對(duì)于一架飛機(jī)來說，由于質(zhì)量和強(qiáng)度要求，其機(jī)身結(jié)構(gòu)大多使用碳纖維等復(fù)合材料。使用這些復(fù)合材料的飛機(jī)結(jié)構(gòu)基本都保持了一種“蜂窩”狀，一旦水蒸氣等濕氣進(jìn)入這種結(jié)構(gòu)，飛機(jī)將變得十分危險(xiǎn)，但這種情況又是難以避免的。當(dāng)飛機(jī)飛行到一定高度時(shí)，遇到高空中的冷空氣，這些濕氣會(huì)凝結(jié)成冰。這樣一來，材料會(huì)被張裂，原本穩(wěn)定的“蜂窩”結(jié)構(gòu)變得脆弱。而如果這個(gè)過程反復(fù)的發(fā)生，材料結(jié)構(gòu)遭到破壞，會(huì)嚴(yán)重影響飛機(jī)飛行的穩(wěn)定性。

由于濕氣的危害，檢查飛機(jī)中的濕氣就變得尤為重要。眾所周知，熱成像儀是檢查飛機(jī)結(jié)構(gòu)是否進(jìn)入濕氣的一個(gè)重要的工具。通常，進(jìn)行這項(xiàng)檢測最好的時(shí)間段是飛機(jī)降落后的一小時(shí)以內(nèi)，因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)間段中，飛機(jī)部件材料與冷凍液之間的溫度差達(dá)到最大值，會(huì)在成像儀中形成足夠明顯的對(duì)比度。但當(dāng)一架飛機(jī)停放在機(jī)場幾天之后，沒有辦法得到完美的成像效果時(shí)，又該如何進(jìn)行檢查呢？答案是：FLIR公司研制的新型熱成像儀。

熱成像儀檢查的優(yōu)勢

Thermografisch Adviesbureau BV是一家在檢測濕氣是否進(jìn)入飛機(jī)結(jié)構(gòu)方面具有多年經(jīng)驗(yàn)的公司。這家公司的老板Ralf Grispen表示：“熱成像儀進(jìn)行檢測是一種高效快速的檢測方式，而傳統(tǒng)的檢測方法，例如通過錘子敲擊材料表面，通過聽聲音的差別進(jìn)行檢測等與之相比準(zhǔn)確度較差且受時(shí)間影響。此外，熱成像儀可以通過溫度差來展示飛機(jī)結(jié)構(gòu)的全貌，并且可以清晰的展示出水分的分布。最重要的是，熱成像儀可以報(bào)告、分析并且解釋可能隱藏的大量濕氣”。

熱量差的挑戰(zhàn)

Ralf Grispen先生接下來補(bǔ)充道：“使用熱成像儀來檢測的最佳時(shí)間是飛機(jī)降落后的一個(gè)小時(shí)之內(nèi)，這是你可以得到復(fù)合材料和濕氣之間差別效果最好的熱量圖像”。

由于濕氣和復(fù)合材料具有不同的熱性能。當(dāng)加熱或冷卻達(dá)到熱平衡后，可以觀察到濕氣和材料之間的不同。通過熱成像儀，可以清晰的觀察到材料表面熱量分布。然而，要想一直得到好的熱分析效果仍然是困難的。在2015年，Thermografisch Adviesbureau BV的團(tuán)隊(duì)受邀來到波音公司進(jìn)行一家飛機(jī)機(jī)翼的檢測，這架飛機(jī)在幾天前已經(jīng)停放在飛機(jī)庫中。

“在這種情況下，由于飛機(jī)庫的密閉環(huán)境，濕氣和飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料之間的熱量差并不明顯。因此在飛機(jī)降落后檢測才是最佳的。我們想挑戰(zhàn)這個(gè)熱量差的難題，于是我們通過各種方法來增加熱量差，一種方法是進(jìn)行加熱讓被檢測的材料達(dá)到一個(gè)恒定的溫度，這種方法通常也叫做加熱熱成像。但其缺點(diǎn)是通過加熱后會(huì)發(fā)生短暫的熱傳導(dǎo)效應(yīng)而使圖像不穩(wěn)定。盡管加熱熱成像是一種精確度高的檢測方法，但是實(shí)際情況下卻應(yīng)用較少。因?yàn)闉榱说玫竭@樣一個(gè)熱量成像圖是非常消耗時(shí)間的，而且性價(jià)比比較低，所以這并不是一個(gè)很好的選擇。Ralf Grispen先生向我們講述了他們的主要思路。

熱成像儀的成功

為了滿足熱量差的需求，Thermografisch Adviesbureau BV的團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)一步的探究。他們首先決定在飛機(jī)庫中使用移動(dòng)冷庫以及干冰直接冷卻機(jī)翼，通過這種方法來盡可能模擬飛機(jī)的飛行環(huán)境和飛機(jī)降落后的熱量差。此外，通過操縱起重機(jī)來移動(dòng)機(jī)翼保證了每個(gè)結(jié)構(gòu)可以得到仔細(xì)的檢查。

“我們希望可以向客戶也同時(shí)向自己證明研發(fā)的熱成像儀的效果。我們準(zhǔn)備了一個(gè)小的測試樣本，該樣本具有和波音客機(jī)上機(jī)翼相同的材料，向其中注入水分，之后進(jìn)行下一步的檢測。通過FLIR P660型熱成像儀我們成功的進(jìn)行飛機(jī)復(fù)合材料的進(jìn)水檢測，通過所得到的熱成像圖和原圖進(jìn)行比對(duì)，清晰的發(fā)現(xiàn)了這些水分的存在“。Ralf Grispen先生補(bǔ)充道。