一种机翼复合材料原位冷阴极X射线检测方法和装置与流程

本发明涉及航空复合材料检测，尤其涉及一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测方法和装置。

背景技术：

1、随着社会科学技术的进步，飞机机翼大量采用了强度更高，重量更轻的复合材料，以替代以往的轻型铝合金结构。但由于复合材料的特殊制造工艺，常规的超声、涡流法已无法完成对在役原位机翼复合材料结构健康状况进行快速可靠的检测。目前所采用的针对机翼复合材料的检测，大都采用红外、太赫兹等光学法，其作用只能对浅表面蒙皮脱粘进行有限的检测评估。而常规的热阴极射线机，体积庞大，辐射能量也大，对人体有害，且启动时间较长，飞机降落进场后无法快速实施对在役原位飞机机翼的有效检测与评估。基于此，需要探索一种可以快速对在役飞机机翼复合材料结构健康状态进行原位检测的方法和装置。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测装置，本发明是这样实现的：

2、一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测装置，包括：

3、底座，所述底座设置有电控行走机构；

4、可升降支撑架，所述可升降支撑架连接在所述底座上，所述可升降支撑架的上部设置有u形固定架；

5、夹持板，包括上夹持板和下夹持板，两个夹持板分别通过电控转动连接件可摆动连接在所述u形固定架的两臂上，所述u形固定架的两臂之间的距离可调整；

6、冷阴极x射线发射器和dr成像板，冷阴极x射线发射器和dr成像板分别相对地固定在两个夹持板的内侧壁上，所述冷阴极x射线发射器设置在下夹持板上，并朝上发射冷阴极x射线源；

7、测距摄像头，所述测距摄像头固定在对应的夹持板上，通过所述测距摄像头测定检测装置与机翼待检部位的距离；

8、控制模块，所述控制模块无线或有线地连接所述电控行走机构、可升降支撑架的升降机构、u形固定架的转动机构、电控转动连接件以及测距摄像头，控制检测面多维可调以适配机翼外形。

9、本发明还公开一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测方法，采用如权利要求1所述的检测装置，是通过一个可智能走形的冷阴极x射线检测装置对飞机机翼的外形进行预先的走形，形成检测路径并预存在控制系统中，当飞机完成飞行任务入场检测时，通过无线控制检测装置自动对飞机机翼复合材料进行快速的检测；

10、具体的步骤如下：

11、s1：通过计算机建立机翼三维参数模型，预先测出待检测机型的机翼不同部位的复合材料的厚度、曲度、倾斜角，形成最佳的检测模型；根据检测模型建立检测设备的电控参数模型，对机翼复合材料的检测进行仿真走形，形成模拟检测路径，并将模拟检测路径保存在控制系统中；

12、s2：当飞机完成飞行任务后，将检测装置移送至机翼处，根据系统预存的检测路径快速进行检测前的预走形，通过夹持板上的测距探头测算出冷阴极x射线发射器和dr成像板到机翼的距离，并将预检测的数据反馈到控制器上，如预检测的结果与模型推算的模拟检测路径存在误差，则根据检测模型在模拟检测路径的基础上进行微动调整；

13、s3：在预检测路径行走结束并调整完路径后，随即进行第一次机翼复合材料的实际检测，所述检测装置的各个部位进行联动调节，完成走形，并获取检测结果；

14、s4：分时对机翼上的同一个部位进行多次检测，跟踪分析飞机从动载到静载过程，复合材料结构健康状态的变化情况。

15、作为进一步改进的，所述步骤s1中的最佳检测模型是根据所述机翼的外型轮廓模拟计算出冷阴极x射线发射器到机翼下表面的距离、dr成像板到机翼上表面的距离以及对应机翼倾斜部位的两个夹持板的倾斜角度。

16、作为进一步改进的，所述步骤s1中的电控参数模型包括电控滚轮的行走方向、行走速度、可升降支撑架的升降高度和升降速度、u形固定架的两臂的升降高度和升降速度、两个电控转动连接件的转动角度和转动速度。

17、作为进一步改进的，所述电控参数模型还包括对冷阴极x射线发射器的控制，对应不同厚度的机翼复合材料，设定相应的冷阴极x射线发射能量。

18、作为进一步改进的，所述步骤s4的分时检测分为三次，分别为飞机进场的1-10分钟、10-20分钟、20-30分钟。

19、与现有的相比，本申请可以获得包括以下技术效果：

20、一、本发明针对于飞机机翼复合材料结构健康状态的原位检测开创了一种新设备、新方法，采用了冷阴极x射线检测技术，通过设置冷阴极x射线检测装置对飞机机翼复合材料进行检测，克服了传统热射线设备体积大、辐射强的弱点，不仅提高了检测的安全性，同时，本发明设备启动时间短，能较好的在有效检测时间内快速完成机翼复合材料原位检测，解决了当下飞机机翼复合材料原位快速检测的技术难题。

21、二、本发明通过设置智能走形、自动完成检测的模式，检测装置可以实现多个维度的可达性，通过电控行走机构可以任意方向移动，通过可升降支撑架可以适应不同高度的检测面，u形固定架之间的距离可调可以适应不同厚度的机翼复合材料，夹持板翻转可以适应机翼上的非平面结构。通过无线控制设备运行，无需人工进行手推检测，极大的提高了检测效率，同时降低了射线辐射对人体的危害性。

22、三、本发明的检测方法在通过计算机预先模拟飞机机翼的外形轮廓，并通过设计最佳的检测模型，推算各电控组件的参数形成电控参数模型，形成模拟检测路径，通过模拟检测路径的设定，减少检测过程中对控件的调整，使检测过程更加流畅，提高检测效率。

23、四、本发明的检测包括飞机进场后对模拟检测路径的快速验证过程，即设计预检测和实际检测两个步骤，预检测阶段仅需快速走形同时进行设备启动准备，预检测阶段提高了检测结果的可靠性，合理安排设备启动时间，不影响检测的基础上节约了能量损耗。

技术特征：

1.一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测装置，其特征在于，包括：

2.一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测方法，采用如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，是通过一个可智能走形的冷阴极x射线检测装置对飞机机翼的外形进行预先的走形，形成检测路径并预存在控制系统中，当飞机完成飞行任务入场检测时，通过无线控制检测装置自动对飞机机翼复合材料进行快速的检测；

3.根据权利要求2所述的一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测方法，其特征在于，所述步骤s1中的最佳检测模型是根据所述机翼的外型轮廓模拟计算出冷阴极x射线发射器到机翼下表面的距离、dr成像板到机翼上表面的距离以及对应机翼倾斜部位的两个夹持板的倾斜角度。

4.根据权利要求3所述的一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测方法，其特征在于，所述步骤s1中的电控参数模型包括电控滚轮的行走方向、行走速度、可升降支撑架的升降高度和升降速度、u形固定架的两臂的升降高度和升降速度、两个电控转动连接件的转动角度和转动速度。

5.根据权利要求4所述的一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测方法，其特征在于，所述电控参数模型还包括对冷阴极x射线发射器的控制，对应不同厚度的机翼复合材料，设定相应的冷阴极x射线发射能量。

6.根据权利要求5所述的一种机翼复合材料原位冷阴极x射线检测方法，其特征在于，所述步骤s4的分时检测分为三次，分别为飞机进场的1-10分钟、10-20分钟、20-30分钟。

技术总结
本发明涉及一种机翼复合材料原位冷阴极X射线检测装置和方法，装置包括底座、可升降支撑架、U形固定架、夹持板、冷阴极X射线发射器、DR成像板、测距摄像头以及无线控制器，检测方法是运用上述可智能走形的冷阴极X射线检测装置对机翼的外形进行预先的走形，形成检测路径，当飞机完成飞行任务入场检测时，通过无线控制检测装置自动对飞机机翼复合材料进行快速的检测。通过设置冷阴极X射线检测装置对飞机机翼复材进行检测，克服了传统热射线设备体积大、辐射强的弱点，提高了检测的安全性。通过模拟检测路径的设定，减少检测过程中对控件的调整，使检测过程更加流畅，提高检测效率。通过预检测对模拟检测路径进行验证提高了检测结果的可靠性。

技术研发人员：林俊明,卢超,王波,宋凯,吴晓瑜,林泽森,王亚婷
受保护的技术使用者：爱德森（厦门）电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6