太赫兹成像固体火箭发动机界面脱粘缺陷检测方法及系统与流程

文档序号:15236870发布日期:2018-08-24 06:06阅读:169来源:国知局

本发明涉及固体火箭发动机质量控制检测技术领域,尤其涉及一种固体火箭发动机壳体与燃料柱间缝隙陷检测装置及其方法。



背景技术:

随着科技的发展,越来越多介质复合材料被用于许多型号的固体火箭发动机,有效提高固体火箭发动机的性能。在应用中,由于材料、制造、压合工艺等多方面的原因,固体火箭发动机壳体与燃料柱之间,往往会存在整体脱粘缝隙或局部脱粘缝隙,有的甚至会完全分离,从而影响了发动机的整体性能并造成巨大安全隐患,特别是对于可靠性要求高,长存储使用周期的大型装备和系统,这种缺陷对系统整体可靠性评估十分关键,并且迄今为止,没有针对大型复合材料壳体固体火箭发动机整体性脱粘评估的高效便携装备和方法。

对于该类问题,现行通用的x射线成像技术能够有效检出缝隙缺陷,但是由于检测速度慢,无法做到区域全覆盖,时间成本和效率成本极高;同时,对使用人员存在一定程度的辐射伤害,防护成本和人员伤害潜在风险高;设备笨重,不适合户外便携检测,无法满足全天候、全地域、全时间段的使用要求;因此,迫切需要一种使用方便、全天候工作、效果直观、非接触、无损的检测装置和方法。

近年来发展的三维太赫兹成像技术有飞行时间成像、计算机辅助层析成像、衍射层析成像、菲涅耳透镜成像、全息成像等方法。飞行时间成像可以给出物体表面形貌或不同层面的三维结构,但它无法显示物体内部非层状的结构分布。计算机辅助层析成像中,太赫兹波焦点的直径需要小于层析成像所要求的空间分辨率,而其焦深需要大于被成像物体的尺寸。衍射层析成像中,低频区域的像的空间频率较低,而在高频区成像使用的太赫兹波信噪比较低,所以在低频区和高频区都存在质量较差的问题。菲涅耳透镜三维成像的横向分辨率受成像系统的衍射限制,纵向分辨率受载波的光谱分辨率的限制;另外,待测物体的两个物平面的间距大于成像系统的景深,才能使得各自的像不发生互相干扰,因此,成像质量也受成像系统的景深的影响。三维全息术不能对很复杂的目标成像,也不能提取物体的光谱信息,在任何情况下它都不能提供重建目标的准确的折射率数据。另外,出于实用性的考虑,上述诸多方法受到现有硬件条件限制,无法有效获取大型构件厚壳体与燃料柱之间的脱粘缝隙信息,不具备实用性。



技术实现要素:

本发明的第一个目的是在不损坏、不拆卸固体火箭发动机的前提下,在固体火箭发动机外部对其内部的脱粘缺陷进行检测,提供一种实用性强、适用性范围广、对人体无辐射伤害的固体火箭发动机界面脱粘缝隙缺陷的检测方法。

本发明提供的一种固体火箭发动机界面脱粘缝隙缺陷的检测方法,包括以下步骤:

步骤s1:控制发射频率在f1~f2之间变化的连续调频太赫兹波信号的太赫兹波源对一待测固体火箭发动机的表面进行扫频,其中,f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz;

步骤s2:基于扫频时经待测固体火箭发动机的表面反射的太赫兹波信号检测固体火箭发动机界面脱粘缺陷。

作为一种优选方案,所述步骤s1进一步包括:

步骤s11:获取频率在f1~f2之间变化的连续调频太赫兹波信号的太赫兹波源,其中,f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz;

步骤s12:将所述太赫兹波源发射的太赫兹波信号准直平行会聚至所述待测固体火箭发动机的表面;

步骤s13:通过二维扫描的方式控制准直平行的太赫兹波信号对所述待测固体火箭发动机的表面进行x、y方向的扫描。

作为一种优选方案,所述步骤s2进一步包括:

步骤s21:在进行扫频的时,准直平行的所述太赫兹波信号在所述待测固体火箭发动机的表面发生反射,探测反射的太赫兹波信号并混频成中频信号,并对所述中频信号进行数据处理得到每一扫描位置对应的一维成像数组,在通过二维扫描的方式控制所述太赫兹波源对所述待测固体火箭发动机的表面进行x、y方向的扫描之后,得到多个所述一维成像数组构成的一个三维成像数据阵列,根据所述三维成像数据阵列输出与所述待测样品对应的x-y方向成像图。

作为一种优选方案,所述步骤s2中还包括:

步骤s22:若所述x-y方向成像图中存在条纹分布,则存在脱粘缺陷,若所述x-y方向成像图中无条纹分布,则不存在脱粘缺陷。

本发明的第二个目的是提供一种太赫兹成像固体火箭发动机界面脱粘缺陷检测系统,包括:

太赫兹波发射器,用于发射频率在f1~f2之间变化的连续调频太赫兹波信号,其中,f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz;

太赫兹波准直装置,与所述太赫兹波发射器的信号输出端连接,用于将所述太赫兹波信号准直平行会聚至所述待测固体火箭发动机的表面;

太赫兹混频器,包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端;所述第一信号输入端与所述太赫兹波发射器连接,用于接收所述太赫兹波发射器发射出的同步参考信号;所述第二信号输入端用于接收由准直平行会聚至所述待测固体火箭发动机的表面发生反射后的太赫兹波信号;所述太赫兹混频器将接收的所述太赫兹波发射器发射出的同步参考信号和反射后的太赫兹波混频器得到中频信号;

二维扫描装置,通过二维扫描的方式控制准直平行的所述太赫兹波信号对所述待测固体火箭发动机的表面进行x、y方向的扫描;

数据采集装置,用于接收所述太赫兹混频器输出的所述中频信号并将所述中频信号转成数字信号;

成像处理装置,用于接收所述数字信号,并经过处理得到与所述二维扫描装置每一扫描位置对应的一维成像数组,在通过二维扫描的方式控制准直平行的所述太赫兹波信号对所述待测固体火箭发动机的表面进行x、y方向的扫描之后,得到多个所述一维成像数组构成的一个三维成像数据阵列,根据所述三维成像数据阵列输出与所述待测样品对应的x-y方向成像图。

作为一种优选方案,所述数据采集装置包括第一数据采集端、第二数据采集端,所述第一数据采集端与所述太赫兹混频器的信号输出端连接,所述数据采集装置的信号输出端与所述成像处理装置的信号输入端连接,用于采集所述太赫兹混频器混频得到的中频信号传输至所述成像处理装置中;所述第二数据采集端与所述太赫兹发射器的信号同步端连接。

作为一种优选方案,还包括:

太赫兹分束器,所述太赫兹分束器设置在所述太赫兹波准直装置和所述太赫兹混频器之间、且与所述待测固体火箭发动机的表面发生反射后的太赫兹波信号的传输方向呈45°角设置,在所述待测固体火箭发动机的表面发生反射的太赫兹波信号通过所述太赫兹分束器反射至与原传输方向垂直的方向、并由所述太赫兹混频器接收。

作为一种优选方案,所述太赫兹波准直装置包括第一抛物面镜和所述第二抛物面镜;所述第一抛物面镜和所述第二抛物面镜平行设置在所述太赫兹波发射器与待测固体火箭发动机之间;所述太赫兹分束器设置在所述第一抛物面镜和所述第二抛物面镜之间;所述第一抛物面镜将所述太赫兹波发射器发射的所述太赫兹波信号准直成平行光并通过所述第二抛物面镜会聚至所述待测固体火箭发动机表面,所述太赫兹波信号在所述待测固体火箭发动机的表面发生反射经过所述第二抛物面镜并通过所述太赫兹分束器反射至与原传输方向垂直的方向、并由所述太赫兹混频器接收。

作为一种优选方案,所述太赫兹波发射器的发射周期为t,所述太赫兹波发射器发射的太赫兹波信号由频率f1变化至f2的时间为ts,其中ts<t;所述二维扫描装置在每一扫描位置处停留的时间为nt,其中n为大于等于1的整数;所述二维扫描装置定义与所述待测固体火箭发动机的表面平行的面为以x和y方向构成的x-y平面。

作为一种优选方案,所述二维扫描装置的x和y方向扫描精度为0.1~20mm;t为10~500微秒;n为1~1024;ts=0.8t。

本发明的第三个目的是提供一种利用上述所述的太赫兹成像固体火箭发动机界面脱粘缺陷检测系统在固体火箭发动机的外壳与燃料柱之间的脱粘缺陷检测中的应用。

作为一种优选方案,所述固体火箭发动机的外壳为由玻璃纤维、陶瓷、树脂、无机化合物或橡胶材质通过压合、缠绕或模铸工艺形成的具有多层界面结构外壳。

作为一种优选方案,所述固体火箭发动机的外壳为具有平面层界面、圆柱层界面、或无规则形状层界面结构外壳。

本发明的有益效果在于:本发明是基于太赫兹干涉成像技术对固体火箭发动机的界面脱粘缺陷进行检测,由于太赫兹波具有穿透性强、使用安全性高、定向性好、带宽高、释放的能量很小、不会在人体产生有害的光致电离等特点,本发明的检测系统可以穿过较厚的固体火箭发动机的外壳,对固体火箭发动机的外壳与燃料柱之间的界面是否存在脱粘缺陷进行有效检测,本发明的检测方法准确性高、重现性好,且不会对人体造成辐射伤害,同时,本发明的检测系统结构紧凑,能够实现全天候全地域全时段使用,无需多余的配套耗材和防护装备,检测方便、快捷,适用多种型号的固体火箭发动机,实用性强,可降低检测成本,提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的一种固体火箭发动机界面脱粘缝隙缺陷的检测系统的结构示意图;

图2a为薄壳体板与平整药块斜缝模拟厚缝检测成像图;

图2b为厚壳体板与平整药块斜缝模拟薄缝检测成像图;

图3a为厚壳体板与平整药块斜缝模拟试件检测成像图。

附图标记说明:

100-待测固体火箭发101-太赫兹波发射器;102-第一抛物面镜;动机;

103-第二抛物面镜;104-第三抛物面镜;105-太赫兹分束器;

106-太赫兹混频器;107-数据采集装置;108-二维扫描装置;

109-成像处理装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。若未特别指明,实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

本发明提供的一种太赫兹成像固体火箭发动机界面脱粘缺陷检测方法,包括以下步骤:

步骤s1:控制发射频率在f1~f2之间变化的连续调频太赫兹波信号的太赫兹波源对一待测固体火箭发动机的表面进行扫频,其中,f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz;

步骤s2:基于扫频时经待测固体火箭发动机的表面反射的太赫兹波信号检测固体火箭发动机界面脱粘缺陷。

本发明是基于太赫兹干涉成像技术进行的脱粘缝隙缺陷的检测,经研究证明,本发明提供的特定频率(即f1、f2分别满足f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz条件范围内的频率)下的发射源,可以穿过较厚的固体火箭发动机的外壳,并经内部燃料柱界面稳定地反射,由成像处理装置109接收并处理获得精确度较高的成像图,可以对固体火箭发动机的界面脱粘缝隙缺陷进行有效检测,该检测方法定向性好、准确性高、重现性高,同时发射的频率带宽高、释放的能量小,成本低、不会对人体造成辐射伤害。

进一步地,所述步骤s1进一步包括:

步骤s11:获取频率在f1~f2之间变化的连续调频太赫兹波信号的太赫兹波源,其中,f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz;

步骤s12:将所述太赫兹波源发射的太赫兹波信号准直平行会聚至所述待测固体火箭发动机的表面;

步骤s13:通过二维扫描的方式控制准直平行的太赫兹波信号对所述待测固体火箭发动机的表面进行x、y方向的扫描。

进一步地,所述步骤s2进一步包括:在进行扫描的时,经过准直平行再会聚的所述太赫兹波信号在所述待测固体火箭发动机的表面发生反射,探测反射的太赫兹波信号并混频成中频信号,并对所述中频信号进行数据处理得到每一扫描位置对应的一维成像数组,在通过二维扫描的方式控制所述太赫兹波源对所述待测固体火箭发动机的表面进行x、y方向的扫描之后,得到多个所述一维成像数组构成的一个三维成像数据阵列,根据所述三维成像数据阵列输出与所述待测样品对应的x-y方向成像图。

进一步地,所述步骤s2中还包括:

步骤s22:若所述x-y方向成像图中存在条纹分布,则存在脱粘缺陷,若所述x-y方向成像图中无条纹分布,则不存在脱粘缺陷。一种情况是完全没有缝隙,此时无条纹分布;另一种情况是所有被检测位置存在的脱粘缝隙厚度完全一致,此时无条纹分布。第二种情况在实际生产活动中几乎不会出现,因此当检测生成的图像结果没有条纹分布,则可认为被检测发动机不存在脱粘。

本发明的检测方法是基于太赫兹干涉成像技术对固体火箭发动机的界面脱粘缺陷进行检测,由于太赫兹波具有穿透性强、使用安全性高、定向性好、带宽高、释放的能量很小、不会在人体产生有害的光致电离等特点,本发明的检测系统可以穿过较厚的固体火箭发动机的外壳,对固体火箭发动机的外壳与燃料柱之间的界面是否存在脱粘缺陷进行有效检测,本发明的检测方法准确性高、重现性好,且不会对人体造成辐射伤害,同时,本发明的检测系统结构紧凑,能够实现全天候全地域全时段使用,无需多余的配套耗材和防护装备,检测方便、快捷,适用多种型号的固体火箭发动机,实用性强,可降低检测成本,提高生产效率。

本发明提供的一种太赫兹成像固体火箭发动机界面脱粘缺陷检测系统,参考图1,包括:

太赫兹波发射器101,用于发射频率在f1~f2之间变化的连续调频太赫兹波信号,其中,f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz;所述太赫兹波信号由f1变化至f2的时间为ts;太赫兹波发射器101可由锯齿波电源构成驱动,实际中由于硬件性能指标的差异性,实际输出会略有偏差,锯齿波电源的发射周期t通常大于ts,同时ts在t中的相位可以调节,并始终保持相对位置固定。

太赫兹波准直装置,与所述太赫兹波发射器的信号输出端连接,用于将所述太赫兹波信号准直平行会聚至所述待测固体火箭发动机100的表面。

太赫兹混频器106,包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端;所述第一信号输入端与所述太赫兹波发射器101连接,用于接收所述太赫兹波发射器发射出的同步参考信号;所述第二信号输入端用于接收由准直平行会聚至所述待测固体火箭发动机100的表面发生反射后的太赫兹波信号;所述太赫兹混频器106将接收的所述太赫兹波发射器101发射出的同步参考信号和反射后的太赫兹波混频器106得到中频信号。

具体地,太赫兹波发射器101发射出的太赫兹波信号一部分发散传播至自由空间,经过所述太赫兹波准直装置准直成平行光,太赫兹混频器106接收由待测固体火箭发动机100的表面反射的太赫兹波信号和太赫兹波发射器101发射的参考信号混频后得到中频信号。中频信号经过快速傅里叶变换处理,获得z方向目标一维像,能够反映缺陷的深度位置。

二维扫描装置108,通过二维扫描的方式控制准直平行的所述太赫兹波信号对所述待测固体火箭发动机100的表面进行x、y方向的扫描。

数据采集装置107,用于接收所述太赫兹混频器输出的所述中频信号并将所述中频信号转成数字信号。

成像处理装置109,用于接收所述数字信号,并经过处理得到与所述二维扫描装置108每一扫描位置对应的一维成像数组,在通过二维扫描的方式控制准直平行的所述太赫兹波信号对所述待测固体火箭发动机100的表面进行x、y方向的扫描之后,得到多个所述一维成像数组构成的一个三维成像数据阵列,根据所述三维成像数据阵列输出与所述待测样品对应的x-y方向成像图。

具体地,所述太赫兹波发射器的发射周期为t,所述太赫兹波发射器发射的太赫兹波信号由频率f1变化至f2的时间为ts,其中ts<t;所述二维扫描装置在每一扫描位置处停留的时间为nt,其中n为大于等于1的整数;所述二维扫描装置108定义与所述待测固体火箭发动机100的表面平行的面为以x和y方向构成的x-y平面。设定的周期越快,测量速度越快,由于响应时间的极限限制,所述二维扫描装置的x和y方向扫描精度优选为0.1~20mm,更优选为0.5mm,精度为0.5mm可以检测到的最小缺陷的x-y的尺寸是0.5mm×0.5mm,可以有效识别的缺陷面积为大于2mm×2mm。t优选10~500微秒;n优选1~1024,更优选256;ts<t,优选为ts=0.8t。

成像处理装置109包括数据处理单元和图像生成单元,数据处理单元和图像生成单元分别通过在可编码芯片中编译软件代码实现其功能,并由计算机自动生成多维图谱。

本发明是基于太赫兹干涉成像技术进行的脱粘缺陷的检测,经太赫兹波发射器101发射特定频率(即f1、f2分别满足f1+f2≥150ghz,f2-f1≥6ghz条件范围内的频率)下的太赫兹波信号,可以穿过较厚的固体火箭发动机的外壳,并经内部燃料柱界面稳定地反射,由成像处理装置109接收并处理获得精确度较高的成像图,可以对固体火箭发动机的界面脱粘缺陷进行有效检测,该检测方法定向性好、准确性高、重现性高,发射的频率带宽高、释放的能量小,成本低、不会对人体造成辐射伤害。本发明的检测系统结构紧凑,能够实现全天候全地域全时段使用,无需多余的配套耗材和防护装备,检测方便、快捷,适用多种型号的固体火箭发动机,实用性强,可降低检测成本,提高生产效率。

作为本发明的一种较优的实施例,本实施例中,采集装置107包括第一数据采集端、第二数据采集端,所述第一数据采集端与所述太赫兹混频器106的信号输出端连接,所述数据采集装置107的信号输出端与所述成像处理装置109的信号输入端连接,用于采集所述太赫兹混频器106混频得到的中频信号并转化成数字信号传输至所述成像处理装置109中;所述第二数据采集端与所述太赫兹发射器101的信号同步端连接。

太赫兹混频器106输出的中频信号通过数据采集装置107,实现多周期采集并输出平均信号,并进一步生成可视化图像结果。成像处理装置109可以同步控制数据采集装置107和二维扫描装置108进行同步协调工作。进一步,数据采集装置107还可与太赫兹波发射器101连接,用于信号同步采集。成像处理装置109能够可视化显示系统装置采集获取的三维数据,并以xy,yz和xz三个坐标维度显示。

数据采集装置107输出同步ttl脉冲,脉冲周期与锯齿波电源周期t相同,例如,在周期t内,周期锯齿波电源的电压变化范围是vmin-vmax,通常绝对电压幅值不大于24伏特,ttl脉冲的下降沿或上升沿对应数据记录起点,通过相位调节,可以对应电压v1,电压v1对应信号源输出频率f1,对应时刻t1,数据记录终点对应由数据采集装置107的数据记录时间长度决定,或者由数据处理时所选用的数据长度决定,通常最佳的数据对应的信号频率范围是f1-f2,对应的时间长度是ts,f2对应的时刻是t2,电压为v2。

作为本发明的一种较优的实施例,本实施例中,还包括太赫兹分束器105,所述太赫兹分束器105设置在太赫兹波准直装置和太赫兹混频器106之间、且与所述待测固体火箭发动机100的表面发生发射后的太赫兹波信号的传输方向呈45°角设置,在所述待测固体火箭发动机100的表面发生反射的太赫兹波信号通过所述太赫兹分束器105反射至与原传输方向垂直的方向、并由所述太赫兹混频器106接收。太赫兹分束器105可任意改变反射回的太赫兹波高频信号的路线,可较方便被其他装置探测并接收到,装置设置更灵活。将太赫兹分束器105与所述待测固体火箭发动机100的表面发生发射后的太赫兹波信号的传输方向呈45°角设置,可使太赫兹波信号反射至与原路反射垂直的方向,有利于准直太赫兹波,获得更清晰的的反应待测固体火箭发动机100内部的脱粘情况信息的高质量数据。

作为本发明的一种较优的实施例,本实施例中,所述太赫兹波准直装置包括第一抛物面镜102和所述第二抛物面镜103,所述第一抛物面镜102和所述第二抛物面镜103平行设置在所述太赫兹波发射器101与待测固体火箭发动机100之间;所述太赫兹分束器设置在所述第一抛物面镜102和所述第二抛物面镜103之间;所述第一抛物面镜102将所述太赫兹波发射器101发射的所述太赫兹波信号准直成平行光并通过所述第二抛物面镜103会聚至所述待测固体火箭发动机100表面,所述太赫兹波信号在所述待测固体火箭发动机100的表面发生反射经过所述第二抛物面镜103并通过所述太赫兹分束器105反射至与原路反射垂直的方向、并由所述太赫兹混频器106接收。为了聚焦由太赫兹分束器105反射回的太赫兹波信号,还可在太赫兹分束器105与太赫兹混频器106之间设置第三抛物面镜104,第三抛物面镜104将太赫兹波信号会聚至太赫兹混频器106内。

参考图1,太赫兹波发射器101发射频率在f1~f2之间变化的连续调频的太赫兹波信号,经第一抛物面镜102位准直成平行光,平行光与待测固体火箭发动机100的表面垂直,再经第二抛物面镜103会聚至待测固体火箭发动机100的表面,太赫兹波信号穿过壳体表面至内部燃料柱界面发生反射,由第二抛物面镜103原路返回,若待测固体火箭发动机100的外壳内部与燃料柱界面之间出现脱开、脱粘的情况,则返回太赫兹波信号将区别与无缺陷区域返回的太赫兹波信号,通过图像分析,来判断固体火箭发动机内部脱粘情况。反射回的太赫兹波信号通过太赫兹分束器将返回的平行光转变为垂直光通过第三抛物面镜104会聚至太赫兹混频器106内,太赫兹波发射器101发射的同步参考信号同时驱动太赫兹混频器106,太赫兹混频器106接收由待测固体火箭发动机100的表面反射的太赫兹波信号和太赫兹波发射器101发射的同步参考信号,混频后得到中频信号,二维扫描装置108控制所述太赫兹波源遍历所述待测固体火箭发动机100的表面的所有扫描位置,成像处理装置109接收二维扫描装置108扫描得到的每个位置对应的中频信号并经过处理得到与每一扫描位置对应的一维成像数组,当所述二维扫描装置108控制所述太赫兹发射源遍历所述待测固体火箭发动机100的表面的所有扫描位置之后,得到的多个所述一维成像数组构成一个三维成像数据阵列,成像处理装置109根据所述三维成像数据阵列输出与所述待测固体火箭发动机100的表面对应的x-y方向成像图。根据所述x-y方向成像图呈现的图像中是否是呈等强度条纹分布,从而来判断固体火箭发动机壳体与燃料柱之间是否存在缝隙,若呈等强度条纹分布,则固体火箭发动机壳体与燃料柱之间存在缝隙,反之,则不存在缝隙。两种特殊的情况;一种情况是完全没有缝隙,此时无条纹分布;另一种情况是所有被检测位置存在的脱粘缝隙厚度完全一致,此时无条纹分布。第二种情况在实际生产活动中几乎不会出现,因此当检测生成的图像结果没有条纹分布,则可认为被检测发动机不存在脱粘。

本发明所述的检测系统可应用于固体火箭发动机界面脱粘缺陷的检测,尤其适用于对固体火箭发动机的外壳与燃料柱之间的脱粘缺陷检测,可检测和判断固体火箭发动机复合材料壳体与燃料柱之间是否存在脱粘,系统结构紧凑,能够实现全天候全地域全时段使用,无需多余的配套耗材和防护装备,检测方便、快捷,检出效果直观,适用范围广,实用性强,可以有效降低检测成本。固体火箭发动机的外壳可以为由玻璃纤维、陶瓷、树脂、无机化合物或橡胶等材质通过压合、缠绕或模铸等工艺形成的具有多层界面结构外壳,固体火箭发动机的外壳可以为具有平面层界面、圆柱层界面、或无规则形状层界面结构外壳。

试验例1:薄壳体板与平整药块斜缝模拟检测实验

本发明通过薄板加上药块,模拟药块的缺陷,以此观察的成像效果来分析论证本发明的检测系统的成像效果。

将薄壳体板与平整药块形成不同角度的斜缝:斜缝①:最大缝宽为5mm,缝长为100mm;斜缝②:最大缝宽为5mm,缝长为100mm。系统测量水平步进1mm,垂直步进5mm,进行二维成像,斜缝①成像图如图2a、斜缝②成像图2b所示。

斜缝①中:由斜缝最大缝宽为5mm,缝长为100mm,可知薄壳体板与平整药块形成斜缝的已知角度为:

系统的水平测量角度范围为±4°,此角度在系统测量角度范围之内,因此可以成像,理论可得条纹数目为:n=d/λ=5mm/0.7mm=7

斜缝②中:由斜缝最大缝宽为2mm,缝长为100mm,可知薄壳体板与平整药块形成斜缝的已知角度为:

系统的水平测量角度范围为±4°,此角度在系统测量角度范围之内,因此可以成像,理论可得条纹数目为:n=d/λ=2mm/0.7mm=3

由图2a可以看出,均得到了明显的条纹,图2a中条纹数为7条(白色区域)、图2b中条纹数为3(白色区域),与理论值完全一致,且随着角度减小,缝宽的变化率也在减小,条纹的宽度变化变缓慢,宽度变宽,也与理论同步。

因此,通过薄壳体板与平整药块斜缝模拟检测实验可以看出,本发明的检测系统能够对脱粘缝隙进行有效检出,且准确度、精度较高,重现性好。

试验例2:厚壳体板与药块缝隙模拟检测

以下用厚板和药块形成斜缝,进行厚板的缺陷模拟实验,系统测量水平步进为2mm,竖直步进5mm,由于厚板不是平面而是曲面,需控制厚板弯曲角度在系统测量角度之内,厚壳体板与药块缝隙,成像图如图3a所示。

实际模拟中,接近厚板与药块接触部分缝宽变化比较快,而距离接触部分越远,缝宽变化率越小。图3a所得的条纹图右边是比较均匀的明暗条纹,左边缝隙变化较缓慢的区域条纹比右边宽,其所显示的图像结果与理论相一致,由此说明本发明的检测系统也可对厚板的脱粘缝隙进行有效检出。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1