[发明专利]用于复合材料构件损伤快速修复的装置及方法

说明书

本发明涉及复合材料构件修复技术领域，尤其涉及一种用于复合材料构件损伤快速修复的装置及方法，该装置包括：微波发生器、柔性波导管、微波辐射器和温度检测装置；微波发生器包括电源、磁控管输出功率控制器和磁控管，磁控管输出功率控制器通过电源与磁控管连接；微波辐射器包括连接基座、微波扩散罩和微波防漏器，连接基座通过柔性波导管连接磁控管，且微波防漏器通过微波扩散罩与连接基座连接；温度检测装置安装在微波扩散罩内，且温度检测装置与磁控管输出功率控制器通信连接；从而能够方便的实现上述装置的分体布置，提高了该装置的修复应用场景；且利用微波防漏器能够防止微波泄漏，从而避免了微波泄漏对操作人员造成的健康损害。

技术领域

本发明属于复合材料构件修复技术领域，特别是涉及一种用于复合材料构件损伤快速修复的装置及方法。

背景技术

目前复合材料由于其重量轻和强度大的优点而在军事装备中得到了广泛的应用。各种武器装备(如各种导弹和军用飞机)都大量采用先进复合材料，并且逐步向主承力结构上发展以代替重量大的金属，以此降低本身重量来增加用于战斗的载荷。例如坦克的装甲已经发展成铝合金装甲和复合装甲，其中轻质合金材料和复合材料是重要的组成部分。在训练或战时，装备及零部件经常会出现划伤、裂纹、断裂、撕裂、穿孔等损伤现象，严重影响装备的使用性能及战斗性能。由于轻质合金和复合材料的损伤修复不同于钢质零部件的修复，而目仍缺乏有效的技术手段对其进行快速修复，从而严重制约了这些装备作战和保障能力的发挥。利用聚合物基复合材料对损伤装备及其零部件进行粘结、粘贴、堵漏等，是战场抢修中应用最多、最普遍、最有效、最便捷的方法。但聚合物基复合材料在使用过程中，大多需要施加外界条件才能使其固化，达到使用要求。常用的方法有电热毯加热(加热、加压)、紫外光辐射等，这些方法虽然各具特点，但也存在各自的缺点和不足，难以满足战场条件下损伤快速修复的要求。如高温固化现场无加热设备，且需较长时间；室温固化不仅时间更长，而且牺牲了粘结强度；使用快速固化剂不仅牺牲粘结强度，而且材料的保质期短，不便储藏和运输，现场使用也极不方便。

微波作为一种全新的热能技术，具有加热速度快、加热均匀、温度可控、方便、无污染等优点，是近些年来一个很热门的研究方向。利用微波快速固化复合材料贴片来修复装备及零部件的损伤，是一项全新的技术，非常适用于战场抢修。微波修复需要利用微波加热设备实现，现有的复合材料构件修复微波加热设备中，微波发生器产生的微波，需要经过微波辐射器作用于待修复的复合材料表面，由于武器设备待修复位置的空间多狭小，难以大型设备操作，因此存在现有微波加热设备不能适用于空间狭小位置的零部件修复的问题，严重制约设备的常用场景和修复范围。此外，由于待修复零部件表面形状、高低不一，微波加热设备的微波辐射器与修复部位难以完全贴合，导致微波散发，使微波不能更多的作用于待修复部位。上述问题一方面降低了修复效率，更为重要的是，由于微波的泄漏会严重影响操作人员的身体健康；这些都是本领域技术人员所不希望见到的。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种用于复合材料构件损伤快速修复的装置及方法，以解决现有微波加热设备由于设备尺寸问题影响修复适用场景以及微波泄漏的技术问题。

一种用于复合材料构件损伤快速修复的装置，包括：微波发生器(1)、柔性波导管(2)、微波辐射器(3)和温度检测装置(4)；

所述微波发生器(1)包括电源(11)、磁控管输出功率控制器(12)和磁控管(13)，所述磁控管输出功率控制器(12)通过所述电源(11)与所述磁控管(13)连接；

所述微波辐射器(3)包括连接基座(31)、微波扩散罩(32)和微波防漏器(5)，所述连接基座(31)通过所述柔性波导管(2)连接所述磁控管(13)，所述微波扩散罩(32)为锥形结构，且所述微波防漏器(5)通过所述微波扩散罩(32)连接所述连接基座(31)；

所述温度检测装置(4)安装在所述微波扩散罩(32)内，且所述温度检测装置(4)与所述磁控管输出功率控制器(12)通信连接。