复合材料圆柱壳无损检测系统及方法

本发明涉及材料检测，具体涉及一种复合材料圆柱壳无损检测系统及方法。

背景技术：

1、复合材料圆柱壳结构是采用复合材料按一定的工艺方法制备的圆柱形薄壁结构，由于其所具有的轻质高强等优异的性能，在航空航天、交通水利、土木与机械工程等领域得到了广泛的应用。然而由于制造工艺过程较为复杂，服役过程环境及载荷作用，复合材料圆柱壳在加工制造过程中或服役时环境及载荷作用下容易产生气孔、分层、脱粘等缺陷，导致材料的力学性能降低，将严重影响复合材料圆柱壳结构的安全性。复合材料的缺陷较传统材料更难检测，材料成本高也不宜进行破坏性试验。因此对复合材料的缺陷进行无损检测对于复合材料的应用有着重要意义。

2、现有的常用复合材料检测方法如敲击法、传感器检测法、射线检测法、超声波检测法的缺陷识别能力低，检测效率低，不适于复合材料圆柱壳结构的检测。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种复合材料圆柱壳无损检测系统及方法，用以解决现有复合材料检测方法的缺陷识别能力低的技术问题。

2、为了解决上述问题，一方面，本发明提供了一种复合材料圆柱壳无损检测系统，包括：加热装置、第一红外探头和第二红外探头；

3、所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头并排设置于复合材料圆柱壳的外侧，且所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头与所述复合材料圆柱壳的轴向呈相对运动设置。

4、在一种可能的实现方式中，复合材料圆柱壳无损检测系统，还包括：可旋转并前移的支撑装置，所述支撑装置插入所述复合材料圆柱壳中并将所述复合材料圆柱壳进行固定。

5、在一种可能的实现方式中，复合材料圆柱壳无损检测系统，还包括：沿所述复合材料圆柱壳移动的导轨，所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头均固定于所述导轨上。

6、在一种可能的实现方式中，所述第一红外探头到所述复合材料圆柱壳的距离，与所述第二红外探头到所述复合材料圆柱壳的距离相等。

7、在一种可能的实现方式中，所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头按照顺序并排设置于所述复合材料圆柱壳的外侧。

8、在一种可能的实现方式中，所述第一红外探头和所述第二红外探头之间的连线，与所述复合材料圆柱壳的轴线平行。

9、在一种可能的实现方式中，所述复合材料圆柱壳是通过将复合材料纤维及织物进行缠绕形成。

10、在一种可能的实现方式中，所述复合材料圆柱壳是通过连续缠绕工艺将复合材料纤维及织物进行缠绕形成。

11、另一方面，本发明还提供一种复合材料圆柱壳无损检测方法，所述方法应用于上述任一项所述的系统中，所述方法，包括：

12、获取第一红外探头采集的第一组热图，以及第二红外探头采集的第二组热图；

13、基于所述第一组热图中各热图之间的差异，所述第二组热图中各热图之间的差异，以及所述第一组热图与所述第二组热图的差异，确定复合材料圆柱壳的缺陷检测结果。

14、在一种可能的实现方式中，所述缺陷检测结果，包括：缺陷位置和缺陷类型；所述基于所述第一组热图中各热图之间的差异，所述第二组热图中各热图之间的差异，以及所述第一组热图与所述第二组热图的差异，确定复合材料圆柱壳的缺陷检测结果，包括：

15、基于所述第一组热图中各热图之间的差异存在位置，所述第二组热图中各热图之间的差异存在位置，以及所述第一组热图与所述第二组热图的差异存在位置，确定所述复合材料圆柱壳的缺陷位置；

16、基于所述第一组热图中各热图之间的差异类型，所述第二组热图中各热图之间的差异类型，以及所述第一组热图与所述第二组热图的差异类型，确定所述复合材料圆柱壳的缺陷类型。

17、采用上述实现方式的有益效果是：本发明提供的复合材料圆柱壳无损检测系统及方法，通过加热装置对复合材料圆柱壳进行加热后，再通过第一红外探头和第二红外探头采集多个位置处的多张热图，通过对热图之间的差异进行比较，确定复合材料圆柱壳上的缺陷位置和缺陷类型，实现复合材料圆柱壳的多点对比，可以有效提升对缺陷的识别能力，提升了红外无损检测技术的速度和准确性，解决现有复合材料检测方法的缺陷识别能力低的技术问题；本发明提供的复合材料圆柱壳无损检测系统可以随实际生产进行实时检测，显著提高产品的良品率，同时降低了对红外检测设备的分辨率要求，降低了检测成本。

技术特征：

1.一种复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，包括：加热装置、第一红外探头和第二红外探头；

2.根据权利要求1所述的复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，还包括：可旋转并前移的支撑装置，所述支撑装置插入所述复合材料圆柱壳中并将所述复合材料圆柱壳进行固定。

3.根据权利要求1所述的复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，还包括：沿所述复合材料圆柱壳移动的导轨，所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头均固定于所述导轨上。

4.根据权利要求1所述的复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，所述第一红外探头到所述复合材料圆柱壳的距离，与所述第二红外探头到所述复合材料圆柱壳的距离相等。

5.根据权利要求1所述的复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头按照顺序并排设置于所述复合材料圆柱壳的外侧。

6.根据权利要求5所述的复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，所述第一红外探头和所述第二红外探头之间的连线，与所述复合材料圆柱壳的轴线平行。

7.根据权利要求1-6任一项所述的复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，所述复合材料圆柱壳是通过将复合材料纤维及织物进行缠绕形成。

8.根据权利要求7所述的复合材料圆柱壳无损检测系统，其特征在于，所述复合材料圆柱壳是通过连续缠绕工艺将复合材料纤维及织物进行缠绕形成。

9.一种复合材料圆柱壳无损检测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-8任一项所述的系统中，所述方法，包括：

10.根据权利要求9所述的复合材料圆柱壳无损检测方法，其特征在于，所述缺陷检测结果，包括：缺陷位置和缺陷类型；所述基于所述第一组热图中各热图之间的差异，所述第二组热图中各热图之间的差异，以及所述第一组热图与所述第二组热图的差异，确定复合材料圆柱壳的缺陷检测结果，包括：

技术总结
本发明提供一种复合材料圆柱壳无损检测系统及方法，属于材料检测领域，复合材料圆柱壳无损检测系统包括：加热装置、第一红外探头和第二红外探头；所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头并排设置于复合材料圆柱壳的外侧，且所述加热装置、所述第一红外探头和所述第二红外探头与所述复合材料圆柱壳的轴向呈相对运动设置。本发明通过加热装置对复合材料圆柱壳进行加热后，再通过第一红外探头和第二红外探头采集多个位置处的多张热图，通过对热图之间的差异进行比较，确定复合材料圆柱壳上的缺陷位置和缺陷类型，实现复合材料圆柱壳的多点对比，解决现有复合材料检测方法的缺陷识别能力低的技术问题。

技术研发人员：陈建中,陈瑞鹏,吕泳
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10