本發(fā)明涉及高壓儲(chǔ)氫容器，尤其是涉及一種大容量iv型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽的缺陷識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

1、隨著氫能源的廣泛應(yīng)用，對(duì)大容量高壓儲(chǔ)氫容器的需求日益增長(zhǎng)。聚乙烯內(nèi)膽作為iv型管束式氣瓶的重要組成部分，其質(zhì)量直接影響到氣瓶的安全性和使用壽命。然而，在生產(chǎn)過(guò)程中，聚乙烯內(nèi)膽可能會(huì)出現(xiàn)氣孔、夾雜物、裂紋等缺陷，這些缺陷的存在會(huì)嚴(yán)重影響儲(chǔ)氫容器的性能和安全性。因此，開(kāi)發(fā)一種有效的聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種大容量iv型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法，該方法能夠準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)出內(nèi)膽中的缺陷，提高儲(chǔ)氫容器的安全性和可靠性。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：利用目視檢查初步識(shí)別高密度聚乙烯內(nèi)膽中的缺陷。采用配備微距鏡頭和高亮度環(huán)形多光譜光源的cmos相機(jī)，對(duì)高密度聚乙烯內(nèi)膽進(jìn)行對(duì)光檢查和圖像采集，通過(guò)圖像處理技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)圖像中的氣孔、夾雜物缺陷。該方法適用于生產(chǎn)階段的質(zhì)量控制。

3、采用基于布拉格光柵(fbg)的光纖傳感技術(shù)對(duì)高密度聚乙烯內(nèi)膽進(jìn)行局部應(yīng)變測(cè)量，該技術(shù)適用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)和研發(fā)階段的內(nèi)膽。將光纖布拉格光柵(fbg)傳感器集成到聚乙烯內(nèi)膽中，利用其對(duì)應(yīng)變和溫度變化的高靈敏度，監(jiān)測(cè)內(nèi)膽在壓力變化下的局部變形情況。

4、應(yīng)用數(shù)字圖像相關(guān)性測(cè)量系統(tǒng)(3ddic測(cè)量系統(tǒng))對(duì)高密度聚乙烯內(nèi)膽進(jìn)行全面的全場(chǎng)變形測(cè)量，以識(shí)別內(nèi)膽壁的變形區(qū)域。采用3ddic測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)噴涂有散斑的聚乙烯內(nèi)膽表面進(jìn)行變形場(chǎng)測(cè)量，通過(guò)分析散斑圖案的位移和變形，識(shí)別內(nèi)膽的幾何形狀和壁厚不均勻性。

5、通過(guò)有限元分析(fea)驗(yàn)證fbg傳感器和3ddic測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的應(yīng)變場(chǎng)，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。建立高密度聚乙烯內(nèi)膽的有限元模型，通過(guò)數(shù)值模擬驗(yàn)證fbg傳感器和3ddic測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，并分析內(nèi)膽在不同壓力下的應(yīng)力分布和變形情況。

6、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的方法通過(guò)多步驟逐一進(jìn)行，檢查密度聚乙烯內(nèi)膽的多種缺陷，能夠有效地識(shí)別和評(píng)估高密度聚乙烯內(nèi)膽的缺陷，如氣孔、夾雜物、壁厚不均和內(nèi)膽/法蘭連接處的缺陷。通過(guò)3ddic測(cè)量系統(tǒng)和fbg傳感器的使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)膽變形的高精度測(cè)量，為儲(chǔ)氫容器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了重要數(shù)據(jù)支持。有限元分析的應(yīng)用，有助于深入理解內(nèi)膽在實(shí)際工作條件下的力學(xué)行為，為提高容器的安全性和耐用性提供了理論依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種大容量iv型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大容量iv型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法，其特征在于，目視檢查步驟中，使用圖像處理軟件對(duì)采集的圖像進(jìn)行分析，自動(dòng)檢測(cè)并標(biāo)記出內(nèi)膽結(jié)構(gòu)中的氣孔和夾雜物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大容量iv型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法，其特征在于，基于布拉格光柵(fbg)的光纖傳感技術(shù)檢測(cè)步驟中，利用fbg傳感器對(duì)應(yīng)變和溫度變化的高靈敏度，監(jiān)測(cè)內(nèi)膽在壓力作用下的局部變形情況。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大容量iv型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法，其特征在于，數(shù)字圖像相關(guān)性測(cè)量系統(tǒng)(3ddic測(cè)量系統(tǒng))檢測(cè)步驟中，通過(guò)分析斑點(diǎn)圖案的位移和變形，識(shí)別內(nèi)膽的變形場(chǎng)和壁厚不均勻性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大容量iv型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法，其特征在于，有限元分析(fea)步驟中，應(yīng)用邊界條件和載荷，進(jìn)行數(shù)值模擬分析。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于高壓儲(chǔ)氫容器技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種大容量IV型管束式氣瓶聚乙烯內(nèi)膽缺陷識(shí)別方法，包括目視檢查、數(shù)字圖像相關(guān)性(DIC)技術(shù)檢測(cè)、基于布拉格光柵(FBG)的光纖傳感技術(shù)檢測(cè)和有限元分析(FEA)四個(gè)步驟，能夠全面、準(zhǔn)確地檢測(cè)聚乙烯內(nèi)膽的缺陷，提高儲(chǔ)氫容器的安全性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：王潔璐,楊博,袁奕雯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2