CN108037137A - 复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置及检测方法，属于复合材料的无损检测领域。所述复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置包括暗室，暗室内设置有防弹头盔样品支架，防弹头盔样品支架上用于固设待检测的防弹头盔样品，防弹头盔样品的下方设置有光线发射器，防弹头盔样品的上方设置有光强度接收装置。本发明不损坏头盔自身结构，不需埋入感知元件进行复合材料内部检测，检测结果直观可见，检测效率较高，可适用于大批量防弹头盔的初步质量检测。

Description

复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及复合材料的无损检测领域，特别是指一种复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置及检测方法。

背景技术

防弹头盔目前逐渐趋向于轻量化和复合材料化，而之前金属材质的防弹头盔逐渐越来越少。目前复合材料防弹头盔主要采用二维预浸布叠层之后模压成型加工，该方法加工成型方式简单、效率较高、适宜于大批量生产。

然而在防弹头盔的压制成型过程中由于采用的是整体上下加压的方式，头盔坯料经过剪裁叠层铺设，在模具合模加压过程中不可避免带来了层间的滑动而出现预浸料的，此外在叠层预浸料模压成型的防弹头盔制备过程中，工人操作手工误差也往往在铺层过程中在预浸料之间混入清理不彻底的纤维毛丝或杂质，这在头盔压制过程中往往会导致复合材料的层间缺陷或空隙，而这些缺陷在成型头盔中很难发现，却是严重影响防弹性能的问题。因此一种高效、直观的检测成型复合材料头盔的结构均匀性和头盔复合材料层间的缺陷位置的无损检测方法是十分必要的。

发明内容

本发明提供一种复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置及检测方法，不损坏头盔自身结构，不需埋入感知元件进行复合材料内部检测，检测结果直观可见，检测效率较高，可适用于大批量防弹头盔的初步质量检测。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供一种复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，包括暗室，所述暗室内设置有防弹头盔样品支架，所述防弹头盔样品支架上用于固设待检测的防弹头盔样品，所述防弹头盔样品的下方设置有光线发射器，所述防弹头盔样品的上方设置有光强度接收装置。

进一步的，所述防弹头盔样品支架采用中空框架式结构，整个支架的支撑杆体采用不锈钢制备，所述防弹头盔样品支架在与所述防弹头盔样品的接触位置的支撑杆体采用聚碳酸酯塑料杆体或玻璃杆体制备，以避免支撑杆体自身对照射光线的阻隔。

进一步的，所述光线发射器位于所述防弹头盔样品支架的球心位置，所述光线发射器能够发射不同强度的可见光并且能够根据所述防弹头盔样品材质的不同进行光线颜色的调节。

进一步的，所述光线发射器的光源采用HID高压氙气放电灯、卤素灯、碘钨灯、大功率LED中的一种，所述光源的最大亮度在50-300流明范围内，光线发射器的功率为5-50W范围内。

进一步的，所述光线发射器的底部设置有光强调节装置，所述光强调节装置能够调节所述光线发射器发射的可见光强度，并且能够针对不同厚度的防弹头盔样品进行光透射作用。

进一步的，所述光强度接收装置包括可移动机械手和设置在所述可移动机械手末端的光强度接收探头，所述可移动机械手能够根据所述防弹头盔样品的具体扫描位置在所述防弹头盔样品的表面进行移动调节，以接受所述防弹头盔样品内部光源的透射光，并通过所述光强度接收探头进行光强度记录。

进一步的，所述光强度接收装置还包括设置在所述可移动机械手下方的自动拍摄装置，所述自动拍摄装置能够对不同部位的透光状态进行实时拍摄记录，能够直观感知所述防弹头盔样品表面的均匀程度图像。

另一方面，本发明还提供一种上述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置的检测方法，包括：

步骤1：将待检测的防弹头盔样品固定在防弹头盔样品支架上，开启暗室光遮蔽装置，保证暗室环境无可见光透入；

步骤2：开启光线发射器，采用一定功率的光源照射待检测防弹头盔样品，通过支撑架底部的位置连接光强调节装置调节光线发射器发射的可见光强度，调整完毕后固定亮度水平；

步骤3：在防弹头盔外表面通过移动机械手上的光强度接收探头接收外表面光线透射强度并通过移动机械手上的自动拍摄装置进行图像采集和强度信号采集，根据采集信号的差别和图像明暗程度差别实时感知防弹头盔复合材料结构内部的均匀程度。

本发明具有以下有益效果：

本发明的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置及检测方法，复合材料防弹头盔模压成型后，复合材料内部缺陷的可视化检测手段，利用该检测装置的不同强度光线照射成型待检测的防弹头盔样品，在防弹头盔样品表面接受透光强度，并通过光强度接收装置感知光强度指标，在防弹头盔样品表面进行扫描并记录不同位置的光强信号变化，同时还可以进行可视化拍照处理，直观的发现复合材料防弹头盔样品内部的杂质或气泡等缺陷。该检测装置检测时不损坏防弹头盔自身结构，不需埋入感知元件进行复合材料内部检测，检测结果直观可见，检测效率较高，可适用于大批量防弹头盔的初步质量检测。

附图说明

图1为本发明的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明提供一种复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，如图1所示，包括暗室1，暗室1内设置有防弹头盔样品支架2，防弹头盔样品支架2上用于固设待检测的防弹头盔样品7，防弹头盔样品7的下方设置有光线发射器3，防弹头盔样品7的上方设置有光强度接收装置。

本发明的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置及检测方法，复合材料防弹头盔模压成型后，复合材料内部缺陷的可视化检测手段，利用该检测装置的不同强度光线照射成型待检测的防弹头盔样品，在防弹头盔样品表面接受透光强度，并通过光强度接收装置感知光强度指标，在防弹头盔样品表面进行扫描并记录不同位置的光强信号变化，同时还可以进行可视化拍照处理，直观的发现复合材料防弹头盔样品内部的杂质或气泡等缺陷。该检测装置检测时不损坏防弹头盔自身结构，不需埋入感知元件进行复合材料内部检测，检测结果直观可见，检测效率较高，可适用于大批量防弹头盔的初步质量检测。

优选的，防弹头盔样品支架2采用中空框架式结构，整个支架的支撑杆体采用不锈钢制备，防弹头盔样品支架2在与防弹头盔样品7的接触位置的支撑杆体采用聚碳酸酯塑料杆体或玻璃杆体制备，以避免支撑杆体自身对照射光线的阻隔。

进一步的，光线发射器3位于防弹头盔样品支架2的球心位置，光线发射器3能够发射不同强度的可见光并且能够根据防弹头盔样品7材质的不同进行光线颜色的调节。

优选的，光线发射器3的光源采用HID高压氙气放电灯、卤素灯、碘钨灯、大功率LED中的一种，光源的最大亮度在50-300流明范围内，光线发射器3的功率为5-50W范围内。

作为本发明的一种改进，光线发射器3的底部设置有光强调节装置4，光强调节装置4能够调节光线发射器3发射的可见光强度，并且能够针对不同厚度的防弹头盔样品进行光透射作用。

进一步的，光强度接收装置包括可移动机械手8和设置在可移动机械手8末端的光强度接收探头5，可移动机械手8能够根据防弹头盔样品7的具体扫描位置在防弹头盔样品7的表面进行移动调节，以接受防弹头盔样品7内部光源的透射光，并通过光强度接收探头5进行光强度记录。

本发明中，光强度接收装置还包括设置在可移动机械手8下方的自动拍摄装置6，自动拍摄装置6能够对不同部位的透光状态进行实时拍摄记录，能够直观感知防弹头盔样品7表面的均匀程度图像。

另一方面，本发明还提供一种上述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置的检测方法，包括：

步骤1：将待检测的防弹头盔样品固定在防弹头盔样品支架上，开启暗室光遮蔽装置，保证暗室环境无可见光透入；

步骤2：开启光线发射器，采用一定功率的光源照射待检测防弹头盔样品，通过支撑架底部的位置连接光强调节装置调节光线发射器发射的可见光强度，调整完毕后固定亮度水平；

步骤3：在防弹头盔外表面通过移动机械手上的光强度接收探头接收外表面光线透射强度并通过移动机械手上的自动拍摄装置进行图像采集和强度信号采集，根据采集信号的差别和图像明暗程度差别实时感知防弹头盔复合材料结构内部的均匀程度。

本发明的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置的检测方法，复合材料防弹头盔模压成型后，复合材料内部缺陷的可视化检测手段，利用该检测装置的不同强度光线照射成型待检测的防弹头盔样品，在防弹头盔样品表面接受透光强度，并通过光强度接收装置感知光强度指标，在防弹头盔样品表面进行扫描并记录不同位置的光强信号变化，同时还可以进行可视化拍照处理，直观的发现复合材料防弹头盔样品内部的杂质或气泡等缺陷。该检测装置检测时不损坏防弹头盔自身结构，不需埋入感知元件进行复合材料内部检测，检测结果直观可见，检测效率较高，可适用于大批量防弹头盔的初步质量检测。

下面结合具体实施例进一步说明本发明的特征和细节，但所列过程和数据并不意味着对本发明范围的限制。

实施例一

将待检测的防弹头盔样品固定在防弹头盔样品支架上，开启暗室光遮蔽装置，保证暗室环境无可见光透入，之后开启光线发射器，采用功率为5W的HID高压氙气放电灯照射待检测防弹头盔样品，通过支撑架底部的位置连接光强调节装置调节光线发射器发射的可见光强度，调整完毕后固定亮度水平，照射亮度为50流明，在防弹头盔外表面通过移动机械手上的光强度接收探头接收外表面光线透射强度并通过移动机械手上的自动拍摄装置进行图像采集和强度信号采集，可根据采集信号的差别和图像明暗程度差别实时感知防弹头盔复合材料结构内部的均匀程度。

实施例二

将待检测的防弹头盔样品固定在防弹头盔样品支架上，开启暗室光遮蔽装置，保证暗室环境无可见光透入，之后开启光线发射器，采用功率为10W的大功率LED灯照射待检测防弹头盔样品，通过支撑架底部的位置连接光强调节装置调节光线发射器发射的可见光强度，调整完毕后固定亮度水平，照射亮度为100流明，在防弹头盔外表面通过移动机械手上的光强度接收探头接收外表面光线透射强度并通过移动机械手上的自动拍摄装置进行图像采集和强度信号采集，可根据采集信号的差别和图像明暗程度差别实时感知防弹头盔复合材料结构内部的均匀程度。

实施例三

将待检测的防弹头盔样品固定在防弹头盔样品支架上，开启暗室光遮蔽装置，保证暗室环境无可见光透入，之后开启光线发射器，采用功率为12W的卤素灯照射待检测防弹头盔样品，通过支撑架底部的位置连接光强调节装置调节光线发射器发射的可见光强度，调整完毕后固定亮度水平，照射亮度为200流明，在防弹头盔外表面通过移动机械手上的光强度接收探头接收外表面光线透射强度并通过移动机械手上的自动拍摄装置进行图像采集和强度信号采集，可根据采集信号的差别和图像明暗程度差别实时感知防弹头盔复合材料结构内部的均匀程度。

实施例四

将待检测的防弹头盔样品固定在防弹头盔样品支架上，开启暗室光遮蔽装置，保证暗室环境无可见光透入，之后开启光线发射器，采用功率为15W的碘钨灯照射待检测防弹头盔样品，通过支撑架底部的位置连接光强调节装置调节光线发射器发射的可见光强度，调整完毕后固定亮度水平，照射亮度为300流明，在防弹头盔外表面通过移动机械手上的光强度接收探头接收外表面光线透射强度并通过移动机械手上的自动拍摄装置进行图像采集和强度信号采集，可根据采集信号的差别和图像明暗程度差别实时感知防弹头盔复合材料结构内部的均匀程度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，其特征在于，包括暗室，所述暗室内设置有防弹头盔样品支架，所述防弹头盔样品支架上用于固设待检测的防弹头盔样品，所述防弹头盔样品的下方设置有光线发射器，所述防弹头盔样品的上方设置有光强度接收装置。

2.根据权利要求1所述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，其特征在于，所述防弹头盔样品支架采用中空框架式结构，整个支架的支撑杆体采用不锈钢制备，所述防弹头盔样品支架在与所述防弹头盔样品的接触位置的支撑杆体采用聚碳酸酯塑料杆体或玻璃杆体制备，以避免支撑杆体自身对照射光线的阻隔。

3.根据权利要求1所述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，其特征在于，所述光线发射器位于所述防弹头盔样品支架的球心位置，所述光线发射器能够发射不同强度的可见光并且能够根据所述防弹头盔样品材质的不同进行光线颜色的调节。

4.根据权利要求3所述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，其特征在于，所述光线发射器的光源采用HID高压氙气放电灯、卤素灯、碘钨灯、大功率LED中的一种，所述光源的最大亮度在50-300流明范围内，光线发射器的功率为5-50W范围内。

5.根据权利要求4所述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，其特征在于，所述光线发射器的底部设置有光强调节装置，所述光强调节装置能够调节所述光线发射器发射的可见光强度，并且能够针对不同厚度的防弹头盔样品进行光透射作用。

6.根据权利要求1-5任一所述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，其特征在于，所述光强度接收装置包括可移动机械手和设置在所述可移动机械手末端的光强度接收探头，所述可移动机械手能够根据所述防弹头盔样品的具体扫描位置在所述防弹头盔样品的表面进行移动调节，以接受所述防弹头盔样品内部光源的透射光，并通过所述光强度接收探头进行光强度记录。

7.根据权利要求6所述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置，其特征在于，所述光强度接收装置还包括设置在所述可移动机械手下方的自动拍摄装置，所述自动拍摄装置能够对不同部位的透光状态进行实时拍摄记录，能够直观感知所述防弹头盔样品表面的均匀程度图像。

8.一种权利要求7所述的复合材料防弹头盔结构均匀性的无损检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

步骤1：将待检测的防弹头盔样品固定在防弹头盔样品支架上，开启暗室光遮蔽装置，保证暗室环境无可见光透入；

步骤2：开启光线发射器，采用一定功率的光源照射待检测防弹头盔样品，通过支撑架底部的位置连接光强调节装置调节光线发射器发射的可见光强度，调整完毕后固定亮度水平；

步骤3：在防弹头盔外表面通过移动机械手上的光强度接收探头接收外表面光线透射强度并通过移动机械手上的自动拍摄装置进行图像采集和强度信号采集，根据采集信号的差别和图像明暗程度差别实时感知防弹头盔复合材料结构内部的均匀程度。