[發明專利]一種測量涂層孔隙率模型的建立方法及該模型的使用方法在審
| 申請號： | 202011363183.5 | 申請日： | 2020-11-27 |
| 公開（公告）號： | CN112630120A | 公開（公告）日： | 2021-04-09 |
| 發明（設計）人： | 馮偉;張樹瀟;歐宇浩;郭師峰;呂高龍 | 申請（專利權）人： | 中國科學院深圳先進技術研究院 |
| 主分類號： | G01N15/08 | 分類號： | G01N15/08;G01N29/07;G01N29/44;G01N23/2251 |
| 代理公司： | 深圳智趣知識產權代理事務所(普通合伙) 44486 | 代理人： | 王策 |
| 地址： | 518055 廣東省深圳*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 測量 涂層 孔隙率 模型 建立 方法 使用方法 | ||
1.一種測量涂層孔隙率模型的建立方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟S01，建立一系列孔隙率不同的涂層物理模型；
步驟S02，對每個所述涂層物理模型進行超聲數值模擬計算得到時域信號，將所述時域信號進行頻譜分析處理得到聲壓反射系數幅度譜，從所述聲壓反射系數幅度譜中得到每個涂層物理模型對應的涂層諧振頻率；
步驟S03，基于每個所述涂層物理模型對應的所述涂層諧振頻率計算獲得每個所述涂層物理模型的所述涂層縱波聲速；
步驟S04，基于每個所述涂層物理模型的所述涂層縱波聲速和預先設置好的密實涂層縱波聲速得到每個所述涂層物理模型對應的涂層縱波聲速變化率；
步驟S05，對每個所述涂層物理模型的所述孔隙率與所述涂層縱波聲速變化率進行擬合得到所述測量涂層孔隙率模型。
2.根據權利要求1所述的測量涂層孔隙率模型的建立方法，其特征在于，所述步驟S03中，將所述諧振頻率和預先設定的涂層厚度輸入聲壓反射系數譜諧振頻率公式fn＝n*c/4d得到涂層縱波聲速，式中fn為諧振頻率，d為所述涂層厚度，n為諧振頻率階數，值取正整數。
3.根據權利要求1所述的測量涂層孔隙率模型的建立方法，其特征在于，所述步驟S05中，所述孔隙率與所述涂層縱波聲速存在如公式c＝c0(1.05-2.09P)所示的關系模型，式中c是涂層縱波聲速，c0是密實涂層縱波聲速，P是涂層孔隙率。
4.根據權利要求1所述的測量涂層孔隙率模型的建立方法，其特征在于，所述步驟S01中,所述涂層物理模型根據SEM照片原位建模原理構建。
5.根據權利要求1所述的測量涂層孔隙率模型的建立方法，其特征在于，所述涂層物理模型采用時域有限差分法進行超聲數值模擬計算。
6.根據權利要求5所述的測量涂層孔隙率模型的建立方法，其特征在于，所述超聲數值模擬計算使用的參數包括：脈沖聲源中心頻率為5MHz、涂層的厚度為288μm。
7.一種測量涂層孔隙率模型的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟S11，獲取如權利要求1-6任一項所述的測量涂層孔隙率模型；
步驟S12，獲取待測量區域的涂層得到SEM照片；
步驟S13，基于所述SEM照片得到涂層厚度；
步驟S14，基于所述涂層得到超聲反射回波信號，將所述超聲反射回波信號進行頻譜分析，得到涂層的諧振頻率；
步驟S15，基于所述諧振頻率和所述涂層厚度得到涂層縱波聲速變化率；
步驟S16，將涂層縱波聲速變化率輸入關系模型，獲得孔隙率。
8.根據權利要求7所述的測量涂層孔隙率模型的使用方法，其特征在于，所述步驟S13中，所述涂層厚度通過對所述涂層的SEM照片進行圖像處理并利用數學軟件計算得到。
9.根據權利要求7所述的測量涂層孔隙率模型的使用方法，其特征在于，所述步驟S15中，將所述諧振頻率和所述涂層厚度輸入聲壓反射系數譜諧振頻率公式fn＝n*c/4d得到涂層縱波聲速，式中fn為諧振頻率，d為所述涂層厚度，n為諧振頻率階數，值取正整數。
10.根據權利要求7所述的測量涂層孔隙率模型的使用方法，其特征在于，所述步驟S16中，將所述涂層縱波聲速及預先得到的密實涂層縱波聲速輸入關系模型c＝c0(1.05-2.09P)得到所述孔隙率，式中c是涂層縱波聲速，c0是密實涂層縱波聲速，P是涂層孔隙率。
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