CN101614677A

CN101614677A - 机翼夹板蜂窝结构的高精度激光全息自动检测***

Info

Publication number: CN101614677A
Application number: CN200810012014A
Authority: CN
Inventors: 石宏
Original assignee: SHENYANG LITAI AUTOCONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENYANG LITAI AUTOCONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2009-12-30

Abstract

机翼夹板蜂窝结构的高精度激光全息自动检测***，其特点在于：将一个宽带的声换能器固定在被检测物表皮上，并用250个赫超声波来激发0.120cm与0.120cm叠接的部件，对表皮施加振动力；通过激光全息照相，用时间平均法摄取全息信息，获得一组异样干涉条纹，再通过激光显像，将干涉条纹成像，并将成像信息输入计算机，可在计算机监示器上清楚看到缺陷位置形状、深度和大小。本发明的优点在于测量精度高，没有测量死角，提高了产品的安全性能。

Description

机翼夹板蜂窝结构的高精度激光全息自动检测***

技术领域

本发明属于一种激光全息检测技术领域。

背景技术

目前机翼蜂窝结构的检查是采用抽样检测或超声波检测，采用上述检查方法对微小缺陷容易遗漏，当机翼夹板蜂窝结构中存在缺陷而没有检测出来时，对飞机安全留下隐患，一旦出事故会造成巨大经济损失和人员伤亡。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光全息自动检测***对夹板蜂窝结构进行检查，可将机翼夹板蜂窝结构三维立体图像显示在计算机屏幕上，通过微机处理打印输出。

采用全息干涉计量技术，能够检查简单的或复杂的夹板蜂窝结构和叠接板，经检查能够知道表皮以下脱开(衬心与表皮、表皮与表皮、窝与窝、表皮与构件)、叠接脱离，夹杂、粘结不牢、衬心毁损等缺陷。在检查时，可以根据具体情况，采用不同的方法，在试样上施加轻微的力(包括加热、压力变化，抽真空和声振动等)，只要采取适当的措施，使试样表面发生2微米的位移，就足以使试样内部的缺陷反应到表面上来。采用二次曝光法或实时观测法，观察表面的干涉条纹的形状和间距发生突然地不连续变化，便可确定试样内部缺陷的位置、种类、大小和深度。

本发明采用的设备包括一套激光全息摄象机和计算机、打印机。

一、声振动法

在探伤时，将一个宽波带的声换能器固定在试样的表皮上，根据材料的厚度和缺陷的位置，所施加的振动可以是横波、纵波、表面波、在试样振动其间进行全息照相，然后使感光相版显影。

在有缺陷的地方，由于表皮结合很松动或者能够完全进行自由振动，故其振幅就比其它地区大。这样，在对所拍摄的全息图建像时，就可以看到一组异样的干涉条纹，把松动区域的表面轮廓勾画出来。以前用声振动法只能测出振动物体表面的最小位移，只有几百个埃。采用把全息照相***中的参考光束的位相或频率加以调制的办法，使物体表面上不作振动的所有各点重建为一个暗场，而不象通常那样地重建为一个亮场，从而可以大大地提高测量灵敏度。

1、对参考光束的位相调制。在用时间平均法摄取全息图时(即在物体振动时进行较长时间的曝光)，可通过一个振动反射镜来实现对参考光束位相的调制。反射镜的振动频率与物体的振动频率相同。这样，就把在建像时所看到的干涉条纹的强度分布场的中心，偏移到J₀ ²(x)的第一个零点的地方。经过这种调制之后，物体的位移就好象围绕这一点，而不再围绕零位移点。这样，物体表面不作振动的各点在全息图重建时，成为暗场，从而提高物体表面位移测量的灵敏度。如果用对参考光束进行位相调制的办法，可记录小于50埃的表面振动，并可一次把表面振动记录下来。当我们用250千赫的超声波来激发一个0.120厘米与0.120厘米叠接的部件时，表面位移仅50埃左右，用时间平均法拍摄的全息图，一点也看不到振动图像，可是当采用对参考光束调相技术后，拍摄的全息图能看到超声换能器所发射出来的驻波图像。同时还看到的叠接界面处出现三个直径1.27厘米的驻波图像突变区，表明在这三个地方出现脱节。

2、对参考光束的频率调制。对参考光束进行频率调制，是使参考光束通过一个有超声通过的水槽。参考光束通过超声水槽时，将发生一种多普勒移动，当超声的频率与物体振动的频率相同时，干涉条纹的强度场按J₁ ²(x)函数分布的[J₁(x)是第一级贝塞尔函数]。对参考光束调频可用于1兆赫以上的振动频率。

采用对参考光束进行调相，调频查知的最小振幅，可达10^-7-10^-8厘米的数量级。

二、加热法

加热法是对被检测试样的表面，施加一个急骤的和温度适当的热脉冲。如用一盏灯扫射欲检验的表面几秒钟，这会使试样产生每寸10根以上的条纹。当物体冷却下来时，缺陷的轮廓就清楚地显露出来。用热应力法，可在4分钟内检查光一声面积为一平方英寸的蜂窝板，如粘胶与铝，则用加热法进行检查较为有效。

如采用调制物体波法来控制干涉条纹之间的距离，所用光学元件，如图4所示。图4中的反射镜可以倾斜，它能够绕着它的水平轴线转动。其检验操作过程如下：首先拍摄物体处室温状态的全息图，经显影、定影后，放回原来位置，以便进行实时观测。然后对物体加热，这时所得到的干涉条纹很密，不易提示缺陷。这时，转动反射镜，使干涉条纹***的中心向上或向下或向前、向后移动。然后，沿着透镜的光轴移动透镜，以增加条纹的间距。这样就可以在物体尚未冷却之间查知缺陷的存在。这种改进技术，能够在温度升高以后马上进行观测，这不仅提高检查速度，而且能够揭示关于部件的完整性的最大细节。

本发明的优点在于测量精度高，没有测量死角，提高了产品的安全性能。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的框图。其中：标号17为全息照相机；标号18为计算机；标号19为打印机。

图2是夹板蜂窝结构示意图。其中：标号1、3为铝表皮；标号4、5为衬心；标号6为蜂窝板成品。

图3为对参考光束进行频率调制光学***示意图。其中：标号2为粘胶布；标号7为超声水槽；标号8为参考光束；标号9为全息图；标号10为振动中的物体；标号11为照射。

图4为调制物体波装置示意图。其中：标号12为物体；标号13为参考光束；标号14为全息图；标号15为反射钳；标号16为透针。

Claims

1、机翼夹板蜂窝结构的高精度激光全息自动检测***，其特征在于：将一个宽带的声换能器固定在被检测物表皮上，并用250个赫超声波来激发0.120cm与0.120cm叠接的部件，对表皮施加振动力；通过激光全息照相，用时间平均法摄取全息信息，获得一组异样干涉条纹，再通过激光显像，将干涉条纹成像，并将成像信息输入计算机，可在计算机监示器上清楚看到缺陷位置形状、深度和大小，并通过打印机输出文字资料。

2、根据权利要求1所述的机翼夹板蜂窝结构的高精度激光全息自动检测***，其特征在于：对参考光束的位相调制，在用时间平均法摄取全息图时(即在物体振动时进行较长时间的曝光)，可通过一个振动反射镜来实现对参考光束位相的调制，反射镜的振动频率与物体的振动频率相同，这样，就把在建像时所看到的干涉条纹的强度分布场的中心，偏移到J₀ ²(x)的第一个零点的地方，经过这种调制之后，物体的位移就好象围绕这一点，而不再围绕零位移点，这样，物体表面不作振动的各点在全息图重建时，成为暗场，从而提高物体表面位移测量的灵敏度，如果用对参考光束进行位相调制的办法，可记录小于50埃的表面振动，并可一次把表面振动记录下来，当我们用250千赫的超声波来激发一个0.120厘米与0.120厘米叠接的部件时，表面位移仅50埃左右，用时间平均法拍摄的全息图，一点也看不到振动图像，可是当采用对参考光束调相技术后，拍摄的全息图能看到超声换能器所发射出来的驻波图像，同时还看到的叠接界面处出现三个直径1.27厘米的驻波图像突变区，表明在这三个地方出现脱节。