[发明专利]聚合物光固化过程的监测方法、系统、储存介质及装置

说明书

本发明针对现有技术无法对聚合物光固化过程进行非接触式在线实时监测的技术问题，提出了一种聚合物光固化过程的监测方法、系统、储存介质及装置，其中方法包括以下步骤：S01，通过预设的光学设备对被测聚合物进行谱域光学相干层析成像，实时获取被测聚合物产生的干涉光谱信号；所述干涉光谱信号中包括相位以及光学深度的信息；S02，通过提取所述干涉光谱信号中的相位以及光学深度，对固化过程引发的相位变化量进行计算；根据所述相位变化量计算出被测聚合物上表面以及下表面各自的光学深度变化量；S03，根据被测聚合物上表面以及下表面各自的光学深度变化量，计算出被测聚合物的折射率变化量和收缩应变。

技术领域

本发明涉及聚合物光固化技术领域，具体涉及一种聚合物光固化过程中的非接触式监测技术，更具体地，涉及一种聚合物光固化过程的监测方法、系统、储存介质及装置。

背景技术

聚合物材料的光固化技术是一种节能环保的新型技术，它在涂层制备、电子封装、表面粘接、牙齿修复等众多领域都得到了越来越多的关注。聚合物材料光固化需经历一个物理状态的改变，一般是从液态转变为凝胶态，再由凝胶态最终变为固态的过程。

目前流行的固化监测方法主要包括差示扫描量热法、动态热机分析法、介电分析法等，他们也可用于聚合物光固化的监测。如公开时间为2019.02.05，公开号为CN109312019 A的中国申请专利：反应性聚合物、光固化性树脂组合物及层叠体中就用到了差示扫描量热仪，通过检测聚合物的温度来判断光固化的过程。但这些已有方法在实际应用中存在各种各样的问题，如差示扫描量热法和动态热机分析法无法实现在线测量，因此不适用于工业生产和制造；介电分析法为接触式测量方法，其操作过程复杂且无法应用于一些实际应用场景。

发明内容

针对现有技术的局限，本发明提出一种聚合物光固化过程的监测方法、系统、储存介质及装置，本发明采用的技术方案是：

一种聚合物光固化过程的监测方法，包括以下步骤：

通过预设的光学设备对被测聚合物进行谱域光学相干层析成像，实时获取被测聚合物产生的干涉光谱信号；所述干涉光谱信号中包括相位以及光学深度的信息；

通过提取所述干涉光谱信号中的相位以及光学深度，对固化过程引发的相位变化量进行计算；根据所述相位变化量计算出被测聚合物上表面以及下表面各自的光学深度变化量；

根据被测聚合物上表面以及下表面各自的光学深度变化量，计算出被测聚合物的折射率变化量和收缩应变。

相较于现有技术，本发明在聚合物光固化过程的监测方法中结合了相衬方法和谱域光学相干层析成像技术，克服了现有技术的缺点，能够进行非接触式的实时在线监测，实现光固化过程中收缩应变和折射率变化量的同时测量，非常适合工业生产和制造的实际应用中，具有良好的应用前景。

进一步的，所述干涉光谱信号按以下公式表示：

其中，I表示光强，k表示波数，t表示时间，DC表示直流分量，AC表示自相干分量，M表示被测聚合物表面的个数，j表示被测聚合物表面；I_R表示所述光学设备中的参考面的反射光强，I_j表示被测聚合物第j表面的反射光强；

φ_j(t)表示所述干涉光谱信号的相位，φ_j(t)＝φ_j0+2kΛ_j(t)；φ_j0表示所述干涉光谱信号的初始相位，Λ_j(t)表示光学深度。

作为一种优选方案，所述光学深度变化量按以下公式获取：