马 敏,马小雯

(中国民航大学 电子信息与自动化学院，天津 300300)

0 引言

随着现代复合材料和制造工艺技术的不断发展，以碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维等高性能纤维制成的材料得到了越来越广泛地运用[1]。蜂窝复合材料以其优异的性能得以迅速发展，因具有高抗压性、低变形、耐腐蚀、优良的电绝缘性能，能够减轻飞行器结构质量，提高飞行器隔热性能，因而被广泛应用于航空航天、国防工业等领域。蜂窝复合材料主要由三部分组成，蜂窝材料的上下表面蒙皮(一般为树脂或碳纤维材质)，内部的蜂窝夹芯层(一般为芳纶纸粘合而成)，用来结合表面蒙皮和蜂窝芯的胶层。常见损伤包括脱粘、基体开裂、进水和冲击损伤，常见的损伤检测方法有红外成像法、X射线检测、声阻法等。红外成像法借助对热红外敏感的特点对物体进行成像，常用于蜂窝复合材料是否进水的检测，但受周围环境温度影响很大；X射线检测的检测结果虽然准确可靠，但设备庞大，费用高，且对人体有伤害[3]；声阻法检测构建冲击损伤操作简单，但检测效率和判伤/类型不够灵敏，具有一定局限性。常规无损检测存在检测盲区、检查效率差、检测成像效果差等缺点。因此，本文首次提出基于电容层析成像技术对航空蜂窝复合材料进行缺陷检测。其检测原理是通过测量获得一组电容值，再根据计算得到的电容值求取介质的介电常数分布。当蜂窝复合材料内部有损伤缺陷时，电极板产生的电场线会发生扭曲，电容传感器可以由此检测到电学信号的变化，再通过电容层析成像算法重构图像[4]。……