基于ECT的飞机复合材料检测方法研究

2014-03-21吴海超

仪表技术与传感器 2014年7期

马　敏，吴海超

(中国民航大学航空自动化学院，天津　300300)

0　引言

随着航空技术和材料科学的发展，各类新型、先进的复合材料在民用飞机中得到越来越广泛的应用，使得飞机重量明显降低，提高了飞机性能。例如，波音777的垂尾、平尾、后气密框和客舱地板梁等均使用了复合材料，占结构总质量的11%[1-2]。在役复合材料制件在使用过程中容易产生疲劳损伤和环境损伤，因此，有必要对飞机复合材料进行损伤、缺陷检测，保证飞行安全。

由于非金属复合材料本身具有电学特性，发生疲劳或环境损伤时，其电特性也发生相应变化。因此，可利用基于电容敏感机理的电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography，ECT)技术实现在线监测[3-4]。

ECT通过测量物场边界电容值反推物场内部物质分布情况，是一种无辐射、可视化、实时性高(可达1 500幅/s)、可靠性强的无损检测技术，目前多用于气/固、油/气等两相流体的检测，如密相煤粉灰气力输送过程检测[3]等。该类应用多选用环形电极阵列。而复合材料的检测主要以平面电极为主，为此，文中设计了基于平面电极传感器的数据采集系统。

如图1所示，该ECT系统主要由三部分组成：平面阵列电容传感器、数据采集单元及图像重建与分析显示单元[4]。