属的热传导，金属表面的温度分布出现差异，使用红外热像仪等仪器和相关算法，可检测金属裂纹甚至金属的应力集中和疲劳状态，此种方法直观形象，便与观测。金属结构由于经常受到交变载荷的工况影响，会出现应力集中和金属疲劳等问题，最终导致微观裂纹的产生和金属断裂。我国利用红外热像法对金属裂纹的检测和评估还处在形成和发展阶段，对金属结构应力集中和疲劳状态检测还处在实验室阶段，而亟待解决的问题之一在于如何更加快速，均匀的加热金属表面。
[0003]红外热波热激励技术是红外热像法的关键技术之一，热激励的均匀性对金属表面红外探伤的影响非常大，并决定图像后期处理的精度。目前应用在金属表面检测领域的主动式热激励装置主要有卤素灯激励装置，这种激励方式的不足有:
[0004](I)加热功率低，不能将被照射表面上升到较高温度；
[0005](2)均匀性差，不能保证被照射面的热度均匀性；
[0006](3)加热效率低，不能快速加热照射表面。
实用新型内容
[0007]本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种均匀加热，函数波控制，高效率，高功率，操作方便的主动式函数波热激励装置。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0009]提供一种主动式函数波热激励装置，包括照射灯箱，该照射灯箱尾部中央设有光源，该照射灯箱内部设有光源通道和菲涅尔透镜，该照射灯箱的头部设有镜头；该激励装置还包括函数波调制模块，与光源连接，该函数波调制模块产生不同类型的函数波来控制光源的频率、幅值和相位；
[0010]光源照射出的光通过光源通道进行第一次修正，通过光源通道后的光线照射到菲尼尔透镜上，对光进行第二次修正，经过第二次修正后的光线投射到镜头上，对光进行第三次修正，最终得到均匀的光斑。
[0011]本实用新型所述的主动式函数波热激励装置中，该照射灯箱上还设有多个散热风扇，分别设置在光源一侧，以及菲涅尔透镜的两侧。
[0012]本实用新型所述的主动式函数波热激励装置中，在散热风扇旁均设有散热孔。
[0013]本实用新型所述的主动式函数波热激励装置中，该激励装置设有外置的电源箱，为光源、函数波调制模块和散热风扇提供电源。
[0014]本实用新型所述的主动式函数波热激励装置中，该菲涅尔透镜为矩形或者圆形。
[0015]本实用新型所述的主动式函数波热激励装置中，所述光源通道为金属圆筒。
[0016]本实用新型所述的主动式函数波热激励装置中，所述照射灯箱为长方体或者圆柱体灯箱。
[0017]本实用新型所述的主动式函数波热激励装置中，所述光源为氙灯或者卤素光源。
[0018]本实用新型产生的有益效果是:本实用新型的主动式函数波热激励装置采用函数波调制模块，对光源进行函数波调制。光源射出的光通过光源通道、菲涅尔透镜和镜头进行三次调制，得到均匀的照射光斑。本实用新型可实现对无损检测表面均匀、快速、高效率的函数波控制的大面积加热。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0020]图1是本实用新型实施例主动式函数波热激励装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]本实用新型实施例主动式函数波热激励装置，如图1所示，包括照射灯箱8，该照射灯箱尾部中央设有光源1，该照射灯箱内部设有光源通道2和菲涅尔透镜6，菲涅尔透镜6采用高耐温高透光材料，可将从光源通道2照射过来的光线进行汇聚。该照射灯箱的头部设有镜头7，镜头7可采用一枚定焦距高耐热高透光凸透镜。该激励装置还包括函数波调制模块(图中未示出)，与光源I连接，该函数波调制模块产生不同类型的函数波来控制光源I的频率、幅值和相位。函数波调制模块通过信号发生、放大和锁相三个过程，最终输出具有包含波形、幅值、频率和相位信息的函数波，包括正弦波、方波、和三角波等。
[0023]主动式函数波热激励装置的工作原理:采用的光源I为大功率氙灯或者卤素光源，由外部电源供电，氙灯照射出的光通过光源通道2进行第一次修正，通过光源通道后的光线照射到菲尼尔透镜6上，通过选择准确焦距的菲涅尔透镜6，对照射到菲涅尔透镜6上的光线进行第二次修正，修正后射出的光线为均匀的汇聚光斑，通过调节菲涅尔透镜6到镜头7之间的距离(可通微调镜头7)，使经过第二次修正后的光线恰好投射到镜头7上，镜头7采用一枚定焦距高耐热高透光凸透镜，通过镜头7对光线进行第三次修正，最终得到经过三次修正的均匀的大型光斑。菲涅尔透镜6与镜头7中心距为菲涅尔透镜6的焦距，被照射表面应安置在大于镜头7的一倍焦距之外，通过改变激励装置与照射表面的距离，可调整照射表面的光斑大小。
[0024]为防止光源I附近和菲涅尔透镜6温度过热，该照射灯箱上还设有多个散热风扇3、4、5，散热风扇3设置在光源I 一侧，散热风扇4、5设置在菲涅尔透镜6的两侧。为方便散热，还可在每个散热风扇旁设置散热孔(图中未示出)。
[0025]本实用新型的主动式函数波热激励装置，该激励装置设有外置的电源箱，为光源、函数波调制模块和散热风扇提供电源。若光源I采用氙灯，则电源箱中提供与氙灯配套使用的氙灯电源。光源I还可以选用卤素光源。
[0026]本实用新型实施例中，该菲涅尔透镜6为矩形或者圆形，若为矩形则经过第三次修正后的光为均匀的大型矩形光斑。
[0027]光源通道2为金属圆筒，即圆柱形通道，只允许光线通过光源通道2照射到菲涅尔透镜6上。照射灯箱8采用耐热材质，如耐热金属。可设计为长方体或者圆柱体灯箱。
[0028]综上，本实用新型的主动式函数波热激励装置采用函数波调制模块，对光源进行函数波调制。光源射出的光通过光源通道、菲涅尔透镜和镜头进行三次调制，得到均匀的照射光斑。通过光源的调制热波对待检测表面进行加热，其加热效率高，加热时间长，加热范围大，加热表面温升均匀。
[0029]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种主动式函数波热激励装置，其特征在于，包括照射灯箱，该照射灯箱尾部中央设有光源，该照射灯箱内部设有光源通道和菲涅尔透镜，该照射灯箱的头部设有镜头；该激励装置还包括函数波调制模块，与光源连接，该函数波调制模块产生不同类型的函数波来控制光源的频率、幅值和相位； 光源照射出的光通过光源通道进行第一次修正，通过光源通道后的光线照射到菲尼尔透镜上，对光进行第二次修正，经过第二次修正后的光线投射到镜头上，对光进行第三次修正，最终得到均匀的光斑。
2.根据权利要求1所述的主动式函数波热激励装置，其特征在于，该照射灯箱上还设有多个散热风扇，分别设置在光源一侧，以及菲涅尔透镜的两侧。
3.根据权利要求2所述的主动式函数波热激励装置，其特征在于，在散热风扇旁均设有散热孔。
4.根据权利要求1所述的主动式函数波热激励装置，其特征在于，该激励装置设有外置的电源箱，为光源、函数波调制模块和散热风扇提供电源。
5.根据权利要求1所述的主动式函数波热激励装置，其特征在于，该菲涅尔透镜为矩形或者圆形。
6.根据权利要求1所述的主动式函数波热激励装置，其特征在于，所述光源通道为金属圆筒。
7.根据权利要求1所述的主动式函数波热激励装置，其特征在于，所述照射灯箱为长方体或者圆柱体灯箱。
8.根据权利要求1所述的主动式函数波热激励装置，其特征在于，所述光源为氙灯或者卤素光源。
【文档编号】H05B7/16GK204188556SQ201420680547
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】刘志平, 李宗琛 申请人:武汉理工大学