[發(fā)明專利]共底夾層構(gòu)件脫粘缺陷檢測的超聲回波測量方法

有效

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• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104198583B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳昆昆;張延松;南博華;王閃帥;李淑慧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學;上海航天設備制造總廠
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種無損檢測技術(shù)，尤其是涉及一種共底夾層構(gòu)件脫粘缺陷檢測的超聲回波測量方法及裝置。

背景技術(shù)

大型共底夾層構(gòu)件是新一代運載火箭燃料貯箱的關鍵部件，其由PMI泡沫夾芯和鋁合金上、下面板配合、粘結(jié)固化組成，用于隔離煤油、液氧燃料。在實際制造過程中，由于結(jié)構(gòu)的復雜性和生產(chǎn)條件的限制，容易造成共底夾層構(gòu)件的脫粘缺陷。泡沫夾層共底膠結(jié)結(jié)構(gòu)的脫粘缺陷包括金屬板與膠層間脫粘和膠層與泡沫間脫粘兩種。為了維持箭體穩(wěn)定性確保發(fā)射成功，要求共底夾層構(gòu)件具有很高的膠粘質(zhì)量，具體需滿足以下技術(shù)指標：夾芯與上、下面板粘結(jié)后，每處脫粘面積小于625mm²，脫粘總面積不大于面板表面積的5％。減少脫粘缺陷面積是提高共底夾層構(gòu)件強度的重要問題，首先需要對脫粘缺陷進行精確檢測?，F(xiàn)有的脫粘缺陷檢測方法還存在精度不夠的不足。

超聲波檢測是一種無損檢測方法，不需要對檢測部位進行破壞性試驗。其利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超聲波波形反射情況和穿透時的能量變化來檢驗材料內(nèi)部缺陷，具有易于操作、快速、可靠、靈敏度高、精確度高和便攜的特點，可以精確確定缺陷的種類和位置分布，得到了廣泛的應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種無損、快速有效的共底夾層構(gòu)件脫粘缺陷檢測的超聲回波測量方法及裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種共底夾層構(gòu)件脫粘缺陷檢測的超聲回波測量方法，所述的共底夾層構(gòu)件包括兩層金屬板、設在兩層金屬板間的泡沫以及設在金屬板與泡沫之間的膠層，其特 征在于，所述的測量方法包括以下步驟：

1)利用探頭對典型位置按設定路徑進行多次超聲掃描檢測，建立不同類型脫粘缺陷的有效回波個數(shù)和探頭與脫粘缺陷邊界距離關系的數(shù)據(jù)庫，所述的典型位置包括無脫粘缺陷位置、金屬板與膠層脫粘缺陷位置和膠層與泡沫脫粘缺陷位置；

2)對待測共底夾層構(gòu)件的金屬板表面進行整體超聲掃描檢測，根據(jù)檢測得到的有效回波個數(shù)與所述數(shù)據(jù)庫的對比結(jié)果，確定脫粘缺陷類型和邊界。

進行超聲掃描檢測前，將耦合劑涂于共底夾層構(gòu)件表面。

所述的耦合劑包括甘油或水。

該方法還包括：

根據(jù)檢測得到的脫粘缺陷邊界計算脫粘缺陷面積，并判斷脫粘缺陷面積大小是否滿足共底夾層構(gòu)件的制造要求。

一種共底夾層構(gòu)件脫粘缺陷檢測的超聲回波測量裝置，其特征在于，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集器、超聲波發(fā)生器和超聲波探頭，所述的超聲波探頭貼設在待測共底夾層構(gòu)件的金屬板上；其中，所述的數(shù)據(jù)采集器顯示有效回波個數(shù)和回波衰減率。

所述的超聲波探頭的頻率為5-30Mhz，探頭直徑為1-30毫米。

所述的超聲波探頭為雙晶探頭、接觸式探頭、延遲塊探頭或水浸式探頭。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)本發(fā)明采用超聲波檢測，超聲波檢測是一種無損檢測方法，其不需要對結(jié)構(gòu)進行破壞性試驗。

2)本發(fā)明在對共底夾層構(gòu)件進行檢測時，首先建立數(shù)據(jù)庫，可以快速判斷脫粘缺陷的類型并確定脫粘缺陷的邊界和面積，據(jù)此判斷結(jié)構(gòu)膠粘質(zhì)量是否滿足要求的標準。

附圖說明

圖1為共底夾層構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)為帶有金屬板與膠層脫粘缺陷的構(gòu)件，(b)為帶有膠層與泡沫脫粘缺陷的構(gòu)件；

圖2為本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為探頭掃描路徑示意圖；

圖4為本發(fā)明超聲波檢測回波特征曲線示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例回波個數(shù)-探頭距離脫粘缺陷邊界距離統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫；

圖6為本發(fā)明測試方法流程示意圖。

圖中，1、金屬板，2、膠層，3、泡沫，4、金屬板與膠層之間脫粘缺陷，5、膠層與泡沫之間脫粘缺陷，6、數(shù)據(jù)采集器，7、超聲波發(fā)生器，8、超聲波探頭，9、耦合劑。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。