[发明专利]基于k范围温度变化斜率曲线的涂层厚度检测方法

摘要

本发明公开了一种基于k范围温度变化斜率曲线的涂层厚度检测方法，收集一系列涂层厚度不同、基底厚度相同的标准试件，分别采用加热设备对每个标准试件涂层面进行持续加热，采集获得涂层面的红外热图像序列，提取得到k范围温度变化斜率曲线，提取从开始加热时刻至k范围温度变化斜率达到预设阈值K的时间点数量，结合对应的涂层厚度通过多项式拟合得到标定方程，当需要对被测试件进行涂层厚度检测时，采用相同方法获取被测试件的k范围温度变化斜率曲线，获取从开始加热至曲线斜率达到预设阈值K的时间，根据标定方程计算得到待测试件的涂层厚度。本发明简单易行，对测试对象和测试设备要求较低，检测时所需时间较少，检测准确率较高。

主权项

1.一种基于k范围温度变化斜率曲线的涂层厚度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：收集一系列涂层厚度不同、基底厚度相同的标准试件，记每个标准试件的涂层厚度为d_n，n＝1,2,…,N，N表示标准试件数量；S2：对于每个标准试件，分别采用加热设备对标准试件涂层面进行持续加热，同时采用红外热像仪对标准试件的涂层面采集从开始加热时刻至温度稳定上升阶段的红外热图像，获得红外热图像序列；S3：根据每个标准试件的红外热图像序列，提取出试件代表点的表面温度变化曲线；S4：对于每个标准试件的表面温度变化曲线，以开始加热时刻为起点，以红外热图像的帧间时间间隔为步长δ，从表面温度变化曲线取出对应时间点的温度值，记所得到的温度值数量为R，记第r个时间点，即时刻(r‑1)δ的温度值为X_r，r＝1,2,…,R；计算第r′个的时间点对应的温度值X_r′和第r′+k点温度值X_r′+k之间的斜率G_r′：其中，r′＝1,2,…,R‑k，k为正常数，根据需要设置；以时间点序号r′作为横坐标，斜率G_r′作为纵坐标，绘制得到k范围温度变化斜率曲线；S5：在每个标准试件的k范围温度变化斜率曲线中，获取从开始加热时刻至k范围温度变化斜率达到预设阈值K的时间点数量Δt_n，根据时间点数量Δt_n和对应的涂层厚度为d_n通过多项式拟合得到标定方程；阈值K按照以下方法设置：在涂层厚度最小的标准试件的k范围温度变化斜率曲线中，搜索k范围温度变化斜率最大值记为A，搜索其收敛后k范围温度变化斜率的平均值记为B，则阈值K在范围[PB,A]内取值，P表示预设的大于1的常数；S6：当需要对被测试件进行涂层厚度检测时，采用相同加热设备对待测试件涂层面进行持续加热，同时采用红外热像仪对标准试件的涂层面采集从开始加热时刻至温度稳定上升阶段的红外热图像，获得红外热图像序列，提取出其表面温度变化曲线，然后获取其k范围温度变化斜率变化曲线，得到从开始加热时刻至k范围温度变化斜率达到预设阈值K的时间点数量Δt′，代入步骤S5得到的标定方程计算得到涂层厚度，即为待测试件的涂层厚度。