CN106546548B - 用于测量复合材料的热降解的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于测量复合材料的热降解的系统和方法。该系统可以包括：具有内部的外壳，该外壳具有开口，该开口被整形成将所述复合材料的要测试的测试区暴露到所述内部；发光二极管，该发光二极管发射主要为紫外线的辐射，所述二极管安装在所述外壳上，以将所述紫外线辐射引导到所述内部中并通过所述开口；图像传感器，该图像传感器安装在所述外壳上并且开放到所述内部，以接收从所述测试区发射的、通过所述开口进入所述内部的辐射；以及图像处理器，该图像处理器被连接成接收来自所述图像传感器的信号，所述图像处理器响应于所述信号来确定所述测试区中存在或不存在热降解。

Description

用于测量复合材料的热降解的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于对材料的非破坏性测试的系统和方法，并且更具体地说，涉及用于检测并测量复合材料(composite material)的热降解(degradation)的系统和方法。
背景技术
诸如飞行器这样的交通工具的结构性组件由数量日益增长的复合材料组成，如碳纤维强化塑料(CFRP)。对这种复合材料的热破坏可能因多种原因而发生，包括雷击、布线中的电气短路，或者过热的组件。如果被加热至高温达扩展时段，则复合材料可能丧失一些它们的希望机械特性。具体来说，这种加热可以缩减复合材料用于经得住机械应力的能力。
当前，利用便携式FTIR(傅里叶变换红外)频谱仪来执行对复合材料的非破坏性测试，以标识任何潜在的退化。这种便携式装置相对较大且昂贵。FTIR频谱仪使用不同化合物的可选IR(红外)吸收，以使容易区分氧化碳与未氧化材料。复合材料的相对粒状的密度(consistency)导致在检查区域规模(其典型为直径1mm)上可能高度可变。这需要对统计上显著数量的不同的附近点进行测量，以便获得有关损坏程度的可靠推断。
这种FTIR频谱仪相对较大且昂贵。而且，它们的尺寸不宜将它们用于检测难于抵达区域的复合材料。因此，需要一种用于测量复合材料的热降解的小型便携式系统。
发明内容
本公开致力于提供这样一种用于测量复合材料(composite)的热降解的系统和方法，即，其利用制造和操作上相对廉价的小型手持式检测装置。在一个方面，一种用于测量复合材料的热降解的系统，该系统可以包括：具有内部的外壳，该外壳具有开口，该开口被整形成将所述复合材料的要测试的测试区暴露到所述内部；发光二极管，该发光二极管发射主要为紫外线的辐射，所述二极管安装在所述外壳上，以将紫外线辐射引导到所述内部中并通过所述开口；图像传感器，该图像传感器安装在所述外壳上并且开放到所述内部，以接收从所述测试区发射的、通过所述开口进入所述内部的辐射；以及图像处理器，该图像处理器被连接成接收来自所述图像传感器的信号，所述图像处理器响应于所述信号来确定所述测试区中存在或不存在热降解。
在另一方面，一种用于测量复合材料的热降解的系统，该系统可以包括：外壳，该外壳具有形成内部的侧壁、顶壁以及底壁，所述外壳具有开口，该开口被整形成将要测试的样本暴露到所述内部；发光二极管，该发光二极管发射主要为紫外线的辐射，所述二极管安装在所述外壳的所述侧壁中，以将紫外线辐射引导到所述内部中并通过所述开口，并且所述系统包括高通滤波器，该高通滤波器仅允许来自所述发光二极管的紫外线辐射进入所述内部；椭球面镜，该椭球面镜安装在所述内部内的所述侧壁上，并且被整形并定位成，接收所述紫外线辐射，并将所述紫外线辐射反射通过所述开口；图像传感器，该图像传感器安装在所述外壳的所述顶壁上并且开放到所述内部，以接收从所述样本发射的、通过所述开口的辐射；安装在所述内部内的所述顶壁上的第一抛物面镜，和安装在所述内部内的所述底壁上的第二抛物面镜，所述第一抛物面镜面对所述第二抛物面镜，以使由所述样本发射的辐射从所述第一抛物面镜反射至所述第二抛物面镜，接着从所述第二抛物面镜反射至所述图像传感器；以及图像传感器，该图像传感器被连接成接收来自所述图像传感器的信号，所述图像处理器具有显示器，该显示器响应于所述信号来指示所述样本存在或不存在热降解。
在又一方面，一种用于测量复合材料的热降解的方法，该方法可以包括以下步骤：启动发光二极管，以将主要为紫外线的辐射发射到外壳的内部；引导所述紫外线辐射从所述外壳的所述内部通过所述外壳中的开口到样本的一部分，以使所述样本以荧光发出可见光辐射；通过安装在所述外壳上并且向所述内部开放的图像传感器来检测所述可见光辐射；通过图像处理器接收来自所述图像传感器的信号，该信号指示通过所述图像传感器检测的可见光辐射的特性；以及响应于通过所述图像处理器接收的所述信号，设置显示器，该显示器指示所述样本的所述一部分存在或不存在热降解。
根据下面的描述、附图以及所附权利要求书，所公开的用于测量复合材料的热降解的系统和方法的其它目的与优点将变清楚。
附图说明
图1是用于测量复合材料的热降解的系统的一方面的示意性侧视图；
图2是显示通过图1的系统接收的数据的示意性表述；
图3A、3B以及3C是利用计算比率的两种方法的、复合材料的实际测试样品的第一侧的荧光化辐射强度与暴露温度之比的图形，其中，数据点是可见光谱中的红光段与绿光段、红光段与蓝光段、以及蓝光段与绿光段的强度之比；以及
图4A、4B以及4C是利用计算比率的两种方法的、复合材料的实际测试样品的第二相对侧的荧光化辐射强度与暴露温度之比的图形，其中，数据点是可见光谱中的红光段与绿光段、红光段与蓝光段、以及蓝光段与绿光段的强度之比。
具体实施方式
如图1所示，用于测量复合材料的热降解的系统(总体上指定为10)可以包括外壳12，外壳12形成内部14，该外壳具有被整形成暴露复合材料20的要测试的测试区18的开口16。发光二极管(LED)22可以通过电源23供电，并且发射紫外线辐射，或者发射主要为紫外线的辐射。发光二极管22可以安装在外壳12上，并且被定向成，将紫外线辐射引导穿过侧孔24进入内部14，以将该紫外线辐射引导至开口16。图像传感器26安装在外壳12上，并且开放到内部14，以接收从测试区18发射的、经过开口16进入内部14的辐射28。图像处理器30可以被连接成接收来自图像传感器26的信号，如下详细描述的，图像处理器可以响应于来自图像传感器26的信号，来确定测试区18中存在或不存在热降解。
在实施方式中，外壳12可以包括：侧壁32、附接至侧壁的上壁34，以及附接至侧壁的下壁36。侧壁32可以在形状上总体为圆筒形，并且上壁34和下壁36可以被圆盘状地整形，在直径上匹配侧壁。侧壁可以包括容纳二极管22的侧孔24。侧壁32、上壁34以及下壁36可以组合，以限定外壳12的内部14。发光二极管22可以安装在附接或安装在侧壁32上的外壳38内。图像传感器26可以安装在形成在上壁34中的凹部40中。开口16可以形成在下壁36中。
在实施方式中，外壳12可以包括：位于内部14中的第一反射表面42。第一反射表面42可以被整形并定位成，接收从测试区18发射的辐射28，并将从测试区发射或荧光化的辐射反射至图像传感器26。而且，在该实施方式中，第一反射表面42可以包括：安装在上壁34上的第一抛物面镜44和安装在下壁36上的第二抛物面镜46。第一抛物面镜44和第二抛物面镜46可以被整形并定位成，使得第一抛物面镜接收从测试区18发射或荧光化的辐射28，并将从测试区发射的辐射反射至第二抛物面镜46。第二抛物面镜可以被整形并定位成，将从测试区18发射的并且从第一抛物面镜44反射的辐射28反射至图像传感器26。在实施方式中，第一抛物面镜44和第二抛物面镜46可以彼此面对，而且，还在其它实施方式中，它们可以位于公共中心轴上并且彼此平行。
系统10可以包括第二反射表面48，该第二反射表面48安装在外壳12的内部14中，并且被定位成，接收来自发光二极管22的紫外线辐射50。第二反射表面48可以被定位成，将紫外线辐射50向外壳12中的开口16反射，其中，其碰撞复合材料20的、要测试的测试区18。在实施方式中，第二反射表面48可以包括椭球面镜52。该椭球面镜52可以附接至或安装至保持器54，该保持器54继而可以附接至外壳12的侧表面32。而且，在实施方式中，第二反射表面48、椭球面镜52以及保持器54可以分别定位外壳12的内部14内的、第一抛物面镜44与第二抛物面镜46之间。
系统10还可以包括：可以安装在外壳12中的高通滤波器56，并且具体安装在侧壁32中的开口24中。高通滤波器56可以被选择成，仅准许来自LED 22的主要为紫外线的辐射50中的紫外线分量经过该高通滤波器，并进入外壳12的内部14。LED 22可以包括集成球透镜58，该集成球透镜58被整形并定位成，聚焦由LED 22发射的主要为紫外线的辐射50。主要为紫外线的辐射50可以通过球透镜58聚焦到椭球面镜52的第一焦点中，其中，其可以经由底壁36中的开口16反射到椭球面镜的第二焦点中，该第二焦点中，放置有复合材料20的、要测试的测试区18。
系统10可以包括紫外线阻挡滤波器61，该紫外线阻挡滤波器61被选择成，允许可见光辐射28通过，但阻挡紫外线反射。紫外线阻挡滤波器61可以安装在外壳12上，以使仅可见光辐射28从外壳的内部14到达图像传感器26。在实施方式中，第一抛物面镜框4可以包括圆形凹部63，并且紫外线阻挡滤波器61可以被整形成，恰好相邻图像传感器26在该凹部内适配。在实施方式中，图像传感器26可以是数字摄像机62。类似的是，在实施方式中，第二抛物面镜46可以包括圆形通道65，其连接开口16与外壳12的内部14。
而且，在实施方式中，图像处理器30可以从诸如手持式平板计算机这样的膝上型计算机和移动装置中选择，或者通过加载在该膝上型计算机和移动装置中的软件来操作。在实施方式中，膝上型计算机或移动装置还可以包含用于LED的电源23(图1)。图像传感器26与图像处理器30之间的连接可以是硬布线或无线的。图像处理器30可以被编程成，比较从测试区18发射的辐射28的、具有从红色与绿色、红色与蓝色以及蓝色与绿色中选择的两种颜色的颜色强度的比率。图像处理器30可以包括显示器64，该显示器64根据对该比率与存储值的比较，来指示测试区18中存在或不存在热降解。
系统10可以通过激发紫外线LED 22来操作，其发射紫外线辐射50，经由高通滤波器56进入外壳12的内部14。该紫外线辐射50被椭球面镜52向下反射通过圆形通道65和开口16，其中，其接触复合材料20的测试区18。该照射可以造成测试区18中的复合材料20在可见光范围中荧光化，发射可见光范围下的辐射28，其被第一抛物面反射器44反射至第二抛物面反射器46，接着从第二抛物面反射器46向上通过紫外线阻挡滤波器61直至图像传感器26。图像传感器26(其可以是数字摄像机62)的像素接收从测试区18荧光化的可见光辐射28。
图3A、3B和3C，以及4A、4B和4C示出了所公开系统10的测试结果，针对有关复合碳纤维强化塑料材料的8个不同样品(其中每一个都表示测试区18(图1))的可见光辐射28的不同颜色，测量通过图像传感器26(其在该测试中是数字摄像机62)接收的辐射28的强度。图3A–3C是在这8个样品中的每一个样品上的4个随机点处取得的有关第一侧的结果，而图4A–4C是在每一个样品上的4个随机点处取得的有关同一8个样品的第二或相对侧的结果。这8个样品中的每一个都被加热至不同温度达一小时的时间间隔。加热这8个样品的温度范围按25°F的增量从375°F至550°F变动。
利用所公开的系统10从复合材料的测试样品荧光化的颜色的强度，可以随着温度和测试样品的热暴露持续时间而改变。图3A–3C和4A–4C皆示出了通过图像处理器30根据从图像传感器26接收的信号所创建的图像文件，其可以通过图像处理器中的软件转换成三个矩阵：红、绿以及蓝，其中，每一个矩阵组元都可以显示针对红色、绿色以及蓝色的特定像素的强度。为了避免对准和激发光可变性，计算红/绿、红/蓝，以及蓝/绿的比率，由此使该比率不敏感于：对准、发光二极管22的强度、增益、或者摄像机62所使用的曝光时间。在每一个图形的x或水平轴上，标绘了表示测试区18的复合材料的测试样品的一侧的温度。在y或垂直轴上，针对该温度指示颜色的强度比率。即使LED 22关掉，摄像机62也可以读取一些强度。在这种情况下，该强度被测量，并被从接通LED时制成的读数减去。
在图3A中，通过虚线连接的小菱形状数据点66表示：根据在暴露至375°F、400°F、425°F、450°F、475°F、500°F、525°F以及550°F达一小时之后的8个测试样品的、红可见光强度与绿可见光强度之比。用小菱形状数据点66表示的数据点利用第一方法来计算，即，通过像素接像素地比率化强度，并接着计算在整个数字摄像机图像上的平均比率。图3A中的用实线连接的大方形68所表示的数据点表示：利用第二方法计算的、针对该8个样品的相同温度和时间间隔的红可见光强度与绿可见光强度之比，其中，通过首先针对红可见光和针对绿可见光取得在数字摄像机62的所有像素上的颜色强度的平均值，并接着计算这两个平均值之比，来计算该比率。
在图3B中，针对红可见光强度与蓝可见光强度之比，标绘同一温度值下的数据点。针对被加热至范围按25°F的增量从375°F至550°F变动的温度的8个样品中的每一个样品，小菱形状数据点166表示：利用第一方法计算的红与蓝强度之比，其中，对该强度进行逐像素低比率化，接着计算在整个数字摄像机图像上的平均比率；而大方形168表示利用第二方法计算的红与蓝强度之比，其中，针对红与蓝，取得所有像素上的颜色强度的平均值，接着计算这两个平均值的比率。类似的是，图3C示出了针对这8个样品，利用第一比率化方法计算的、用小菱形266表示的，和利用第二比率化方法计算的、用大方形268表示的针对蓝至绿强度标绘的数据点。图4A示出了针对这8个样本的第二或相对侧，利用第一比率化方法计算的、用小菱形366表示的，和利用第二比率化方法计算的、用大方形268表示的针对红至绿强度标绘的数据点。图4B示出了针对这8个样本的第二或相对侧，利用第一比率化方法计算的、用小菱形466表示的，和利用第二比率化方法计算的、用大方形468表示的针对红至蓝强度标绘的数据点；而图4C示出了针对这8个样本的第二或相对侧，利用第一比率化方法计算的、用小菱形566表示的，和利用第二比率化方法计算的、用大方形568表示的针对蓝至绿强度标绘的数据点。
可以从那些示出了随着温度连续增加或降低的图形来获取有用的数据。因此，图3B和4B的图形可以最有用于，确定所测量的特殊复合材料20是否已经因加热而损坏或退化。参照图3B，在A处，x轴上大约450°F的温度下，强度有显著降低。类似的是，在图4B中，在x轴上大约450°F处开始，强度有显著增加。该温度和时间间隔可以被视为显著招致复合材料的热降解。因此，这种比率值可以存储在图像处理器30中，并且与由测试区18所制成的测试相比较。通过测量强度并且计算前述比率，可以通过图像处理器30(图1)反向计算暴露温度。其它类型的复合材料(其可以按不同时间-温度组合退化，并且用不同比率指示)同样可以存储在图像处理器30中。
如图2所示，显示器64可以包括：图中所示的屏幕，或者作为硬件，或者作为计算机显示屏上的虚拟屏；和用于操作其的合适软件。显示器64可以包括触摸屏或虚拟按钮70，标记有用于将先前保存图像加载到左框72中的“加载图像”。标记有“实时图像”的虚拟或实际按钮74，可以将左框72切换至来自安装至外壳12中的图像传感器26的实时图像。标记有“快照图像”的实际或虚拟按钮76启动图像传感器26，以从测试区18的实时图像拍摄快照，并将其放置到左框72中。在图2中，左框所示图像78可以是这种实时图像。标记有“保存图像”的实际或虚拟按钮80可以被启动，以将快照图像78保存至磁盘，或其它非易失性存储装置或存储器。
显示器64的右框82可以显示所处理的图像84，其可以采用快照的或加载的但非实时的图像的热图的形式。显示器610还可以包括：模拟至数字饱和或过曝光警告，其可以分别指示针对红、绿以及蓝的过曝光像素的百分比。该、蓝以及绿文本框88可以显示快照图像和加载图像中的红色、绿色以及蓝色的平均值，而框90可以显示红与绿、红与蓝、以及蓝与绿的比率，并显示对应比率。标记有“设置”的虚拟或实际按钮92可以打开设置窗口，具有接入用于图像传感器26的摄像机设置、保存至文件夹选择、以及显示器64的其它特征。热图82可以使用开发模型，以指配每一个像素的温度并对该温度进行色标(color code)。
因此，在实施方式中，如果从小于存储值，或者大于存储值中选择红/绿、红/蓝，或者蓝/绿的比率，则显示器64可以通过热图82上的图像84的恰当色标来指示热降解。在实施方式中，如果图像处理器26检测到测试区18的热降解，则显示器64可以启第一指示器(如颜色94区)，而如果图像处理器未检测到测试区的一部分中的热降解，则显示器64可以启用第二指示器96。在实施方式中，图像处理器26可以向没有热降解的区域指配第一颜色96，而向测试区18中的具有热降解的区域指配第二颜色94。如图2所示，显示器64可以在窗口82中显示测试区18的复合图像，其中，没有热降解的区域96用第一颜色着色，而具有热降解的区域94用第二颜色着色。
在系统10中具体实施的、用于测量复合材料的热降解的方法可以包括以下步骤：启动发光二极管22，以将主要为紫外线的辐射50发射到外壳12的内部14。紫外线辐射50可以被椭球面镜52引导，从外壳12的内部14通过外壳中的开口16直至复合材料20的要测试的测试区18。该紫外线辐射可以致使复合材料20荧光化可见光辐射28。可见光辐射28可以首先从第一抛物面镜44反射至第二抛物面镜46，接着从第二抛物面镜经由紫外线滤波器61直至图像传感器26。图像传感器236检测可见光辐射，并且生成与红色、蓝色以及绿色的辐射强度相对应的信号。该信号可以通过图像处理器30处理至显示器64，其指示复合材料20的测试区18存在或不存在热降解。
在此描述的用于测量复合材料的热降解的系统10和方法可以设置在小型且手持的外壳12中。图像处理器30同样可以紧凑且便携，并且可以采用膝上型电脑、手持式装置或平板电脑的形式。显示器64可以提供对复合材料20中存在热降解的快速且容易辨别的指示。
而且，本公开包括根据下列条款的实施方式：
条款1、一种用于测量复合材料的热降解的系统，该系统包括：
具有内部的外壳，该外壳具有开口，该开口被整形成将所述复合材料的要测试的测试区暴露到所述内部；
发光二极管，该发光二极管发射主要为紫外线的辐射，所述二极管安装在所述外壳上，以将所述紫外线辐射引导到所述内部中并通过所述开口；
图像传感器，该图像传感器安装在所述外壳上并且开放到所述内部，以接收从所述测试区发射的、经过所述开口进入所述内部中的辐射；以及
图像处理器，该图像处理器被连接成接收来自所述图像传感器的信号，所述图像处理器响应于所述信号来确定所述测试区中存在或不存在热降解。
条款2、根据条款1所述的系统，其中，所述外壳包括：侧壁、附接至所述侧壁的上壁、以及附接至所述侧壁的下壁，所述侧壁、所述上壁以及所述下壁限定所述外壳的所述内部。
条款3、根据条款2所述的系统，其中，所述发光二极管安装在所述侧壁中；所述图像传感器安装在所述上壁中；而所述开口形成在所述下壁中。
条款4、根据条款3所述的系统，其中，所述外壳包括位于所述内部中的第一反射表面，该第一反射表面被整形并定位成，接收从所述测试区发射的所述辐射，并将从所述测试区发射的所述辐射反射至所述图像传感器。
条款5、根据条款4所述的系统，其中，所述第一反射表面包括安装在所述上壁上的第一抛物面镜和安装在所述下壁上的第二抛物面镜；所述第一抛物面镜和所述第二抛物面镜被整形并定位成，使得所述第一抛物面镜接收从所述测试区发射的所述辐射，并将从所述测试区发射的所述辐射反射至所述第二抛物面镜；而所述第二抛物面镜被整形并定位成，将从所述第一抛物面镜或所述测试区发射的所述辐射反射至所述图像传感器。
条款6、根据条款3所述的系统，所述系统还包括：第二反射表面，该第二反射表面安装在所述内部中，并且被定位成接收来自所述发光二极管的所述紫外线辐射，并将所述紫外线辐射反射至所述外壳中的所述开口。
条款7、根据条款6所述的系统，其中，所述第二反射表面包括椭球面镜。
条款8、根据条款7所述的系统，其中，所述椭球面镜附接至保持器，该保持器附接至所述侧壁。
条款9、根据条款1所述的系统，所述系统还包括：高通滤波器，该高通滤波器安装在所述外壳中，所述高通滤波器仅准许来自所述发光二极管的所述主要为紫外线的辐射中的紫外线分量通过所述高通滤波器并进入所述内部。
条款10、根据条款9所述的系统，其中，所述发光二极管包括球透镜，该球透镜用于聚焦由所述发光二极管发射的所述主要为紫外线的辐射。
条款11、根据条款1所述的系统，所述系统还包括：紫外线滤波器，该紫外线滤波器允许可见光辐射通过，所述紫外线滤波器安装在所述外壳上，使得仅可见光辐射从所述内部到达所述图像传感器。
条款12、根据条款1所述的系统，其中，所述图像传感器是数字摄像机。
条款13、根据条款1所述的系统，其中，所述图像处理器从膝上型计算机和移动装置中选择。
条款14、根据条款1所述的系统，其中，所述图像处理器被编程成，比较从所述测试区发射的所述辐射的、具有从红色与绿色、红色与蓝色和蓝色与绿色中选择的两种颜色的颜色强度的比率；比较所述比率与存储值；并且所述图像处理器包括显示器，该显示器根据对所述比率与所述存储值的所述比较，来指示所述测试区中存在或不存在热降解。
条款15、根据条款14所述的系统，其中，如果所述比率从小于所述存储值和大于所述存储值中选择，则所述显示器指示热降解。
条款16、根据条款15所述的系统，其中，如果所述图像处理器检测到所述测试区的热降解，则所述显示器启用第一指示器，而如果所述图像处理器未检测到所述测试区的热降解，则所述显示器启用第二指示器。
条款17、根据条款15所述的系统，其中，所述图像处理器向没有热降解的区域指配第一颜色，而向具有热降解的区域指配第二颜色。
条款18、根据条款17所述的系统，其中，所述显示器显示所述测试区的复合图像，其中，没有热降解的区域用所述第一颜色着色，而具有热降解的区域用所述第二颜色着色。
条款19、一种用于测量复合材料的热降解的系统，该系统包括：
具有内部的外壳，该外壳具有形成所述内部的侧壁、顶壁以及底壁，所述外壳具有开口，该开口被整形成将要测试的测试区暴露到所述内部；
发光二极管，该发光二极管发射主要为紫外线的辐射，所述二极管安装在所述外壳的所述侧壁中，以将所述紫外线辐射引导到所述内部中并通过所述开口，并且所述系统包括高通滤波器，该高通滤波器仅允许来自所述发光二极管的紫外线辐射进入所述内部；
椭球面镜，该椭球面镜安装在所述内部内的所述侧壁上，并且被整形并定位成，接收所述紫外线辐射，并将所述紫外线辐射反射通过所述开口；
图像传感器，该图像传感器安装在所述外壳的所述顶壁上，并且开放至所述内部，以接收从所述测试区发射的、通过所述开口的辐射；
安装在所述内部内的所述顶壁上的第一抛物面镜，和安装在所述内部内的所述底壁上的第二抛物面镜，所述第一抛物面镜面对所述第二抛物面镜，以使由所述测试区发射的所述辐射从所述第一镜子反射至所述第二镜子，接着从所述第二镜子反射至所述图像传感器；以及
图像处理器，该图像处理器被连接成接收来自所述图像传感器的信号，所述图像处理器具有显示器，该显示器响应于所述信号来指示所述测试区存在或不存在热降解。
条款20、一种用于测量复合材料的热降解的方法，该方法包括以下步骤：
启动发光二极管，以将主要为紫外线的辐射发射到外壳的内部；
引导紫外线辐射从所述外壳的所述内部通过所述外壳中的开口到测试区的一部分，以使所述测试区以荧光发出可见光辐射；
通过安装在所述外壳上并且开放至所述内部的图像传感器来检测所述可见光辐射；
通过图像处理器接收来自所述图像传感器的信号，该信号指示通过所述图像传感器检测到的可见光辐射的特性；以及
响应于通过所述图像处理器接收的所述信号，设置显示器，该显示器指示所述测试区的所述一部分存在或不存在热降解。
虽然在此描述的用于测量复合材料的热降解的系统和方法构成了该方法和系统的优选实施方式，但本公开的范围不限于这些精确的方法和系统，而是可以在不脱离所附权利要求书的范围的情况下对其进行改变。

Claims (12)

1.一种用于测量复合材料的热降解的系统，该系统包括：
具有内部(14)的外壳(12)，该外壳(12)具有开口(16)，该开口(16)被整形成将所述复合材料(20)的要测试的测试区(18)暴露到所述内部(14)；
发光二极管(22)，该发光二极管(22)发射主要为紫外线的辐射，所述二极管安装在所述外壳(12)上，以将紫外线辐射引导到所述内部(14)中并通过所述开口(16)；
图像传感器(26)，该图像传感器(26)安装在所述外壳(12)上并且开放到所述内部(14)，以接收响应于所述紫外线辐射的、从所述测试区(18)发射的、经过所述开口(16)进入所述内部(14)中的辐射，并且响应于此而生产信号；
包括在所述外壳(12)、位于所述内部(14)中的第一反射表面(42)，该第一反射表面(42)被整形并定位成，接收从所述测试区(18)发射的所述辐射，并将从所述测试区(18)发射的所述辐射反射至所述图像传感器(26)；所述第一反射表面(42)包括安装在上壁(34)上的第一抛物面镜(44)和安装在下壁(36)上的第二抛物面镜(46)；所述第一抛物面镜(44)和所述第二抛物面镜(46)被整形并定位成，使得所述第一抛物面镜(44)接收从所述测试区(18)发射的所述辐射，并将从所述测试区(18)发射的所述辐射反射至所述第二抛物面镜(46)；而所述第二抛物面镜(46)被整形并定位成，将从所述第一抛物面镜(44)发射的所述辐射反射至所述图像传感器(26)；
第二反射表面(48)，该第二反射表面(48)安装在所述内部(14)中，并且被定位在所述第一抛物面镜(44)和所述第二抛物面镜(46)之间，以接收来自所述发光二极管(22)的所述紫外线辐射，并将所述紫外线辐射反射至所述外壳(12)中的所述开口(16)；以及
图像处理器(30)，该图像处理器(30)被连接成接收来自所述图像传感器(26)的所述信号，所述图像处理器(30)被编程成响应于所述信号来确定所述测试区(18)中存在或不存在热降解，并且所述图像处理器(30)包括显示器(64)，该显示器(64)显示所述测试区(18)的实时图像和所述测试区(18)的热图中的一者或两者。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外壳包括：侧壁(32)、附接至所述侧壁(32)的上壁(34)、以及附接至所述侧壁(32)的下壁(36)，所述侧壁(32)、所述上壁(34)以及所述下壁(36)限定所述外壳(12)的所述内部(14)。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述发光二极管(22)安装在所述侧壁(32)中；所述图像传感器(26)安装在所述上壁(34)中；而所述开口(16)形成在所述下壁(36)中。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二反射表面包括椭球面镜(52)。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述椭球面镜附接至保持器(54)，该保持器(54)附接至侧壁(32)。
6.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：高通滤波器(56)，该高通滤波器(56)安装在所述外壳(12)中，所述高通滤波器(56)仅准许来自所述发光二极管(22)的所述主要为紫外线的辐射中的紫外线分量通过所述高通滤波器(56)并进入所述内部(14)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述发光二极管(22)包括球透镜(58)，该球透镜(58)用于聚焦由所述发光二极管(22)发射的所述主要为紫外线的辐射。
8.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：紫外线滤波器(61)，该紫外线滤波器(61)允许可见光辐射通过，所述紫外线滤波器(61)安装在所述外壳(12)上，使得仅可见光辐射从所述内部(14)到达所述图像传感器(26)。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像传感器(26)是数字摄像机(62)。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像处理器(30)从膝上型计算机和移动装置中选择。
11.一种用于测量复合材料的热降解的系统，该系统包括：
具有内部(14)的外壳(12)，该外壳(12)具有形成所述内部(14)的侧壁(32)、上壁(34)以及下壁(36)，所述外壳(12)具有开口(16)，该开口(16)被整形成将要测试的测试区(18)暴露到所述内部(14)；
发光二极管(22)，该发光二极管(22)发射主要为紫外线的辐射，所述二极管安装在所述外壳(12)的所述侧壁(32)中，以将紫外线辐射引导到所述内部(14)中并通过所述开口(16)，并且所述系统包括高通滤波器(56)，该高通滤波器(56)仅允许来自所述发光二极管(22)的紫外线辐射进入所述内部(14)；
椭球面镜(52)，该椭球面镜(52)安装在所述内部(14)内的所述侧壁(32)上，并且被整形并定位成，接收所述紫外线辐射，并将所述紫外线辐射反射通过所述开口(16)；
图像传感器(26)，该图像传感器(26)安装在所述外壳(12)的所述上壁(34)上并且开放至所述内部(14)，以接收从所述测试区(18)发射的、通过所述开口(16)的辐射，并且响应于此而生产信号；
安装在所述内部(14)内的所述上壁(34)上的第一抛物面镜(44)，和安装在所述内部内的所述下壁(36)上的第二抛物面镜(46)，所述第一抛物面镜(44)面对所述第二抛物面镜(46)，使得由所述测试区(18)发射的所述辐射从所述第一抛物面镜(44)反射至所述第二抛物面镜(46)，并从所述第二抛物面镜(46)反射至所述图像传感器(26)，其中，所述椭球面镜(52)被定位在所述第一抛物面镜(44)和所述第二抛物面镜(46)之间；以及
图像处理器(30)，该图像处理器(30)被连接成接收来自所述图像传感器(26)的所述信号，所述图像处理器(30)具有显示器(64)，所述图像处理器(30)被编程成响应于所述信号来指示所述测试区(18)存在或不存在热降解，并且所述图像处理器(30)被编程成启动显示器(64)显示所述测试区(18)的实时图像和所述测试区(18)的热图中的一者或两者。
12.一种用于测量复合材料的热降解的方法，该方法包括以下步骤：
启动发光二极管(22)，以将主要为紫外线的辐射发射到外壳(12)的内部(14)；
通过第二反射表面(48)，把来自所述发光二极管(22)的紫外线辐射反射通过所述外壳(12)中的开口(16)到测试区(18)的一部分，以使所述测试区以荧光发出可见光辐射，其中，所述第二反射表面(48)安装所述外壳(12)的所述内部(14)中，并被定位在位于所述外壳(12)的所述内部(14)在第一抛物面镜(44)和第二抛物面镜(46)之间；
通过接收从所述测试区(18)发射的可见光辐射的所述第一抛物面镜(44)，将所述可见光辐射反射到所述第二抛物面镜(46)；
通过所述第二抛物面镜(46)，把来自所述第一抛物面镜(44)的可见光辐射反射到图像传感器(26)；
通过安装在所述外壳(12)上并开放至所述内部(14)的所述图像传感器(26)，来检测由所述第二抛物面镜(46)反射的可见光辐射，并且响应于此而由所述图像传感器(26)生产信号；
通过图像处理器(30)接收来自所述图像传感器(26)的所述信号，所述信号指示通过所述图像传感器(26)检测到的可见光辐射的特性；以及
响应于通过所述图像处理器(30)接收到的所述信号，由所述图像处理器(30)启动显示器(64)指示所述测试区(18)的所述一部分存在或不存在热降解。
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