按照美国联邦航空管理局 (FAA) NDI 熟练样本 2A 的规格制造的 CFRP 面板用于对 dolphicam2 的功能进行基准测试。
面板的材料和厚度代表了波音 787 和空客 A350 等商用飞机上的固体层压复合材料。在这些飞机上，这种层压板被用作大部分机身和机翼表面的主要结构材料。该面板具有航空复合材料典型的各种制造缺陷，因此用于评估 NDT 设备的性能和培训 NDI 人员。该面板是 24 层共固化子结构（16 层蒙皮，8 层加强筋和组合垫）。这对应于大部分面板的标称厚度为 0.12 英寸，大厚度为 ~0.3 英寸。面板为 24″×18″，其几何形状旨在将各种常见缺陷包含在这个相对紧凑的区域中。
存在的缺陷包括缺少密封剂、枕垫、Dremel 切割、平底孔、残留的预浸料背衬和油脂。面板两侧的照片如图1所示。
图 1.a) 面板底面的照片显示了帘布层/消音器。b) 面板顶面的照片（“检查面”）。
制造缺陷的标称位置如图 2 所示。图中标记的数字对应于表 1 中的项目编号。图 2 从两个方向显示面板；它从相同方向显示了图 1a 中所示的面部，在其下方是面板的侧面轮廓。图 3 给出了面板的更多尺寸和细节。
图 2. 技术图纸显示面板上标称位置的主要特征。
表 1. 面板特征的标称尺寸。
图 3. 面板规格的技术图纸。
使用dolphicam2和TRM-CI-5MHz换能器模块 (TRM)检查面板。该 TRM 是我们的中频型号，能够可靠地穿透约 0.3 英寸的面板大厚度，同时仍然提供出色的缺陷分辨率。凝胶和水的混合物用作耦合剂以提供佳的声音传输，但是，使用 TRM-CI-5MHz 的 Aqualene 延迟线，水足以确保良好的耦合。
图 4. 面板上带有 TRM-CI-5MHz 换能器的 dolphicam2 照片。
这些缺陷是通过在整个面板上徒手扫描 TRM 并监控软件显示来定位的。在缺陷所在的位置，获取了单个 C 扫描和手动缝合 C 扫描的组合。对于后一个缺陷（第 14 项），除了获取手动缝合扫描之外，还使用 ODI（单探头轮编码器）获取了额外的扫描。手动拼接和编码都是映射大于换能器孔径的区域的合适方法，并且产生非常相似的结果。随着映射大小的增加，编码通常成为首选选项，因为采集时间通常会减少。
使用dolphicam2，可同时获取振幅和飞行时间数据。在本研究中，振幅和飞行时间数据分别以骨骼和喷射配色方案绘制，尺寸设置为英寸以与面板规格保持一致。
使用尺寸与其标称值一致的 dolphicam2 成功检测到所有缺陷。将依次介绍和讨论每个缺陷的扫描结果。
图 5 显示了重叠在面板照片上的已识别缺陷的大致位置，旁边是显示缺陷标称位置的技术图纸。照片上的每个黄色框代表获取 C 扫描的大致区域。获得的 C 扫描本身如图 6 至 16 所示。照片上的项目编号基于 C 扫描的方向。
图 5.a) 检查面的照片，上面覆盖了扫描区域和每个扫描区域内发现的缺陷的相应项目编号。这些数字基于扫描的方向。b) 显示检查侧缺陷位置的技术图纸。
每个扫描上都有注释显示所进行的测量，表 2 中总结了测量结果。对于具有手动拼接扫描和编码扫描的项目 14，将使用手动拼接扫描的测量值以保持一致性。
图 6 显示了存在的两个剪切连接结构之一的映射扫描。该结构包含标记为项目 1、3、6、8、9 的缺陷。项目 1 是缺失的密封剂，在振幅 C 扫描中表现为明显的不连续性。这可以与完整的密封剂形成对比，完整的密封剂在剪切连接法兰的边缘呈现为平滑过渡。
图 6. a) 手动拼接振幅 C 扫描与 b) 相应的飞行时间 C 扫描。
项目 3、6 和 8 是枕头插入物，在振幅数据中可以看到轮廓形状，在飞行时间数据中可以看到不同深度的形状。由于项目 3 在面板内的检查侧较浅（在表 1 中的灯层 16 和剪切垫层 1 之间），它在使用深度测量时对应于 0.13 英寸深度的飞行时间显示为绿松石色C扫描上的点。项目 6 和 8 在层压板中更深，因此是蓝色的。这些是使用点标记分别在项目 6 和 8 的 0.17 英寸和 0.19 英寸深度测量的。这是预期的，因为第 6 项位于抗剪垫的第 4 层和第 5 层之间，第 8 项位于表 1 中的抗剪垫的第 6 层和第 7 层之间。
枕芯会在超声波到达更深的位置之前反射大部分入射超声波，这可能导致在振幅和飞行时间扫描中，枕芯正下方的区域缺少细节。这对于第 3 项尤为明显，因为它位于 16 层蒙皮和剪切垫之间，这意味着超声波在到达剪切垫的阶梯状细节之前会被反射。
图 6 中还显示了第 9 项，Dremel 切割，可以将其视为振幅数据中的黑色特征。这是因为切割角不呈现超声波的反射表面。它在飞行时间数据中有更多的斑点外观，但这种纹理变化的存在有助于确认缺陷。
缺陷 3、6 和 8 似乎在正确的位置，但 1 和 9 相对于它们的标称位置似乎错位了。看起来它们是在错误的剪力带结构上制造的，并且项目 6 并不是要遮住项目 1。剪力带结构上的相对位置是正确的，底面的目视检查确认 1 和 9 已经制造在不正确的剪切结构上，并且它们在 C 扫描上的位置识别是正确的。尽管如此，C 扫描表明，使用 dolphicam2 可以轻松识别剪力带结构上制造的缺陷。
随后，每次扫描将包含一个缺陷，其余缺陷按表 1 中的项目编号升序显示。图 7、8 和 9 显示项目 2、4 和 5。可以看到项目 2 和 5作为圆形特征，项目 4 显示为矩形特征。它们很容易在振幅和飞行时间数据中得到解决。项目 2 有一个条形指示贯穿主圆形指示，可以观察到相对于局部后壁略深。项目 4 具有较低振幅的局部后壁回波，因为它位于总厚度较大的加强筋区域。可以看出项目 5 更靠近检查侧的表面，项目 2 由于它们在 B 扫描和飞行时间扫描中的位置而远。还，
图 7. a) 手动缝合振幅 C 扫描和 b) 缺陷标记项目 2 的相应飞行时间 C 扫描。
图 8. 标记为缺陷的项目 4 的所有视图屏幕截图。
图 9. a) 手动缝合振幅 C 扫描和 b) 缺陷标记项目 5 的对应飞行时间 C 扫描。
图 10 中显示了另一个枕头插入物（项目 7）。在一半的枕头插入物后面有一个加强筋，它在圆形特征后面形成了一个阶梯状特征。这在明显更深的飞行时间中更为明显。同样，当超声波因材料厚度的增加而衰减时，加强件导致振幅扫描中较低振幅的后壁回波。
图 10. a) 手动拼接振幅 C 扫描与 b) 缺陷标记项目 7 的相应飞行时间 C 扫描。
项目10和11对应的平底孔分别如图11和12所示。图 11 中的部分扫描位于加强筋上，在振幅 C 扫描中可以看到振幅较低的后壁回波，在飞行时间 C 扫描中可以看到一个蓝色区域。在图 11 中还观察到了额外的内含物，这在振幅和飞行时间 C 扫描中都可见。这种夹杂物的来源未知，但可能是外来颗粒或预浸料背衬。第 10 项和第 11 项的位置与名义上的不同。与其他两个特征（项目编号 1 和 9）的错位一样，这是通过观察面板的底面从视觉上确认的。
图 11. 标记为缺陷的项目 10 的全视图屏幕截图。可以在 C 扫描的右上象限中看到一个额外的特征。这在飞行时间 C 扫描中为清晰，可以将其视为黄色特征。
图 12. 标记为 11 的缺陷的所有视图屏幕截图。
图 13 和 14 显示了留在预浸料背衬中的缺陷（项目 12 和 13）。它们在幅度和飞行时间扫描中的出现与预期一致，并且与它们的标称位置和预期信号幅度一致。沿着项目 12 的底部边缘，存在从位于加强筋区域到离开加强筋区域的厚度过渡。
图 13. 标记为缺陷的项目 12 的所有视图屏幕截图。
图 14.a) 手动缝合振幅 C 扫描和 b) 缺陷标记项目 13 的相应飞行时间 C 扫描。
图 15 和 16 均显示第 14 项，即油脂污染。图 15 与前面的图一样，使用手动拼接进行映射，而图 16 使用编码器（ODI - 单探头）。结果几乎相同，显示了使用手动拼接或编码器扫描并产生一致结果的能力。
从这些扫描中可以清楚地看出，在层压板的固结过程中，油脂已经涂抹。有一个主色块，在垂直方向上看起来很模糊，周围是各种较小的色块。
图 15.a) 手动缝合振幅 C 扫描 b) 缺陷标记项目 14 的相应飞行时间 C 扫描。
图 16. a) 编码振幅 C 扫描和 b) 缺陷标记项目 14 的相应飞行时间 C 扫描。
图 6 到 16 的 C 扫描表明，所有感兴趣的缺陷都可以使用 dolphicam2 清楚地解决和表征。除四个缺陷（第 1、9、10 和 11 项）外，所有缺陷均在标称位置发现。这四处瑕疵，都是从底面可见的，可以确认是错位的。
考虑到所有缺陷后，每个 C 扫描缺陷的尺寸测量值汇总形成表 2。这些值的显示精度反映了测量工具的全部值，而不是实际精度，其中测量值是只是粗略地采取。同样在表 2 中，重复了表 1 中的标称尺寸，以便将它们并排比较，并给出了测量尺寸和标称尺寸之间的差异。对于测量多个尺寸的项目，计算每个测量尺寸与其标称尺寸之间的差异，然后将这些计算值的平均值作为差异给出。
表 2. 缺陷的标称尺寸和测量尺寸以及它们之间的差异百分比。
a) 由于未明确给出标称尺寸，因此根据技术图纸计算缺少密封剂的标称尺寸。
b) Dremel 指示的宽度被省略，因为很难准确确定这种薄切口的宽度。
c) 由于指示不是圆形的，所以给出了两次测量而不是单个直径读数。在这种情况下，将这两个值分别与公称直径进行比较以获得“差异”。
d) 使用来自手动拼接扫描的测量值。
从表 2 中，所有缺陷的测量值都在其标称尺寸的 18.0\% 以内，平均差为 1.4\%，平均绝对差为 5.1\%。
配备TRM-CI-5MHz 换能器(TRM)的 dolphicam2能够成功检查 FAA NDI Proficiency Specimen 2A。所有制造的缺陷都得到了明确的解决和表征。
这些缺陷被归类为缺少密封剂、枕芯、dremel 切割、平底孔、预浸料背衬和油脂。此外，可以确定缺陷的大小，发现它们与标称尺寸非常吻合。dolphicam2 节省的时间和成本体现在这种通过一次设置就能表征如此广泛的缺陷类型的能力。TRM -CI-5MHz换能器用途广泛，非常适合许多航空航天应用，具有薄到中等厚度的复合材料和金属。
