[发明专利]一种中空玻璃窗破损检测及定位方法

权利要求书

1.一种中空玻璃窗破损检测及定位方法，包括由两层玻璃和密封框架(2)组成的带有中空腔(4)的中空玻璃窗(1)，其特征在于：还包括通气装置(6)和控制器(7)，所述密封框架(2)四周都安装有压力传感器(3)，所述中空腔(4)与所述通气装置(6)连通，所述控制器(7)与所述压力传感器(3)电连接，通过所述通气装置(6)向所述中空腔(4)内通气，然后通过所述控制器(7)对所述压力传感器(3)接收的压力信号进行检测，从而对玻璃的破损进行判断及破损位置的定位，具体的检测方法包括如下步骤：

步骤一：将玻璃的宽度L和高度H输入至所述控制器(7)中，所述控制器(7)通过玻璃的尺寸数据建立虚拟玻璃(11)的模型，并对所述虚拟玻璃(11)整体进行有限元网格化，同时以所述虚拟玻璃(11)左下端为坐标原点，再分别以宽度方向和高度方向为X轴和Y轴建立虚拟坐标系(5)；

步骤二：初次调试设定阀值，通过所述通气装置(6)向未破损的所述中空腔(4)内通入定量气体，使得所述中空腔(4)内的压强增大了P₀，此时两层玻璃上都受到大小相等方向相反的压力F，压力F的大小为，由于玻璃是被所述密封框架(2)固定的，即所述密封框架(2)上的受力是均匀的，则所述密封框架(2)单位长度上所受的压力为，则此时所述密封框架(2)上宽度方向上受到的单边压力为F_L，高度方向上受到的单边压力为F_H，则：

然后所述压力传感器(3)将检测到的压力FL和FH通过信号输入至所述控制器(7)内，所述控制器(7)通过接收的压力信号设定所述阀值，所述阀值包括安全阀值和危险阀值，由于实际通入定量气体及设备的检测都存在一定的误差，可将误差汇总得到综合误差为±ε，则所述安全阀值在宽度方向和高度方向上的值分别为△F_L和△F_H，则：

所述危险阀值在宽度方向和高度方向上的值分别为△F_L'和△F_H'，所述危险阀值与所述安全阀值之间为系数关系，即△F_L'=A△F_L，△F_H'=A△F_H，所述控制器(7)将上述设定的所述阀值进行存储；

步骤三：所述中空玻璃窗(1)在使用过程中，所述通气装置(6)每隔预定的时间都会向所述中空腔(4)内通入定量的气体，即导致所述中空腔(4)内的压强增大P₁，此时所述压力传感器(3)在T时间内持续检测到所述密封框架(2)宽度方向和高度方向上的单边压力分别为F_L1和F_H1，然后所述压力传感器(3)将压力信号输入至所述控制器(7)内，所述控制器(7)将上述压力F_L1和F_H1分别与所述阀值进行对比，若压力F_L1和F_H1的值不小于所述安全阀值△F_L和△F_H，则表明所述中空腔(4)密封性良好，即所述中空玻璃窗(1)无破损，若压力F_L1和F_H1的值小于所述安全阀值△F_L和△F_H时，则进行如下步骤；

步骤四：若压力F_L1和F_H1的值小于所述安全阀值△F_L和△F_H，但不小于所述危险阀值△F_L'和△F_H'时，且在持续T时间后所述压力传感器(3)的检测的压力F_L1和F_H1的值变为零，即表示所述中空玻璃窗(1)上有轻微破损，并且在压力F_L1和F_H1变为零的过程中，由于通入的气体都会从所述中空腔(4)两侧的玻璃上出现的破损位置溢出，即会导致破损位置所受的压力会异于未破损位置的压力，则此时所述压力传感器(3)会将异常压力值检测到，并将异常压力值信号发送至控制器(7)；

步骤五：所述控制器(7)接收到所述压力传感器(3)检测输入的异常压力值信号，并将异常压力值位置在所述虚拟玻璃(3)中显示，同时发出报警信号，根据所述虚拟玻璃(11)的有限元网格化，即将玻璃划分为若干个宽度和高度分别为dL和dH 的四边形单元网格，则单元网格在宽度方向和高度方向上所受的单边压力分别为和，在整个检测的过程中，当玻璃宽度方向和高度方向上部分单元网格上所收到单边压力异于其他部分的单边压力值，则表示异常位置在所述虚拟玻璃(11)中所处的相对位置即为实际玻璃上轻微破损位置相对玻璃的实际位置，所述虚拟玻璃(11)中异常位置在宽度方向和高度方向上的长度分别为(L₂-L₁)和(H₂-H₁)，即异常压力值位于所述虚拟坐标系(5)中端点坐标分别为(L₁，H₁)、(L₁，H₂)、(L₂，H₁)和(L₂，H₂)的四边形内；

步骤六：若压力F_L1和F_H1的值不仅小于所述安全阀值△F_L和△F_H，还小于所述危险阀值△F_L'和△F_H'，并在较短时间内变为零，即表示所述中空玻璃窗(1)上出现了较大的破损，由于破损的面积较大，可以被人工明显的观察到，则此时无需进行破损位置的定位，只需发出报警信号即可。