一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法，包括如下步骤：1)在复合材料表面制备电极，并将导电材料接上电源；2)，使用喷涂法在复合材料表面制备导电层；3)，使用红外成像仪监测复合材料表面温度变化；4)打开电源，给导电材料通电使其发热，等待复合材料升温，随后关闭电源，等复合材料表面降温；5)对采集到的红外图像进行处理，由于复合材料内部分层散热不均得到最终的缺陷定位。本发明专利技术能够复用导电层的加热能力，不需要额外热源就可以实现复合材料表面的均匀加热，进而得到更为准确的内部损伤情况。得到更为准确的内部损伤情况。得到更为准确的内部损伤情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法


[0001]本专利技术涉及红外无损检测领域，具体涉及到一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法。

技术介绍

[0002]复合材料因为其优异的性能得到了越来越多的应用，但碳纤维内部出现的损伤可能会导致灾难性后果，因此复合材料的损伤检测是十分重要。为了能更好检测材料内部损伤，无损检测技术因为其不破坏材料内部结构而被广泛应用。红外检测技术属于无损检测领域，这门技术是利用红外辐射原理对设备或材料及其他物体的表面进行检测和测量的专门技术，也是采集物体表面温度信息的一种手段，红外无损检测同其他的无损检测方法相比较，它是一种高空间分辨率、高灵敏度检测器、运算能力不断提升的光学测量技术。近几年，红外无损检测由于其优越的性能而得到了广泛的认同。它具有快速无接触的特点，具有更高的安全性和便携性，并具有很好的应用前景。
[0003]但是红外技术在应用无损检测时，需要有额外热源来辅助检测，并且额外热源在使用时也会出现不均匀加热的问题，限制了红外检测技术的发展。因此，亟需探索一种不需要额外热源就可以实现复合材料表面均匀加热的技术，扩大红外方法在复合材料无损检测领域的应用范围。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法，通过高导电材料的辅助，高效率地对复合材料进行无损检测。
[0005]技术方案
[0006]一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法，包括如下步骤：/>[0007]1)，在复合材料表面制备电极，并将电极接上电源；
[0008]2)，使用喷涂法在复合材料表面制备导电层；
[0009]3)，使用红外成像仪监测复合材料表面温度变化；
[0010]4)，打开电源，给导电层表面通电发热，等待复合材料升温，随后关闭电源，等复合材料表面降温；
[0011]5)，对采集到的红外图像进行处理，由于复合材料内部分层散热不均得到最终的缺陷定位。
[0012]进一步的，步骤一中的所述在复合材料表面制备电极：制备方法为用导电银胶将电线固定在复合材料板两端，待导电银胶固化后将电线接入交流电源设备。
[0013]进一步的，步骤二中的所述在复合材料表面制备导电层：导电物质为石墨添加于特定的稀释剂中制成能够喷涂的导电涂料，以手工喷涂的方式用喷枪在复合材料板表面用导电涂料进行喷刷，制得导电层；
[0014]进一步的，所述稀释剂为树脂原料。
[0015]进一步的，步骤三中的监测复合材料表面温度变化：将红外成像仪固定在导电层的一侧，正对导电层，打开红外成像仪对复合材料的温度变化进行监测。
[0016]进一步的，步骤四中，待红外成像仪固定之后打开电源，给复合材料表面的导电层通电发热，静置一会等待复合材升温，随后关闭电源，等复合材料表面降温。
[0017]进一步的，步骤五中，红外成像仪采集到复合材料温度变化图像，然后对采集到的红外图像利用主成分分析(PCA)技术进行处理，由于损伤导致复合材料内部的散热不均，进而最终得到缺陷定位。
[0018]有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]1.采用在复合材料表面制备导电层的方法，通过导电层的加热能力，不用额外的热源就可以实现对复合材料进行加热，从而提高检测的便利，扩大红外方法在复合材料无损检测领域的应用范围；
[0021]2.在复合材料表面全面铺设导电层，可以实现复合材料的均匀加热，从而通过红外热成像技术检测到更为准确的内部损伤情况。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法的结构布置示意图。
[0023]图2是导电层和电极的结构示意图。
[0024]图3是有损伤的情况下的检测结果图。
[0025]附图标记
[0026]电源1、导电层2、复合材料3、电极4、红外成像仪5、内部损伤6。
具体实施方式
[0027]为更好地说明阐述本
技术实现思路
，下面结合附图和实施实例进行展开说明：
[0028]有图1
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图3所示，本专利技术公开了一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法，包括如下工艺步骤：
[0029]1)，在复合材料3表面制备电极4，并将电极4接上电源；
[0030]2)，使用喷涂法在复合材料3表面制备导电层2；
[0031]3)，使用红外成像仪5监测复合材料3表面温度变化；
[0032]4)，打开电源1，给导电层2表面通电发热，等待复合材料3升温，随后关闭电源，等复合材料3表面降温；
[0033]5)，对采集到的红外图像进行处理，由于复合材料3内部分层散热不均得到最终的缺陷定位。
[0034]进一步的，步骤一中的所述在复合材料3表面制备电极4：制备方法为用导电银胶将电线固定在复合材料板两端，待导电银胶固化后将电线接入交流的电源1。
[0035]进一步的，步骤二中的所述在复合材料3表面制备导电层2：导电物质为石墨添加于特定的稀释剂中制成能够喷涂的导电涂料，以手工喷涂的方式用喷枪在复合材料板表面用导电涂料进行喷刷，制得导电层2；
[0036]进一步的，所述稀释剂为树脂原料。
[0037]进一步的，步骤三中的监测复合材料3表面温度变化：将红外成像仪5固定在导电层2的一侧，正对导电层2，打开红外成像仪5对复合材料3的温度变化进行监测。
[0038]进一步的，步骤四中，待红外成像仪5固定之后打开电源1，给复合材料3表面的导电层2通电发热，静置一会等待复合材3升温，随后关闭电源1，等复合材料3表面降温。
[0039]进一步的，步骤五中，红外成像仪5采集到复合材料3温度变化图像，然后对采集到的红外图像利用主成分分析(PCA)技术进行处理，由于损伤导致复合材料3内部的散热不均，进而最终得到缺陷定位。
[0040]具体地，在复合材料3表面两端制备电极4，先将电线取一定长度放置在复合材料3表面两端边缘处，将导电银胶填充到点胶筒，为了防止空气混入其中，用塑料棒或玻璃棒对导电银胶朝一个方向进行搅拌，均匀分散导电银胶，避免由于导电银胶中银粉末的含量过高而堵塞点胶筒针头，随后按压住电线，依次顺着布线方向进行点胶，通过调节空气压力和出胶量来控制出胶的多少，待导电银胶固化后，将电线的另外一端接入交流电源设备，即电源1；
[0041]然后喷涂导电涂料形成导电层2，导电涂料中石墨粉末和树脂原料的稀释比例为1：0.05，在稀释时充分搅拌，导电涂料放置时间较长，石墨填充物会沉淀，导电涂料以手工喷涂的方式用喷枪进行喷刷，喷涂前进行喷枪的调试：选择合适的喷嘴使喷涂较为集中，喷枪喷嘴垂直喷涂面，复合材料3和喷枪距离保持在5
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10cm，调节喷枪油量在180
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220ml/min，喷枪气压稍小，为0.1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，在复合材料(3)表面制备电极(4)，并将电极(4)接上电源；步骤二，使用喷涂法在复合材料(3)表面制备导电层(2)；步骤三，使用红外成像仪(5)监测复合材料(3)表面温度变化；步骤四，打开电源(1)，给导电层(2)表面通电发热，等待复合材料(3)升温，随后关闭电源，等复合材料(3)表面降温；步骤五，对采集到的红外图像进行处理，由于复合材料(3)内部分层散热不均得到最终的缺陷定位。2.根据权利要求1所述的一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法，其特征在于：步骤一中的所述在复合材料(3)表面制备电极(4)：制备方法为用导电银胶将电线固定在复合材料板两端，待导电银胶固化后将电线接入电源(1)。3.根据权利要求2所述的一种基于复合材料表面导电层的主动式红外检测方法，其特征在于：步骤二中的所述在复合材料(3)表面制备导电层(2)：导电物质为石墨添加于特定的稀释剂中制成能够喷涂的导电涂料，以手工喷涂的方式用喷枪在复合材料板表...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓颖，王腾凯，吴震宇，胡旭东，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：