用于测试材料的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于测试材料的设备和方法，更具体地但非排他性地，本发明涉及一种用于测试具有可用的贮存寿命的材料的设备和方法。本发明还涉及一种用于根据材料的化学降解来测试具有可用的贮存寿命的材料的设备和方法。
【背景技术】
[0002]在航天工业中使用的许多材料具有可用的贮存寿命，超过该贮存寿命时，材料不再适合在飞行器制造或维护时使用。该材料的一个示例为树脂基预浸料材料。在使用前，该材料通常以卷的方式存储。一旦预浸料内的化学反应和/或树脂的粘性级别已经降低到某个级别，该预浸料就不再适于使用。当制造一卷预浸料时，将基于该产品的验证的贮存寿命来计算出使用截止日期。通常，该日期由于预浸料材料的老化而通过对许多卷预浸料材料的观察及机械试验简单地计算出。然而，存储一卷预浸料的条件可能会显著地影响产品的贮存寿命。因此，可以提供保守的使用截止日以避免由于材料的存储条件不再适用而使用材料。这会导致仍可用的多卷预浸料的浪费。
[0003]避免这种浪费的当前的方法包括在舍弃一卷预浸料之前测试该卷预浸料的少部分样品。然而，这种试验费时且昂贵。
[0004]本发明寻求缓解上述问题。替代性地或此外，本发明寻求提供测试材料的改进的或替代的设备和方法
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种获得化学反应性材料的寿命的指示的方法，该方法包括下述步骤:
[0006]对材料进行红外(IR)光谱测量；
[0007]将测量结果与先前获得的测量结果的数据库进行比较；
[0008]根据测量结果与先前获得的测量结果的数据库的比较来确定并提供化学反应性材料的寿命的测量的指示。
[0009]基于化学反应性材料的寿命的测量，可以做出材料是否仍适用的评定。如果寿命的测量指示正被测试的材料对使用而言反应性不足和/或粘性不足，则随后可以将该材料废弃。如果寿命的测量指示正被测试的材料对使用而言反应性充足且粘性足够，则随后该材料仍然可以适用。该方法可以用于测试已经超过它们所指示的使用日期的化学反应性材料以确定该材料是否该被废弃。通过以这种方式测试材料，可以避免材料的不必要的废弃。
[0010]该方法还提供了一种测试化学反应性材料的快速且简单的方法。该方法提供了直接测试化学反应性材料的方法而无需将材料样品从材料主体例如一卷预浸料材料中移除的方法。
[0011 ] 有利地，该方法可以提供对化学反应性材料的即时的、原位测试。该方法可以由具有适合的测试设备的任何用户来执行。
[0012]该方法可以是获得指示预浸料材料的寿命的方法。预浸料材料可以在航天工业中使用，例如飞行器制造或维护。预浸料材料为在技术领域中用于描述其中基质材料例如环氧树脂浸渍在纤维内的预浸渍材料纤维的术语。预浸料通常在航天工业中使用，并且提供了在使用期间相对较简单地处理的便捷材料。一旦预浸料在飞行器构造或维护期间施用，预浸料就固化成最终形式。
[0013]该方法可以是获得粘合材料例如在航天工业中使用的粘合剂的寿命的指示的方法。有机基材料如表面膜、芯接粘合剂、双组分环氧树脂胶粘剂/片和液态抗蚀剂可以被测试以提供寿命的指示。IR光谱仪测量可以利用手持式IR光谱仪实施，例如可以利用得自美国 Agilent Technologies，Santa Clara 的 4100ExoScan Series FTIR，使用手持式 IR 光谱仪来进行IR光谱测量允许工程师在原位对材料进行简单地评定。光谱仪可提供材料是否适合使用的清楚指示，这可以使任何人都可以利用光谱仪读出。
[0014]该方法可以允许在飞行器制造时或设备维护时的更好的库存管理。例如，在一卷预浸料材料到达其使用期限的情况下，操作者可以在丢弃该材料之前测试该卷预浸料。如果仍可使用，可以随后将其优先于一卷仍在使用期限内的预浸料而使用。
[0015]测试化学反应性材料的方法可以包括下述步骤:根据两个或更多个类别来表示材料的寿命。示例类别可以包括“不可接受的”、“刚好可接受的”和“可接受的”。这些类别可以反映出材料是否超过可使用的贮存寿命。例如，“不可使用的”表示材料不再适于使用；“刚好可使用的”表示材料目前适于使用但不久的将来不再适于使用，或者表示材料适于使用，但具有一些功能上的损失；以及“可接受的”表示材料适于使用。利用这些指示来提供材料的反应性的指示允许测试的结果被容易阅读及理解。
[0016]该方法可以在许多不同的情况下适用，例如，可以由航空业使用以测试在飞行器维护期间所使用的化学反应性材料，可以由飞行器制造商使用以测试飞行器生产期间所使用的化学反应性材料，可以在研究化学反应性材料的实验室中使用，可以由化学反应性材料的制造商使用，或可以由任何其他适合的工业或技术中心来使用。
[0017]根据本发明的第二方面，还提供了一种对红外(IR)光谱仪进行校正的方法，该方法包括下述步骤:
[0018]在多个不同条件下存储化学反应性材料的多个样品；
[0019]在指定间隔下对化学反应性材料的各个样品进行测试，该测试包括对材料进行红外光谱测量以及对材料的物理和化学性能进行测试；
[0020]编制测量结果的数据库；
[0021]对数据库进行分析以使所测得的红外光谱与材料的物理和化学性能关联；以及
[0022]存储关联的测量结果的数据库，使得将来对材料进行红外光谱测量时红外光谱仪续能够访问所述结果。
[0023]校正的方法可以包括下述步骤:将材料的物理和化学性能分成两个或更多个类另IJ。示例类别可以包括“不可接受的”、“刚好可接受的”和“可接受的”。这些类别可以反映出材料是否超过可使用的贮存寿命。例如，“不可使用的”表示材料不再适于使用刚好可使用的”表示材料目前适于使用但不久的将来不再适于使用，或者表示材料适于使用，但具有一些功能上的损失；以及“可接受的”表示材料适于使用。
[0024]根据本发明的第三方面，提供了一种红外光谱仪，该红外光谱仪包括控制单元，该控制单元设置为接收在红外光谱仪处于使用中时所获得的测量数据，控制单元包括处理器和存储装置，处理器和存储装置设置为使得处理器将测量数据与存储在存储装置中的校正数据进行比较，并且处理器基于测量数据与校正数据的比较来提供输出。
[0025]该输出可以是视觉输出。例如，用户可读的输出可以包括根据测量数据与校正数据的比较设置为显示文字“不可接受的”、“刚好可接受的”、和“可接受的”屏幕。用户可读的输出可以包括显示“红绿灯”颜色，其中，红色对应于“不可接受的”，淡黄色对应于“刚好可接受的”以及绿色对应于“可接受的”。输出可以是可听见的输出。
[0026]根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一系列指令，所述一系列指令当在根据本发明的第三方面的红外光谱仪上被执行时将导致根据本发明的第一方面或第二方面的方法的步骤被执行。
[0027]当然，应理解的是，与本发明的一个方面相关地描述的特征可以结合到本发明的其他方面中。例如，本发明的方法可以结合参照本发明的设备描述的任意特征，反之亦然。
【附图说明】
[0028]现在将通过示例仅参照其所附示意图来对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0029]图1示出根据本发明的第一实施方案的方法的表示；
[0030]图2示出根据本发明的第二实施方案的方法的表示；以及
[0031]图3示出根据本发明的第三实施方案的红外光谱仪的示意性表