CN109141288A - 一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞机结冰冰形测量技术领域，尤其涉及一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂及其制备方法。本发明显影剂含有TiO2粉末、PMMA粉末和二氯甲烷溶剂，其制备方法是将TiO2粉末和PMMA粉末倒入烧杯，然后由量筒沿杯壁倒入二氯甲烷，边倒边用玻璃棒进行预搅拌得到预混合溶液；采用球磨搅拌机对预混合溶液进行搅拌制得显影剂。本发明解决了冰形透光率过高而无法满足激光三维扫描要求的问题，提供的显影剂对冰形有良好的附着力，能够大幅度降低冰形透光率，且遮光效果持续时间长，不会造成二次结冰或融冰，环保低毒，易于制备喷涂，对于促进激光三维扫描技术在飞机结冰冰形三维测量技术领域的应用具有非常重要的实际意义。
Description
技术领域
本发明属于飞机结冰冰形测量技术领域，尤其涉及一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂及其制备方法。
背景技术
随着航空业的发展，结冰现象对飞行器飞行安全的威胁日益增大，目前已成为安全飞行的最大威胁之一。飞机不同部位的结冰都会对飞行产生巨大的影响，降低飞机的飞行安全系数。例如机翼、尾翼等机身部位的结冰会改变飞机最优气动力外形，降低飞行性能；发动机进气道结冰会引起发动机急停；各类传感器部件的结冰会导致测量结果无效。飞机的结冰按其结构、形状以及对飞行的影响程度大致分为3类：明冰、霜冰、混合冰，在结冰风洞中对它们外形的精准测量是飞机结冰研究的基础。
激光三维扫描属于非接触式光学主动测量的一种，其速度快、精度高等优点，广泛应用于工业、农业、航空航天、考古等重要领域。随着国内外对视觉测量技术的深入研究，激光三维扫描技术解决了人工测量方法的许多难题，例如测量结果一致性差、测量精度差、效率低等问题。主动式三维测量技术通过对被测物体施加辅助光源，产生的光场在空间或时间上被物体三维面形调制，通过观察这个携带三维面信息的光场，采用适当的方法就可以解调出三维面形数据。
目前对于飞机结冰冰形的测量手段都具有破坏冰形原始形态、效率低、成本高等缺点，而激光三维扫描测量方法可以满足实时测量的要求，因此是未来冰形测量的发展方向。但透明冰形具有高透光率，无法满足激光三维扫描测量方法的要求。
发明内容
为解决冰的高透光率超出激光三维扫描要求而无法使用此手段进行冰形三维测量的问题，本发明提供了一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂及其制备方法。
本发明的技术方案：
一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末40～60份，PMMA粉末40～60份，二氯甲烷溶剂100份。
进一步的，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末50份，PMMA粉末50份，二氯甲烷100份。
进一步的，所述TiO2粉末平均粒径为5μm。
进一步的，所述PMMA粉末平均粒径为25μm。
进一步的，所述二氯甲烷溶剂在20℃条件下的密度为1.320～1.330g/mL，游离氯含量≤0.0001％，蒸发残渣≤0.002％，酸度≤0.03mmol/100g，水分≤0.05％，铁含量≤0.0001％，二氯甲烷含量≥99.5％。
一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法，所述制备方法是按质量份称取40～60份TiO2粉末、40～60份PMMA粉末和100份二氯甲烷溶剂，将TiO2粉末和PMMA粉末倒入烧杯，然后由量筒沿杯壁倒入二氯甲烷，边倒边用玻璃棒进行预搅拌得到预混合溶液；采用球磨搅拌机以一定搅拌转速对预混合溶液搅拌一定时间，制得显影剂。
进一步的，所述TiO2粉末平均粒径为5μm。
进一步的，所述PMMA粉末平均粒径为25μm。
进一步的，所述二氯甲烷溶剂在20℃条件下的密度为1.320～1.330g/mL，游离氯含量≤0.0001％，蒸发残渣≤0.002％，酸度≤0.03mmol/100g，水分≤0.05％，铁含量≤0.0001％，二氯甲烷含量≥99.5％。
进一步的，所述搅拌转速为150r/min，搅拌时间为16h。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种用于飞机结冰冰形三维扫描测量的显影剂，通过TiO2粉末的不透明性对冰形进行表面处理，使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粉末作为粘结剂起增加显影剂对冰形的附着力作用，同时使用二氯甲烷作为溶剂起增加显影剂流动性作用。
本发明提供的用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法制得的显影剂呈油状，流动性好，对冰有良好的附着力，能够大幅度降低冰形透光率，使冰形透光率不高于50％，可保证三维扫描的顺利进行。且显影剂的遮光效果持续时间长，不会造成二次结冰或融冰，环保低毒，生产成本比较低，易于制备喷涂，适合广泛推广，对于促进激光三维扫描技术在飞机结冰冰形三维测量技术领域的应用具有非常重要的实际意义。
附图说明
图1为仿真冰喷涂实施例1显影剂前后的透光率对比分布图；
图2为仿真冰喷涂实施例2显影剂前后的透光率对比分布图；
图3为仿真冰喷涂实施例3显影剂前后的透光率对比分布图；
图4为实施例1提供的显影剂外观图片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末40份，PMMA粉末60份，二氯甲烷溶剂100份。
其中TiO2粉末平均粒径为5μm，PMMA粉末平均粒径为25μm，二氯甲烷溶剂在20℃条件下的密度为1.320～1.330g/mL，游离氯含量≤0.0001％，蒸发残渣≤0.002％，酸度≤0.03mmol/100g，水分≤0.05％，铁含量≤0.0001％，二氯甲烷含量≥99.5％。
实施例2
一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末50份，PMMA粉末50份，二氯甲烷溶剂100份。
其中TiO2粉末平均粒径为5μm，PMMA粉末平均粒径为25μm，二氯甲烷溶剂在20℃条件下的密度为1.320～1.330g/mL，游离氯含量≤0.0001％，蒸发残渣≤0.002％，酸度≤0.03mmol/100g，水分≤0.05％，铁含量≤0.0001％，二氯甲烷含量≥99.5％。
实施例3
一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末60份，PMMA粉末40份，二氯甲烷溶剂100份。
其中TiO2粉末平均粒径为5μm，PMMA粉末平均粒径为25μm，二氯甲烷溶剂在20℃条件下的密度为1.320～1.330g/mL，游离氯含量≤0.0001％，蒸发残渣≤0.002％，酸度≤0.03mmol/100g，水分≤0.05％，铁含量≤0.0001％，二氯甲烷含量≥99.5％。
实施例4
一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末40～60份，PMMA粉末40～60份，二氯甲烷溶剂100份。
实施例5
一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法，所述制备方法为：
将需要的烧杯、量筒和搅拌杯清洗干净，并擦干残留水滴；取干净滤纸按质量份称取40～60份TiO2粉末、40～60份PMMA粉末和100份二氯甲烷溶剂；将TiO2粉末和PMMA粉末倒入烧杯，然后由量筒沿杯壁倒入二氯甲烷，边倒边用玻璃棒进行预搅拌得到预混合溶液；将预混合溶液放入搅拌杯中，放入搅拌球，按照显影剂的质量进行配重，调节搅拌机转速为150r/min，搅拌时间为16小时，得到用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，从球磨搅拌机中取出配制的显影剂，最后装瓶。在使用前需用小型震动搅拌机再进行震动搅拌。
对实施例1-3提供的显影剂进行透光率测试，方法如下：
(1)喷涂显影剂前后透光率分析
对亚克力材质的仿真冰分别喷涂实施例1-3提供的显影剂，采用Varian cary6000i分光光度计测量喷涂前后仿真冰透光率，在相同的喷涂工艺参数下，红光波长范围为635～650nm时透光率的分布如图1-3所示，由图1可以看出实施例1提供的显影剂，喷涂前透光率约为91％，喷涂后透光率约为0.5％；由图2可以看出实施例2提供的显影剂，喷涂前透光率约为91％，喷涂后透光率约为0.4％；由图3可以看出实施例3提供的显影剂，喷涂前透光率约为91％，喷涂后透光率约为0.2％。
由上述透光率对比可以看出本发明提供的显影剂能够大幅度降低冰形透光率，使冰形透光率不高于50％，可保证三维扫描的顺利进行。
(2)显影剂附着力分析
对于显影剂的附着力的表征，采用在相同时间和工艺参数下，对同一冰形进行实施例1-3提供的显影剂和单纯TiO2粉末的喷涂，采用ESJ120-4A电子分析天平测量粉末掉落质量，结果如表1所示；
表1
从表1数据可以看出显影剂喷涂后的粉末掉落量与粒径5μm的TiO2粉末喷涂后的粉末掉落量相比大幅下降，这是因为显影剂成分中包括有机溶剂与粘结剂，有机溶剂的存在提高了粉末的流动性，使粉末不易团聚；粘结剂的存在提高了粉末与冰的附着力，使粉末掉落减少。
Claims (10)
1.一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，其特征在于，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末40～60份，PMMA粉末40～60份，二氯甲烷溶剂100份。
2.根据权利要求1所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，其特征在于，所述显影剂含有如下质量份的组分：TiO2粉末50份，PMMA粉末50份，二氯甲烷100份。
3.根据权利要求1或2所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，其特征在于，所述TiO2粉末平均粒径为5μm。
4.根据权利要求3所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，其特征在于，所述PMMA粉末平均粒径为25μm。
5.根据权利要求4所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂，其特征在于，所述二氯甲烷溶剂在20℃条件下的密度为1.320～1.330g/mL，游离氯含量≤0.0001％，蒸发残渣≤0.002％，酸度≤0.03mmol/100g，水分≤0.05％，铁含量≤0.0001％，二氯甲烷含量≥99.5％。
6.一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法是按质量份称取40～60份TiO2粉末、40～60份PMMA粉末和100份二氯甲烷溶剂，将TiO2粉末和PMMA粉末倒入烧杯，然后由量筒沿杯壁倒入二氯甲烷，边倒边用玻璃棒进行预搅拌得到预混合溶液；采用球磨搅拌机以一定搅拌转速对预混合溶液搅拌一定时间，制得显影剂。
7.根据权利要求6所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法，其特征在于，所述TiO2粉末平均粒径为5μm。
8.根据权利要求6或7所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法，其特征在于，所述PMMA粉末平均粒径为25μm。
9.根据权利要求8所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法，其特征在于，所述二氯甲烷溶剂在20℃条件下的密度为1.320～1.330g/mL，游离氯含量≤0.0001％，蒸发残渣≤0.002％，酸度≤0.03mmol/100g，水分≤0.05％，铁含量≤0.0001％，二氯甲烷含量≥99.5％。
10.根据权利要求9所述一种用于飞机结冰冰形三维扫描的显影剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌转速为150r/min，搅拌时间为16h。
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