新一代高分辨率光学影像测量系统通过亚微米级非接触扫描,可在不破坏碳纤维增强树脂基体结构的前提下,30秒内完成0.3×0.3m²区域的孔隙、分层与微裂纹同步检测,较传统超声C扫效率提升4.7倍,缺陷漏检率由2%降至0.1%,已写入某型运载火箭贮箱复材壁板验收规范。
系统采用405nm蓝光共聚焦与多光谱偏振协同架构,对铺层角度0°/45°/90°的异向层合板实现折射率差异增强成像,可识别φ50μm闭口脱粘;配合AI边缘计算模块,实时输出可追踪的3D孔隙分布云图,定位精度±5μm,满足QJ3099A航天复材I级评价标准。
针对航天器在轨±120℃交变热载荷导致的微裂纹扩展,仪器集成0.01nm级激光干涉伸长计,可在同一工位完成热循环前后的形貌差分比对,自动标记裂纹长度变化>20μm区域,为寿命预测模型提供原位数据,单件试样节省耗材成本约3200元。
产线级方案将测量头嵌入自动铺丝机末端,实现“成型—检测—反馈”闭环:一旦发现局部孔隙率>1.5%,立即调整热压罐固化压力曲线,使批次合格率由91%提升至99.2%,单发火箭舱段减重3.1kg,每年可为发射任务节约推进剂成本逾百万元。
随着深空探测任务对复材轻质高强需求的持续升级,光学测量技术正由实验室走向批量复材产线,成为保障航天器结构完整性的关键数据基础设施。

