[发明专利]用于使用定量红外热成像检查复合材料结构的设备、系统和方法

权利要求书

1.一种用于检查结构的表面的缺陷的系统，包含：

检查设备，其包括用于加热所述结构的所述表面的区段的加热装置，用于响应于加热从所述表面接收红外辐射的红外相机，被配置成从接收的红外辐射生成热成像的控制器，和通信装置；

训练系统，其包括专家系统模块，所述专家系统模块被配置成确定在一组热成像和具有缺陷的建模结构元件的参数之间的相关性，所述热成像是通过所述建模结构元件的热模拟生成；和

计算机系统，其通信地联接到所述训练系统和所述检查设备，所述计算机系统适于接收从所述检查设备接收的热成像并且使用从所述训练系统获得的所述相关性检测在所述结构中的缺陷的定量参数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构由复合材料构成。

3.根据权利要求1所述的系统，其中通过所述计算机系统检测的所述定量参数包括位置、深度、取向、缺陷类型和夹带的介质类型。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述训练系统进一步包括缺陷微结构数据库模块，其被配置成生成所述一组建模结构元件，每个结构元件包括集成缺陷。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述训练系统进一步包括虚拟热成像数据库模块，其被配置成执行每个所述建模结构元件的热分析并且生成对应于所述结构元件的瞬态热成像。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述热分析是使用有限元分析执行。

7.根据权利要求1所述的系统，其中每个建模结构元件的参数包括位置、缺陷类型、缺陷大小、缺陷取向和夹带的介质。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述缺陷类型为分层、独特空隙、基质开裂、纤维-基质脱粘、多个空隙和孔中的一种。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述夹带的介质为选择用于检查的液体或气体。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述训练系统进一步包括优化的采集参数模块，其被配置成基于所述结构的材料特性、环境条件和建模结构元件的热分析自动确定用于控制所述检查设备的采集参数。

11.根据权利要求10所述的系统，其中通过所述优化的采集参数模块确定的所述采集参数包括加热模式、加热时间和用于操作所述加热装置的目标热通量水平、以及用于操作所述检查设备的所述红外相机的采集时间。

12.根据权利要求10所述的系统，其中对具有最小和最深缺陷中的至少一种的建模结构元件执行所述热分析。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述计算机系统从所述训练系统接收所述采集参数，并且将所述采集参数传输到所述检查设备。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述专家系统模块采用神经网络来确定在所述一组热成像和所述对应一组建模结构元件之间的所述相关性。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述检查设备包括用于将所述设备固定到所述结构的所述表面的夹紧元件，和用于容纳所述加热元件和红外相机的底盘单元。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述底盘单元滑动地联接到所述夹紧元件并且能够相对于所述结构的所述表面周向旋转。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述底盘单元和夹紧元件联接到可旋转和可平移轮，使得所述检查设备能够周向旋转并且沿所述结构的所述表面纵向平移。