CN109738331B - 一种检测蜂窝体密度分布的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种检测蜂窝体内材料密度分布的方法，包括：对含有导电内容物或导电涂层的待测蜂窝体标定X、Y方向和坐标；将第一电极和第二电极分别置于待测蜂窝体的与X、Y坐标相应的上、下表面位置，测定或计算第一电极和第二电极的距离，并通电以测定电极之间的待测蜂窝体的电阻；处理测试结果，得到待测蜂窝体被测点的密度；对待测蜂窝体的不同X、Y坐标处重复进行所述电阻的测定，和所述测试结果的处理，得到蜂窝体内材料密度分布。本发明的方法不对蜂窝造成破坏，属于无损检测方法；方法较为简便，易于实现自动化测试和数据采集；测量较为准确，能满足实际应用的需要。
Description
技术领域
本发明属于蜂窝材料领域，具体涉及一种检测蜂窝体密度分布的方法。
背景技术
蜂窝材料是一种常用的结构材料，其质量轻，强度高，广泛应用于建筑、航空航天等领域。随着材料向多功能化不断发展，在蜂窝内喷涂或填装其他功能涂料、材料成为蜂窝材料研究的新趋势，并有越来越广泛的实际应用。
然而，蜂窝内喷涂或填装其他功能涂料、材料，其品质控制一直是难题。在很多应用场景中，蜂窝内功能材料的分布情况对蜂窝材料最终的性能有着重要影响，其中，材料的局部密度分布是非常重要的一项技术指标。目前尚无较好的方法在不破坏蜂窝的前提下对蜂窝内局部区域的密度进行测量。
发明内容
鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种检测蜂窝体密度分布的方法，以在不对蜂窝造成破坏的情况下，对蜂窝内局部区域的材料密度进行测量。
本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：
一种检测蜂窝体内材料密度分布的方法，包括以下步骤：
对含有导电内容物或导电涂层的待测蜂窝体标定X、Y方向和坐标；
将第一电极和第二电极分别置于待测蜂窝体的与X、Y坐标相应的上、下表面位置，测定或计算第一电极和第二电极的距离，并通电以测定电极之间的待测蜂窝体的电阻；
处理测试结果，得到待测蜂窝体被测点的密度；
对待测蜂窝体的不同X、Y坐标处重复进行所述电阻的测定，和所述测试结果的处理，得到蜂窝体内材料密度分布。
其中所述待测蜂窝体为绝缘材料蜂窝，例如是芳纶纸蜂窝，或者蜂窝材料电阻远大于导电内容物或导电涂层的蜂窝。
其中待测蜂窝体标定的X、Y方向位于垂直于蜂窝内壁的平面内。
其中第一电极和第二电极之一面积较大，另一个面积较小，较小电极表面的几何中心点位于所需测定的X、Y坐标处，较大电极覆盖与较小电极覆盖的区域对应的区域，则在处理测试结果时，电极面积可直接采用较小电极面积，方便计算，并且结果更准确。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：不对蜂窝造成破坏，属于无损检测方法；方法较为简便，易于实现自动化测试和数据采集；测量较为准确，能满足实际应用的需要。
附图说明
图1为本方法原理的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明的技术原理是，由于大部分功能涂料、功能材料具备一定的导电性，而蜂窝壁一般不具备导电性，从而有可能通过测量蜂窝局部导电性的方法，对蜂窝内局部区域的材料密度进行测量。本发明的技术方案不对蜂窝造成破坏，结果较为准确，易于自动化，便于实际应用。
实施例
如图1所示，取90mm*90mm*10mm的一片蜂窝10(蜂窝孔格平行于最短边)，所述蜂窝10的基体可以为绝缘材料蜂窝，在本实施例中采用的是芳纶纸蜂窝，或者是蜂窝材料电阻远大于导电内容物或导电涂层的蜂窝，X、Y方向分别为蜂窝片的两个长边方向。尽管本例中采用的蜂窝片为长方体形状，不过也可采用其它形状，比如楔形。
向蜂窝中手工填入石墨烯气溶胶颗粒(一种导电功能材料)；随后，取一片10mm*10mm铜片为第一电极1，其面积S＝100mm2，取一片90mm*90mm铜片为第二电极2，将第二电极2置于蜂窝一面；将蜂窝另一面划为9*9的网格，以第一电极1依次覆盖每个网格。此时，第一电极1和第二电极2的距离为h＝10mm(电极间距可通过测定电极表面距离，或根据待测蜂窝体几何模型进行计算得到)，电极表面清洁平整，和待测蜂窝体表面互相接触，并且第一电极1表面的几何中心点位于所需测定的X、Y坐标处，第二电极2覆盖与较小电极覆盖的区域对应的区域。
对9*9网格中每个位置，以万用表测量第一电极和第二电极间填入材料的电阻值R，此时电压、电流不产生明显热效应；共计得到81个值。随后，采用电阻值计算出每个10mm*10mm*10mm区域5内材料的电阻率ρ，公式为ρ＝R*S/h。
测试已知密度的标样数据，得到一组密度d与电阻率ρ的数据，利用数据处理软件，根据粉体密度与电阻率的经验公式：ρ＝ρp/(d-dc)k进行非线性拟合，其中ρp、dc、k为拟合常数，dc为阈值密度。得到各常数的值后，用各点的电阻率按上式计算得到各点的局部材料密度，然后绘制出该蜂窝体内材料的密度分布图。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种检测蜂窝体内材料密度分布的方法，包括以下步骤：
对含有导电内容物或导电涂层的待测蜂窝体标定X、Y方向和坐标；
将第一电极和第二电极分别置于待测蜂窝体的与X、Y坐标相应的上、下表面位置，测定或计算第一电极和第二电极的距离，并通电以测定电极之间的待测蜂窝体的电阻；
处理测试结果，得到待测蜂窝体被测点的密度；
对待测蜂窝体的不同X、Y坐标处重复进行所述电阻的测定，和所述测试结果的处理，得到蜂窝体内材料密度分布。
2.按照权利要求1所述的方法，其中所述待测蜂窝体为绝缘材料蜂窝，或者蜂窝材料电阻远大于导电内容物或导电涂层的蜂窝。
3.按照权利要求2所述的方法，其中所述待测蜂窝体为芳纶纸蜂窝。
4.按照权利要求1所述的方法，其中待测蜂窝体标定的X、Y方向位于垂直于蜂窝内壁的平面内。
5.按照权利要求1所述的方法，其中第一电极和第二电极之一面积较大，另一个面积较小，较小电极表面的几何中心点位于所需测定的X、Y坐标处，较大电极覆盖与较小电极覆盖的区域对应的区域。
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| CN109738331A CN109738331A (zh) | 2019-05-10 |
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