一种聚酰亚胺绝缘膜的质量检测系统

技术领域

本发明涉及质量检测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种聚酰亚胺绝缘膜的质量检测系统。

背景技术

随着时代的发展，许多新型绝缘膜应运而生，这些绝缘膜不管是在工业领域还是科技领域都存在着不可或缺的作用，在日常的工业和科技生产中，已经离不开绝缘膜的使用，而现有的绝缘膜功能性单一，质量参差不齐，在工业发展中存在一定的安全隐患。

现有的绝缘膜质量检测系统功能单一，自动化程度低，无法实现对绝缘膜的自动化检测，增加了人工操作的主观性，无法快速准确地检测出细微的缺陷，无法将每次的质量检测的结果和图像进行保存，形成数据记录，便于日后的分析和追溯。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种聚酰亚胺绝缘膜的质量检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚酰亚胺绝缘膜的质量检测系统，包括：

控制模块：用于收集聚酰亚胺绝缘膜在制作过程中的数据，包括环境温度、湿度，以及材料，用于进行发送工作操作指令到各个子单元，同时接受各类检测信号，用显示屏进行显示，将聚酰亚胺绝缘膜输送到位置检测去尘模块；

位置检测去尘模块：用于对所述控制模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行去尘处理，使得聚酰亚胺绝缘膜表面变得光滑，减少外界因素对聚酰亚胺绝缘膜的影响程度，检测各个聚酰亚胺绝缘膜的位置，并输送到光谱分析模块；

光谱分析模块：用于对所述位置检测去尘模块输送的聚酰亚胺绝缘膜的化学结构和成分进行分析，确定聚酰亚胺绝缘膜的分子结构、功能基因和污染物，并输送到热分析模块；

热分析模块：用于对所述光谱分析模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行其热稳定性和热性能，通过测量不同温度条件下聚酰亚胺绝缘膜的质量和热特性，评估聚酰亚胺绝缘膜的热分解温度和热膨胀系数，并输送到力学性能测试模块；

力学性能测试模块：用于对所述热分析模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行力学性能的评估，通过施加力学载荷，测量相应的变形，记录聚酰亚胺绝缘膜的韧性强度，并输送到内外观检测模块；

内外观检测模块：用于对所述力学性能测试模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行内外观质量和缺陷观察，以评估聚酰亚胺绝缘膜的平整度、光滑度、均匀性以及是否存在气泡和裂痕，并反馈到控制模块，通过显示屏进行显示。

作为本发明的进一步改进，所述控制模块包括主控设备单元、控制器单元、通信单元，以及显示单元；

所述主控设备单元用于进行发送命令到通信单元，所述通信单元会根据命令进行分类，并发送至各个控制器单元，所述控制器单元接收指令信号进行发送至各个工作子单元，反之当控制单元需要进行查看各个工作子单元的检测信号时，会利用通信单元与数据储存单元进行连接，从而通过主控设备单元与显示单元连接，进行将检测信号传输至显示单元进行呈现；

所述控制器单元将模拟信号通过信号处理电路将模拟信号转化为数字信号，控制器单元在经过数字信号处理以后，将数字信号通过分类电路进行传输至各个串口电路，从而串口电路通过与各个工作子单元进行连接传输；

所述通讯单元用于进行主控制器单元与控制器单元之间的数据传输，同时主控制器单元通过通信单元进行发送通讯命令，控制器通过通信单元进行发送反馈信号。

作为本发明的进一步改进，所述位置检测去尘模块对各个聚酰亚胺绝缘膜进行去尘并检测其位置，具体的方式为：

在所述位置检测去尘模块加入适量的等离子水和专门设计用于清洁聚酰亚胺绝缘膜的软毛刷，通过主控器进行操作，对聚酰亚胺绝缘膜进行去尘清洁，将清洁溶液轻轻喷洒在聚酰亚胺绝缘膜的表面，然后用清洁工具轻柔擦拭表面，以免损伤聚酰亚胺绝缘膜的表面，利用干燥气流将聚酰亚胺绝缘膜表面的水分蒸发干净，所述位置检测模块通过图像提取进行提取待测聚酰亚胺绝缘膜的边缘，通过分析此边缘图像的矩阵，保留图像中为聚酰亚胺绝缘膜边缘地对有效像素，对原图中有效像素计算偏导数，得到原图中有效像素的梯度矩阵，最后分析此梯度矩阵得到边缘梯度的匹配标准，通过判定条件过滤掉聚酰亚胺绝缘膜中边缘梯度并不契合的对象；

通过图像预处理进行灰度直方图均衡化和自适应直方图均衡化处理，使得图像的灰度分布均匀和亮度分布均匀，通过重新分布亮度来改变图像的局部对比度，进而得出聚酰亚胺绝缘膜的位置是否偏离。

作为本发明的进一步改进，所述光谱分析模块对聚酰亚胺绝缘膜的化学结构和成分进行分析，具体的分析方式为：

对聚酰亚胺绝缘膜进行真空干燥，在干燥过程中结合低温条件进行干燥，有助于减缓化学反应的速率，避免电子束加热引起的可能氧化反应，对所述聚酰亚胺绝缘膜进行真空干燥之后将红外光谱仪打开，使用氢钨灯作为实验所需的光源，将光路长度设为10mm，将分辨率设置为4cm-1，待数值设置好之后将待测聚酰亚胺绝缘膜放入红外光谱仪中，校准仪器，设置零点，使用样品支架固定待测聚酰亚胺绝缘膜，按下测量按钮进行光谱扫描，测量时仪器将发射光线穿过聚酰亚胺绝缘膜，并记录经过聚酰亚胺绝缘膜后的光强度，记为I，测量完成后仪器将生成光谱图，将光谱图导入到数据处理器中，绘制光谱图，通过反射率和吸光度的计算，计算透过率，手动选择峰的位置，经计算峰的强度和面积，观察吸收峰的位置和强度，不同波数位置上的吸收峰可以指示不同的官能团，所述聚酰亚胺绝缘膜若存在特定的官能团酰亚胺键(C＝O)，伯胺键(C-NH)，则通过观察共振频率范围来推测聚酰亚胺绝缘膜的化学结构，将聚酰亚胺绝缘膜的红外光谱图与已知化合物的光谱进行比较确定聚酰亚胺绝缘膜的化学成分。

作为本发明的进一步改进，所述热分析模块通过测量不同温度条件下聚酰亚胺绝缘膜的质量和热特性，评估聚酰亚胺绝缘膜的热分解温度和热膨胀系数，具体的测量方式为：

将聚酰亚胺绝缘膜切割成均匀的四份，分别记为A

计算平均质量损失百分比

记录聚酰亚胺绝缘膜未进行测量时的长度记为L

δ＝(ΔL-L

将检测的聚酰亚胺绝缘膜的热分解系数K和热膨胀系数δ与聚酰亚胺绝缘膜合格热分解系数K

1、作为本发明的进一步改进，所述力学性能测试模块，通过施加力学载荷，测量相应的变形，记录聚酰亚胺绝缘膜的韧性强度，具体的方式为：

将聚酰亚胺绝缘膜均匀切割成四份，分别记为C

应变＝ΔL/L

其中ΔL为拉伸或弯曲加载下的长度变化，L

应力＝F/S；

其中载荷F为施加在聚酰亚胺绝缘膜上的力，横截面积S是聚酰亚胺绝缘膜在力作用方向上的跨面积，计算变形系数ε：

分别记录C

作为本发明的进一步改进，所述内外观检测模块通过进行内外观质量和缺陷观察，以评估聚酰亚胺绝缘膜的平整度、光滑度、均匀性以及是否存在气泡和裂痕，具体的操作方式为：

将聚酰亚胺绝缘膜与标准聚酰亚胺绝缘膜进行对比，通过放大镜观察其表面，评估其是否平整光滑，使用扫描电子显微镜观察聚酰亚胺绝缘膜的颜色和透明度，在视觉上检查其均匀性，使用放大镜观察聚酰亚胺绝缘膜表面是否存在气泡，气泡会导致聚酰亚胺绝缘膜表面凹凸不平，或者在不均匀区域形成亮暗差异，借助显微镜，在较高放大倍数下观察聚酰亚胺绝缘膜的表面，用于检查是否存在微小裂痕或细痕。

本发明的技术效果和优点：

1、自动化程度高：系统利用成像设备和图像处理算法，实现了对聚酰亚胺绝缘膜的自动化质量检测，减少了人工操作的主观性，大大提高了聚酰亚胺绝缘膜质量检测的工作效率。

2、高效准确：利用图像处理算法对图像进行分析，可以快速、准确地检测出细微的缺陷，提高了质量检测的效率。

3、数据可追溯性：系统能够将每一次质量检测的图像和结果保存，形成数据记录，便于后续分析和追溯。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图。

图2为本发明的方法步骤图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供一种聚酰亚胺绝缘膜的质量检测系统，包括，控制模块、位置检测去尘模块、光谱分析模块、热分析模块、力学性能测试模块，以及内外观检测模块。

所述控制模块的输出端与位置检测去尘模块的输入端相连接，所述位置检测去尘模块的输出端与光谱分析模块的输入端相连接，所述光谱分析模块的输出端与热分析模块的输入端相连接，所述热分析模块的输出端与力学性能测试模块的输入端相连接，所述力学性能测试模块的输出端与内外观检测模块的输入端相连接。

所述控制模块用于收集聚酰亚胺绝缘膜在制作过程中的数据，发送工作操作指令到各个子单元，同时接收各类检测信号，用显示屏进行显示。

所述位置检测去尘模块用于对所述控制模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行去尘处理，使得聚酰亚胺绝缘膜表面变得光滑，减少外界因素对聚酰亚胺绝缘膜的影响程度，检测各个聚酰亚胺绝缘膜的位置。

在一种可能的设计中，所述控制模块包括主控设备单元、控制器单元、通信单元，以及显示单元；

所述主控设备单元用于进行发送命令到通信单元，所述通信单元会根据命令进行分类，并发送至各个控制器单元，所述控制器单元接收指令信号进行发送至各个工作子单元，反之当控制单元需要进行查看各个工作子单元的检测信号时，会利用通信单元与数据储存单元进行连接，从而通过主控设备单元与显示单元连接，进行将检测信号传输至显示单元进行呈现；

所述控制器单元将模拟信号通过信号处理电路将模拟信号转化为数字信号，控制器单元在经过数字信号处理以后，将数字信号通过分类电路进行传输至各个串口电路，从而串口电路通过与各个工作子单元进行连接传输；

所述通讯单元用于进行主控制器单元与控制器单元之间的数据传输，同时主控制器单元通过通信单元进行发送通讯命令，控制器通过通信单元进行发送反馈信号。

在一种可能的设计中，所述位置检测去尘模块对各个聚酰亚胺绝缘膜进行去尘并检测其位置，具体的方式为：

在所述位置检测去尘模块加入适量的等离子水和专门设计用于清洁聚酰亚胺绝缘膜的软毛刷，通过主控器进行操作，对聚酰亚胺绝缘膜进行去尘清洁，将清洁溶液轻轻喷洒在聚酰亚胺绝缘膜的表面，然后用清洁工具轻柔擦拭表面，以免损伤聚酰亚胺绝缘膜的表面，利用干燥气流将聚酰亚胺绝缘膜表面的水分蒸发干净，所述位置检测模块通过图像提取进行提取待测聚酰亚胺绝缘膜的边缘，通过分析此边缘图像的矩阵，保留图像中为聚酰亚胺绝缘膜边缘地对有效像素，对原图中有效像素计算偏导数，得到原图中有效像素的梯度矩阵，最后分析此梯度矩阵得到边缘梯度的匹配标准，通过判定条件过滤掉聚酰亚胺绝缘膜中边缘梯度并不契合的对象。

所述光谱分析模块用于对所述位置检测去尘模块输送的聚酰亚胺绝缘膜的化学结构和成分进行分析，确定聚酰亚胺绝缘膜的分子结构、功能基因和污染物。

在一种可能的设计中，所述光谱分析模块对聚酰亚胺绝缘膜的化学结构和成分进行分析，具体的分析方式为：

对聚酰亚胺绝缘膜进行真空干燥，在干燥过程中结合低温条件进行干燥，有助于减缓化学反应的速率，避免电子束加热引起的可能氧化反应，对所述聚酰亚胺绝缘膜进行真空干燥之后将红外光谱仪打开，使用氢钨灯作为实验所需的光源，将光路长度设为10mm，将分辨率设置为4cm-1，待数值设置好之后将待测聚酰亚胺绝缘膜放入红外光谱仪中，校准仪器，设置零点，使用样品支架固定待测聚酰亚胺绝缘膜，按下测量按钮进行光谱扫描，测量时仪器将发射光线穿过聚酰亚胺绝缘膜，并记录经过聚酰亚胺绝缘膜后的光强度，记为I，测量完成后仪器将生成光谱图，将光谱图导入到数据处理器中，绘制光谱图，通过反射率和吸光度的计算，计算透过率，手动选择峰的位置，经计算峰的强度和面积，观察吸收峰的位置和强度，不同波数位置上的吸收峰可以指示不同的官能团，所述聚酰亚胺绝缘膜若存在特定的官能团酰亚胺键(C＝O)，伯胺键(C-NH)，则通过观察共振频率范围来推测聚酰亚胺绝缘膜的化学结构，将聚酰亚胺绝缘膜的红外光谱图与已知化合物的光谱进行比较确定聚酰亚胺绝缘膜的化学成分。

所述热分析模块用于对聚酰亚胺绝缘膜进行其热稳定性和热性能，通过测量不同温度条件下聚酰亚胺绝缘膜的质量和热特性，评估聚酰亚胺绝缘膜的热分解温度和热膨胀系数。

在一种可能的设计中，所述热分析模块通过测量不同温度条件下聚酰亚胺绝缘膜的质量和热特性，评估聚酰亚胺绝缘膜的热分解温度和热膨胀系数，具体的测量方式为：

将聚酰亚胺绝缘膜切割成均匀的四份，分别记为A

计算平均质量损失百分比

记录聚酰亚胺绝缘膜未进行测量时的长度记为L

δ＝(ΔL-L

将检测的聚酰亚胺绝缘膜的热分解系数K和热膨胀系数δ与聚酰亚胺绝缘膜合格热分解系数K

所述力学性能测试模块用于对聚酰亚胺绝缘膜进行力学性能的评估，通过施加力学载荷，测量相应的变形，记录聚酰亚胺绝缘膜的韧性强度。

在一种可能的设计中，所述力学性能测试模块，通过施加力学载荷，测量相应的变形，记录聚酰亚胺绝缘膜的韧性强度，具体的方式为：

将聚酰亚胺绝缘膜均匀切割成四份，分别记为C

应变＝ΔL/L

其中ΔL为拉伸或弯曲加载下的长度变化，L

应力＝F/S；

其中载荷F为施加在聚酰亚胺绝缘膜上的力，横截面积S是聚酰亚胺绝缘膜在力作用方向上的跨面积，计算变形系数ε：

分别记录C

所述内外观检测模块用于对所述力学性能测试模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行内外观质量和缺陷观察，以评估聚酰亚胺绝缘膜的平整度、光滑度、均匀性以及是否存在气泡和裂痕。

在一种可能的设计中，所述内外观检测模块通过进行内外观质量和缺陷观察，以评估聚酰亚胺绝缘膜的平整度、光滑度、均匀性以及是否存在气泡和裂痕，具体的操作方式为：

将聚酰亚胺绝缘膜与标准聚酰亚胺绝缘膜进行对比，通过放大镜观察其表面，评估其是否平整光滑，使用扫描电子显微镜观察聚酰亚胺绝缘膜的颜色和透明度，在视觉上检查其均匀性，使用放大镜观察聚酰亚胺绝缘膜表面是否存在气泡，气泡会导致聚酰亚胺绝缘膜表面凹凸不平，或者在不均匀区域形成亮暗差异，借助显微镜，在较高放大倍数下观察聚酰亚胺绝缘膜的表面，用于检查是否存在微小裂痕或细痕。

在本实施例中，本发明通过收集聚酰亚胺绝缘膜的数据，对聚酰亚胺绝缘膜进行去尘处理，检测聚酰亚胺绝缘膜的位置，为聚酰亚胺绝缘膜做好质量检测之前的准备工作，对聚酰亚胺绝缘膜进行光谱分析，确定聚酰亚胺绝缘膜的分子结构，再对聚酰亚胺绝缘膜进行热分析，通过测量不同温度条件下聚酰亚胺绝缘膜的质量和热特性，评估聚酰亚胺绝缘膜的热分解温度和热膨胀系数，通过施加力学载荷，测量相应的变形，记录聚酰亚胺绝缘膜的韧性强度，对聚酰亚胺绝缘膜进行内外观检测，以评估聚酰亚胺绝缘膜的平整度、光滑度、均匀性以及是否存在气泡和裂痕，并反馈到控制模块，通过显示屏进行显示。

如图2所示，本实施例提供了一种聚酰亚胺绝缘膜的质量检测方法，包括以下步骤：

S1、工作人员对控制模块的子单元发出工作指令，同时接收各子单元返回的检测信号，通过显示屏进行显示，并点击输送按钮将聚酰亚胺绝缘膜输送到位置检测去尘模块；

S2、对所述控制模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行去尘处理，检测各个聚酰亚胺绝缘膜的位置，并输送到光谱分析模块；

S3、对所述光谱分析模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行热稳定性和热性能的测试，通过测量不同温度条件下聚酰亚胺绝缘膜的质量和热特性，计算聚酰亚胺绝缘膜的热分解温度和热膨胀系数，并将完成测试的聚酰亚胺绝缘膜输送到力学性能测试模块；

S4、对所述热分析模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行力学性能的评估，通过施加力学载荷，测量相应的变形，记录聚酰亚胺绝缘膜的韧性强度，并输送到内外观检测模块；

S5、对所述力学性能测试模块输送的聚酰亚胺绝缘膜进行内外观质量和缺陷观察，以评估聚酰亚胺绝缘膜的平整度、光滑度、均匀性以及是否存在气泡和裂痕，并反馈到控制模块，通过显示屏进行显示。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。