[發明專利]材料破損檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202011316621.2
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112345594A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 趙世遷;鄭會龍;康振亞;張譚;楊肖芳;于浩;張曉武
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01B7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王文思

1.一種材料破損檢測方法，其特征在于，

在材料基體上制備導電層，其中，當所述材料基體表面產生破裂時，所述導電層產生相同程度的破裂；

在至少兩個不同方向對所述導電層通入電流，測量所述導電層各方向電阻值的變化量；

根據所述各方向電阻值的變化量，計算所述材料基體表面的破裂尺寸。

2.根據權利要求1所述的材料破損檢測方法，其特征在于，在材料基體上制備一層導電層，所述根據所述各方向電阻值的變化量，計算所述材料基體表面破裂尺寸，包括：

根據公式：

計算所述材料基體表面破裂尺寸，其中，ΔR₁為所述導電層第一方向上的電阻變化量，ΔR₂為所述導電層第二方向上的電阻變化量，ρ為所述導電層的電阻率，h為所述導電層的厚度，L為所述導電層在第一方向上的長度，w為所述導電層在第二方向上的長度，L₂為材料基體表面在第一方向上的破裂長度，w₂為材料基體表面在第二方向上的破裂長度。

3.根據權利要求1所述的材料破損檢測方法，其特征在于，在材料基體上制備含有至少兩層導電層的復合膜層，所述導電層與導電層之間絕緣，所述根據所述各方向電阻值的變化量，計算所述材料基體表面破裂的尺寸，包括：

從所述至少兩層導電層中任選兩層所述導電層計算所述破裂尺寸，計算公式為：

其中，ΔR₃₁為第一導電層第一方向上的電阻的變化量，ΔR₄₂為第二導電層第二方向上的電阻的變化量，ρ_a為第一導電層的電阻率，ρ_b為第二導電層的電阻率，h_a為第一導電層的厚度，h_b為第二導電層的厚度，w₁₂為第一導電層第二方向上的長度，L₂₁為第二導電層第一方向上的長度，L₂為材料基體表面在第一方向上的破裂長度，w₂為材料基體表面在第二方向上的破裂長度。

4.根據權利要求3所述的材料破損檢測方法，其特征在于，用溶膠凝膠、表面噴涂、表面鍍膜和表面化學反應中的一種或幾種方式組合制備所述復合膜層。

5.根據權利要求2所述的材料破損檢測方法，其特征在于，所述在至少兩個不同方向對所述導電層通入電流，測量各方向電阻值的變化量包括：

在所述導電層第一方向上通入電流，測量所述導電層第一方向上的電阻變化量，測量完成后，在所述導電層第二方向上通入電流，測量所述導電層第二方向上的電阻變化量。

6.根據權利要求3所述的材料破損檢測方法，其特征在于，所述在至少兩個不同方向對所述導電層通入電流，測量各方向電阻值的變化量包括：

同時在所述第一導電層第一方向上和所述第二導電層第二方向上通入電流，測量所述第一導電層第一方向上和所述第二導電層第二方向上的電阻變化量；

或者，在所述第一導電層第一方向上通入電流，測量所述第一導電層第一方向上的電阻變化量，測量完成后，在所述第一導電層第二方向上通入電流，測量所述第一導電層第二方向上的電阻變化量。

7.一種材料破損檢測裝置，其特征在于，包括：

傳感器，所述傳感器包括一層導電層或者含有至少兩層導電層的復合膜層，所述導電層與材料基體的表面破裂一致，所述復合膜層的導電層之間設有絕緣層；

測量單元，用于在至少兩個不同方向對所述導電層通入電流，測量所述導電層各方向電阻值的變化量；

運算單元，用于根據所述各方向電阻值的變化量，計算所述材料基體表面的破裂尺寸。

8.根據權利要求7所述的材料破損檢測裝置，其特征在于，在所述傳感器外包覆一層絕緣保護層。