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全自動超聲C掃描系統(tǒng)在航空復合材料檢測中的應用

作者: 時間:2013-04-07 來源:網絡 收藏
隨著波音787,空客A380和A350等一批復合材料增強的航空客機投入生產,復合材料的無損檢測(NDT)技術在飛機制造和維護中,顯得更為重要了。

對于航空器復合材料構件來說,用一般的機械和物理試驗方法檢測其微觀破壞和內部缺陷,檢測后往往會影響構件的繼續(xù)使用,因此必須采用無損檢測方法。超聲波檢測,尤其是超聲C掃描檢測,由于具有顯示直觀、檢測速度快等優(yōu)點,已成為航空器復合材料構件普遍采用的檢測技術。隨著復合材料形狀日趨復雜,尤其在航空復合材料領域,在大多數(shù)情況下需要進行單曲面,甚至是多曲面的檢測,這就對超聲提出了更高的要求。

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三軸符合系統(tǒng)

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

USL掃描系統(tǒng)

1 系統(tǒng)概述

英國超聲波科學有限公司(USL)提供的高速、復雜曲面跟蹤系統(tǒng)具有高自動化、高強度,高機械精度等特點,再配以USL公司自行設計制造的,基于PC機的超聲發(fā)射接收裝置及數(shù)據(jù)采集處理板卡,可實現(xiàn)對復合材料快速有效的檢測。

該掃描系統(tǒng)用于平板檢測時可采用簡單的X-Y軸系統(tǒng),而在檢測復雜外形零件,尤其是航空復合材料零件時,可采用最多17軸檢測系統(tǒng)。立式和臥式門床結構,掃描速率高達1m/s。采用直流電機或步進電機驅動,配有齒條-小齒輪,滾珠絲杠或皮帶傳動。高品質的線性軸承,在惡劣條件下仍具備較長的使用壽命。精密光學編碼器可適用于長軸線型測量,具有較高的分辨率和可重復性。

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機架移動系統(tǒng)

該系統(tǒng)基于計算機的檢測系統(tǒng),將超聲波數(shù)據(jù)采集和運動控制完美地結合在一起,大功率脈沖發(fā)生器可達到最佳的透射效果,獨特的遠程脈沖前置放大器能提供較高的信噪比,對數(shù)接收器具有較寬的動態(tài)范圍(瞬時可達70dB,總計大于100dB)。數(shù)據(jù)采集部分由A/D轉換器和DSP(數(shù)字信號處理)板組成,可實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)采集和處理能力。每個通道最多8個閘門,同時對超聲波傳輸?shù)姆?、時間和相位進行跟蹤。超聲頻率范圍為0.2~25MHz。在一次掃描中,可以同時采集對數(shù)模式的穿透傳輸數(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效率。
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