基于嵌入式系統的表面劃痕測量裝置的設計與實現

李 艷, 賈志婷, 瞿劍蘇, 馬曉蘇, 王 霽

(中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所，北京 100095)

1 引 言

在飛機制造、使用、維修等多個環節中,容易在飛機蒙皮、座艙玻璃等部位產生劃痕,通常表現為細長且伴有表面材料損失的損傷。一旦產生劃痕,飛機高速運動過程中空氣將在劃痕附近產生集中應力,若這些應力位于飛機的某些關鍵部位,則會影響飛機的飛行質量,甚至會影響飛行安全。

現行適航性條例明確規定,對新、老飛機必須按照損傷容限原理進行設計和評估,保證飛機在整個使用壽命期內,一旦發生疲勞、腐蝕或意外損傷時,在被檢出前,飛機結構仍能承受規定的載荷而不出現損壞或者過度的結構變形[1]。外場人員需要明確損傷的深度、寬度等信息,查找允許損傷的容限值,如果在允許損傷的范圍內,則可以正常放行,如果超出損傷容限,則需要進行維修處理。因此,對表面劃痕的定量檢測需求較為迫切。

目前,用于測量劃痕的方法有目視、觸摸等定性判斷方法,以及翻模法、測針法、激光三角法、調焦景深法等定量測量方法[2,3],這些方法存在測量精度低、易造成二次損傷、測量效率低、現場操作困難等缺點。針對該問題,馬曉蘇等研制了一種用于物體表面劃痕損傷深度測量的設備[4,5],并將人眼瞄準讀數改進為相機成像測量,實現了表面劃痕的數字化定量測量。目前,該設備已在飛機維修廠、主機廠、汽車、鐵路機車、核電等多家單位得到應用?！?br>