一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法及装置，属于无损检测技术领域。所述方法为：检测时，检测装置和检测材料有相对运动，通过连续采集信息和计算导电参数来判定所测导电材料的质量；所述信息包括但不限于电压、电流、位置，所述信息是连续信息；所述导电参数包括电导率和/或导电率，由连续采集到的电压信息和所测区间材料的尺寸信息计算得到；将所获实际导电参数与标准导电参数进行比对，当|实际导电参数‑标准导电参数|/标准导电参数大于等于缺陷判断阈值时，判定所述实际导电参数对应区域存在缺陷，当|实际导电参数‑标准导电参数|/标准导电参数小于缺陷判断阈值时，则判定所述实际导电参数对应区域质量合格。

A method and device for nondestructive testing of conductive material quality based on conductive parameters

【技术实现步骤摘要】
一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法及装置
本专利技术涉及一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法及装置，属于无损检测
，具体属于连续的无损检测

技术介绍
现代工业对材料及其制品的质量要求不断提高，但是，由于缺乏高效的在线检测和监控系统，导致生产质量没有保障。建立材料生产过程中的在线信息采集和检测系统，通过灵敏的信息反馈和生产工艺控制来提高产品的质量，一直是生产单位非常关注的问题。目前使用最多的在线质量检测方法有：红外检测法、涡流检测法、漏磁检测法、基于图像的表面质量检测法，但均存在一定局限性。红外检测法最大检测深度仅有1mm，并且数据波动大；涡流检测法可灵敏检测出表面的裂纹、刮伤、夹杂物、凹坑等缺陷，但响应速度慢，不适用于高速运动的材料或连续的材料生产线；漏磁检测法仅适用于铁、钴、镍等磁性物质，对于非磁性物质无法检测，对缺陷的分类识别能力较差，且测量精度易受环境影响；基于图像的表面质量检测法能准确检测出表面缺陷，但是，难以检测出内部缺陷。同时，上述检测方式的检测装置多为静态放置，或受装置结构限制不便运动，不适用于难以移动材料的检测。此外，生产中常常涉及高温环境，上述检测方法难以实现连续的在线高温检测。论文《Non-destructiveevaluationofdegradationinmultilayeredthermalbarriercoatingsbyelectrochemicalimpedancespectroscopy》中使用斜置式方形四探针测试仪测试了大型硅片微区薄层电阻，得到了硅片电阻值分布规律，检测是离散的，只能以测点间距为最小单位进行粗略分析，由于缺少连续的信息采集，无法对每个电阻值波动的原因进行分析。专利CN201310530795.2中公开了一种电阻测试装置，能够测量样品在变温环境下的电阻变化情况，但所述专利未涉及信息采集及分析，且所测区域固定不变。论文《ElectricalResistivityandThermalConductivityofPureAluminumandAluminumAlloysuptoandabovetheMeltingTemperature》中采用直流四点法测量了纯铝在立式加热炉中的电阻与温度的变化情况，其温度在0℃-800℃范围内变化，但所述测量装置和样品均为静态的，并且立式加热炉无法容纳较长样品。以上现有技术均是对检测样品进行分段或分点逐个检测，时间和空间均为离散的，不能连续获取所测材料的信息，极有可能导致关键信息丢失，难以准确判定信息的实际突变点、变化过程和变化程度，致使某些特征数据无法获取或者直接被平均化，最终难以对检测材料的质量及其缺陷特征进行判定。本专利技术的检测装置和检测材料之间可以有相对运动，并且能够连续采集导电材料信息，并基于采集到的连续信息进行系统计算和分析，进而实现缺陷判定和质量检测。本专利技术能对运动或静止的材料进行检测，既可以实现连续检测，也可实现离散检测，兼具现有离散检测技术的所有功能。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提出一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法及装置。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；通过连续采集信息和计算导电参数来判定所测导电材料的质量；所述信息包括但不限于电压、电流、位置，所述信息是连续信息，所述连续信息是连续采集导电材料不同位置的信息；所述导电参数包括电导率和/或导电率，由电压或电流信息及所测区间材料的尺寸信息计算得到。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；由连续采集到的电压或电流信息及所测区间材料的尺寸信息计算实际导电参数时，所述计算采用下述公式中的至少一种：电阻(Ω)＝电压(V)÷电流(A)；电阻率(Ω·m)＝电阻(Ω)×截面积(m2)÷长度(m)；电导率(S/m)＝1÷电阻率(Ω·m)；国际退火铜标准规定，密度为8.89g/cm3、长度为1m、重量为1g、电阻为0.15328Ω的退火铜线，其在20℃的电阻率为1.7241×10-8Ω·m(或电导率为58.0MS/m)，相应导电率为100％IACS。其他材料的电导率(MS/m)和导电率(％IACS)可进行如下换算：导电率(％IACS)＝电导率(MS/m)÷0.58，电导率(MS/m)＝导电率(％IACS)×0.58。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；所述检测装置和检测材料有相对运动，包括下述三种情况：检测装置静止，检测材料运动，定义检测材料运动方向的反方向为检测方向，多用于流程生产材料的检测；检测装置运动，检测材料静止，定义检测装置运动方向为检测方向，多用于难以移动材料的检测；检测装置和检测材料同时以不同速度运动，定义检测材料相对于检测装置运动方向的反方向为检测方向，多用于辅助调节信息采集频率和对特定区域进行检测；所述相对运动优选为连续的相对运动。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；检测装置通过接触端与检测材料接触，接触方式包括但不限于点接触、阵列接触、线接触、面接触；任一接触端与检测材料的接触面积小于等于100mm2，优选为小于等于25mm2，进一步优选为小于等于1mm2，更进一步优选为小于等于0.01mm2，该参数的选择，关系到检测的精度，对于高端检测而言，其在保证物理性能的同时最好选用优选方案。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；在所述接触端中，用于采集信息的接触端之间的间距小于等于3000mm，优选为小于等于1000mm，进一步优选为小于等于500mm，更进一步优选为小于等于100mm，还可进一步优选为小于等于50mm或小于等于25mm。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；定义2个信息采集接触端之间的区域为检测区域，定义检测方向上第1个信息采集接触端为定位接触端，定义采集到第1个信息的状态为起始状态，在起始状态，与定位接触端接触的检测材料位置为信息采集起始点(坐标原点)。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；检测装置在检测材料进、出检测区域的过程中自动采集信息和计算导电参数，并自动画出导电参数-距离(位置)曲线；所述导电参数-距离(位置)曲线的横坐标为检测材料和定位接触端接触的位置与信息采集起始点的距离；所述距离的获取方式包括但不限于直接测量得到、根据时间和速度参数计算得到。本专利技术一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法；当缺陷进入和离开检测区域时，导电参数-距离曲线出现异常和回归正常；图1为导电参数-距离曲线与检测材料缺陷及所在位置对应的示意图，根据采集的第1个信息计算获得导电参数-距离曲线的起点(O点)，O点在检测材料上的对应位置与信息采集起始点的距离为0；A状态为缺陷即将进入检测区域的状态，检测材料由起始状态移动到A状态过程中，检测区域内无缺陷存在，导电参数-距离曲线相应出现OA段，其导电参数在正常参数范围，A点在检测材料上的对应位置与信息采集起始点的距离为50mm；B状态为缺陷刚好完全进入检测区域的状态，检测材料由A状态移动到B状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：检测时，检测装置和检测材料有相对运动，通过连续采集信息和计算导电参数来判定所测导电材料的质量；所述信息包括但不限于电压、电流、位置，所述信息是连续信息，所述连续信息是连续采集所测材料不同位置的信息；所述导电参数包括电导率和/或导电率，由电压或电流及所测区间材料的尺寸信息计算得到；将所获实际导电参数与标准导电参数进行比对，当|实际导电参数-标准导电参数|/标准导电参数大于等于缺陷判断阈值时，判定所述实际导电参数对应区域存在缺陷，当|实际导电参数-标准导电参数|/标准导电参数小于缺陷判断阈值时，则判定所述实际导电参数对应区域质量合格。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：检测时，检测装置和检测材料有相对运动，通过连续采集信息和计算导电参数来判定所测导电材料的质量；所述信息包括但不限于电压、电流、位置，所述信息是连续信息，所述连续信息是连续采集所测材料不同位置的信息；所述导电参数包括电导率和/或导电率，由电压或电流及所测区间材料的尺寸信息计算得到；将所获实际导电参数与标准导电参数进行比对，当|实际导电参数-标准导电参数|/标准导电参数大于等于缺陷判断阈值时，判定所述实际导电参数对应区域存在缺陷，当|实际导电参数-标准导电参数|/标准导电参数小于缺陷判断阈值时，则判定所述实际导电参数对应区域质量合格。


2.根据权利要求1所述的一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：所述缺陷判断阈值用Dr表示，所述Dr的取值大于等于0.0001，优选为0.0001～0.1，进一步优选为0.0001～0.01，更进一步优选为0.0001～0.001。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：当|实际导电参数-标准导电参数|/标准导电参数大于等于Dr时，判定所测区域至少包括1种或1个缺陷；计算Dy，所述Dy＝(Ym-Ys)÷Ys，所述Ys是标准导电参数，所述Ym是实际导电参数的最大值或最小值，所述Dy为缺陷判定因子；Dy＜0时，缺陷种类包括但不限于划痕、凹陷、尺寸偏小、撕裂、裂纹、腐蚀、夹渣、气泡、压痕；Dy＞0时，缺陷种类包括但不限于凸起、耳子、弯折、尺寸偏大。


4.根据权利要求1所述的一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：所述标准导电参数为标样的导电参数，所述标样可以根据标准确定，所述标准为国家标准、行业标准或企业标准。


5.根据权利要求1所述的一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：所述标准导电参数还可以由用户确定，或根据用户确定的标样进行检测和/或计算获得。


6.根据权利要求4或5所述的一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：获取标准导电参数时，标样的检测环境与实际检测环境相同，所述检测环境包括但不限于温度、压强、湿度、噪音。


7.根据权利要求1所述的一种基于导电参数无损检测导电材料质量的方法，其特征在于：所述导电材料的横截面积小于等于1000000mm2，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红英，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43