[發明專利]一種碳纖維增強復合材料無損檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202010640289.9
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111650250A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 蔡娜;梁偉杰;王正軍;黃文斌;李萬領;張連武;張東;趙曄
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍32181部隊
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G06N3/04;G06T3/40
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 郭明月

1.一種碳纖維增強復合材料無損檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

在碳纖維增強復合材料樣品兩端裝配激勵電極；

將兩個所述激勵電極連接交變電流源；

在一定高度處測量通有交變電流時所述樣品表面的電勢分布，獲得交流電勢梯度數據；

將所述交流電勢梯度數據放入圖像高分辨率重建神經網絡模型得到電勢分布圖像。

2.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測方法，其特征在于：在碳纖維增強復合材料樣品兩端裝配激勵電極步驟之后，還包括：在一定高度處測量所述樣品表面靜電平衡時靜電場的電勢分布，獲得直流電勢梯度數據；

在一定高度處測量通有交變電流時所述樣品表面的電勢分布，獲得交流電勢梯度數據步驟之后，還包括：將所述交流電勢梯度數據與所述直流電勢梯度數據做減法運算，然后將運算后的數據放入圖像高分辨率重建神經網絡得到電勢分布圖像。

3.根據權利要求2所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測方法，其特征在于：其中獲得所述樣品靜電平衡包括：在一個所述激勵電極側加載直流電壓，使得所述樣品表面成為等勢面。

4.根據權利要求3所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測方法，其特征在于：其中獲得所述交流電勢梯度數據和所述直流電勢梯度數據包括使用非接觸式靜電電勢傳感器對所述樣品進行測量。

5.根據權利要求4所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測方法，其特征在于：其中所述非接觸式靜電電勢傳感器包括若干個并形成傳感器陣列。

6.根據權利要求5所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測方法，其特征在于：所述圖像高分辨率重建神經網絡包括側抑制網絡層、特征提取、非線性變換和特征還原，所述側抑制網絡層的數字神經元陣列對應傳感器陣列，側抑制網絡層中，第x行y列的神經元的輸入信號為I₀，輸出信號為R，則：

其中，α_ij為側抑制權重，M、N為側抑制半徑。

7.一種碳纖維增強復合材料無損檢測系統，其特征在于：包括：

碳纖維增強復合材料樣品；

信號采集系統，用于采集所述碳纖維增強復合材料樣品表面的電勢數據；

激勵電極，裝配于碳纖維增強復合材料樣品的兩端；

信號源，包括與所述激勵電極的某一電極連接的直流電壓源和與所述激勵電極連接的交變電流源；

限流電阻，串聯在所述激勵電極兩端。

8.根據權利要求7所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測系統，其特征在于：所述信號采集系統包括若干個固定于所述碳纖維增強復合材料樣品上方的非接觸式靜電電勢傳感器，所述非接觸式靜電電勢傳感器在所述碳纖維增強復合材料樣品上方形成傳感器陣列。

9.根據權利要求8所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測系統，其特征在于：每個所述非接觸式靜電電勢傳感器均包括感應電極、調理放大電路和屏蔽筒，所述感應電極設于所述屏蔽筒內，所述感應電極與所述調理放大電路連接，所述調理放大電路將所述感應電極檢測到的碳纖維增強復合材料樣品表面的電勢數據發送至上位機。

10.根據權利要求9所述的一種碳纖維增強復合材料無損檢測系統，其特征在于：所述調理放大電路包括電阻R_in、電容C_in和運算放大器A，所述電阻R_in的一端連接所述電容C_in的一端，所述電容C_in的另一端接地，所述電阻R_in的另一端與所述運算放大器A的輸入端連接，所述運算放大器A的輸出端與所述上位機連接。