[發明專利]基于k范圍溫度變化斜率曲線的涂層厚度檢測方法

有效

• 申請號: 201810116140.3
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108344390B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 于海超;何棱云;程玉華;白利兵;田露露;張睿恒;陳雪
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08;G01J5/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

1.一種基于k范圍溫度變化斜率曲線的涂層厚度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：收集一系列涂層厚度不同、基底厚度相同的標準試件，記每個標準試件的涂層厚度為d_n，n＝1,2,…,N，N表示標準試件數量；

S2：對于每個標準試件，分別采用加熱設備對標準試件涂層面進行持續加熱，同時采用紅外熱像儀對標準試件的涂層面采集從開始加熱時刻至溫度穩定上升階段的紅外熱圖像，獲得紅外熱圖像序列；

S3：根據每個標準試件的紅外熱圖像序列，提取出試件代表點的表面溫度變化曲線；

S4：對于每個標準試件的表面溫度變化曲線，以開始加熱時刻為起點，以紅外熱圖像的幀間時間間隔為步長δ，從表面溫度變化曲線取出對應時間點的溫度值，記所得到的溫度值數量為R，記第r個時間點，即時刻(r-1)δ的溫度值為X_r，r＝1,2,…,R；計算第r′個的時間點對應的溫度值X_r′和第r′+k點溫度值X_r′+k之間的斜率G_r′：

其中，r′＝1,2,…,R-k，k為正常數，根據需要設置；

以時間點序號r′作為橫坐標，斜率G_r′作為縱坐標，繪制得到k范圍溫度變化斜率曲線；

S5：在每個標準試件的k范圍溫度變化斜率曲線中，獲取從開始加熱時刻至k范圍溫度變化斜率達到預設閾值K的時間點數量Δt_n，根據時間點數量Δt_n和對應的涂層厚度為d_n通過多項式擬合得到標定方程；閾值K按照以下方法設置：在涂層厚度最小的標準試件的k范圍溫度變化斜率曲線中，搜索k范圍溫度變化斜率最大值記為A，搜索其收斂后k范圍溫度變化斜率的平均值記為B，則閾值K在范圍[PB,A]內取值，P表示預設的大于1的常數；

S6：當需要對被測試件進行涂層厚度檢測時，采用相同加熱設備對待測試件涂層面進行持續加熱，同時采用紅外熱像儀對標準試件的涂層面采集從開始加熱時刻至溫度穩定上升階段的紅外熱圖像，獲得紅外熱圖像序列，提取出其表面溫度變化曲線，然后獲取其k范圍溫度變化斜率變化曲線，得到從開始加熱時刻至k范圍溫度變化斜率達到預設閾值K的時間點數量Δt′，代入步驟S5得到的標定方程計算得到涂層厚度，即為待測試件的涂層厚度。

2.根據權利要求1所述的涂層厚度檢測方法，其特征在于，所述的紅外熱像儀的幀率≥200FPS。

3.根據權利要求1所述的涂層厚度檢測方法，其特征在于，所述步驟S3中代表點為試件的幾何中心點。

4.根據權利要求1所述的涂層厚度檢測方法，其特征在于，所述的涂層的熱擴散系數小于所述基底的熱擴散系數的1/10。