复合材料是一种较为新颖的结构材料，由于其强度和硬度比较高，且具有抗疲劳性、耐高温、拒腐蚀和重置轻等优异特性，因此被广泛应用于宇航、航空、造船、核能等工业部门。然而，受工艺水平的限制，在制造复合材料的过程中会出现分层、裂纹、夹杂和气孔等缺陷，若不能对这些缺陷进行定性定量分析，就会给人们带来灾难性的后果。近年来，研究人员不断探索用超声、X射线、声发射、涡流、激光全息技术对复合材料进行无损检测，并取得了一定的成果，但由于复合材料的非均匀性和各向异性，上述各种方法还不能尽如人意。现在国外研究人员又开发了微机化振动热摄影新技术，并建议将其应用于复合材料的无损检测。由于这项技术能快速、直观、非接触和逼真地揭示复合材料的内在特性，因此正日益受到人们的关注。

基本原理 振动热摄影技术是将高频低幅度机械振动施加到被测复合材料，以使其产生热辐射。这种激励振动是可变的）以便调节到局部缺陷区域的相应共振频率，然后用红外摄影机检测材料向外辐射的红外线，最后形成一幅一目了然的热图像，从中可观察到材料内的各类缺陷a由红外摄影机摄取的某一薄复合材料板的二维热辐射场（i，j=1 ,2）可用下式表达：

此方程式概括表述了热传导的机理。振动时，材料各层内缺陷会相互干涉，而这种干涉与试件的伤损程度直接相关。为对复合材料的伤损程度进行定量分析，就必需解出热传导方程式（2），并按计算数据标绘相应的测算图。

实验 图所示为实验装置示意图。实验采用一台Agema780型标准红外摄影机，并借助采样率为500 KHz的8位模拟数字转换器将来自于红外摄影机的视频信号数字化，然后以同样的采样率将其输入帧缓冲器，最后，经直接存储器存取通道，将该数据送入一台个人计算机。

研究人员已开发了一种对热图像进行数字处理的计算机专用软件，它具有许多基本功能，如空间滤光、瞬间平均、像差和其他如解算方程式等特定功能。解算空间二阶微分方程式（2）是有一定难度的，且此方程未计及干扰噪声。有人用散度定理导出了一种特定算法，即倘认为某一表面是由若干坐标方格构成的，就可将方程式（2）对表面S积分，从而产生下列方程：

实验时，把试件放在一台压电振动试验机上并开始振动，随后对试件进行10 ~ 20 KHz扫频，并将能最显著反映损伤区特征的振动频率选为激励频率。激励频率一旦确定，试件就在该固定频率上振动。在稳态温度场形成后，就可记录所摄取的热图。通过观察实时检测所形成的热图，就能对缺陷进行精确定位。

[Materials Evaluation，1988年7月]