[發明專利]通過超聲表面波檢測材料氫損傷的裝置及方法

有效

• 申請號: 201310111980.8
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN103245726A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 陳建鈞;潘紅良;闞文彬;李勇鋒;閻玉溪;王晶;杜文慧;曹歌
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;曾人泉

1.一種通過超聲表面波檢測材料氫損傷的裝置，?其特征在于，包含高頻超聲表面波發射、接收系統和便攜式工控機（13）；所述高頻超聲表面波發射接收系統包括高頻超聲表面波發射探頭（1）、高頻超聲表面波接收探頭（2）、基板（3）、導軌（4）和定位螺母（5），所述高頻超聲表面波發射探頭（1）、高頻超聲表面波接收探頭（2）設置在基板（3）中間的導軌（4）上，由定位螺母（5）卡位固定，所述基板（3）放置在待測設備或材料（01）上；所述便攜式工控機（13）包括數據采集模塊（6）、發射模塊（7）、信號處理模塊（8）、功率放大模塊（9）、?A/D轉換模塊（10）、信號發生模塊（11）、軟件控制平臺（12）及其連接線，所述軟件控制平臺（12）通過信號發生模塊（11）、功率放大模塊（9）、發射模塊（7）向高頻超聲表面波發射探頭（1）輸出信號，發射模塊（7）的輸出與高頻超聲表面波發射探頭（1）的輸入端相連；所述高頻超聲表面波接收探頭（2）的輸出與所述數據采集模塊（6）的輸入端相連，所述數據采集模塊（6）自高頻超聲表面波接收探頭（2）接收的信號通過信號處理模塊（8）、A/D轉換模塊（10）將處理的信號輸入軟件控制平臺（12），由便攜式工控機（13）進行操作與控制。

2.?根據權利要求1所述的通過超聲表面波檢測材料氫損傷的裝置，其特征在于，所述高頻超聲表面波發射探頭（1）、高頻超聲表面波接收探頭（2）設置在基板（3）中間同一個導軌（4）上，由不同的定位螺母（5）固定它們彼此在同一個導軌（4）上的距離。

3.?根據權利要求1所述的通過超聲表面波檢測材料氫損傷的裝置，其特征在于，所述高頻超聲表面波發射探頭（1）、高頻超聲表面波接收探頭（2）設置在基板（3）中間不同的導軌上，由不同的定位螺母（5）固定它們在不同導軌上的距離。

4.?根據權利要求1所述的通過超聲表面波檢測材料氫損傷的裝置，其特征在于，所述高頻超聲表面波發射探頭（1）、高頻超聲表面波接收探頭（2）都與楔塊相配合，從而產生由縱波到表面波的波形模式轉換。

5.?一種通過超聲表面波檢測材料氫損傷的方法，其特征在于，包含以下步驟：

（1）檢測裝置的應用

將高頻超聲表面波發射探頭（1）、高頻超聲表面波接收探頭（2）設置在基板（3）中間的導軌（4）上，用定位螺母（5）固定好位置，控制好所述發射探頭與接收探頭的檢測距離，在所述發射探頭（1）與接收探頭（2）上涂上耦合劑，將所述基板（3）貼置在待測設備或材料（01）上；

（2）軟件控制平臺（12）的設置

在軟件控制平臺（12）中設置基于USPC-3100超聲數據采集卡編寫的Labview數據處理軟件，用所述軟件設定發射信號的頻率、激勵頻率、增益、探頭收發模式的參數，然后，由軟件控制平臺（12）觸發信號脈沖；

（3）產生超聲表面波

軟件控制平臺（12）觸發的信號通過信號發生模塊（11）、功率放大模塊（9）、發射模塊（7）和高頻超聲表面波發射探頭（1）引發縱波模式，通過表面波楔塊導致波的模式轉換，從而產生在待測設備或材料（01）表面傳播的超聲波、即超聲表面波；

（4）超聲表面波的傳播與信號的轉換

步驟（3）產生的超聲表面波在待測設備或材料（01）上沿著所述導軌（4）方向傳播一段距離后，到達高頻超聲表面波接收探頭（2），此時，機械振動信號轉換成電壓信號，所述電壓信號再由數據采集模塊（6）對所截取的電壓信號進行采集、并由信號處理模塊8進行處理數據處理，得到模擬信號；

（5）電壓信號轉換數字信號

步驟（4）所述的電壓信號由數據采集模塊（6）、信號處理模塊（8）進行處理后，再由A/D轉換模塊（10）變成數字信號，所述數字信號進入軟件控制平臺（12）；

（6）檢測設備或材料的氫損傷程度

由軟件控制平臺（12）中的交互式Labview數據處理軟件對步驟（5）的數字信號進行分析處理，即可檢測或判斷待測設備或材料（01）的氫損傷程度；所述軟件控制平臺（12）受便攜式工控機（13）的操作與控制。