GB∕T 12604.9-2021 无损检测 术语 红外热成像.pdf
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1、ICS 19.100CCS J 04中华人民共和国国家标准GB/T 12604.92021代替 GB/T 12604 .92008无损检测 术语红外热成像Non-destructive testing-Terminology-Infrared thermography(ISO 10878:2013,Non-destructive testingInfrared thermography一 V ocabulary,MOD)2021-08-20 发布2022-03-01 实施国家市场监督管理总局分布 国家标准化管理委员会发布GB/T 12604 .92021目 次前言.n引言.v1范围.12规范性
2、引用文件.13 红外热成像一般术语.14红外热成像设备、器材和材料的术语.115 红外热成像原理和方法的术语.186检测工艺及操作的术语.23附录A (资料性)本文件删除GB/T 12604 .92008的术语 .25附录B (资料性)本文件与GB/T 12604 .92008相比增加的术语 .26附录C (资料性)本文件与GB/T 12604 .92008相比修改的术语 .31附录D (资料性)本文件与1soi0878:2013相比的结构变化情况 .33附录E (资料性)本文件与ISO 10878:2013相比技术性差异及原因 .40附录F (资料性)本文件与1soi0878:2013相比增
3、加的术语 .47参考文献 .48索引.49图1 视场.3图2不同温度下的黑体辐射曲线 .5图3 辐照亮度示意图 .6图4用于评价最小可分辨温差的标准测试板和使用示意图.15表A.1 本文件删除GB/T 12604 .92008的术语 .25表B.1 本文件与GB/T 12604 .92008相比增加的术语 .26表C.1 本文件与GB/T 12604 .92008相比修改的术语 .31表D.1 本文件与1soi0878:2013的章条编号对照情况.33表E.1 本文件与ISO 10878:2013相比技术性差异及原因.40表F.1 本文件与1soi0878:2013相比增加的术语.47GB/T
4、 12604 .92021-T Z - 1刖 百本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。本文件是GB/T 12604无损检测 术语的第9部分,GB/T 12604已经发布了以下部分:GB/T 12604 .1无损检测术语超声检测;GB/T 12604 .2无损检测术语射线照相检测;GB/T 12604 .3无损检测术语渗透检测;GB/T 12604 .4无损检测术语声发射检测;GB/T 12604 .5无损检测术语磁粉检测;GB/T 12604 .6无损检测术语涡流检测;GB/T 12604 .7无损检测术语泄漏检测;GB/T 126
5、04 .8无损检测术语中子检测;GB/T 12604 .9无损检测术语红外热成像;GB/T 12604 .10无损检测术语磁记忆检测;GB/T 12604 .11无损检测术语X射线数字成像检测本文件代替GB/T 12604 .92008无损检测 术语 红外检测,与GB/T 12604 .92008相比, 除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:a)删除了部分术语,具体参见附录A;b)增加了部分术语,具体参见附录B;c)修改了部分术语,具体参见附录C。本文件使用重新起草法修改采用ISO 10878:2013无损检测 红外热成像 词汇。本文件与ISO 10878 ; 2013相比在结构上有调整
6、,附录D列出了本文件与ISO 10878 ; 2013相比章 条号变化对照一览表。本文件与ISO 10878 ; 2013相比存在技术差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置 的垂直单线(I )进行了标示,附录E中给出了相应技术差异及其原因的一览表。本文件还做了下列编辑性修改:修改了标准名称以便与现有系列标准一致;一增加了“规范性引用文件”一章(见第2章);-增加附录A,给出了本文件删除GB/T 12604 .92008的术语;-增加附录B,给出了本文件与GB/T 12604 .92008相比增加的术语;一增加附录C,给出了本文件与GB/T 12604 .92008相比修改的术语;一
7、增加了 22条术语,具体参见附录F;修改了参考文献;一增加了索引目录,以便于使用。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC 56)提出并归口。本文件起草单位:中国特种设备检测研究院、上海材料研究所、爱德森(厦门)电子有限公司、陕西省 U1GB/T 12604 .92021特种设备检验检测研究院、安徽华工智能科技研究院有限公司、中国航发北京航空材料研究院、南方电 网电力科技股份有限公司、北京维泰凯信新技术有限公司、中国计量大学、中国计量科学研究院、北京金 谷远见科技有限公司、湖南省特种设备检验检测研究院。本文件主
8、要起草人:俞跃、沈功田、丁杰、郭广平、王晓桥、胡斌、钟力强、金万平、刘颖韬、侯德鑫、 林俊明、柏成玉、李寰、臧传胪、王瑜、李晖、王华明、刘丽红。本文件所代替文件的历次版本发布情况为: 1996年首次发布为GB/T 12604 .91996,2008年第一次修订,本次为第二次修订。IVGB/T 12604 .92021引 言无损检测技术是人类工业化和社会发展不可或缺的重要工具,是产品质量控制和保障设备设施安 全运行的主要手段,同时也对生产工艺进行反馈。无损检测利用物质的热、力、声、光、电和磁等特性,以 不损害预期使用性能和可靠性的方式,探测、定位和测量材料与零部件中的缺陷或异常,评价其性能、组
9、织和完整性。无损检测的应用涵盖机械制造、化工、医药医疗、能源、交通、冶金、建筑、水利、海洋工程、 兵器、航空、航天、核工业、卫生食品、走私与反恐和公共安全等领域。无损检测的方法和技术众多,应用对象广泛。建立无损检测各个方法和技术的基础通用的术语,是 国内外各类无损检测标准化机构开展无损检测标准化活动的首要任务。GB/T 12604无损检测术 语是指导我国无损检测标准化活动的基础性和通用性标准。GB/T 12604无损检测术语旨在确立普遍适用于无损检测标准化文件的术语,由十一个部分构成:GB/T 12604 .1无损检测术语超声检测;GB/T 12604 .2无损检测术语射线照相检测;GB/T
10、12604 .3无损检测术语渗透检测;GB/T 12604 .4无损检测术语声发射检测;GB/T 12604 .5无损检测术语磁粉检测;GB/T 12604 .6无损检测术语涡流检测;GB/T 12604 .7无损检测术语泄漏检测;GB/T 12604 .8无损检测术语中子检测;GB/T 12604 .9无损检测术语红外热成像;GB/T 12604 .10无损检测术语磁记忆检测;GB/T 12604 .11无损检测术语X射线数字成像检测。本文件是GB/T 12604的第9部分,分别从一般术语,设备、器材和材料的术语,原理和方法的术语,检测工艺及操作的术语等方面对红外热成像检测术语进行定义。本次
11、对GB/T 12604 .9的修订,重 点考虑了红外热成像检测涵盖的原理、设备和传感器、检测工艺和方法等,明确了相关常用的术语和定 义,在制定红外热成像检测方法和产品文件时有据可依,从而发挥术语文件的基本通用的支撑功能,更 好地促进无损检测贸易、交流以及技术合作。GB/T 12604 .92021无损检测术语红外热成像1范围本文件界定了用于红外热成像检测的术语,作为标准和一般使用的共同基础。本文件适用于红外热成像。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3红外热成像一般术语3.1吸收率 absorptivity吸收比 absorptance吸收系数 absorptance coefficie
12、nta物体吸收的辐射通量与入射到该物体表面上的辐射通量之比。注1:吸收率无量纲,小于或等于1。注2:黑体的吸收率始终为1。注3:吸收比是物体吸收的能量和入射到物体上总能量的比;通常吸收率和吸收比可互用。注4:物体的吸收率和波长、入射方向等有关(见光谱吸收系数)。3.2对向角 angular subtense光学系统或子系统的立体角。注1:对向角的单位是度或者弧度。注2:在红外热成像系统中,对向角是指传感仪器采集辐射能量的总立体角。3.3视在温度 apparent temperature表观温度未经补偿,不考虑辐射来源,通过红外热像仪获取的所有辐射通量计算的温度值。来源:ISO 184 34 -
13、1:2008,3.13.4大气吸收 atmospheric absorption大气对特定波长红外辐射的吸收。注:主要由于大气中水汽、气体和污染物等造成。3.5大气温度 atmospheric temperature红外热像仪和被测物之间的大气的温度。GB/T 12604 .920213.6大气窗口 atmospheric window大气中能够很好传输红外辐射的光谱区间。示例:红外辐射的大气窗口通常有:一近红外波段(NIR):0.75 1.9 Mm;-中波红外波段(MWIR):3.0 km 5 jum;-长波红外波段(LWIR) : 7 /im14.0中心波长 centre waveleng
14、th红外探测器响应波段中心位置的波长。衍射极限 diffraction limit光学系统几何衍射的极限。漫反射体 diffuse reflector朗伯反射体 lambertian reflector能够将入射辐射在所有方向均匀反射的物体。注1:漫反射体是一种部分的入射辐射在所有方向均匀反射的表面。注2:镜子不是漫反射体。有效发射率 effective emissivity被测物表面发射率的测量值(不是该材料的通用列表值)。注1:用于校正温度测量结果。注2:有效发射率受材料特性、腔体形状等诸多因素影响。发射率 emissivity在相同光谱范围内,一个物体的辐射亮度与处于相同温度下黑体的相应
15、辐射亮度之比。发射度 emittance在相同状态下,被测物发出的辐射通量与相同温度黑体发出的辐射通量之比。 注1:总发射度(R)是频率从0到无穷的单色辐射率的积分,见式(1)。2nhc2A式中:c 真空中的光速,单位为米每秒(m/s);h普朗克常数;k玻尔兹曼常数;T热力学温度,单位为开尔文(K);。斯蒂芬玻尔兹曼常数,单位为瓦每平方米四次方开W/(m2 KDI,计算公式见式(2)。发射率和发射度是相关的,总发射度(河)计算公式见式(3)。2GB/T 12604 .92021M = HR = oT .( 3 )注2:在红外热成像中,“发射率”和“发射度”通常可以互用。注 3:参考 ISO 8
16、0000-7o3.13面辐射源 flat radiation source扩展源 extended source完全填充或占据大部分红外热像仪视场的红外辐射源。3.14视场 field of view; field of vision; FOV仪器接受全部输入辐射能量的对向角。注1:如图1所示,分别用度或者弧度表示矩形或者方形对向角的每条边;直接用度或者弧度表示圆形对向角。注2:视场决定了红外辐射温度计目标点大小;视场决定了红外热像仪的成像大小或总视场。注3:视场是在任何给定时刻可观察的角度范围。标引序号说明:1探测器。A 最小探测单兀大小。b视野。I工作距离。/扫描式红外热像仪的瞬时视角;阵
17、列式红外热像仪的空间分辨率。9-俯仰视角。V标引序号说明:(A)光谱辐射出射度;A -波长。图2不同温度下的黑体辐射曲线5GB/T 12604 .920213.32点源 point source尺寸远小于辐射源和红外检测仪器之间距离的源。注:点源的辐照度变化与距离的平方成反比。3.33辐射亮度 radianceL单位投影面积在单位立体角内的离源辐射通量,见图3。ds dAcosd 式中:d中-投影面积为dAc osJ的源发射到立体角do内的辐射通量;0面积元dA的表面法线与观测方向之间的夹角。3.34辐射出射度 radiant exitance辐出度 radiosityM单位面积的离面辐射通量
18、。其计算公式见式(5)。式中:dA -面元;d-面元dA的里面辐射通量。注1:辐射出射度通常包括辐射、反射和传输通量。只有辐射通量与目标表面温度有关。注2:单位为瓦每平方米(W/mD。3.35辐身寸测温 radiometric temperature measurement用红外系统将辐射能量转换成温度的方法进行测量。注:通常根据发射率、大气传输修正辐射来计算视在温度。3.36反射视在温度 reflected apparent temperatureT6GB/T 12604 .92021其他物体的辐射通过被测目标反射到红外热像仪中形成的视在温度。注1:这是热成像中最重要的定义之一,因为它干扰目
19、标辐射能量的温度,错误的假设会导致对目标温度估计出现 很大的误差。注2:反射视在温度也被称为“环境反射温度”“反射环境温度”或“反射温度”。来源:ISO 184 34 -1:2008,3.123.37反射系数 reflection coefficientP物体反射的辐射能量和入射到该物体上的全部辐射能量的比。注:反射系数是量化物体反射能力的无量纲参数。3.37.1反射率 reflectivity反射比 reflectance从物体表面反射的辐射通量与人射到该物体表面上的辐射通量之比。注1: p=l& 一N其中:e是发射率,r是透射率);对于理想镜面,反射率接近1;对于黑体,反射率为0。注2:反
20、射率是反射辐射强度与总辐射的比值;反射系数是反射通量与人射通量的比值。注3:反射系数、反射率、反射比通常可以互换使用。注4:反射率的数学表达式见式(6)。式中:p -反射率; r -反射的辐射通量或反射的光通量;m人射辐射的辐射通量或光通量。来源:ISO 184 34 -1:2008,3.113.38短波红外波段 short-wave infrared ; SWIR1 3 的红外辐射波长范围。3.39狭缝响应函数 slit response function; SRF变化狭缝靶的张角时,输出输入的关系函数。注:一般用于测量扫描式红外热像仪的可测空间分辨率。3.4 0空间频率 spatial f
21、requency图像或物体在单位长度或空间上重复变化的次数。注1:在一个物体或图像平面上,空间频率可用周期数每毫米或线对数每毫米表示。注2:在成像系统中,空间频率可用周期数每毫弧度或线对数每毫弧度来表示。3.4 1空间测量分辨率 spatial measurement resolution结合工作距离描述的测量点大小。注1:在红外辐射温度计中,空间测量分辨率以毫弧度或目标点大小与工作距离的比值表示。在扫描式或凝视型 热像仪中,空间测量分辨率通常以毫弧度表示。注2:空间测量分辨率与SRF、HRF等相关。来源:ISO 184 34 -1:2008,3.14 7GB/T 12604 .920213.
22、4 2光谱吸收系数 spectral absorption coefficienta (A )波长相关的吸收系数。注:线性吸收系数计算见式(7)。式中:d以(/)/人对波长为4的准直电磁辐射束,穿过一个单位厚度时由吸收引起光谱辐射通量力的相对下 降值;dz 经过的单位厚度。来源:ISO 80000-7:2008,7-25.23.4 3光谱发射率 spectral emissivitye(A)波长相关的发射率。注:光谱发射率计算见式(8)。式中:Ma(A)热辐射源的波长为义的电磁辐射的辐射出射度;Mb,x (A)黑体在相同温度下的波长为A的电磁辐射的辐射出射度。来源:ISO 80000-7:20
23、08,7-21.233.4 4光谱反射系数 spectral reflection coefficient波长相关的反射系数。3.4 5光谱响应 spectral response仪器或传感器响应红外辐射能的光谱波长区间。注1 :光谱响应用微米表示。注2:光谱响应可绘制在某一红外探测器(红外热像仪)的光谱响应曲线上。3.4 6光谱透射系数 spectral transmission coefficient%波长相关的透射系数。3.4 7球面像差 spherical aberration一种镜头几何形状相关的显示故障。示例:对于其表面可用球面段描述的镜头,离轴线较远的边界辐射无法准确地显示在焦点
24、或像面的某个点上。 3.4 8斑点 spot仪器能够瞬时测量物平面上面积的大小(一般情况,描述其直径大小)。注:在红外热成像中,斑点通常指在同样温度和发射率条件下容纳无穷大目标释放出的95%的辐射能。8GB/T 12604 .920213.4 9目 标背景 target background通过红外热像仪观察,可能会影响被测物热像图的被观测对象周围物体或大气环境。 3.50热扩散率 thermal diffusivity热扩散系数 thermal diffusion coefficienta材料的热传导率与材料的密度和比热容乘积的比值。注1:热扩散率的计算见式(9)。pep式中:X-热传导率;
25、P材料的密度;c p-比热容。注2:热扩散率是材料在某一点热量发生变化后热能扩散到另一点的能力。一个具有高热扩散率的物体比低热扩 散率的物体能更快地达到温度均匀分布。3.51热惯性 thermal effusivity热惯量 thermal inertia衡量材料阻碍温度变化的能力。注1:热惯性的计算见式(10)。e =(砧Cp)i .( 10 )式中: X-热传导率;P材料的密度; c p-比热容。注2:热惯性的单位为瓦二分之一次方秒每平方米开(W S1/2 m- KT)。 3.52热辐射 thermal radiation以光速传播,通过电磁辐射发射和吸收的方式进行能量传输的模式。注:不同
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