[發明專利]一種在線蒙皮面漆激光清洗檢測裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810600501.1
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108844915B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 佟艷群;陸勤慧;韓奎國;任旭東;葉云霞;周建忠
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586;G01N21/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種在線蒙皮面漆激光清洗檢測裝置及其方法，包括混頻太赫茲波生成裝置、分光棱鏡、準直聚焦透鏡、分頻色散棱鏡和檢測裝置；所述混頻太赫茲波生成裝置用于產生檢測太赫茲波和參考太赫茲波的混頻太赫茲波；輸出的所述混頻太赫茲波經過分光棱鏡和準直聚焦透鏡會聚在待測物體表面上，經過蒙皮面漆與第二層蒙皮底漆的吸收后被待測物體反射，所述反射的混頻太赫茲波經過分頻色散棱鏡分頻，所述分頻后的檢測太赫茲波和參考太赫茲波通過檢測裝置，用于檢測清洗后的待測物體表面質量。本發明達到避免油漆對檢測波強散射的效果，針對蒙皮漆的多層結構，使用了一種新的標定方案，實現了對雙層有機漆層中的面漆的測厚。

技術領域

本發明涉及在線激光清洗檢測領域或者油漆檢測領域或者智能在線檢測領域，特別涉及一種在線蒙皮面漆激光清洗檢測裝置及其方法。

背景技術

飛機蒙皮是包圍在飛機骨架結構外，用粘接劑或鉚釘固定于骨架上，形成飛機氣動力外形的維形構件。飛機蒙皮漆一般有三層結構：第一層為5～15μm氧化膜層或無機底漆；第二層為15～30μm的環氧聚酰胺或聚氨酯底漆；第三層為聚氨酯面漆。

飛機蒙皮脫漆是指在保證蒙皮不受損情況，完全去除面漆且保留第一層底漆，便于再次噴涂面漆。傳統的飛機蒙皮脫漆技術主要分為化學脫漆和機械脫漆兩種。這兩種方法非常耗時且無法實現自動化，對環境也會造成有害影響。激光清洗是一種新型的飛機蒙皮脫漆方式，具有快速脫漆、厚度可控、環保無毒等優點，近幾年已開始廣泛應用于飛機蒙皮的脫漆。由于飛機對安全性有著近乎苛刻的要求，在除漆過程中飛機蒙皮不能受到一丁點的損傷，因此在線檢測飛機蒙皮面漆激光清洗表面質量至關重要。在線檢測的結果可反饋至激光清洗設備的控制系統，控制輸出激光能量的大小，有效避免蒙皮損傷，確保表面物理強度，同時激光清洗使底漆表面粗糙度增加，可大大提高再次涂漆的粘合強度。

目前飛機蒙皮面漆激光清洗質量在線檢測常用手段是傳統的紅外檢測系統，但這種系統存在較大的測量誤差。第一，因為激光清洗是激光與物質相互作用的過程，表面物質首先吸收激光能量，不可避免存在熱效應，紅外背景噪聲大，造成檢測誤差增大，有時大到無法進行測量；第二，由于油漆的不透明性，對紅外波會造成散射，紅外檢測系統的裝置要求抗干擾性強；第三，傳統紅外測厚裝置使用斬波器獲得脈沖檢測波與參考波，斬波器為電機驅動的旋轉運動部件，穩定性差，高速掃描情況下檢測波與參考波無法落在同一點，將產生系統固有誤差；第四，蒙皮底漆與面漆成分不一致，由于不同成分對檢測波吸收率不同，傳統測厚方案測量的誤差不可忽視。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種在線蒙皮面漆激光清洗檢測裝置及其方法，采用太赫茲波實現抗干擾能力強、不受干涉影響、穩定運行并實時反饋的激光清洗質量在線實時測量。太赫茲波是頻率0.1Thz到10Thz的電磁波，雖然太赫茲與紅外線均能被介質吸收，但機理并不相同。紅外線的吸收譜源于分子內振動對能量的吸收，而太赫茲的介質吸收主要為分子間振動，極性分子和基團極易吸收太赫茲波,水性聚氨酯涂料為一種很常用的飛機蒙皮涂料，此類涂料中含有多種極性基團，極性分子和基團對太赫茲有強烈吸收效果,適合采用太赫茲波作為檢測波；由于熱效應不會產生太赫茲波段電磁波，因此太赫茲在線檢測系統不會收到紅外背景輻射干擾，信噪比可以達到很高。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種在線檢測蒙皮面漆質量的裝置，待測物體表面包括蒙皮面漆、第二層蒙皮底漆和第一層蒙皮底漆，包括混頻太赫茲波生成裝置、分光棱鏡、準直聚焦透鏡、分頻色散棱鏡和檢測裝置；所述混頻太赫茲波生成裝置用于產生檢測太赫茲波和參考太赫茲波的混頻太赫茲波；所述檢測太赫茲波波長位于蒙皮面漆對太赫茲波的強吸收區光譜范圍內；所述參考太赫茲波波長位于蒙皮面漆對太赫茲波的基本不吸收區光譜范圍內；輸出的所述混頻太赫茲波經過分光棱鏡和準直聚焦透鏡會聚在待測物體表面上，經過蒙皮面漆與第二層蒙皮底漆的吸收后被待測物體反射，所述反射的混頻太赫茲波經過分頻色散棱鏡分頻為檢測太赫茲波和參考太赫茲波，所述分頻后的檢測太赫茲波和參考太赫茲波通過檢測裝置，用于檢測清洗后的待測物體表面質量。