[发明专利]用于复合零件的超声波检验的方法和设备以及计算机程序

说明书

本发明涉及用于复合零件的超声波检验的方法和设备以及计算机程序，该方法包括：提供待检验的复合零件(10)，该复合部件(10)包括多个层(11)；确定穿过待检验的复合零件传播的超声波信号(15)的运行时间和/或衰减；提供穿过参考复合零件传播的所述超声波信号(15)的运行时间和/或衰减；从待检验的复合零件(10)中的所述超声波信号(15)的运行时间和/或衰减中减去参考复合零件中的所述超声波信号(15)的运行时间和/或衰减，或者反过来进行减去；以及根据减去处理的结果，确定所检验的复合零件(10)中的一个或多个缺失和/或附加的层。所检验的复合零件(10)中的所述超声波信号(15)的运行时间和/或衰减相对于参考复合零件的差异和/或复合零件(10)与参考零件之间的厚度的差异被可视化。

技术领域

本发明涉及用于复合零件的超声波检验的方法和设备，该复合零件特别是由碳纤维增强塑料制成。此外，本发明涉及一种用于复合零件的超声波检验的计算机程序，该复合零件特别是由碳纤维增强塑料制成。

背景技术

复合零件包括例如由碳纤维增强塑料(即树脂基体中的碳纤维)制成的多个单层。这些层被自动层压或通过机器层压，直到它们达到预定的目标厚度为止。一个层可以具有例如0.25mm的厚度。典型地是，层的厚度在0.125mm和0.25mm之间。在层是布料或网片的情况下，层也可以更厚，例如是0.35mm。这些层可以具有不同的取向。重要的是零件或部件达到其目标几何形状和厚度，并保证其内部质量。

图4作为示例示出了飞行器的机翼元件40，该机翼元件40由大量彼此叠置的单层(layers)或层片(plies)形成。在该示例中，示出了包括第一层片111、第二层片112和第三层片113的序列。如由层片113内的箭头所示的，每个层片由多个层道铺设而成。

层压厚度具有公差，该公差取决于部件的厚度。通常，层厚度在所述公差内或低于所述公差。这意味着层可能缺失，例如由于层压过程的中断或其它异常事件而缺失，但因为它在零件或部件的公差中消失，因此这未被检测到。然而，缺失的层对于部件的静力学非常重要，并且不能缺失。

部件或零件的已知测试使用根据已知超声波原理工作的超声波设备。用超声波信号检验部件，并且可以根据故障来评估所测量的信号。

然而，已知的测试不能确定在检验的部件或零件中提供了所有需要的层。可能存在其中层缺失的部分，也可能存在其中层比根据设计规范所计划的层多的部分。

发明内容

本发明的目的是提供用于复合零件的超声波测试的方法和设备，该方法和设备允许确定复合零件(特别是由碳纤维增强塑料制成的复合零件)内的层是否缺失，或者是否存在不应该存在的层。此外，该方法和设备应该允许检测所检验的复合零件的可能使其质量降低的其它特征，像是例如层离、孔隙或异物碎片。

该目的通过根据独立权利要求的主题来实现。有利的实施例是从属权利要求的主题。

本发明提供了一种用于复合零件的超声波检验的方法，包括以下步骤：提供待检验的复合零件，该复合零件包括多个层；确定穿过待检验的复合零件传播的超声波信号的运行时间和/或衰减；提供穿过参考复合零件传播的超声波信号的运行时间和/或衰减；从超声波信号在待检验的复合零件中的运行时间和/或衰减中减去超声波信号在参考复合零件中的运行时间和/或衰减，或者反过来进行减去；以及根据减去处理的结果，确定所检验的复合零件中的一个或多个缺失的层和/或附加的层。

该方法特别适用于应通过非破坏性测试(NDT)进行检验的复合零件。本发明特别提供了一种允许检测复合零件中的缺失的层的非破坏性测试或检验方法，缺失的层像是例如纤维增强塑料层(特别是碳纤维增强塑料(CFRP)层)和/或特别是用于防雷的金属层，像是例如膨胀铜箔(ECF)层。特别是，复合零件是CFRP零件，即它由CFRP制成。

通过该方法，检测到零件的内部质量的其它偏差，像是例如孔隙、层离和/或异物碎片。