Page 14 - 2024中国无损检测年度报告
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2.4 微波定量检测
                                                                 2.4.1 多层 GFRP 结构内部缺陷的微波检测及评估
                                                                      提出了一种微波无损检测及定量表征方法,
                                                                 结合稀疏采样控制矩阵、压缩感知技术、匹配滤
                                                                 波成像算子,实现了快速、高效的 GFRP 结构缺
                                                                 陷检测及成像。通过自适应奇异值分解技术优化
                                                                 图像质量,结合图像分割与像素统计的方法对分
                                                                 层缺陷的位置和面积参数进行自动定量表征。试
                                                                 验结果表明,该方法在较少观测数据的情况下,
                                                                 可生成高质量可视化图像且可有效识别厚度为
                                                                 0.5 mm 的缺陷,位置定量误差小于 0.5 mm,
                图 12  望远镜式激光红外检测系统及其在风电检测中
                                                                 面积定量误差小于 8%。基于微波传播理论提出
                                的应用研究
                                                                 了一种对多层 GFRP 内部缺陷的远场定量评估方
              2.3.4 薄壁碳纤维杆件的反射镜式激光红外原位检                          法,结合信号频率、缺陷尺寸及材料参数建立了
              测技术和系统开发                                           回波信号与缺陷参量的映射关系,实现了通过单
                   为保证大型网状天线的安全和完整性,针对                           一反射信号同时检测和量化分层缺陷的深度与厚
                                                                 度。结果表明,该方法能成功检测厚度为 30 μm
              环形可展开天线桁架结构中大量使用的薄壁细长
              碳纤维复合材料杆件,开展了役前无损检测技术                              的分层缺陷,缺陷深度评估误差小于 0.15 mm,
              研究,提出了反射镜式匀化激光红外检测方法,                              缺陷厚度评估误差不超过 10 μm,理论检测下限
              研制了大型可展开天线关键部件复合材料杆件的                              可达数微米,且检测精度受探测距离影响较小。
              原位状态检测仪器和自动扫查装置,开发了基于                              该工作为非金属结构内部缺陷的精细化深度定位
              红外图像的缺陷自动识别处理方法和软件,实现                              提供了支撑(见图 14)。
              了大型可展开天线杆件结构的原位快速无损检测
              评价,可同时检出碳纤维增强复合材料杆件中的
              气孔、分层、夹杂和冲击损伤等缺陷,具有非接触、
              无需耦合剂、无放射性等特点,较现有方法大大
              提高了检测效率。检测系统已多次应用于大型网
              状可展开天线反射器的役前检测,为大型可展开                               图 14  多层 GFRP 结构内部缺陷的微波检测及定量结果
              天线支撑结构在轨可靠运行提供了有效支撑手段
                                                                 2.4.2 吸波材料电磁损伤评估的宽带聚焦微波传
              (见图 13)。
                                                                 感器及检测方法
                                                                      针对吸波涂层的现场无损监测需求,克服了
                                                                 微波传感器设计中小型化、宽带和聚焦辐射之间
                                                                 的矛盾,提出了一种新型聚焦微波传感器构型及
                                                                 检测方法。传感器采用多层透镜嵌套结构和复合
                                                                 馈电设计,在 2 ~ 22 GHz 频率范围内实现了超
                                                                 过 8 dB 的辐射增益,且电压驻波比小于 2.5。该
                                                                 探头不仅具有小型化的优势(直径 95 mm,高度
                                                                 75 mm),且能够发射具有小于 ±30°窄辐射方
                                                                 向图的高斯波束,可模拟现场近场测试所需的平
                                                                 面波特性。在此基础上,提出了一种现场反射率
                                                                 测试方法,利用时域门控技术减轻干扰信号的影
                图 13  细长薄壁 CFRP 杆件的反射镜式原位激光红外
                                                                 响,测试结果验证了传感器和方法的精度,平均
                                检测系统图
                                                                 误差仅为 0.78 dB(见图 15)。

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