远距离望远镜式激光热成像检测系统在大型复合材料结构现场缺陷检测中的应用研究

本文针对大型复合材料结构（如飞机、风电叶片）现场检测中存在的可达性差、效率低等挑战，创新性开发了一套集成远距离光束整形透镜和大孔径长焦红外相机的望远镜式激光热成像检测系统（LTTS）。该系统通过光纤耦合激光束远程均匀加热（10-30米），结合光学仿真优化，实现了CFRP试件多角度缺陷的高效精准检测，为工业无损检测（NDT）提供了新范式。

　　

Highlight
整体系统设计
图1(a)展示了望远镜式激光热成像检测系统的原理图。该系统由三大核心模块组成：激光源、光纤耦合激光束整形透镜、大孔径长焦红外（IR）相机，辅以三角支架平台和主控计算机。计算机通过触发信号同步控制连续波（CW）激光器和远距IR相机，实现...

系统配置与试件
本研究搭建的远程均匀激光红外热成像系统如图5所示。系统采用最大输出功率200W的光纤耦合CW激光器，通过可调式远程光束整形透镜，可在30米距离内对目标实现高效、精准、均匀加热。远距IR相机空间分辨率达640×512像素，热灵敏度...

结论
本研究开发的望远镜式激光热成像系统成功解决了大型复合材料现场检测的难题。通过创新性光束匀化技术，配合大功率激光（需注意功率需求较高的局限性），该系统实现了10-30米距离内CFRP试件内部缺陷的快速精准识别，为风电叶片等大型结构的在役检测提供了突破性解决方案。

（注：翻译部分已按生命科学领域专业表述优化，保留小标题层级，关键术语如CW激光器、IR相机等均用括号标注英文缩写，并确保上下标规范使用^/_标签）