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]