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原文传递一种基于焦耳热固化的超声波实时监测系统及监测方法

专利名称：	一种基于焦耳热固化的超声波实时监测系统及监测方法
摘要：	本发明提供了一种基于焦耳热固化的超声波实时监测系统及监测方法。其中所述超声波实时监测系统应用于针对作为待固化样品的树脂基碳纤维复合材料固化过程的实时监测，包括：测试模具，以及均与所述测试模具连接的超声装置和焦耳热发生装置；焦耳热发生装置用于提供电流产生焦耳热，使待固化样品固化；超声装置包括超声波接收探头、发射探头，以及超声发生模块和示波器。本发明基于超声波实时监测技术与焦耳热固化技术的结合，采用超声波监测技术对基于焦耳热效应的树脂基碳纤维复合材料固化过程进行实时监测，实时获得固化体系中凝胶点、固化终点等参数的相关信息，提高了树脂基碳纤维复合材料的固化工艺监测的准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中国民用航空飞行学院
发明人：	钟勉;秦文峰;胡焱;黄贵飞;梁科;谢家雨;代鑫;唐庆如
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910100782.9
公开号：	CN109725060A
代理机构：	北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李青
分类号：	G01N29/07(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	610000 四川省广汉市南昌路四段46号
主权项：	1.一种基于焦耳热固化的超声波实时监测系统，应用于针对作为待固化样品的树脂基碳纤维复合材料固化过程的实时监测，其特征在于，包括：用于放置作为所述待固化样品的测试模具，以及均与所述测试模具连接的超声装置和焦耳热发生装置；所述焦耳热发生装置用于向所述测试模具中的所述待固化样品提供电流产生焦耳热，以使所述待固化样品固化；所述超声装置包括设于所述测试模具上表面的超声波接收探头、设于所述测试模具下表面的超声波发射探头，以及超声发生模块和示波器；所述超声波发射探头与所述超声发生模块连接，并且所述超声波接收探头分别与所述示波器连接。 2.如权利要求1所述基于焦耳热固化的超声波实时监测系统，其特征在于，所述焦耳热发生装置包括焦耳热导体和可调直流电源；所述焦耳热导体沿水平方向铺设于所述测试模具内；并且，所述焦耳热导体的长度方向的两端分别通过导线与所述可调直流电源连接，以便于通过所述可调直流电源向所述焦耳热导体的两端提供电流产生焦耳热。 3.如权利要求2所述基于焦耳热固化的超声波实时监测系统，其特征在于，所述可调直流电源与所述焦耳热导体之间的闭合导线上设有继电器，以便于通过所述继电器控制电路的断开与闭合。 4.如权利要求3所述基于焦耳热固化的超声波实时监测系统，其特征在于，所述焦耳热导体为碳纤维。 5.如权利要求4所述基于焦耳热固化的超声波实时监测系统，其特征在于，还包括温控组件；所述温控组件包括设于所述测试模具内底部的温度传感器，以及与所述温度传感器电性连接的温度控制器；所述温度控制器与所述继电器电性连接。 6.如权利要求5所述基于焦耳热固化的超声波实时监测系统，其特征在于，所述基于焦耳热固化的超声波实时监测系统还包括中控装置；所述中控装置与所述示波器、所述继电器和所述温度控制器均连接。 7.一种基于焦耳热固化的超声波实时监测方法，应用于通过如权利要求1-6任一项所述基于焦耳热固化的超声波实时监测系统针对待固化样品的固化过程实时监测，其特征在于，包括：利用超声波透射法，在以通过焦耳热方式对待固化样品进行固化时，对穿过所述待固化样品的超声信号进行分析，以得到所述待固化样品的固化过程。 8.如权利要求7所述基于焦耳热固化的超声波实时监测方法，其特征在于，所述“利用超声波透射法，在以通过焦耳热方式对待固化样品进行固化时，对穿过所述待固化样品的超声信号进行分析，以得到所述待固化样品的固化过程”包括：利用焦耳热发生装置向测试模具中的待固化样品提供电流产生焦耳热，使所述待固化样品固化过程中，基于超声装置的超声发生模块向设于测试模具下表面的超声波发射探头发射超声信号；在所述超声信号穿过所述测试模具中的待固化样品时，通过设于所述测试模具上表面的超声波接收探头接收所述超声信号；利用示波器分析穿过所述测试模具中的待固化样品后的所述超声信号，获得所述超声信号的飞行时间和振幅；根据所述飞行时间和振幅计算得到超声波衰减系数和超声波速度，以通过所述超声波衰减系数和所述超声波速度表征所述待固化样品的固化过程。 9.如权利要求8所述基于焦耳热固化的超声波实时监测方法，其特征在于，所述超声波速度的计算方法为：设所述超声波速度为c，所述飞行时间为t，所述测试模具中的所述待固化样品的厚度为d，则通过如下计算公式求得所述超声波速度： c＝d/t。 10.如权利要求9所述基于焦耳热固化的超声波实时监测方法，其特征在于，所述超声衰减系数的计算方法为：设所述超声衰减系数为α；设超声信号穿过所述测试模具中的所述待固化样品时的振幅为A；设入射波的振幅为A0；则通过如下计算公式求得所述超声衰减系数： α＝-(20/d)lg(A/A0)。
所属类别：	发明专利