超声c扫描喷水检测系统在复合材料检测中的应用

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1、众所周知，波音787飞机是世界上第一款全复合材料的民用大客机。2006年底，哈尔滨飞机工业(集团)有限责任公司（哈飞）被正式确认为波音787翼身整流罩全球唯一供应商，承担2007～2021年这一产品的全部交付任务。2007年，亚洲最大的复合材料生产基地在哈飞建成，随着该基地的建成，哈飞也陆续采购了一批国内外最先进的设备，其中包括英国超声波科学有限公司（USL）生产的超声波C扫描喷水复合材料检测系统，系统有效扫描范围为8m×1.5m×3m。目前，该设备已经通过了哈飞最终验收。近期，波音负责该设备认证的人员对该设备的主体认证也基

2、本结束，并对该设备给予了很高的评价。USL喷水C扫描系统的顺利完成，为波音787复合材料零件生产提供了保障，也将为未来中国大飞机的制造提供帮助。哈飞C扫描喷水系统的优势（1）检测速度快。现场扫描一个长2.7m，宽1.4m的曲面零件，USL系统在步进2.0mm条件下，扫描速度为700mm/s，用时1h15min。（2）系统自动化程度高。系统共有17轴，包括10个探头运动轴，5个夹持工装轴及2个水泵驱动轴。（3）USL独有的PM30超声发射接收板卡。可同时进行对数放大和线性放大，穿透传输和脉冲回波扫描可同时进行，使仿形和探伤一次

3、完成，而无需进行第2次扫描。（4）特制的探头连接线及其他抗干扰措施。USL拥有专利技术的导线及许多其他配置，可有效屏蔽外界信号干扰。（5）水平双扫查臂。可进行双曲面（二维方向曲面）扫描检测。如果加装特殊扫查臂，可进行“C型”零件的扫查。（6）加装除气泡功能。使喷射出的水柱更加均匀，声波传输更稳定。（7）加装紫外线杀菌系统。能够对循环水进行杀菌净化。（8）计算机控制水流速。对水流速度进行实时控制，对于不断变化的水流喷射角度和高度的改变进行补偿。（9）“教与学”功能。扫描轨迹可由CATIA数据产生，也可以利用超声波测量建立的坐标

4、进行“教与学”。（10）C扫描图像的三维成像。（11）表面跟踪测量缺陷的真实尺寸（不是二维投影测量）。哈飞的C扫描系统哈飞喷水C扫描系统组成1机械扫描系统（1）基座结构。该系统放置在一个槽式基座上，其基底可与工厂周围的地板相平行，哈飞仅需制作该水泥槽，无需其他特殊要求。上部、下部及垂直结构均由挤出成型铝合金制成，在保证强度的基础上，尽可能减重，以使系统能够高速运行。（2）X、Y、Z及探头角度轴A、B。X、Y、Z及探头角度轴A、B均由直流伺服电机驱动。高品质的线性轴承在恶劣条件下具备较长的使用寿命。精密光学编码器适用于长轴线型

5、测量，具有较高的分辨率和可重复性。USL通过将垂直的机械臂改为水平的机械臂，并将发射和接收探头安装在机械臂的末端，这解决了检测凹陷较深零件的需要。USL同时还设计了一种独特的可移动喷水总成，使其能够进入半径很小的曲面内进行检测。而在过去，通过穿透式还无法检测内径很小的“C”型零件，伴随着USL新的设计出现，使其成为可能。（3）装有电机驱动的可编程的零件定位工装。提供一套完整的零件定位工装用于对被检测零件的支撑和定位。该工装有5根可编程的运动轴——这些轴移动到为每一个部件预先编好的位置，以提供一个固定的并且可重复的零件夹持位置

6、。该工装是扫描系统一部分，但也可以缩回，以使“滚入”工装能够完全进入。（4）水泵系统。扫描系统下方装有一个储水槽——由喷水器喷出的水流进该储水槽。2个独立的直流电机驱动水泵，装在该储水槽中——这2个水泵能提供独立的2股水流分别到各自的喷水嘴。水泵速度由电机驱动器和计算机系统控制，可通过运转水泵，在需要时提高水流速。2电子系统（1）计算机系统。一个19英寸（48.28cm）电器箱安装有工业电脑，用来控制整个系统、数据收集、C扫描图像显示和图像/数据处理。（2）直流电机电力供应和运动控制。电脑控制所有的17个轴运动，包括控制10

7、轴扫描运动的伺服控制板卡，控制5轴工装定位的步进控制板卡，及控制2轴水泵的伺服控制板卡。为了运动的手动控制，提供一个遥控(操纵杆)器，带有开关和按钮来选择想要控制的轴。操纵杆的运动是渐进的，轴的速度依操纵杆的动作而定。在电脑显示器上，所有轴的位置信息都被不间断地实时更新。（3）超声波扩展板卡。USL的超声波系统与电脑相结合。系统的所有参数都从屏幕菜单上由电脑控制。这些参数都可以储存并自动装载，这样就不需要手工设置这样的重复工作。这个系统可以多闸门同时获取脉冲回波(线性放大器)和穿透传输(对数放大器)数据，同时还可采集振幅和声

8、时数据。这些板卡包括：·PM30脉冲收发器：这是低噪音的脉冲收发器， 带有一个对数放大器，提供高达95dB的瞬间动态范围和带有DAC及类似功能的一个高增益线性放大器。这个对数检测功能意味着可达95dB的信号变化能够一次采集得到。·ADC100模拟-数字转换器：该转换器将从脉冲收发器得到的A