[发明专利]模具电加热丝断点红外检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损探伤检测技术领域，具体而言，涉及一种模具电加热丝断点红外检测方法。

背景技术

在能源、航空航天、轨道交通等领域的大型复合材料结构件生产制造企业，生产制造大型复合材料结构件产品的模具是特别加工的，不仅要实现产品外观尺寸，更重要的是要满足产品成型工艺技术的要求，由于上述领域复合材料制品的大型化，所以为了提高生产的效率和产品的质量，大型复合材料制品的生产工艺均要求中温，甚至高温成型，这一工艺要求必须通过模具的加热功能才能得以实现。目前常用的一种加热方式是电加热，电加热的方式加热效率高，温度控制好，模具的温度均匀，加热效果好，满足大型复合材料结构件制品的成型要求，而且可通过编程对电加热进行远程智能控制，因此用电加热丝作为热源的模具在大型复合材料结构件制造企业的应用越来越广泛。大型复合材料构件的模具通常分为若干加热区域；在每个区域中，电加热丝嵌在由复合材料制作的结构增强层中，距离表面大概3～5mm。但是，模具用的电加热丝可能因为其自身材质或者加热系统成型过程中操作不当，或者持续高温下长时间使用，而发生断点，将带来较为严重的影响，无法正常进行制品的生产，而且大型复合材料构件模具的制造成本很高，为了降低损失，最好的方式是快速找到断点的确切位置，将断点位置所在的模具局部区域打开，对加热丝的断点进行维修，在最短的时间内使模具恢复正常，投入使用。感应电笔可用于测量电线的断点，但是由于电加热丝嵌在复合材料结构中间距太小，感应电笔对于该类检测过于灵敏，往往不能找到正确的断点位置。

为了实现复合材料结构的模具电加热丝断点检测，可考虑采用红外检测方法。红外检测可分为被动式和主动式两种不同方式。被动式方法不需要外部热激励，但对于本应用，电加热丝断路后在通电情况下不再产生热量，因而，该方式无效。而主动式方法根据不同应用可选择不同热激励源，其中，最成熟和应用最广的是脉冲红外热波技术，该方法以脉冲闪光灯作为热源，由于电加热丝外面还包裹一层绝缘层，因而该方法无效。以超声作为热激励的红外超声技术，由于断点处完全分开，超声激励下不能生热，该方法也无效。以涡流作为激励的涡流红外技术，由于模具基底材料不导电，该方法也无效。而其它常用的热源，比如激光、电吹风、灯泡等均不能应用于电加热丝断点检测。

发明内容

本发明提供一种模具电加热丝断点红外检测方法，通过主动式红外检测技术，利用高压放电系统作为激励实现电加热丝断点的红外检测。

为达到上述目的，本发明提供了一种模具电加热丝断点红外检测方法，在高压放电电路与电加热丝连通时间内及断开后，固定对模具一个加热区域的某一小分区进行完整的升温和降温过程进行采集，检测方法包括以下步骤：

步骤1：调整和固定红外热像仪位置，连接高压放电电路和电加热丝两端，同时使用红外热像仪连续观测和记录被测模具表面一个加热区域的某一小分区的温场变化，并通过计算机控制和采集系统得到被测模具表面的热图序列；

步骤2：对于热图序列的每一个像素点，获取高压放电电路连通时间段内的斜率S₁以及高压放电电路断开后的降温斜率S₂；

步骤3：对于热图序列的每一个像素点，如果S₁>斜率特征值阈值并且S₂<-斜率特征值阈值，则该像素点为断点，否则为非断点。

可选的，高压放电电路中所采用高压包选自黑白或彩色电视机。

可选的，采集升温和降温过程的时间根据高压放电电路所提供的电压及电加热丝与模具表面距离来确定。

可选的，斜率特征值阈值根据高压放电电路所提供的电压及电加热丝与模具表面的距离来确定。

为达到上述目的，本发明还提供了一种模具电加热丝断点红外检测方法，在高压放电电路与电加热丝连通时间内及断开后，移动红外热像仪对模具一个加热区域内的不同分区进行采集，检测方法包括以下步骤：

步骤1：调整红外热像仪位置，连接高压放电电路和电加热丝两端，同时移动红外热像仪观测和记录被测模具表面一个加热区域内的不同分区表面温度，并通过计算机控制和采集系统采集单帧图像或设定时间段内的热图序列；

步骤2：对于热图中的每一个像素点f(x₀,y₀)，分析该像素点及其邻近设定数值个像素点的热扩散特征，其中，若断点在热图中为水平方向，则每个像素点的邻近设定数值个点选为垂直方向，设定数值为正偶数；