[實用新型]一種材料表面裂紋數量和位置檢測貼膜

有效

• 申請號: 201520332596.5
• 申請日: 2015-05-22
• 公開（公告）號: CN204613122U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 滕健;歐陽智賢;潘成劍;尤延鋮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及材料無損檢測，尤其是涉及一種材料表面裂紋數量和位置檢測貼膜。

背景技術

材料表面裂紋是工程構件中常見的缺陷,很多穿透裂紋也可以追溯為由表面裂紋擴展而成，對材料表面裂紋長度和位置的精確測量是準確獲得表面裂紋擴展速率進而對材料或構件進行壽命評估的基礎和關鍵技術問題。現有對材料表面裂紋的測量方法包括直接讀取法、柔度法、電位法和探傷法等。直接讀取法是在光學顯微鏡下直接讀取材料裂紋的位置和長度，這種方法簡單直觀，成本低，但是勞動強度大，自動化程度較低。另外幾類測量方法需要動用大量的儀器儀表設備，實現成本較高。另一方面，在材料疲勞測試中，在不同類型的載荷作用下材料表面裂紋的產生位置和發展是一個動態過程，對裂紋的動態測量較難實現。因此，有必要發展一類低成本易實現的材料表面裂紋數量和位置檢測裝置和檢測方法。

發明內容

本實用新型的目的在于提供能夠快速自動檢測材料表面裂紋數量和位置的一種材料表面裂紋數量和位置檢測貼膜。

本實用新型設有陣列排布的矩形氣囊，矩形氣囊由較易破損的聚酯類塑料薄膜構成，矩形氣囊內部充滿無毒有色氣體，例如一氧化二氮。矩形氣囊的大小根據所需分辨率調整，通常情況下矩形氣囊的邊長為10^-3米量級，貼膜厚度為10^-4米量級；矩形氣囊一側粘貼有無色透明聚酯塑料薄片并作為成像側，矩形氣囊的另一側設有無色透明粘膠層并作為粘貼側。

本實用新型的工作原理為：在材料表面粘貼檢測貼膜，貼膜由陣列排布的微小矩形氣囊組成，內部充滿無毒有色氣體，組成氣囊的材料無色透明，貼膜的粘貼側具有一定延展性，能夠較為敏感地隨被測試材料表面裂紋的發生破裂并讓內部無毒有色氣體溢出，貼膜的成像側無色透明，具有一定延展性，不易破損。在對材料做拉伸試驗或者疲勞試驗過程中，利用攝像機持續拍攝貼膜的成像側，獲得貼膜顏色變化圖。當材料表面出現裂紋時，裂紋處粘貼的氣囊隨之破裂，內部無毒有色氣體泄漏之后，該氣囊在成像圖片里顯示為無色，其余未破損氣囊依然顯示為有色。由于氣囊為陣列排布，通過拍攝獲得的圖像可以判斷無色氣囊出現的位置和出現的數量，即可相對應地獲得材料表面裂紋的數量和位置信息。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構組成示意圖。

圖2為本實用新型實施例的氣囊與成像側粘接示意圖。

圖3為本實用新型實施例的粘貼于被測試材料表面時測試示系統示意圖。

圖4為被測試材料表面產生裂紋時貼膜成像側示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型實施例設有由陣列排布的矩形氣囊1，矩形氣囊1由較易破損的聚酯類塑料薄膜構成，矩形氣囊1內部充滿無毒有色氣體，例如一氧化二氮。矩形氣囊1的大小根據所需分辨率調整，通常情況下矩形氣囊1的邊長為10^-3米量級，矩形氣囊1一側粘貼有無色透明聚酯塑料薄片并作為成像側2，矩形氣囊的另一側設有無色透明粘膠層并作為粘貼側3。材料表面裂紋數量和位置檢測貼膜的厚度為10^-4米量級；

如圖2所示，本實用新型首先將陣列排布的矩形氣囊1用無色透明粘膠粘貼于無色透明聚酯塑料薄片上，該側構成貼膜的成像側2，然后在陣列排布的矩形氣囊另一側同樣涂抹無色透明粘膠，構成貼膜的粘貼側3，使用時將粘貼側3貼于被測試材料表面。

如圖3所示，本實用新型使用時粘貼于被測試材料4表面，攝像機6正對粘貼檢測貼膜處，并且使成像范圍5完全包括檢測貼膜。通常情況，為了使成像較為準確，被測試材料表面需要為平面或者彎曲程度較小的近似平面。

如圖4所示，在測量過程中，當被測試材料表面產生裂紋7時，裂紋所經過的氣囊粘貼側隨之破裂，此時矩形氣囊內部無毒有色氣體溢出。破裂的氣囊9在成像側顯示為亮色，未破損的氣囊8在成像側顯示為暗色。攝像頭捕捉到的圖像為明暗相間的像素塊，對于貼膜整體，計算機設置貼膜由i和j兩個方向的像素塊構成，每一個像素塊由(i,j)坐標定位。通過計算機后期處理，攝像頭捕捉到的圖像中，亮色像素塊對應材料表面裂紋處，亮色塊像素i方向和j方向坐標即為裂紋所處位置，暗色塊像素代表被測試材料表面未產生裂紋，由此，最終確定被測試材料表面裂紋位置和數量。