研究目的
采用无损光电和热成像方法评估燃气轮机叶片的退化程度，并将表面颜色变化与热响应同叶片合金的微观结构变化相关联。
研究成果
研究表明，光电和热成像方法能有效评估燃气轮机叶片的微观结构退化。表面颜色变化与加热温度相关，热响应则显示出因微观结构改变导致的热扩散率变化。研究确定了γ'相尺寸0.56微米的阈值来判断叶片适用性。这些方法为评估叶片状态和延长发动机使用寿命提供了无损检测途径。
研究不足
该研究仅限于由特定镍基高温合金（EI-867 WD）制成的非冷却涡轮叶片。该方法可能需要针对其他材料和冷却叶片进行进一步验证。运行中叶片的表面颜色变化增加了图像分析的复杂性。热成像测量对表面处理和环境条件较为敏感。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用非破坏性检测方法，包括通过光电分析技术监测表面颜色变化，利用脉冲热成像技术分析热响应特性，并通过金相测试进行验证。
2：样本选择与数据来源：
使用新型及服役后的EI-867 WD镍基高温合金叶片，在航空煤油烟气环境下以1123K至1523K温度范围加热2小时模拟实际工况条件。
3：实验设备与材料清单：
配备视频内窥镜/视频分析仪进行光电成像，采用搭载FLIR热像仪和氙灯的"Echo Therm"系统实施热成像检测，使用尼康Eclipse MA200显微镜配合NIS-Elements软件完成金相分析。采用石墨作为表面涂层材料以确保发射率均匀性。
4：实验流程与操作规范：
光电检测法在受控光照条件下采集叶片表面图像，运用RGB、HSV、YCbCr、L*a*b*等多色域模型进行颜色分析；热成像检测通过热脉冲激励记录叶片热响应特征；制备金相试样分析微观组织变化。
5：数据分析方法：
对颜色描述符（色彩矩、直方图、相干向量）和热响应参数进行统计分析，采用Delta E参数量化色差，分析热扩散率及微观组织参数（晶粒尺寸、γ'相尺寸）。
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thermal imaging camera
320 × 256 pixels resolution
FLIR
Detecting and recording infrared radiation for thermographic measurements.
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videoscope
Recording test objects in various electromagnetic wave ranges for optoelectronic analysis.
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video-analyzer
Recording and analyzing images for optoelectronic diagnosis.
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xenon lamp
Generating heat pulses for thermal excitation in thermography.
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Echo Therm system
System for pulsed thermography, includes thermal camera, xenon lamps, and software.
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microscope
Eclipse MA200
Nikon
Analyzing microstructural changes in metallographic tests.
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software
NIS-Elements AR/BR v. 3.0
Nikon
Processing and analyzing images from the microscope for microstructural evaluation.
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