激光超聲在飛機(jī)進(jìn)氣道檢驗(yàn)上的應(yīng)用

傳統(tǒng)復(fù)合材料制品的空穴、夾雜物及分層之類的缺陷一般均采用超聲檢驗(yàn)。超聲檢驗(yàn)一般需用水作耦合劑,同時(shí)測(cè)頭還需作精確的外形掃描,精度差1 %就會(huì)產(chǎn)生虛假的缺陷信號(hào),而且精確掃描需要昂貴的夾具、機(jī)器人控制及耗時(shí)的外形編程。當(dāng)對(duì)外形掃描碰到厚度變化時(shí),還需降低掃描速度。

　　針對(duì)這些問(wèn)題,美國(guó)洛克希德·馬丁公司找到先進(jìn)的解決方法,即采用激光超聲檢驗(yàn)技術(shù),該技術(shù)無(wú)需精確的外形跟蹤、昂貴的機(jī)器人及水基的傳感耦合劑。更重要的是檢驗(yàn)外形時(shí)速度不降低。

　　激光超聲系統(tǒng)的原理很簡(jiǎn)單。系統(tǒng)中采用了兩個(gè)激光器,一個(gè)使受檢表面快速受熱膨脹而產(chǎn)生超聲波。另一個(gè)則用來(lái)測(cè)定超聲波,當(dāng)其與精確的定位系統(tǒng)耦合時(shí),該系統(tǒng)可以產(chǎn)生體積圖像,不需要水基的傳感耦合劑,結(jié)果易判讀。

　　激光超聲技術(shù)省時(shí),可提高效率。在F - 22飛機(jī)進(jìn)氣道復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中,用激光超聲掃描時(shí)間不足2h ,而用傳統(tǒng)的超聲系統(tǒng),同一構(gòu)件則需24h。兩者的區(qū)別在于對(duì)掃描型面的響應(yīng)不同,雖然兩者對(duì)于平面零件的掃描速度均為250線性mm/ s.但對(duì)于特種型面,傳統(tǒng)的超聲系統(tǒng)的掃描速度降低到25線性mm/ s ,而激光超聲系統(tǒng)仍保持250線性mm/ s。

　　據(jù)估計(jì),在F - 22飛機(jī)整個(gè)壽命期內(nèi)用激光超聲檢驗(yàn)將節(jié)約600萬(wàn)美元。如果能找到每秒1000脈沖的激光器,費(fèi)用將更加節(jié)約