本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在導(dǎo)電復(fù)合材料的制備過程中，對于復(fù)合材料的固化反應(yīng)檢測通常有阻抗分析儀法和光纖傳感器檢測法，但都存在局限性，阻抗分析儀法代價(jià)昂貴，高精度阻抗分析儀價(jià)格很高；光纖傳感器檢測法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋪設(shè)傳感器繁多。兩種方法都無法實(shí)時(shí)顯示出導(dǎo)電復(fù)合材料內(nèi)部的電導(dǎo)率的變化，缺乏導(dǎo)電顆粒的詳細(xì)分布信息，并且不能通過實(shí)時(shí)控制磁場以及加熱溫度等來制備具有更加準(zhǔn)確電特性的導(dǎo)電復(fù)合材料?；谏鲜鲈?，需要對現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備進(jìn)行改良，以提高產(chǎn)品的電性能。

電阻抗斷層成像技術(shù)是一種無損成像的技術(shù)，根據(jù)被測物質(zhì)組成部分的不同以及同種物質(zhì)在不同狀態(tài)下具有不同電阻抗特性的特點(diǎn)，在物體表面貼附電極并且注入電流以測量電極電壓，然后利用測得的電壓數(shù)據(jù)結(jié)合圖形重構(gòu)算法來構(gòu)建基于物體內(nèi)部電阻抗的斷層成像。但是，迄今為止，電阻抗斷層成像技術(shù)并沒有在為制備高性能精準(zhǔn)導(dǎo)電復(fù)合材料的檢測中得到應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)，以避免現(xiàn)有技術(shù)中對于固化時(shí)間、磁場強(qiáng)弱以及溫度不可調(diào)控所帶來的資源浪費(fèi)，通過對導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和控制，提高制備導(dǎo)電復(fù)合材料的生產(chǎn)效率，節(jié)約固化時(shí)間及原材料資源。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：設(shè)置能夠?qū)Σ牧夏＞哌M(jìn)行加熱，并對加熱的材料模具形成外加磁場的復(fù)合材料固化單元；設(shè)置電極信號檢測單元，多個(gè)電極呈陣列分布在材料模具的內(nèi)側(cè)壁上，并且與材料模具中的材料形成良好接觸；根據(jù)實(shí)時(shí)采集的電極信號，采用電阻抗成像技術(shù)對導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程中的電導(dǎo)率變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像重構(gòu)，利用重構(gòu)圖像獲得導(dǎo)電顆粒在基體中的分布，并根據(jù)導(dǎo)電顆粒在基體中的分布實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)外加磁場強(qiáng)度，以及實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度。

本發(fā)明制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)也在于：

所述復(fù)合材料固化單元是由分置于頂面和底面的一對支座對絕緣模具形成上下夾持，使絕緣模具固定在中心位置上；加熱片貼合在絕緣模具的頂面和底面，利用加熱片對絕緣模具中的材料進(jìn)行加熱；兩只勵磁線圈由一對支座支承，并分處在絕緣模具的上方和下方，由勵磁線圈產(chǎn)生的磁場作為在對絕緣模具中的材料進(jìn)行加熱時(shí)的外加磁場；

設(shè)置控制器，其用于控制勵磁線圈的電流大小，以及控制電熱片的加熱溫度；設(shè)置信號采集器，其用于采集電極信號；設(shè)置微處理器，其通過對電極信號的處理，利用控制器實(shí)時(shí)為勵磁線圈和電熱片提供控制信號。

本發(fā)明制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)也在于：設(shè)置多路開關(guān)，微處理器利用多路開關(guān)選通采集電極信號。

本發(fā)明制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)也在于：所述多路開關(guān)是連接各電極的高速多路模擬開關(guān)，利用多路開關(guān)不同的選通狀態(tài)控制不同電極的電流輸入組合對以及不同電極的電壓測量組合對。

本發(fā)明制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)也在于：當(dāng)所述重構(gòu)圖像不再發(fā)生變化時(shí)判斷為導(dǎo)電復(fù)合材料固化成型。

本發(fā)明制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)也在于：對于支座中處在絕緣模具頂面上的上支座，在所述上支座的中心呈“T”型固聯(lián)有螺桿，利用螺桿對一對支座進(jìn)行緊固。

本發(fā)明制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)也在于：所述加熱片選用絕緣且耐高溫的陶瓷加熱片。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明通過實(shí)時(shí)檢測固化反應(yīng)過程中導(dǎo)電顆粒在基體中的分布，根據(jù)圖像重構(gòu)提供的信息控制勵磁線圈電流大小及加熱溫度，制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料具有更加準(zhǔn)確的電特性，能有效避免現(xiàn)有技術(shù)因無法實(shí)時(shí)調(diào)控固化參數(shù)而造成的資源浪費(fèi)，有效提高了制備導(dǎo)電復(fù)合材料的生產(chǎn)效率，節(jié)約了固化時(shí)間及原材料資源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為不同狀態(tài)下導(dǎo)電顆粒的分布信息以及圖形重構(gòu)示意。

圖中標(biāo)號：1螺桿；2勵磁線圈；3加熱片；4電極；5導(dǎo)電復(fù)合材料；6絕緣模具；7支座；8微處理器；9輸入裝置；10多路開關(guān)；11信號采集器；12控制器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中制備各向異性導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式是：設(shè)置能夠?qū)Σ牧夏＞哌M(jìn)行加熱，并對加熱的材料模具形成外加磁場的復(fù)合材料固化單元；設(shè)置電極信號檢測單元，多個(gè)電極4呈陣列分布在材料模具的內(nèi)側(cè)壁上，并且與材料模具中的材料形成良好接觸；根據(jù)實(shí)時(shí)采集的電極信號，采用電阻抗成像技術(shù)對導(dǎo)電復(fù)合材料5的固化過程中的電導(dǎo)率變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像重構(gòu)，利用重構(gòu)圖像獲得導(dǎo)電顆粒在基體中的分布，并根據(jù)導(dǎo)電顆粒在基體中的分布實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)外加磁場強(qiáng)度，以及實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度；在導(dǎo)電復(fù)合材料固化過程中，絕緣模具周圍的電極之間的電壓信號不斷發(fā)生變化，當(dāng)重構(gòu)圖像不再發(fā)生變化時(shí)判斷為導(dǎo)電復(fù)合材料固化成型。

如圖1所示，具體實(shí)施中，復(fù)合材料固化單元是由分置于頂面和底面的一對支座7對絕緣模具6形成上下夾持，使絕緣模具6固定在中心位置上；加熱片3貼合在絕緣模具6的頂面和底面，利用加熱片3對絕緣模具6中的材料進(jìn)行加熱；兩只勵磁線圈2由一對支座7支承，并分處在絕緣模具6的上方和下方，由勵磁線圈2產(chǎn)生的磁場作為在對絕緣模具6中的材料進(jìn)行加熱時(shí)的外加磁場。

設(shè)置控制器12，其用于控制勵磁線圈2的電流大小，以及控制電熱片3的加熱溫度；設(shè)置信號采集器11，其用于采集電極信號；設(shè)置微處理器8，其通過對電極信號的處理，利用控制器實(shí)時(shí)為勵磁線圈2和電熱片3提供控制信號；加熱片3選用絕緣且耐高溫的陶瓷加熱片。

設(shè)置多路開關(guān)10，微處理器8利用多路開關(guān)10選通采集電極信號；多路開關(guān)10是連接各電極4的高速多路模擬開關(guān)，利用多路開關(guān)10不同的選通狀態(tài)控制不同電極的電流輸入組合對以及不同電極的電壓測量組合對，輸入裝置9作為人機(jī)對話終端。

對于支座中處在絕緣模具頂面上的上支座，在上支座的中心呈“T”型固聯(lián)有螺桿1，利用螺桿1對一對支座進(jìn)行緊固，使加熱片與絕緣模板得到良好的貼合。

圖2中a1、a2、a3和a4為導(dǎo)電顆粒的狀態(tài)圖，圖2中的b1、b2、b3和b4是與a1、a2、a3和a4所示狀態(tài)一一對應(yīng)的重構(gòu)圖像；其中，a1和b1為初始均勻混合狀態(tài)，隨著固化反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)電顆粒的位置變化成鏈狀，在磁場及加熱作用下，鏈條與垂直方向的切角不斷變化，其中會有切角過大或者為零的情況，即a2和b2所示的中間狀態(tài)，以及a3和b3所示的完全狀態(tài)；通過控制使其達(dá)到了a4和b4所示的預(yù)期狀態(tài)。