[发明专利]一种利用有机力致荧光材料对服役承压装备的缺陷快速检测方法

权利要求书

1.一种利用有机力致荧光材料对服役承压装备的缺陷快速检测方法，包括以下步骤:

(1)建立承压装备缺陷诱导力致荧光图像数据库：

(1.1)制备具有不同尺寸和深度的含内部或外部缺陷的标准拉伸试样；

(1.2)选择有机力致荧光材料作为材料，配制有机力致荧光材料溶液；使用刷子将有机力致荧光材料溶液均匀涂覆在含缺陷的标准拉伸试样正反表面，通过加热工具加热成膜，制备均匀的有机力致荧光涂层；

(1.3)对涂覆有机力致荧光材料的含缺陷标准拉伸试样进行拉伸实验，使用紫外光源作为激发光源，利用CCD荧光采集系统实时记录不同载荷、缺陷的长度和深度下的试样两面的力致荧光图像，用来模拟承压装备表面缺陷和内部缺陷造成的力致荧光响应；

(1.4)力致荧光图像的处理：对力致荧光图像进行图像处理获得力致荧光图像的特征值，通过降噪和二值化处理，提取出力致荧光图像区域，并计算二值图像中荧光的面积和距离；

(1.5)建立承压装备缺陷诱导力致荧光图像数据库：随着载荷以及缺陷的长度和深度的增大，试样表面的力致荧光图像的面积和距离逐渐增加；详细分析(1.3)试验中获得的结果，建立不同载荷和缺陷尺寸下的力致荧光图像的面积和距离的关系，建立缺陷诱导的力致荧光图像数据库；

(2)服役承压装备的缺陷的在线监测方法：

(2.1)选择有机力致荧光材料作为材料，配制有机力致荧光材料溶液；使用刷子将有机力致荧光材料溶液均匀涂覆在承压装备表面，通过加热工具加热成膜，制备均匀的有机力致荧光涂层；

(2.2)利用CCD荧光采集系统实时扫描监测服役承压装备表面的力致荧光信号，根据力致荧光的出现位置对承压装备的内部或外部缺陷的位置快速定位；

(2.3)结合计算机视觉和人工智能技术对采集到的标准数据库中的力致荧光图像构建残差注意力网络，结合注意力机制的深层网络提取荧光图像的深层特征；

(2.4)根据图像处理技术提取力致荧光图像的特征值，通过特征融合，增强荧光图像的特征表示；对构建的残差注意力分类网络进行训练和验证，获得训练模型；

(2.5)将实时在线采集的承压装备表面的力致荧光图像结果输入到训练模型中，分类模型将输出荧光图像的分类结果，根据预先定义的类别标签表示计算出承压装备的缺陷诱导产生力致荧光图像的载荷和尺寸。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述的有机力致荧光材料选用四硝基-四苯基乙烯材料。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，有机力致荧光材料溶液配制浓度0.01～0.05g/mL；有机溶剂为氯仿。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，加热工具使用热风枪、加热炉或加热套；加热温度为80℃～300℃，加热时间约1～30分钟。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述的荧光检测装置采用CCD荧光采集系统，对含缺陷试样和服役承压装备在受力后表面的力致荧光图像进行实时采集。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述的CCD荧光采集系统包括一个CCD相机、一个镜头、一个紫外光源和计算机数据分析系统，荧光采集系统安装在标准试样和服役承压容器外，将采集的力致荧光特征图像实时传回计算机数据分析系统。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述的图像处理方法是对所记录的缺陷试样的力致荧光图像进行图像处理，应用于分析荧光；选取变形过程中标准试样表面的力致荧光图像，选取1～50mm×1～50mm区域作为分析对象，通过图像处理将其转化为灰度图像，随后对图像进行降噪、中值滤波、平滑化和二值化处理，获得力致荧光区域，并计算力致荧光区域所占选取区域的面积和距离。

8.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述的缺陷诱导力致荧光图像数据库建立是对含不同尺寸和深度的内部和外部缺陷的标准拉伸试样开展拉伸试验，获得力致荧光图像；建立力致荧光的面积和距离随缺陷尺寸和深度以及载荷变化的关系，基于一系列含缺陷试件在不同拉伸载荷下的力致荧光响应试验结果建立承压装备的缺陷诱导力致荧光图像数据库。