[发明专利]一种在线蒙皮面漆激光清洗检测装置及其方法

说明书

本发明提供了一种在线蒙皮面漆激光清洗检测装置及其方法，包括混频太赫兹波生成装置、分光棱镜、准直聚焦透镜、分频色散棱镜和检测装置；所述混频太赫兹波生成装置用于产生检测太赫兹波和参考太赫兹波的混频太赫兹波；输出的所述混频太赫兹波经过分光棱镜和准直聚焦透镜会聚在待测物体表面上，经过蒙皮面漆与第二层蒙皮底漆的吸收后被待测物体反射，所述反射的混频太赫兹波经过分频色散棱镜分频，所述分频后的检测太赫兹波和参考太赫兹波通过检测装置，用于检测清洗后的待测物体表面质量。本发明达到避免油漆对检测波强散射的效果，针对蒙皮漆的多层结构，使用了一种新的标定方案，实现了对双层有机漆层中的面漆的测厚。

技术领域

本发明涉及在线激光清洗检测领域或者油漆检测领域或者智能在线检测领域，特别涉及一种在线蒙皮面漆激光清洗检测装置及其方法。

背景技术

飞机蒙皮是包围在飞机骨架结构外，用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞机气动力外形的维形构件。飞机蒙皮漆一般有三层结构：第一层为5～15μm氧化膜层或无机底漆；第二层为15～30μm的环氧聚酰胺或聚氨酯底漆；第三层为聚氨酯面漆。

飞机蒙皮脱漆是指在保证蒙皮不受损情况，完全去除面漆且保留第一层底漆，便于再次喷涂面漆。传统的飞机蒙皮脱漆技术主要分为化学脱漆和机械脱漆两种。这两种方法非常耗时且无法实现自动化，对环境也会造成有害影响。激光清洗是一种新型的飞机蒙皮脱漆方式，具有快速脱漆、厚度可控、环保无毒等优点，近几年已开始广泛应用于飞机蒙皮的脱漆。由于飞机对安全性有着近乎苛刻的要求，在除漆过程中飞机蒙皮不能受到一丁点的损伤，因此在线检测飞机蒙皮面漆激光清洗表面质量至关重要。在线检测的结果可反馈至激光清洗设备的控制系统，控制输出激光能量的大小，有效避免蒙皮损伤，确保表面物理强度，同时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强度。

目前飞机蒙皮面漆激光清洗质量在线检测常用手段是传统的红外检测系统，但这种系统存在较大的测量误差。第一，因为激光清洗是激光与物质相互作用的过程，表面物质首先吸收激光能量，不可避免存在热效应，红外背景噪声大，造成检测误差增大，有时大到无法进行测量；第二，由于油漆的不透明性，对红外波会造成散射，红外检测系统的装置要求抗干扰性强；第三，传统红外测厚装置使用斩波器获得脉冲检测波与参考波，斩波器为电机驱动的旋转运动部件，稳定性差，高速扫描情况下检测波与参考波无法落在同一点，将产生系统固有误差；第四，蒙皮底漆与面漆成分不一致，由于不同成分对检测波吸收率不同，传统测厚方案测量的误差不可忽视。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种在线蒙皮面漆激光清洗检测装置及其方法，采用太赫兹波实现抗干扰能力强、不受干涉影响、稳定运行并实时反馈的激光清洗质量在线实时测量。太赫兹波是频率0.1Thz到10Thz的电磁波，虽然太赫兹与红外线均能被介质吸收，但机理并不相同。红外线的吸收谱源于分子内振动对能量的吸收，而太赫兹的介质吸收主要为分子间振动，极性分子和基团极易吸收太赫兹波,水性聚氨酯涂料为一种很常用的飞机蒙皮涂料，此类涂料中含有多种极性基团，极性分子和基团对太赫兹有强烈吸收效果,适合采用太赫兹波作为检测波；由于热效应不会产生太赫兹波段电磁波，因此太赫兹在线检测系统不会收到红外背景辐射干扰，信噪比可以达到很高。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种在线检测蒙皮面漆质量的装置，待测物体表面包括蒙皮面漆、第二层蒙皮底漆和第一层蒙皮底漆，包括混频太赫兹波生成装置、分光棱镜、准直聚焦透镜、分频色散棱镜和检测装置；所述混频太赫兹波生成装置用于产生检测太赫兹波和参考太赫兹波的混频太赫兹波；所述检测太赫兹波波长位于蒙皮面漆对太赫兹波的强吸收区光谱范围内；所述参考太赫兹波波长位于蒙皮面漆对太赫兹波的基本不吸收区光谱范围内；输出的所述混频太赫兹波经过分光棱镜和准直聚焦透镜会聚在待测物体表面上，经过蒙皮面漆与第二层蒙皮底漆的吸收后被待测物体反射，所述反射的混频太赫兹波经过分频色散棱镜分频为检测太赫兹波和参考太赫兹波，所述分频后的检测太赫兹波和参考太赫兹波通过检测装置，用于检测清洗后的待测物体表面质量。