[发明专利]太赫兹成像固体火箭发动机界面脱粘缺陷检测方法及系统

说明书

本发明提供一种太赫兹成像固体火箭发动机界面脱粘缺陷检测方法及系统，包括以下步骤：步骤S1：控制发射频率在f₁～f₂之间变化的连续调频太赫兹波信号的太赫兹波源对一待测固体火箭发动机的表面进行扫频，其中，f₁+f₂≥150GHz，f₂‑f₁≥6GHz；步骤S2：基于扫频时经待测固体火箭发动机的表面反射的太赫兹波信号检测固体火箭发动机界面脱粘缺陷。本发明的检测方法及系统，可检测判断固体火箭发动机复合材料壳体与燃料柱之间是否存在脱粘，系统结构紧凑，能够实现全天候全地域全时段使用，无需多余的配套耗材和防护装备，检测方便、快捷，检出效果直观，实用性强，可以有效降低检测成本，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机质量控制检测技术领域，尤其涉及一种固体火箭发动机壳体与燃料柱间缝隙陷检测装置及其方法。

背景技术

随着科技的发展，越来越多介质复合材料被用于许多型号的固体火箭发动机，有效提高固体火箭发动机的性能。在应用中，由于材料、制造、压合工艺等多方面的原因，固体火箭发动机壳体与燃料柱之间，往往会存在整体脱粘缝隙或局部脱粘缝隙，有的甚至会完全分离，从而影响了发动机的整体性能并造成巨大安全隐患，特别是对于可靠性要求高，长存储使用周期的大型装备和系统，这种缺陷对系统整体可靠性评估十分关键，并且迄今为止，没有针对大型复合材料壳体固体火箭发动机整体性脱粘评估的高效便携装备和方法。

对于该类问题，现行通用的X射线成像技术能够有效检出缝隙缺陷，但是由于检测速度慢，无法做到区域全覆盖，时间成本和效率成本极高；同时，对使用人员存在一定程度的辐射伤害，防护成本和人员伤害潜在风险高；设备笨重，不适合户外便携检测，无法满足全天候、全地域、全时间段的使用要求；因此，迫切需要一种使用方便、全天候工作、效果直观、非接触、无损的检测装置和方法。

近年来发展的三维太赫兹成像技术有飞行时间成像、计算机辅助层析成像、衍射层析成像、菲涅耳透镜成像、全息成像等方法。飞行时间成像可以给出物体表面形貌或不同层面的三维结构，但它无法显示物体内部非层状的结构分布。计算机辅助层析成像中，太赫兹波焦点的直径需要小于层析成像所要求的空间分辨率，而其焦深需要大于被成像物体的尺寸。衍射层析成像中，低频区域的像的空间频率较低，而在高频区成像使用的太赫兹波信噪比较低，所以在低频区和高频区都存在质量较差的问题。菲涅耳透镜三维成像的横向分辨率受成像系统的衍射限制，纵向分辨率受载波的光谱分辨率的限制；另外，待测物体的两个物平面的间距大于成像系统的景深，才能使得各自的像不发生互相干扰，因此，成像质量也受成像系统的景深的影响。三维全息术不能对很复杂的目标成像，也不能提取物体的光谱信息，在任何情况下它都不能提供重建目标的准确的折射率数据。另外，出于实用性的考虑，上述诸多方法受到现有硬件条件限制，无法有效获取大型构件厚壳体与燃料柱之间的脱粘缝隙信息，不具备实用性。

发明内容

本发明的第一个目的是在不损坏、不拆卸固体火箭发动机的前提下，在固体火箭发动机外部对其内部的脱粘缺陷进行检测，提供一种实用性强、适用性范围广、对人体无辐射伤害的固体火箭发动机界面脱粘缝隙缺陷的检测方法。

本发明提供的一种固体火箭发动机界面脱粘缝隙缺陷的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：控制发射频率在f₁~f₂之间变化的连续调频太赫兹波信号的太赫兹波源对一待测固体火箭发动机的表面进行扫频，其中，f₁+f₂≥150 GHz，f₂-f₁≥6 GHz；

步骤S2：基于扫频时经待测固体火箭发动机的表面反射的太赫兹波信号检测固体火箭发动机界面脱粘缺陷。

作为一种优选方案，所述步骤S1进一步包括：