飞机机身上存在着数量繁多的间隙，从前上客舱门到垂直尾翼的各舱段中，这样的间隙都随处可见。间隙两侧的材料可能是，金属/金属，金属/碳纤维增强聚合物（CFRP），或者CFRP/CFRP的组合，而在垫块作业中，必须先测量这些间隙的大小。多年以来，航空装配商和结构零件商通过使用塑料垫片，塞尺，台阶式量规等工具在生产以及总装过程中测量间隙，这是一些非常传统的测量方法，无论是在民用航空业还是军用航空业中都非常常见。
双向触发二极管
图1，典型的机身间隙测量位置
品质控制革新驱动新的间隙测量技术发展
由于SPC、6Sigma这样的品质控制标准推出，飞机的零件生产或者总装过程中，越来越多的参数如间隙大小、孔洞直径、平行度需要被测量并存储。通过塞尺、塑料垫片的传统测量方法，并不符合新质量标准对于精度以及重复度的要求，而且不能自动记录并储存精确的数据。无论是阿莱尼亚这样的公司，还是像洛克希德.马丁这样的公司，都在通过他们的测量仪器供应商，寻求新的测量方法。
工程师们则发现传统方法存在缺陷且可靠性不高。 塞尺以及厚薄规的精度不够，塑料垫片的厚度存在变化，这些工具并不能保证不同操作员的操作保持高度的重复性。此外，这些工具与被测物的坚硬表面存在不断的摩擦，不但会持续磨损，而且也可能划伤被测物的表面。
现在这些用户可以方便的执行组间方差分析(ANOVA)、测量重复性和再现性研究(R&Rs)，比较传统测量方法与非接触式电容间隙测量系统之间的差异。一家知名的飞机制造商曾经通过测试后得出结论，那就是厚薄规不能满足他们的6-Sigma
麦饭石杯
要求，特别是R&R测量值离散为45%，而Capacitec 公司的间隙测量仪低于20%。因为厚薄规的离散系数高于6-Sigama的最低要求30%，飞机制造商不得不寻求改变，后来便选择了Gapman 电容式间隙测量系统，他们称之为“电子厚薄规”。
Capacitec Gapman Gen 3 的发展
Capacitec 公司拥有非接触式电容传感器的核心技术，配备非常完整的产品线，用于间隙，孔径，平行度等应用的测量。根据客户需要，可以单独提供电容传感器探头，也可以提供完整的测量系统。
图2：电容传感器技术
在探头扁平的上下表面，分别有一个电容传感器，根据间隙的大小的不同，可以选择直径为2mm—5mm各种工作面积的传感器。传感器的工作面积越大，拥有越好的线性度。在上下传感器的外围，各有一个隔离环，能够使电容的电荷聚集到被测物体的表面，每一个传感器的信号通过各自的铠装同轴电缆与信号调整放大器连接。
当探头与被测物体表面保持平行时，探测到的电容信号与空气间隙的大小成正比。信号输入对应的信号调整放大器，输出信号呈线性分布，并对应为1-10V的电压信号。举例来说，一个满量程为0.254mm的探头，那么输出分辨率则需要除以1000，为250nm/mV dc.
非接触式半刚性探头
在上世纪80年代，核燃料棒工厂使用机械式接触表测量燃料棒束中数百个独立
燃料棒的间隙，然而他们对于其稳定性，准确性以及整体性能并不满意。Babcock & Wilcox, Westinghouse, Areva 以及其他公司纷纷到Capacitec，希望借助其丰富的电容测量经验，开发出一个崭新的测量方法。
核燃料棒束
最后，Capacitec公司设计出了非接触式半刚性电容传感器探头，并通过两个特制的放大电路校准。当燃料棒束被安装好之后，这些半米长，可弯曲的探头自动伸入16根燃料棒之间的间隙中，并在6m长的
燃料棒束上选择不同的高度测量。基于Capacitec公司在非接触电容传感器系统在可靠性，重复性，精度以及耐久度上获得的成功，现在在全球范围内，Capacitec公司的非接触式电容传感器作为标准测量仪器被燃料棒制造商所采用。
柔性探头
柔性探头的出现归功于薄膜涂层工业的发展，由于像3M，柯达，杜邦这样的生产商出于对薄膜产品更薄，更均匀的需求，迫切希望到一种新的方法使涂布机对涂层的一致性进行精确控制。而在生产之前准确地设置涂布头间隙，与控制涂层厚度的均匀性有直接关系。Capacitec致力于开发非常薄的柔性探头来替代塑料垫片，经过不懈的努力，膜缝涂布头间隙测量系统应运而生，这套系统可以帮助用户将间隙均匀地控制在±0.25μm以内，能够实现在纳米量级的精确控制。
g3网络
图 5: 超薄柔性探头与探头支架
带芯人孔
半刚性自接地接触探头（弹簧探头）
半刚性自接地接触探头最初为GE，PowerGen设计，用于测量燃气轮机风轮叶
片与外壳之间的间隙，原先这份工作也是由测隙规来完成，但是因为不符合R&R 以及6-Sigma的质量标准。对于Capacitec来说，新的变化在于如何测量间隙两
边分别是导体以及非导体材料，针对这个问题的解决方案就是在探头传感器上下分别安装可形变的弹，由这两片接地的金属弹充当原先的被测导体材料。
视觉智能识别系统图6：Gapman Gen3 与弹簧探头
电子政务信息平台Gapman Gen3
Gapman Gen3 表头在2010年晚些时候被推出，与前代产品相比，具有更高的分辨率，配合GPD-5F探头使用时，可以达到0.254μm，而精度则为±0.05%FS(12.7
μm) ；高于10,000+的数据获取以及存储功能。电池寿面高于22小时，简化电脑软件操控界面，并可通过USB或者无线网络进行数据传送。机身外形紧凑，仅为56×220×28mm，对应的重量为454g。
Gapman Gen3 为6 Sigma或者其他的质量体系提供了支持，非常便于传输到SPC。其他改进还体现在配备了一款蓝背光OLED显示屏；增加了mm、inch单位切换的按钮；增加了配合标准间隙块进行校准的按钮，包含了工业标准USB接口、外置电源端口。伴随着这些人性化的设计，Gapman Gen3可以非常有效率地在航空工业获得广泛应用，包括飞机制造以及装配操作；航空发动机的装配调整。
在其他应用方面，可用于太阳能电池压层测量，薄膜滚轮平行度调整，薄膜制品，以及任何需要使用非接触间隙测量的场合
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议