[发明专利]低密度烧蚀材料质量检测设备及其检测方法

说明书

本发明公开低密度烧蚀材料质量检测设备及其检测方法，检测设备包括工作台、填料压实装置、PLC称重装置、工控机、图像取样装置(包括显微镜和图像取样平台)和控制柜。填料压实装置、PLC称重装置、工控机、图像取样平台依次安装在工作台上，显微镜安装在图像取样平台上方。本发明将密度和均匀度检测集成在一个工作台上，通过工控机和控制柜实现预混料的适当压实得到体积，PLC称重装置得到预混料的重量，计算得到密度，从而实现超薄壁中空填料的破损率检测。图像取样平台和显微镜实现压实平整的填料的取像，利用算法实现超薄壁中空填料均匀度定量分析计算。本发明设备及检测方法可极大地减小测试误差，可建立密度和均匀度数据库，便于后续查找和优化。

技术领域

本发明涉及检测设备领域，具体是指一种低密度烧蚀材料预混料的质量检测设备，该设备用于检测低密度烧蚀材料预混料的密度和均匀度，本发明还涉及一种低密度烧蚀材料预混料的质量检测方法。

背景技术

随着航天技术的发展，对航天器表面的热防护材料的性能要求越来越高。低密度烧蚀材料中加入了大量的超薄壁中空填料(玻璃微球、酚醛微球)和高性能碳纤维，而这些增强材料的分散均匀性直接影响烧蚀材料的机械性能和烧蚀性能。另外，酚醛微球在强剪切力作用下容易破损，从而失去减重和改性作用，而酚醛微球的破损率与预混料的密度线性相关，通过测量预混料的密度表征酚醛微球破损情况。

目前，对超薄壁中空填料和碳纤维的分散均匀性缺乏检测方法，主要通过经验及人眼主观意识的判断，只能定性分析，且存在较大误差。对超薄壁中空填料的破损率主要通过手工填充称量瓶检测密度，受人为因素影响较大，检测结果不够准确。针对上述问题，本发明对低密度烧蚀材料预混料的质量检测方法进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低密度烧蚀材料预混料的质量检测设备，以解决现有简陋的人工检测方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种低密度烧蚀材料预混料的质量检测设备，包括：工作台、填料压实装置、填料容器、PLC称重装置、工控机、图像取样装置和控制柜，图像取样装置包括显微镜和图像取样平台,填料压实装置、PLC称重装置、工控机、图像取样平台依次安装在工作台上并排成一列；显微镜安装在图像取样平台上方，控制柜实现各部分的控制安装在工作台下方。

本发明涉及的低密度烧蚀材料质量检测设备，所述填料压实装置主要包括伺服电机、减速箱、联轴器、推力球轴承、上支撑板、下支撑板、滚珠螺母、滚珠丝杠、支撑立柱、光轴导轨、花键导轨、位移传感器、压力传感器、填料元件和急停开关；所述下支撑板安装在底座上，平稳的放置在工作台上；所述支撑立柱固定在下支撑板上，与上支撑板连接；所述光轴导轨、花键导轨固定在上下支撑板之间；所述上支撑板中心设有通孔，所述滚珠丝杠从通孔穿过；滚珠丝杠上方通过联轴器与减速箱低速轴相连，减速箱高速轴与所述伺服电机相连；所述推力球轴承通过滚珠丝杠安装在上支撑板和联轴器之间；所述滚珠螺母与光轴导轨、花键导轨和滚珠丝杠相连，所述填料元件通过滚珠丝杠安装固定在滚珠螺母上；所述位移传感器安装在上支撑板上，与填料元件连接；所述压力传感器固定在下支撑板之上，上边可放置填料容器。

本发明涉及的低密度烧蚀材料质量检测设备，所述填料容器包括下底座、上容器、搭扣和压盖；所述上容器置于下底座上方，上容器和下底座通过搭扣连接；上容器具有贯通的圆柱形空腔，所述压盖可放置在上容器的空腔内。

本发明涉及的低密度烧蚀材料质量检测设备，所述图像取样装置主要包括底座、上移动平台、下移动平台、步进电机、显微镜托台、显微镜、相机和LED灯；所述底座放置在工作台上；所述下移动平台固定在底座上，上移动平台可在下移动平台上移动；两个步进电机固定在下移动平台两侧；所述显微镜托台安装在底座上，所述显微镜安装在显微镜托台的圆柱孔上；所述相机安装在显微镜上方；所述LED灯安装在显微镜下方。

本发明涉及的低密度烧蚀材料质量检测设备，所述控制柜固定在工作台下方，通过电子电气线路与填料压实装置、PLC称重装置、工控机、图像取样装置连接。