[发明专利]一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法

权利要求书

1.一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备含有不同孔隙率的玻璃纤维复合材料板；

(2)利用太赫兹时域光谱系统对玻璃纤维复合材料板进行测试，并计算太赫兹光谱特征参数；

(3)采用金相显微照相法对玻璃纤维复合材料板的孔隙率进行标定；

(4)统计具有不同孔隙率的玻璃纤维复合材料板的太赫兹光谱特征参数的差异规律，建立孔隙率检测模型；

(5)对于孔隙率未知的玻璃纤维复合材料板，测量得到它的太赫兹光谱特征参数，即可通过孔隙率检测模型计算出它的孔隙率。

2.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)制备的含有不同孔隙率的玻璃纤维复合材料板均为同一批次材料，制作工艺和流程以及材料结构均基本相同，并且除孔隙外没有别的人工缺陷和自然缺陷。

3.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)采用的太赫兹时域光谱系统工作在透射模式下，实验时样本仓内充满氮气，空气湿度控制在2％以下，温度控制在20℃左右。

4.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)在进行太赫兹透射光谱测试实验时，首先获取在无样本状态下太赫兹波直接通过氮气时的时域波形作为参考，然后再将玻璃纤维复合材料板放置于样本架上，获取太赫兹波通过样本时的时域波形；分别对获取的参考和样本时域波形进行傅里叶变换，得到频域波形，并计算样本在有效测量频率范围内的太赫兹光谱特征参数

a(ω)=2dln4n(ω)p(ω)(n(ω)+1)2---(2)]]>

其中：n为样本折射率，a为样本吸收系数，ω为角频率，为样本信号和参考信号的相位差，ρ(ω)为样本信号和参考信号的振幅之比。

5.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法，其特征在于：所述步骤(3)在金相显微照相法的检测过程中，分别对每一块玻璃纤维复合材料板磨取15个截面，将截面进行打磨和抛光后在金相显微镜下拍照观察并保存图像，通过图片处理器，将截面图像放入方格中，计算出有孔隙的方格数占总方格数的比率得到面孔隙率，最后将15个截面的孔隙率求和后取平均值，即得到样本的体积孔隙率。

6.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法，其特征在于：所述步骤(4)统计具有不同孔隙率的玻璃纤维复合材料板的太赫兹光谱特征参数的差异规律，选取最能区分孔隙率的太赫兹光谱特征参数，用于建立玻璃纤维复合材料孔隙率太赫兹检测模型，假设有多个太赫兹光谱特征参数均能有效区分孔隙率大小，则可分别采用多个参数建立孔隙率检测模型，在实际应用时，可将多个孔隙率检测模型结合使用，便于孔隙率检测结果的对比验证，孔隙率和太赫兹光谱特征参数的关系模型如下式所示：

b＝c₀+c₁p+c₂p²+c₃p³+… (3)

其中：b为太赫兹光谱特征参数，p为孔隙率，c₀、c₁、c₂和c₃分别为待定系数；利用实验所得孔隙率和太赫兹光谱特征参数数据，拟合出各项待定系数，进而可以得出孔隙率和太赫兹光谱特征参数之间的确切关系，逐渐增加模型的阶数，拟合较高阶模型，直到再增加模型的阶数而拟合精度不再显著提高为止。