[发明专利]一种非导电性产品结构缺陷无损检测的方法

说明书

本发明涉及一种非导电性产品结构缺陷无损检测的方法。现有技术需要破坏产品形状检测内部结构缺陷，非破坏性x射线检测技术应用范围有局限性。本发明的方法通过微波热成像技术间接地将产品内部结构缺陷成像检测出来。将低频微波均匀照射在产品表面，微波穿过产品内部，受到结构不一致性影响，在背面贴附的微波吸收加热箔纸会产生不均匀性加热程度，通过红外摄像头将内部结构分布转化为热度分布图像，然后由图像处理算法将热度分布图像转化为结构缺陷特征显示在计算机显示器上，以提供检测人员判别是否存在结构缺陷的依据。采用本发明的检测方法可以达到x射线成像方法的高分辨率水平，并且检测安全性高，对检测人员无辐射危害。

技术领域

本发明总体涉及用于非导电性复合材料成型产品结构缺陷无损检测的方法，并且具体地设计一种检测产品结构中内部材料变化或其他结构不一致性的方法，更具体来说，就是通过微波加热和红外成像技术探查复合材料产品内部结构缺陷的方法。

背景技术

复合材料型材的内部结构缺陷检测技术是产品生产过程的一道重要质检工序，工厂生产的复合材料型材会存在一定的内部结构缺陷的概率，导致产品应用时因力学因素影响产生断裂或局部破损。复合材料型材结构可能存在各种不同的结构不一致性问题，常见的复合材料型材内部结构缺陷主要包括裂纹、气孔、夹杂、间隙等。其中对于气泡和夹杂这类的工艺性缺陷最为常见并且检测困难，因为这类缺陷一般不表现为宏观的结构变化，但对于产品使用寿命的影响十分明显。

检测产品内部结构不一致性的方式主要有两种：破坏性检测和无损检测。其中破坏性检测通常是通过对产品进行抽样检测，本质上是破坏产品结构，通过对样件断层的观察按概率推算整批产品的质量，因此破坏性检测可靠度不高。

目前最有效的无损坏性测试方法是x射线照相或放射性检查(RT)。其直接成像潜力、高空间分辨率和断层扫描的扩展能力具有明显的优势。x射线无损探伤机的原理是利用x射线穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现其中结构缺陷，x射线可以检查金属与非金属材料及其制品的内部缺陷。然而，x射线会释放一定量的电离辐射，对被检测产品和工人都是有害的，因此需要精心设计防辐射的安全措施，限制了其实际应用领域。此外，通用的微波红外成像无损探伤方法基于脉冲涡流加热方式，对被检测件主动加热。此方法对金属或非金属导电材料是有效的，对于非金属非导电材料检测具有局限性。并且对于多层粘接产品，被测件本体加热可能导致产品结构属性发生热变形或变质影响。

微波热成像检测系统和方法有效地避免电离辐射所带来的危害，微波对非金属非导电材料几乎是穿越而不被吸收的，微波比其它用于辐射加热的电磁波如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。通过间接成像方法可以避免对检测产品的直接损伤或二次损害。对于特定的介质，由于微波能与介质发生一定的相互作用，以固定的微波频率照射介质，使介质的分子每秒产生二十四亿五千万次的震动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态。

应当有利的是，提供用于无损检测的系统和方法，其消除了由于射线辐射对检测产品和工人造成危害的影响。这种方法通过微波生热、红外成像进行在线检测，提高了产品缺陷检测效率、减少对产品结构的额外损伤、并且完全达到x射线成像检测的高分辨率水平。

发明内容

本发明解决了复合材料型材结构缺陷的无损检测问题，提出一种非导电性产品结构缺陷无损检测的方法，其作用是通过微波热成像原理，在不破坏产品结构和确保对人员无辐射影响的前提下，检测产品内部结构是否存在缺陷问题。该检测方法和检测系统具有可检测多种类型的结构缺陷、检测灵敏度和精度高、可靠性好等有点，特别是可以达到放射性射线成像检测方式的检测水平和高空间分辨率，安全性更高，检测成本低。

下面详细公开的发明方案包括这样的系统和方法：