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一种新型的自动监测风机叶片制造过程的雷达技术

由于一种新型雷达方法可以自动无损地监测纤维复合材料(如风机叶片)的制造过程,未来可以在生产过程中识别纤维复合材料中的缺陷。到目前为止,监测包括目视检查。

玻璃纤维增强结构部件的制造过程中,纤维结构用树脂基体固定。不规则的排列和纤维增强流动可以改变结构性能,从而降低最终复合材料的质量。在生产叶片时,玻璃纤维层在壳体中层层叠加。如果做得不准确,可能会导致各种缺陷,如波动。但纤维也可能会扭曲,因此会影响组件的机械性能。

到目前为止,在应用树脂基质之前,还不可能可靠地分析纤维的方向和分层,这意味着缺陷只能在事后发现,例如通过超声波检查。这使得工艺链不可控,并导致昂贵的返工,有时甚至报废组件。

纤维层包裹的雷达图像(共极化),表面以下不可见波动

研究人员现在开发了一种新方法,首次允许以非破坏性和自动化的方式检查下层玻璃纤维层的对齐。该过程使用毫米波扫描系统,由雷达、全极化机器人和相关成像软件组成。该系统还利用电磁波的极化,因此它也可以通过极化方向的变化来识别可能的缺陷。

极化是天线技术中用来表示电磁波电场分量方向的一个术语。机器人扫描组件,雷达在每个位置执行测量。然后由软件将这些图像组合成3D图像。其特点是,传统雷达只有一个通道,因此使用一个偏振来发射和接收信号,而新雷达在两个极化中发送和接收信号。这不仅提供了高分辨率的纤维结构成像,而且可以很容易地暴露更深层次的任何缺陷。

此外,折射补偿提高了图像的质量。因为它减少了由于折射造成的不必要的影响,特别是在较深的层。通过使用雷达扫描单个层,研究人员还可以识别纤维取向的任何异常,并以非破坏性的方式检查整个材料体积。

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