超聲波檢測是目前唯一被航空航天工業完全接受和認證的質量保證無損檢測方法。通常它使用透傳或脈沖回波技術,濕法工藝不適用于預固化纖維。已完成組件的在線 NDE 仍然以手動技術為主,在僅 1平方米 / 小時 的速度下,制造時間增加了 10%。嘗試使用龍門系統實現自動化,例如由 Orano (Areva) 開發并由空中客車公司使用的龍門系統。這系統只能檢查簡單幾何形狀,檢查速度還是很慢,自動化僅將速度提高到 3.6平方米 / 小時。(很低效)
固化前檢查最常見的是顯微鏡或X射線(危險),但是也緩慢、昂貴、需要技能熟練的師傅手動完成,不適合大面積或自動化。
Lufthansa Technik 和其他公司已將這一領域的研發重點放在熱成像上,這是一種速度更快但分辨率低的方法。
渦流廣泛用于航空鋁結構中的無損檢測,是一種快速可靠的表面缺陷檢測方法。無需接觸,不受表面涂層影響,無需耦合劑。然而,信號在復雜幾何形狀的組件中可能難以解釋,并且它僅適用于導電材料。碳纖維的導電性比鋁低 1000 倍,沒辦法用渦流無損檢測。
已經對碳纖維中磁性 NDT 技術的潛力進行了研究,但該材料的低電導率意味著這項工作的大部分集中在超導量子干涉裝置 (SQUID) 上。結果很有希望,但由于需要低溫冷卻,潛力受到嚴重限制。我們的創新是采用更加實用和商業化的方法來提高傳感器靈敏度。
我們通過使用細間距砷化鎵霍爾效應 (GaAs) 傳感器來補償碳纖維的低電導率,其動態范圍從納特斯拉到數十特斯拉,靈敏度比渦流和 MFL 技術中使用的傳統傳感器高 1000 倍,精確的靈敏度需要改善。傳感器尺寸小于 3平方毫米,感應區域小至 5μm2,因此非常適合用作線性或二維陣列。我們的新型探頭將采用線性陣列配置,結合橫向檢測場傳感器和縱向場檢測傳感器。固態傳感器不受污垢和污染物的影響,使其具有在預固化鋪層的多塵環境中可靠運行所需的彈性。我們專有的 GaAs 外延結構具有比傳統霍爾傳感器或線圈技術更快運行所需的靈敏度和帶寬,而且小尺寸使其非常適合用于機器人自動化系統,使我們能夠在掃描 3D 組件時使用機械臂克服幾何限制,減少死區,并最大限度地發揮該技術的高速潛力。
我們對我們的技術投入進行了適當的專利檢索,并確定我們有經營的自由。Advanced Hall Sensors和 TWI 都將為該項目帶來大量專業知識,該項目目前是商業機密,但尚未受 IP 保護。所有背景 IP 將仍然是原始合作伙伴的財產,合作伙伴擁有在項目中使用的非排他性許可。對于項目產生的新 IP,我們將使用 Lambert Model D 合作協議。
CFLUX系TWI 英國無損檢測協會和Advanced Hall Sensors 共同研究項目,致力于小型、安全、磁場分辨率高的掃描傳感器。
審核編輯 黃昊宇
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