基于电涡流热成像的FRP缺陷检测检测系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115266828A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210742932.8(22)申请日2022.06.27(71)申请人广西大学地址530004广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号(72)发明人柯璐朱夫瑞陈正梅树愉张闰丹冯峥沈郑嫡(74)专利代理机构西安赛嘉知识产权代理事务所(普通合伙)61275专利代理师李迎英(51)Int.Cl.G01N25/72(2006.01)G01N27/9093(2021.01)G01N27/90(2021.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称基于电涡流热成像的FRP缺陷检测检测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于电涡流热成像的FRP缺陷检测的检测系统和方法。本发明提出将FRP待测试件与金属材料组成临时FRP‑金属混合结构，通过均匀涂抹具有黏性的耦合剂并用夹子夹紧的方式排除FRP与金属界面间隙中的空气，以利用辅助加热金属媒介实现对FRP的间接热激励。该检测系统包括可升降托架、冷却系统、激励系统、激励线圈、红外热像仪以及计算机。激励系统向激励线圈输入高频电流，使金属产生感应涡流、快速生热，产生的热量通过传递给FRP，缺陷的存在会使得该区域FRP表面的温度分布异常，通过计算机对红外热像仪采集得到的热图序列进行处理与增强。应用本发明提供的检测系统和方法能够得到直观清晰的缺陷轮廓，进而实现FRP缺陷的存在性判别和量化表征。CN115266828ACN115266828A权利要求书1/1页1.一种基于电涡流热成像的FRP缺陷检测的检测系统，其特征在于，包括可升降托架，所述托架之间布置有激励线圈和红外热像仪，所述激励线圈与激励系统连接，所述红外热像仪与计算机连接。2.根据权利要求1所述的基于电涡流热成像的FRP缺陷检测的检测系统，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统与所述激励系统和激励线圈连接。3.一种基于电涡流热成像的FRP缺陷检测的检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，对激励线圈进行冷却处理，保证后续检测的准确性；步骤2，先通过激励系统产生高频交流电，再经激励线圈提供电涡流激励以加热被测试件；步骤3，使用红外热像仪测量FRP‑金属组合结构的红外热辐射以获取FRP表面热分布，得到红外热成像图序列；步骤4，使用计算机对红外热成像图序列进行处理与增强，明确材料缺陷的位置、大小、形状和类型。4.根据权利要求3所述的基于电涡流热成像的FRP缺陷检测的检测方法，其特征在于，在步骤1进行之前在待测FRP试件与金属加热媒介之间均匀涂抹具有黏性的耦合剂并用夹子夹紧，以排除间隙内残留的空气，保证传热效率。2CN115266828A说明书1/4页基于电涡流热成像的FRP缺陷检测检测系统及方法技术领域[0001]本发明属于纤维增强聚合物基复合材料的质量检测技术领域，具体涉及一种基于电涡流热成像纤维增强聚合物基复合材料缺陷的检测系统，还涉及基于电涡流热成像的FRP缺陷的检测方法。背景技术[0002]纤维增强聚合物基复合材料(FiberReinforcedPolymer，FRP)具有轻质高强、耐腐蚀、隔热性能好及可设计性强等优异性能，在航空航天、船舶海洋、汽车制造、建筑等工程领域以及日常生活中的应用日益广泛。当前应用广泛的纤维增强聚合物基复合材料有碳纤维增强聚合物基复合材料、玻璃纤维增强聚合物基复合材料、硼纤维增强聚合物基复合材料、芳纶纤维增强聚合物基复合材料等。然而，由于复合材料的微观构造、制造工艺和应用环境较为复杂，在材料研发、构件制造以及最终服役阶段，极易出现缺陷与损伤，严重影响其使用性能。因此，开展纤维增强聚合物基复合材料缺陷的无损检测(Non‑DestructiveEvaluation,NDE)至关重要。[0003]目前，已有多种结构无损检测方法应用于FRP材料的检测之中，如磁粉检测(MagneticParticleTesting,MT)、超声检测(UltrasonicTesting,UT)和射线检测(RadiographicTesting,RT)、声发射检测(Acousticemission,AE)等。这些检测方法在具有优点的同时也存在一定的局限性，MT需要磁粉作为显示介质，UT在使用过程中必须使用耦合剂，RT对人体有辐射危害，AE需要复杂的数据处理来对背景进行降噪等。涡流热成像(EddyCurrentThermography,ECT)无损检测技术是将电磁感应加热与红外热成像技术相结合的一种无损检测方法，与上述方法相比，具有非接触测量、测量精度高、检测范围大、检测结果直观、易于实现自动化等优点，有效融合了涡流检测的高灵敏度和红外检测的可视化的优点。其检测模式分为主动式检测和被动式检