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全自動(dòng)超聲C掃描系統(tǒng)在航空復(fù)合材料檢測(cè)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2013-04-07 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
隨著波音787,空客A380和A350等一批復(fù)合材料增強(qiáng)的航空客機(jī)投入生產(chǎn),復(fù)合材料的無(wú)損檢測(cè)(NDT)技術(shù)在飛機(jī)制造和維護(hù)中,顯得更為重要了。

對(duì)于航空器復(fù)合材料構(gòu)件來(lái)說(shuō),用一般的機(jī)械和物理試驗(yàn)方法檢測(cè)其微觀破壞和內(nèi)部缺陷,檢測(cè)后往往會(huì)影響構(gòu)件的繼續(xù)使用,因此必須采用無(wú)損檢測(cè)方法。超聲波檢測(cè),尤其是超聲C掃描檢測(cè),由于具有顯示直觀、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn),已成為航空器復(fù)合材料構(gòu)件普遍采用的檢測(cè)技術(shù)。隨著復(fù)合材料形狀日趨復(fù)雜,尤其在航空復(fù)合材料領(lǐng)域,在大多數(shù)情況下需要進(jìn)行單曲面,甚至是多曲面的檢測(cè),這就對(duì)超聲提出了更高的要求。

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三軸符合系統(tǒng)

英國(guó)超聲波科學(xué)有限公司(USL)自1987年成立以來(lái),已經(jīng)為全球100多家客戶(hù)提供了超過(guò)180套的超聲,并形成了許多自己獨(dú)有的技術(shù),例如,建立了擁有17軸的、用于高速?gòu)?fù)雜曲面跟蹤的超聲C。值得注意的是,我們所定義的“復(fù)雜曲面”是指在X-Y和X-Z平面上都有明顯的曲率,這樣的零件檢測(cè)用少于10軸的掃描系統(tǒng)是無(wú)法檢測(cè)的。

USL掃描系統(tǒng)

1 系統(tǒng)概述

英國(guó)超聲波科學(xué)有限公司(USL)提供的高速、復(fù)雜曲面跟蹤系統(tǒng)具有高自動(dòng)化、高強(qiáng)度,高機(jī)械精度等特點(diǎn),再配以USL公司自行設(shè)計(jì)制造的,基于PC機(jī)的超聲發(fā)射接收裝置及數(shù)據(jù)采集處理板卡,可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料快速有效的檢測(cè)。

該掃描系統(tǒng)用于平板檢測(cè)時(shí)可采用簡(jiǎn)單的X-Y軸系統(tǒng),而在檢測(cè)復(fù)雜外形零件,尤其是航空復(fù)合材料零件時(shí),可采用最多17軸檢測(cè)系統(tǒng)。立式和臥式門(mén)床結(jié)構(gòu),掃描速率高達(dá)1m/s。采用直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),配有齒條-小齒輪,滾珠絲杠或皮帶傳動(dòng)。高品質(zhì)的線性軸承,在惡劣條件下仍具備較長(zhǎng)的使用壽命。精密光學(xué)編碼器可適用于長(zhǎng)軸線型測(cè)量,具有較高的分辨率和可重復(fù)性。

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機(jī)架移動(dòng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng),將超聲波數(shù)據(jù)采集和運(yùn)動(dòng)控制完美地結(jié)合在一起,大功率脈沖發(fā)生器可達(dá)到最佳的透射效果,獨(dú)特的遠(yuǎn)程脈沖前置放大器能提供較高的信噪比,對(duì)數(shù)接收器具有較寬的動(dòng)態(tài)范圍(瞬時(shí)可達(dá)70dB,總計(jì)大于100dB)。數(shù)據(jù)采集部分由A/D轉(zhuǎn)換器和DSP(數(shù)字信號(hào)處理)板組成,可實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)采集和處理能力。每個(gè)通道最多8個(gè)閘門(mén),同時(shí)對(duì)超聲波傳輸?shù)姆?、時(shí)間和相位進(jìn)行跟蹤。超聲頻率范圍為0.2~25MHz。在一次掃描中,可以同時(shí)采集對(duì)數(shù)模式的穿透?jìng)鬏敂?shù)據(jù)和線性模式的脈沖回波數(shù)據(jù)。這意味著以前需要兩次掃描完成的工作現(xiàn)在可以合并為一次,從而大大提高了檢測(cè)效率。
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