部件無損測試系統的校準的驗證方法及組裝件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及至少一個部件，尤其是飛機的部件，的無損測試系統的校準的驗證方 法。
【背景技術】
[0002] 所述的無損測試系統包括超聲探頭，特別是允許檢測部件(例如由復合材料制成 的部件）內部的缺陷。
[0003] 超聲測試通常基于超聲波在待測部件的材料內部的傳輸和反射以及結合所發出 的波對檢測到的回聲的分析。
[0004] -般而言，測試部件前，這樣的無損測試系統的校準的驗證在參考(或標準）部件 的輔助下執行，參考部件是使用與待測部件相同的材料且采用相同的工藝步驟制造的。
[0005] 這種參考部件是其幾何形狀已知、被控制并且被定期檢查的規塊。通常，它們具有 各種厚度以能夠創建CAD型的振幅-距離校正，并具有帶平坦底面的孔以對檢測進行驗證。
[0006] -般而言，參考部件用于執行：
[0007] -超聲配置的每次掃描前的驗證(即振幅-距離校正）；
[0008] -多個檢測最小值的驗證。這些特征受到超聲特性（例如頻率、波束的形狀、帶寬 等）以及無損測試系統的掃描裝置結構的影響；以及
[0009] -確保無損測試系統展現出能夠隨時間重復的行為(通過比較同一參考部件的隨 時間測繪）的驗證。
[0010] 然而，無損測試系統的校準的該驗證方法具有與必須使用這樣的參考部件相關聯 的缺陷。的確，參考部件非常昂貴。另外，其在校準的驗證中的使用要求：
[0011] -制造許多參考部件；
[0012]-參考部件的周期性確認；以及
[0013] -新參考部件的制造，特別是在磨損或者損壞的情況下。
【發明內容】
[0014] 本發明涉及至少一個部件的無損測試系統的校準的驗證方法，從而允許克服這一 缺陷。根據本發明，值得注意的是，至少一個部件的無損測試系統的校準的所述驗證方法包 括連續步驟E1到E3,所述無損測試系統包括至少一個超聲探頭，所述步驟包括：
[0015] E1/通過無損測試系統在至少一個所謂理想反射器上執行測量，所述理想反射器 包括至少一個參考缺陷，記錄所執行的測量，以及創建并分析理想反射器入射面的超聲測 繪(mapping);
[0016] E2/基于超聲探頭的物理數據來確定虛擬探頭，將其與表示在步驟El中執行測量 的帶寬進行關聯;以及
[0017] E3/通過建模使用在步驟E2確定的虛擬探頭以及在步驟E1執行的測量作為部件特 性的輸入數據，確定虛擬規塊和虛擬規塊底面的振幅和飛行時間的虛擬測繪，以及分析所 述虛擬測繪以導出所述無損測試系統的校準的特性。
[0018] 由此，由于本發明，在展現出參考缺陷的理想反射器輔助下執行校準的驗證，這經 由建模與部件的材料特性相組合地使用。因此如下所述，沒有必要為每一類型的材料和每 一類型的部件制造工藝提供一個參考部件，這允許克服前述缺陷。
[0019] 有利地，該方法包括在步驟E1之前的附加步驟E0，該附加步驟E0包括確定與待測 部件的材料相對應的材料特性，從而允許定義在步驟E3使用的虛擬參考部件。
[0020] 另外，有利地，該方法包括在理想標準件上提供從以下各項選擇的至少一個參考 缺陷：
[0021] -具有平坦底面的孔；
[0022] -通孔；
[0023]-經加工的部件邊緣；
[0024]-無缺陷區域；
[0025]-珠狀物。
[0026]另外，校準的所述驗證方法具有以下特征中的至少一些（，單獨地或者組合地）： [0027]-在步驟E1分析入射面的超聲測繪包括驗證無損測試系統的機械裝置；
[0028]-在步驟E3,分析底面的虛擬測繪包括驗證理想反射器的參考缺陷是否存在于該 虛擬測繪上并且已經被檢測到，以及將虛擬測繪的振幅與預定值進行比較；
[0029] -采用處于初始狀態的超聲探頭執行步驟E1，并且在步驟E3生成虛擬測繪；
[0030] -該方法包括用于存儲以下信息中的至少一些的至少一個步驟：
[0031] ?步驟E1中記錄的測量；
[0032] ?至少一個測繪；
[0033] ?超聲探頭的特性。
[0034]本發明還涉及一種用于通過包括至少一個超聲探頭的無損測試系統來測試部件 的方法，所述測試方法包括如上所述的無損測試系統的校準的驗證方法。
[0035]本發明還涉及一種用于實現上述方法的用于驗證無損測試系統的校準的組裝件。 [0036]根據本發明，該組裝件包括：
[0037]-包括至少一個參考缺陷并且通過無損測試系統在其上執行測量的至少一個理想 反射器；
[0038]-配置用于記錄在所述理想反射器上執行的測量的記錄單元；以及
[0039] -配置用于通過建模基于所測量的值和從所述記錄單元接收的值來確定振幅和飛 行時間的至少一個虛擬測繪的數據處理單元。
[0040] 有利地，所述理想標準件的至少一個參考缺陷從如下各項選擇：
[0041] -具有平坦底面的孔；
[0042] -通孔；
[0043]-經加工的部件邊緣；
[0044] -無缺陷區域；
[0045] -珠狀物。
【附圖說明】
[0046] 附圖允許更好地理解本發明是如何實現的。在這些附圖中，相同的附圖標記表示 相同的元件。
[0047] 圖1是本發明所適用的無損測試系統的一個示例的示意圖。
[0048]圖2為能夠用于本發明的實現的理想反射器的一個示例的示意平面圖，。
[0049] 圖3表示用于實現至少一個校準驗證的驗證組裝件。
[0050] 圖4和5分別是校準驗證方法及用于部件的無損測試方法的示意流程圖。
【具體實施方式】
[0051] 本發明因此適用于對至少一個部件5進行無損測試的系統1。關于部件，這可以例 如是飛機(特別是運輸機)機身的面板。作為示例，針對由復合材料制成的部件5來描述本發 明，但是本發明也適用于任意類型的材料。
[0052]如圖1中示意性地示出的，無損型測試系統1包括安裝在機械組裝件3上的至少一 個超聲探頭2。超聲探頭2發射其頻率位于超聲頻率范圍內（16，000和10，000，000赫茲之間） 的聲波束形式的波。機械組裝件3包括用于生成超聲探頭2對位于支撐6上的部件5進行的掃 描并且調整其位置(如箭頭4A所示）的常用裝置4(例如發射源，機器人，支撐結構等）。在下 文描述的示例中，超聲探頭2遵循與部件5表面平行的掃描路徑。
[0053]超聲探頭2通常由各物理特屬性(如頻率、形狀、焦距或者聲波束帶寬等)來表征。 [0054]測試系統1允許對部件5(例如由復合材料制成）（尤其是飛機的部件)進行無損測 試以檢測部件5內的缺陷。
[0055] 超聲無損測試通常包括：
[0056] -由探頭2朝待測部件5發射超聲波，如圖1中箭頭A1示意性地示出的。超聲波經由 部件5的稱為入射面5A的第一面進入部件5內，并且穿過部件5-直到部件5的稱為底面5B的 第二面；
[0057]-由部件5反射超聲波，并且檢測由部件5反射的超聲波(如箭頭A2所示）。這些超聲 波被入射面5A反射(入射超聲圖），并且還被底面5B和各種元素(例如位于入射面5A和底面 5B之間的缺陷)反射(底面超聲圖）；以及
[0058] -生成和分析(反射波的)振幅和經反射的超聲波的飛行時間（表示部件5厚度的數 據值)的測繪。
[0059] 測試系統1包括組裝件10,該組裝件10如圖3所示包括：
[0060] -數據處理單元11，數據處理單元11包含配置用于基于部件5的材料(例如復合材 料的類型(樹脂性質，纖維類型，覆蓋成型序列，纖維體密度等））的特征和屬性以及采集系 統的超聲波特性(在如下所述的理想反射器上測量)對反射超聲波的測繪進行建模的數據 處理軟件(例如CEA LIST公司發布的應用OVA?);
[0061 ]-人機接口單元12，例如屏幕/鍵盤組裝件，人機接口單元12尤其允許操作者能通 過鏈路13將數據輸入到數據處理單元11;
[0062]-記錄單元7,記錄單元7用于記錄通過超聲探頭2執行的以及通過鏈路8接收(附圖 1)的測量，并將所記錄的數據直接(通過鏈路14)或者間接(通過人機接口單元12)提供給數 據處理單元11;以及
[0063]-用于呈現數據的裝置15,例如顯示器或打印機單元，用于呈現數據的裝置15通過 鏈路16接收數據處理單元11實現的處理操作的結果并將它們顯示給操作者。
[0064]為了執行測試系統1的校準的驗證，本發明提供了稱為理想反射器9(或標準反射 器)的反射器的使用，作為說明在圖2中示出。該理想反射器9包括通過加工(通孔或其他)形 成的其尺寸特性已知的參考缺陷C1到C5以及沒有缺陷的區域(如區域C6)。
[0065] 在一個特定實施例中，理想反射器9通常采取由諸如玻璃或金屬等材料制成的矩 形板的形式。其包括參考缺陷C1到C5，例如：
[0066] -具有平坦底面的孔Cl(或通孔），例如直徑為6_;
[0067] -板邊緣的加工C2(穿透或者不穿透），例如寬度為6mm;
[0068] -板上的加工C3、C4,例如寬度為6mm;
[0069] -特定的端加工C5(例如齒狀或梳狀）。
[0070]有利地，理想反射器9還包括珠狀物C7。
[0071]通過組裝件10有效測試部件5之前，實現對測試系統1的校準的驗證。
[0072] 該驗證包括一系列步驟E0,以及E1到E3(圖4)，諸如：
[0073] -E0:獲得與部件5的材料相對應的材料的特征和屬性并存檔；
[0074] -E1:檢查理想反射器9,生成并分析理想反射器9入射面的超聲測繪(稱為入射物 理測繪）；
[0075] -E2:在數據處理單元11內基于超聲探頭2的物理數據(例如尺寸，幾何形狀等)來 創建探頭(稱為虛擬探頭），將其與代表在步驟E1中執行的測量的帶寬相關聯;以及
[0076] -E3,由數據處理單元11對虛擬規塊進行建模，并且對虛擬規塊的底面的振幅和飛 行時間進行測繪(稱為虛擬基礎測繪）。
[0077]步驟E0是在校準的有效驗證之前實現的步驟。該步驟E0允許獲得并存檔稍后測試 的部件5的材料的特征和屬性，尤其是以系數矩陣C