TW202104887A - 用於測試複合壓力容器的系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種用於在無需移除外殼的情況下測試複合壓力容器之複合材料的系統及方法，該系統包含用於待測試之壓力容器的至少一個入口/出口，及經由該至少一個入口/出口能接近的一測試區域，且該測試區域包含用於偵測該複合壓力容器之該複合材料的損壞的至少一個儀器。

Description

用於測試複合壓力容器的系統及方法

本發明係關於一種用於測試複合壓力容器的系統及方法，且更具體而言，係關於一種用於在無需移除外殼的情況下針對複合材料的損壞來測試複合壓力容器的系統及方法。

用於儲存氣體及/或液化氣體的複合壓力容器可包含由纖維及聚合物之抗壓複合層圍繞的氣密內襯。襯裡及複合層包含其中配置凸台的至少一個公共開口。然而，無襯裡複合壓力容器亦係習知的。在此，複合材料本身係足夠氣密的以使得襯裡作廢。凸台用於附接閥、入口/出口裝置，該入口/出口裝置用於控制流體進入及離開壓力容器的流動。外殼圍繞複合層且提供耐衝擊保護。外殼可進一步提供豎直配置的圓柱形壓力容器與支承豎直配置的支架。殼體可包括其他特徵件，諸如用於運輸及使底表面與頂表面彼此適應以允許堆疊的手柄。複合氣體容器/壓力容器例如在EP1204833、NO320654B1及WO2011152733中詳細描述。WO2011152732描述用於複合壓力容器的入口/出口系統。

當前，每次用氣體填充複合壓力容器時都要對它們進行目測檢查。目測檢查複合壓力容器需要經訓練之眼睛，因為對於每個壓力容器，檢查員僅具有幾秒鐘可用。在此短時間內，檢查員必須判定壓力容器是否受損且亦必須嘗試在不取下外殼的情況下評估複合材料是否受損。

在外殼上幾乎沒有或沒有可見標記的情況下，若損壞位於外殼所覆蓋之區域中，則可能難以偵測到損壞。在外殼上存在可見標記的情況下，可能難以判定損壞是否僅位於外殼上或外罩後面的複合材料是否亦受損。

由於取下外殼及檢查複合材料係耗時的昂貴程序之事實，因此較佳地限制移除外殼之必要性。

當前方法之問題在於：在可評估外殼所覆蓋之複合材料的情況下，為了避免歸檔受損壓力容器且使它們恢復循環之風險，有必要取出更多壓力容器以進行進一步詳細檢查。

除了與再填充有關的目測檢查之外，通常定期(諸如每五年)對壓力容器進行重新驗證。目前，重新驗證過程需要移除殼體，這係耗時且昂貴的。作為過程之部分，對壓力容器進行加壓且檢查所加壓之壓力容器。此外，受控加壓係耗時過程且由於更高壓力而需要特定安全協定。

因此，本發明之目的係克服上文所提及之問題。

另一目的係能夠在無需從其中含有複合元件的外殼移除複合元件的情況下執行該方法。

另外，目的係該方法及該設備提供幾乎即時的結果，使得偵測可關於再填充而執行、先於再填充，而無需顯著延遲再填充過程。

此外，目的係提供一種可在無需對壓力容器進行加壓的情況下執行的方法。

另一目標係提供一種用於標識壓力容器及隨時間推移收集關於壓力容器的資料的系統。

又一目的係為設備提供自動移除具有令人不滿意的條件的複合壓力容器或向不處於令人滿意的條件的壓力容器添加標識的方法。

又一目的係提供一種可擴展以獲得關於每個測試壓力容器的附加信息的系統及方法。

本發明提供一種用於偵測壓力容器(特別是複合元件)之條件的系統及方法。

本發明提供一種用於測試包含複合材料層及外殼的複合壓力容器的系統，其中該系統包含用於待測試之壓力容器的至少一個入口/出口，及經由該至少一個入口/出口能接近的測試區，其中該測試區包含用於偵測該複合壓力容器的損壞的至少一個儀器，該用於偵測該複合壓力容器的損壞的至少一個儀器包含： a. 振動引發器，該振動引發器用於經由激振點將給定頻率及振幅的至少一組振動引至該複合壓力容器之該複合材料， b. 相干雷射光源，該相干雷射光源曝露該壓力容器之至少一部分， c. 測振儀，該測振儀用於記錄從該壓力容器之表面反射的該雷射光，從而在該壓力容器之該複合材料的振動圖案中評估振幅及相位資料兩者。

該系統不需要移除殼體或對容器加壓以評估該複合壓力容器。複合壓力容器應當在殼體中包含至少一個開口或貫穿孔，該至少一個開口或貫穿孔用於將激振點配置在複合材料上或替代地可將激振點配置在與複合材料接觸的一部分(諸如容器之入口/出口閥或凸台之元件)上。另外，一或多個開口/貫穿孔使雷射光自複合材料的反射到達測振儀，這對測試結果之品質具有積極影響。

根據壓力容器之大小，可包括更多激振點，且此等激振點可分佈在壓力容器上以將整個容器設置處於振動。在系統之一個態樣，其包含激振點夾具，該激振點夾具在激振點與複合材料之間提供足夠的接觸壓力。夾具可包含待與入口鄰近地配置到壓力容器的數個均勻分佈的激振點及待與壓力容器之入口相反地與壓力容器之複合材料接觸的數個均勻分佈的激振點。在此實施例中，自相對兩端的激振點開始依次進行振動圖案之激振及形成。當使用自每一端的激振來分析容器之最靠近各個激振點的部段時，此配置可提供改善之影像/分析。特別地，對於長形容器，這是有利的，因為在振動已經自激振點行進較短距離的情況下振動被較少地阻尼。

在一個實施例中，系統之測試區可與周圍的振動噪聲隔離。在上文關於夾具所討論之實施例中，夾具可由於實現與振動噪聲的隔離。替代地或另外地，測試區可配置在與現有壓力容器輸送器結構平行的單獨部段中。

在另一實施例中，測試區中的溫度保持穩定以使相干雷射器的條件最優化。

該系統提供一種可能性：亦可在外殼所覆蓋的非可見區域中分析壓力容器之複合材料，從而使得可藉由分析振動圖案來推斷複合材料是否損壞。

複合壓力容器可包含內襯及固定到該襯裡及複合材料的凸台，且提供經調適以固定閥或用於控制填充及排空壓力容器的其他裝置的入口/出口。

激振點可放置在複合層上的任何位置。較佳配置為激振點經配置成與凸台之入口/出口裝置鄰近地與複合材料接觸。若系統安設成與壓力容器填充站連接，則壓力容器將包含配置在凸台之開口中的閥，且激振點可與閥或固定到凸台的閥或凸台之可用於配置激振點的元件鄰近地配置在複合材料上，只要振動在複合材料中的分佈是可再現的即可。

在本發明之較佳實施例中，存在兩個激振點，其中一個經配置成與凸台之入口/出口裝置鄰近地與複合材料接觸且另一個經配置成在與凸台相反的一端處、較佳地在壓力容器之底部處與複合材料接觸。在測試期間，壓力容器可安置在此等激振點上。

在系統之一個態樣，該頻率在1 kHz-50 kHz之範疇內，較佳地在2 kHz-40 kHz之範疇內。

在系統之另一個態樣，該振幅在1 nm-40 nm、較佳地5 nm-35 nm之範疇內。

在系統之另一態樣，該至少一個儀器另外地為一熱圖形攝影機。系統可進一步包含用於在測試區之前或在測試區中加熱壓力容器的裝備，且熱圖形攝影機將提供關於壓力容器之溫度的資訊，且可監測隨時間推移的溫度變化。壓力容器的損壞有可能導致不均勻的溫度分佈。

在又另一個實施例中，系統可包含選自線雷射器、3D攝影機、2D攝影機、近紅外光源與攝影機的另外的儀器。此等另外的儀器可用於執行對複合壓力容器的附加分析，包括檢驗包括外殼的複合壓力容器的損壞。

在系統之另一態樣，系統裝配有標識註冊讀取器，該標識註冊讀取器用於讀取附接到每個壓力容器的唯一ID標記。在此態樣，系統能夠將獲取資訊與壓力容器之唯一ID相連接。另外，關於此態樣，系統可包含或連接到資料庫，其中壓力容器之該唯一ID與測試結果一起存儲在資料庫中。以此方式，系統能夠在每次通常在每次再填充之前測試壓力容器時收集關於每個壓力容器的資訊。除了隨時間推移提供測試結果之外，此資料庫亦將提供關於再填充頻率的資訊、隨時間推移的可見外觀及系統所測量之其他資訊。可追溯性可提供待基於壓力容器之壽命之外的其他準則(諸如填充之數目、測試結果或其組合)來更改重新驗證計劃的可能性。

本發明亦提供一種用於測試包含複合層及外殼的複合壓力容器的方法，其中該方法包含以下步驟： -將該複合壓力容器配置在測試區中，該測試區包含用於偵測該複合壓力容器之該複合層的損壞的至少一個儀器。

在方法之一個態樣，該用於偵測該複合壓力容器的損壞的至少一個儀器包含：振動引發器，該振動引發器用於經由激振點引發給定頻率及振幅的至少一組振動；相干雷射光源，該相干雷射光源曝露該壓力容器之至少一部分；測振儀，該測振儀用於記錄從該壓力容器之表面反射的該雷射光，從而在該壓力容器之該複合層的振動圖案中評估振幅及相位資料兩者。

在方法之另一態樣，該頻率在1 kHz-50 kHz之範疇內。

在方法之又另一個態樣，該振幅在1 nm-40 nm之範疇內。

在方法之另一個態樣，若干組振動自該激振點快速連續地發送，且每組具有不同的頻率及/或振幅，從而提供另外的詳細結果。

在方法之一個態樣，該一或多個儀器應用於提供關於壓力容器之條件的資訊，其中此一或多個儀器選自線雷射器、3D攝影機、2D攝影機或近紅外光源與攝影機。在此態樣，該方法可包含以下步驟： - 準備待測試之複合壓力容器之影像； - 將該影像與完好壓力容器之影像進行比較；及 - 決定差異程度。

本文所使用之術語「完好」係指不具有任何損壞的複合壓力容器，諸如品質得到認可的、新的且未使用的複合壓力容器。

完好複合壓力容器之影像可根據一個容器或藉由組合數個容器的資料以提供用於比較的完好容器的共同基線來準備。

對於任何特定容器，將存在較小程度的差異，其在生產變化內且因此係可接受的。此外，期望在使用期間特別注意外殼的一些製品。此類製品可以能夠偵測為差異且提供有價值的資訊，但不可視為會導致容器無法接受再填充的損壞。

在一個態樣，系統及方法可進一步與稱重站組合以決定待測試之容器是否含有相當數量的液化氣體，因為該含量可能影響振動以及由於複合材料的至少部分透明的性質而直接可見，所以必須調整分析。

應瞭解，不同的測試方法既可單獨應用也可組合應用。

在一個態樣，該方法可包含用標識註冊讀取器讀取附接到該壓力容器的唯一ID標記之步驟。另外，該方法可包含將該壓力容器的該唯一ID標記與測試結果一起存儲在資料庫中之步驟。此方法使得可比較隨時間推移的測試結果並提供隨時間推移的其他觀察資料及在該儀器係再填充過程之一部分的情況下的再填充之頻率。

在一個態樣，激振源為蜂鳴器或壓電元件。

第1圖係複合壓力容器之側視圖。用於儲存氣體及/或液化氣體的複合壓力容器包含氣密內襯。此氣密內襯由纖維及聚合物之抗壓複合層1圍繞。襯裡及複合層1包含至少一個公共開口。在此開口中配置有凸台。該凸台用於附接容器之入口/出口裝置。該入口/出口裝置控制氣體進入及離開壓力容器的流動。入口/出口裝置2較佳地可包含閥。

外殼3圍繞複合層1且提供耐衝擊保護。外殼3設置有間隙4，間隙4形成貫穿孔，複合層1藉由該等貫穿孔可見。外殼3可進一步包括頂部部分5，頂部部分5用於保護入口/出口裝置2。頂部部分5可包括其他特徵件，諸如用於提升壓力容器的手柄6。此等手柄6亦可充當允許在儲存及運輸期間堆疊的支座。

外殼3之底表面可經調適以在堆疊時接納頂部部分5之手柄6。

在替代實施例中，複合層係氣密的，從而使得內襯為可選的。在此實施例中，凸台將固定到複合層。

第2圖係複合壓力容器或氣體容器之分解圖。複合壓力容器可包含內襯。此內襯為氣密襯裡。在氣密內襯的外面，存在複合材料層1。複合材料層1係抗壓的。替代地，複合層1既係氣密的又係抗壓的，從而使得單獨襯裡作廢。在抗壓複合材料層1的外面，存在外殼3。外殼3對抗衝擊。外殼3可進一步提供豎直配置的圓柱形壓力容器與支承豎直配置的支架。殼體3可包括其他特徵件，諸如用於運輸及調適以允許底表面與頂表面相互作用以使得堆疊更簡單的手柄6。可選之內襯及複合層1包含其中配置凸台的至少一個公共開口。在凸台中，可固定入口/出口裝置2。該入口/出口裝置控制流體進入及離開壓力容器的流動。

第3圖係根據本發明之較佳實施例的測試區域之側視圖。測試區域具有用於待測試之壓力容器的至少一個入口/出口。在於測試區域中進行測試之後，所測試之壓力容器藉由至少一個出口離開測試區域。出口可進一步裝配有用於選擇性地移除受損壓力容器的設備。

干涉術之一般技術係已知的且用於其他技術領域內。簡言之，方法為將物體曝露於相干雷射光且在物體經受負荷時測量表面之變化。此處使用的負荷係基於振動負荷。以奈米精度重建物體之運動。然後，可使用振幅及相位資料兩者來找出物體振動圖案中的差異及偏差。例如EP 2929305及WO 2017085457、專利申請GB1809011.8及其中討論的先前技術中揭示了干涉術。NO20200190描述一種用於使用光干涉藉由使物體以微振動離開且使用雷射器及攝影機決定物體之狀態來分析物體的系統及方法。此處提出的技術以引用方式併入本文。本發明利用基於ESPI的高解析度的非接觸式鐳射技術或可選地光斑錯位干涉術。

測試區域包含在其上放置壓力容器的穩定平台/台座7。另外，測試區域裝配有一或多個儀器，該一或多個儀器經調適以偵測複合壓力容器的故障或損壞。

在本發明之較佳實施例中，該一或多個儀器包含測振儀8。測振儀8讀取引至複合壓力容器的振動。振動經由激振點9引至複合層的複合材料。激振點9可為蜂鳴器。在所說明的實施例中，蜂鳴器經由附接到訊號產生器10的訊號電纜獲得訊號。訊號產生器10可經程式化以將訊號發送到激振點9，激振點9將訊號轉換為一定頻率及振幅的振動。

替代地，訊號產生器10可經程式化以快速連續地將若干組訊號發送到激振點9，其中激振點9快速連續地將訊號轉換為若干組振動，其中每組振動具有不同之頻率及/或振幅。

振動可具有在1 kHz-50 kHz之範疇內的頻率及低於50 nm、較佳地在1 nm-40 nm或5 nm-35 nm之範疇內的振幅。

激振點必須與複合層緊密接觸，較佳地用至少5 kg-20 kg的力將其壓到壓力容器之複合材料上。

激振點9可與閥2鄰近地附接到複合材料。然而，熟習此項技藝者將認識到，激振點9亦可位於複合層之任何部分上。外殼設置有開口/貫穿孔，其使得在無需移除外殼的情況下可見地接近複合層之區域。

在本發明之較佳實施例中，存在多於一個激振點。

較佳地，該系統能夠在一個測試中一次檢驗整個壓力容器。在此實施例中，激振點附接到壓力容器之複合材料。振動將自一或多個激振點開始沿著壓力容器之複合材料擴散。藉由多於一個雷射器及/或使用反射鏡，容器之所有側面可同時接收雷射光。藉由配置多於一個測振儀，可同時在容器之多於一個側面上進行振動圖案讀取及損壞分析。在一個實施例中，兩個組合的測振儀與雷射器儀器與兩個反射鏡組合應用。每個儀器藉助反射鏡將能夠分析容器之兩個相鄰側面，且該兩個儀器組合進行容器的360°分析，而無需移動容器。

在本發明之較佳實施例中，存在兩個激振點。

第一激振點經配置成與凸台之入口/出口裝置鄰近地與複合材料接觸。第二激振點經配置成在容器之底部處與複合材料接觸。在測試期間，容器安置在此等激振點上。

容器安置在該等激振點上的益處在於：激振點消除來自測試區外部的不需要的振動，以免干擾來自激振點的振動。不需要的干擾可能導致故障讀取。

複合壓力容器曝露於來自相干雷射光源12的相干雷射光。雷射光在壓力容器上反彈且由測振儀8記錄。

掃描結果由資料處理器分析，從而導致認可壓力容器且資料處理器向系統發送允許壓力容器自測試區前進到再填充的信號或不認可壓力容器且向系統發送不允許壓力容器前進到再填充。

掃描結果亦可立即在電腦螢幕上讀取且另外以壓力容器之單獨ID標記儲存在資料庫11中。ID可由ID掃描器讀取。ID標記可為條碼、QR碼、序列號、RFID芯片或任何其他類型的合適ID標記。

資料庫可用於監測壓力容器壽命、填充次數及重新測試或進一步測試的需要。

上述較佳實施例中使用的方法係使複合壓力容器經受負荷。在此實施例中，負荷為由換能器之使用而引發的振動之形式。然而，負荷亦可為熱或真空。

振動以激振波形式自激振點9開始在整個複合材料中傳播。

另外，複合壓力容器曝露於相干雷射光。整個壓力容器可一次曝露或一次曝露一個部段或替代地僅壓力容器之一個部段。雷射光從壓力容器之表面反射且由一或多個測振儀8記錄。

當複合壓力容器經受振動及相干雷射光時，由測振儀8以奈米精度重建複合壓力容器之運動。然後，可使用振幅及相位資料兩者來找出物體振動圖案中的差異及偏差。

在未受損複合壓力容器中，激振波自激振點9開始且沿整個複合材料之圓柱壁向下均勻地傳播。因此，在所有可用區域中觀察到清晰且一致的訊號。可用區域為外殼中的間隙/開口，或區域不受外殼保護。在一個實施例中，與外殼之表面區域相比，開口之區域介於20%-80%、較佳地30%-70%、更較佳地40%-60%之間。

對外殼的激振遵循與複合材料中的圖案顯著不同的圖案，因此容易在外殼與複合材料之間進行區分。

在受損複合壓力容器中，激振波在大多數可見區域中具有不一致的波圖案。因此，激振波在大多數可見區域中顯示出顯著不規則。

當在未受損圓柱體及受損圓柱體中比較波傳播時，可從視覺上決定哪個圓柱體受損。該決定較佳地由資料處理器執行。分析可包括在不同振動頻率下進行的許多掃描。另外，可將獲得的結果與完好容器在不同振動頻率下的期望結果進行比較。容器受損的決定可基於不同振動頻率下期望振動圖案的變化。

藉由數字記錄、掃描及圖像儲存，自動系統可為每次檢查提供圖形及數字文件記錄。對於建立自動系統可使用的接受準則，存在若干種方案。

基於保守準則，系統可提供接受/拒絕結果。在此種情況下，所檢查之壓力容器將被移除且在定位到指示時不進行再填充。

方法可用於初始篩選。若指示了缺損或損壞，則隨後對複合壓力容器進行更徹底的拆卸及進一步檢查。

若複合壓力容器配備有ID標記，則亦可將缺損/損壞的指示存儲在資料庫11中且可隨時間的推移監測缺損/指示。

可使用用於偵測壓力容器上的故障的不同儀器及方法，且熟習此項技藝者將瞭解，可組合應用該等儀器及方法以獲得關於壓力容器的更多資訊。

其他儀器可為線雷射器、2D攝影機、3D攝影機或近紅外光源與攝影機。

在本發明之實施例中，成像可為用於評估壓力容器損壞的手段。在此實施例中，使用攝影機來準備壓力容器之影像。將此影像與處於完好狀態的壓力容器之影像進行比較。可評估所測試之壓力容器與完好壓力容器之間的任何差異。可使用算法來評估差異並進行判定該等差異是否具有需要記錄以供稍後參考的此種特徵或壓力容器是否需要丟棄、修理或重新驗證。

使用此方法，每次檢驗壓力容器之新影像時可將其與先前影像進行比較。以此方式，可保持跟蹤任何壓力容器上的不規則以查看其是否演變成嚴重到需要丟棄壓力容器的損壞。

藉由使用2D攝影機來進行2D檢查。在使用此方法之較佳實施例中，攝影機為靜止的且壓力容器移動。此方法需要編碼器來標識圖案。另外，此方法需要最優化之光源。最佳地，多色光用於不同情景。另外，兩個設置係可能的，一個針對變形且一個針對表面中的損壞。

可使用3D攝影機或線雷射器來進行3D檢查。在此檢查方法中，壓力容器為靜止的且儀器移動。

使用3D攝影機需要捕獲多個影像。對該等影像進行平均化，且在x、y及z方向上執行高斯平滑。找出壓力容器之中心軸線，基於伺服旋轉來進行點雲拼接，獲取擴展資料，且將該資料放入分類軟體中。

線雷射器使用投射雷射線來找出變形。捕獲雷射光之反射並將其發送到編碼器，該編碼器在極坐標中排列資料。擴展該等坐標並使其居中，且標識高於給定閾值的點數。

3D檢查有助於找出變形且可用於評估圓度。然而，殼體中的圖案需要一次評估整個側面/圖案。

近紅外光源與攝影機可用於在壓力容器曝露於熱時評估壓力容器中的損壞。

藉由組合用於偵測複合材料的損壞的振動技術與諸如2D攝影機及3D攝影機之偵測可見損壞的儀器，可關於損壞及視覺外觀兩者對所測試之壓力容器進行分類。

第4a圖係在未受損壓力容器中的波傳播之影像。此測試中的激振源為蜂鳴器且激振頻率為40 kHz。

在此，可看出激振波自激振點開始且沿整個複合層之壁向下均勻地傳播。藉由外部屏護中的間隙可看見清晰且一致的波圖案。對外部屏護的激振遵循顯著不同的圖案。所使用之儀器為來自Optonor的Vibromap 1000，其包含相干雷射器及測振儀兩者。

第4b圖係在受損壓力容器中的波傳播之影像。此測試中的激振源與第4a圖中的相同，為蜂鳴器，且激振頻率亦相同，為40 kHz。在此，可清晰地看見激振波在大多數可見區域中顯示出顯著不規則。波圖案中的不規則係壓力容器存在影響遍及整個壓力容器的波圖案的損壞的指示。利用此方法，即使損壞被外殼覆蓋，亦可決定壓力容器是否損壞。

第4c圖係在受損壓力容器中的波傳播之影像，損壞位於圓圈內。在此測試中，外殼被取下。此測試中的激振源為蜂鳴器且激振頻率為27 kHz。在此，可清晰地看見激振波顯示出顯著不規則。在此測試中，亦可決定損壞在複合層上的位置。另外，可查看與受損區域相關的不規則如何擴散遍及整個壓力容器。

第4d圖係在受損壓力容器上進行的測試之影像，其中外部屏護被移除。損壞位於圓圈內。此測試中的激振源為蜂鳴器且激振頻率為2 kHz-10 kHz。在此影像中，激振點作為壓力容器上部上的高亮環清晰可見。另外，損壞區域亦作為高亮點可見。

第4e圖係在受損壓力容器上進行的測試之影像，其中外部屏護就位。損壞位於圓圈內。此測試中的激振源為蜂鳴器且激振頻率為2 kHz-10 kHz。損壞區域以增加的振幅回應於激振，從而影響周圍外罩。即使外罩中的較軟材料一般會提供更加不一致的振動圖案，亦可查看損壞如何在外罩中影響振動之指示。

1:複合層 2:入口/出口裝置 3:外殼 4:間隙 5:頂部部分 6:手柄 7:平台/台座 8:測振儀 9:激振點 10:訊號產生器 11:資料庫 12:相干雷射光源

將參考所附附圖進一步詳細描述本發明。熟習此項技藝者將瞭解，第1圖至第3圖僅僅係例示性圖解且本發明可應用於測試不同類型之複合壓力容器，該複合壓力容器包含由外部衝擊保護部分地覆蓋的複合層。

第1圖係複合壓力容器之側視圖。

第2圖係複合壓力容器之分解圖。

第3圖係根據本發明之較佳實施例的測試區域之側視圖。

第4a圖至第4e圖示出測試壓力容器之例示性影像。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

7:平台/台座

8:測振儀

9:激振點

10:訊號產生器

11:資料庫

12:相干雷射光源

Claims (19)

1. 一種用於測試一複合壓力容器的系統，包含：一複合材料層及一外殼，該外殼具有至少一個開口，其中該系統包含用於待測試之壓力容器的至少一個入口/出口，及經由該至少一個入口/出口能接近的一測試區，其特徵在於該測試區包含用於偵測該複合壓力容器的損壞的至少一個儀器，該用於偵測該複合壓力容器的損壞的至少一個儀器包含： a. 至少一個振動引發器，該至少一個振動引發器用於經由至少一個激振點(9)將一給定頻率及振幅的至少一組振動引至該複合壓力容器之該複合材料， b. 一相干雷射光源(12)，該相干雷射光源(12)曝露該壓力容器之至少一部分， c. 至少一個測振儀(8)，該至少一個測振儀(8)用於記錄從該壓力容器之表面反射的該雷射光，從而在該壓力容器之該複合材料的振動圖案中評估振幅及相位資料兩者。
2. 如請求項1所述之系統，其中該頻率在1 kHz-50 kHz之範疇內。
3. 如請求項1或2所述之系統，其中該振幅在1 nm-40 nm之範疇內。
4. 如請求項1所述之系統，其中該至少一個激振點在測試期間用介於1 kg-100 kg、較佳地介於5 kg-20 kg之間的壓力固定到該複合材料。
5. 如請求項1所述之系統，進一步包含：兩個激振點，該兩個激振點放置在該複合壓力容器之相對側面上，經組態以在測試期間將該複合壓力容器之該複合材料固定在該等激振點之間。
6. 如請求項5所述之系統，其中一第一激振點經配置成與一該壓力容器之入口/出口裝置鄰近地與該複合材料接觸，且一第二激振點經配置成與該壓力容器之該入口/出口裝置相反地與該複合材料接觸。
7. 如請求項1所述之系統，其中該至少一個儀器另外地選自線雷射器、3D攝影機、2D攝影機、近紅外光源與攝影機。
8. 如請求項1所述之系統，其中該至少一個儀器另外地為一熱圖形攝影機。
9. 如請求項1所述之系統，裝配有一標識註冊讀取器，該標識註冊讀取器用於讀取附接到每個壓力容器的一唯一ID標記。
10. 如請求項9所述之系統，其中該壓力容器之該唯一ID標記與測試結果一起存儲在一資料庫(11)中。
11. 一種用於測試包含一複合層及一外殼的一複合壓力容器的方法，其特徵在於該方法包含以下步驟： -將該複合壓力容器配置在一測試區中，該測試區包含用於偵測該複合壓力容器的損壞的至少一個儀器。
12. 如請求項11所述之方法，其中該外殼包含至少一個開口，且其中該用於偵測該複合壓力容器的損壞的至少一個儀器包含：一振動引發器(10)，該振動引發器(10)用於經由一激振點(9)將一給定頻率及振幅的至少一組振動引至該複合材料；一相干雷射光源(12)，該相干雷射光源(12)曝露該壓力容器之至少一部分；一測振儀(8)，該測振儀(8)用於記錄從該壓力容器之表面反射的該雷射光，從而在該壓力容器之該複合層的振動圖案中評估振幅及相位資料兩者。
13. 如請求項12所述之方法，其中該頻率在1 kHz-50 kHz之範疇內。
14. 如請求項12或13所述之方法，其中該振幅在1 nm-40 nm之範疇內。
15. 如請求項12所述之方法，其中若干組振動自該激振點(9)快速連續地發送，且每組具有一不同頻率及/或振幅。
16. 如請求項11所述之方法，其中該至少一個儀器選自線雷射器、3D攝影機、2D攝影機或近紅外光源與攝影機。
17. 如請求項16所述之方法，其中該方法包含以下步驟： 準備待測試之複合壓力容器之一影像； 將該影像與一完好複合壓力容器之一影像進行比較；及 決定差異程度。
18. 如請求項11所述之方法，其中該方法包含用一標識註冊讀取器讀取附接到該壓力容器的一唯一ID標記之步驟。
19. 如請求項18所述之方法，其中該方法包含將該壓力容器的該唯一ID標記與測試結果一起存儲在一資料庫(11)中之步驟。

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