[發(fā)明專利]一種熱障涂層結(jié)構(gòu)完整性太赫茲評價裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211233285.4
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115561201B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉東東;李瑞;王衛(wèi)澤;徐華超;潘家保;黃新春;印長東;徐洲;武軼文;徐銳;吳波文;吳飛翔;許書恒;易健武
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G01N21/3581
• 分類號: G01N21/3581;G01N21/3563;G01B11/24
• 代理公司: 北京盛廣信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16117
• 代理人: 張軍艷

1.一種熱障涂層結(jié)構(gòu)完整性太赫茲評價裝置，其特征在于，包括：

太赫茲時域光譜機構(gòu)；所述太赫茲時域光譜機構(gòu)包括太赫茲發(fā)射設(shè)備(8)，所述太赫茲發(fā)射設(shè)備(8)底端連接有太赫茲探針(5)，所述太赫茲探針(5)可相對于所述太赫茲發(fā)射設(shè)備(8)進行角度調(diào)節(jié)；

設(shè)備調(diào)節(jié)機構(gòu)；所述太赫茲時域光譜機構(gòu)安裝在所述設(shè)備調(diào)節(jié)機構(gòu)上，所述設(shè)備調(diào)節(jié)機構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述太赫茲探針(5)的空間位置；

無線信號控制模塊；所述無線信號控制模塊用于進行信號的傳輸與處理；

激光掃描機構(gòu)；所述激光掃描機構(gòu)用于對待測物體進行掃描，所述設(shè)備調(diào)節(jié)機構(gòu)根據(jù)所述激光掃描機構(gòu)傳輸?shù)剿鰺o線信號控制模塊的掃描成像信號進行自動調(diào)整；

所述設(shè)備調(diào)節(jié)機構(gòu)包括底板(12)和安裝在所述底板(12)上的X軸調(diào)節(jié)組件、Y軸調(diào)節(jié)組件、Z軸調(diào)節(jié)組件；所述X軸調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)所述太赫茲探針(5)X軸方向上的位置，所述Y軸調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)所述太赫茲探針(5)Y軸方向上的位置，所述Z軸調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)所述太赫茲探針(5)Z軸方向上的位置；

所述Y軸調(diào)節(jié)組件包括固定安裝在所述底板(12)頂面兩端的第一邊輪滑槽(13)、第二邊輪滑槽(19)，所述第一邊輪滑槽(13)和所述第二邊輪滑槽(19)內(nèi)均滑動安裝有滾輪(21)，所述Z軸調(diào)節(jié)組件通過所述滾輪(21)進行Y軸方向上的位置調(diào)節(jié)；所述底板(12)頂端固定安裝有電機盒(2)和第一電動機(3)，所述滾輪(21)通過所述第一電動機(3)進行驅(qū)動；

所述Z軸調(diào)節(jié)組件包括頂板(7)，所述頂板(7)底面兩端均固定連接有側(cè)邊豎板(20)，所述側(cè)邊豎板(20)底端與所述滾輪(21)轉(zhuǎn)動連接，所述X軸調(diào)節(jié)組件限位滑動安裝在所述側(cè)邊豎板(20)上；

所述X軸調(diào)節(jié)組件包括限位滑動安裝在所述側(cè)邊豎板(20)一側(cè)的橫板(22)，所述橫板(22)一側(cè)固定安裝有第二電動機(11)，所述橫板(22)另一側(cè)固定安裝有第二滑軌(32)，所述第二滑軌(32)上滑動連接有第二滑塊(26)，所述太赫茲發(fā)射設(shè)備(8)固定安裝在所述第二滑塊(26)上，且所述太赫茲發(fā)射設(shè)備(8)與所述第二滑塊(26)分別設(shè)置于所述橫板(22)的兩側(cè)；所述橫板(22)安裝有所述第二滑軌(32)的一側(cè)兩端均安裝有皮帶輪(34)，兩所述皮帶輪(34)上套設(shè)有皮帶(33)，所述第二電動機(11)與任一所述皮帶輪(34)傳動連接，所述第二滑塊(26)通過所述皮帶(33)進行驅(qū)動；

所述激光掃描機構(gòu)設(shè)置于所述第一邊輪滑槽(13)與所述第二邊輪滑槽(19)之間，所述激光掃描機構(gòu)包括一個3D激光器(9)和兩個2D激光器(15)；兩個所述2D激光器(15)分別固定安裝在所述底板(12)頂面兩端，且兩個所述2D激光器(15)設(shè)置于所述底板(12)的對角線上；所述側(cè)邊豎板(20)另一側(cè)滑動連接有側(cè)橫板(10)，所述側(cè)橫板(10)為U型結(jié)構(gòu)，所述側(cè)橫板(10)上固定連接有3D激光器導桿(6)，所述3D激光器(9)滑動套設(shè)在所述3D激光器導桿(6)上，且所述3D激光器(9)與所述第二滑塊(26)固定連接；

所述的熱障涂層結(jié)構(gòu)完整性太赫茲評價裝置的使用方法，具體包括以下步驟：

S1，待測位置的初步定位；利用所述激光掃描機構(gòu)對待測物體進行掃描，利用群像素激光三維成像原理對待測物體進行初步的輪廓曲面識別，輸出的掃描成像信號傳輸?shù)綗o線信號控制模塊，以便于設(shè)備調(diào)節(jié)機構(gòu)自動調(diào)整位置；通過研究群像素激光三維點云成像雷達系統(tǒng)的編碼數(shù)據(jù)特征，提出多分辨率分級成像的方法，即對探測目標物進行快速搜索，重點目標區(qū)域高分辨率成像，以此方式降低群像素激光三維成像雷達數(shù)據(jù)解調(diào)處理復雜度，對數(shù)據(jù)進行分層分割處理，形成多分辨率點云圖像，對不同目標進行分級三維點云成像，從而提高群像素激光三維點云成像的數(shù)據(jù)處理效率和速度；

S2，太赫茲探針(5)位置細調(diào)；調(diào)節(jié)所述太赫茲探針(5)與所述太赫茲發(fā)射設(shè)備(8)之間的相對角度，實現(xiàn)入射位置的精確調(diào)節(jié)；

S3，確定太赫茲探針(5)最終位置并進行檢測；利用三目立體空間定位計算方法，于待測點射出三次太赫茲信號，通過接收回波信號，通過計算縮小角度范圍，以便調(diào)整收發(fā)一體探針(29)的最終位置，保證太赫茲波垂直入射待測物體表面；

所述S3中，三目立體空間定位計算方法具體為：假設(shè)P(x₀，y₀，z₀)點為待測點，在置物板4上建立空間坐標系，通過探針分三次不同位置對待測點周邊射出信號分別得到P₁，P₂，P₃三點坐標，通過三目空間融合對三點優(yōu)化，求出最優(yōu)點的坐標；

三點坐標需滿足最優(yōu)目標函數(shù)：

F(x)＝min(||P-P₁||+||P-P₂||+||P-P₃||)

＝(x₀-x₁)²+(y₀-y₁)²+(z₀-z₁)²

+(x₀-x₂)²+(y₀-y₂)²+(z₀-z₂)²

+(x₀-x₃)²+(y₀-y₃)²+(z₀-z₃)²

還需要同時滿足：

f(x₁)＝min{(x₀-x₁)²+(x₀-x₂)²+(x₀-x₃)²}

f(x₂)＝min{(y₀-y₁)²+(y₀-y₂)²+(y₀-y₃)²}

f(x₃)＝min{(z₀-z₁)²+(z₀-z₂)²+(z₀-z₃)²}

通過各個變量和它們的算數(shù)平均數(shù)離差平方和是最小，通過重心法得到最優(yōu)的被測點P的坐標為：