[發明專利]基于多種超聲技術的復合材料探傷儀

在審

• 申請號: 201710445592.1
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107091879A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 于寶成
• 申請（專利權）人: 武漢展科科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及復合材料碳纖維、玻璃鋼、蜂窩夾芯復材零件的探傷掃描領域，利用常規超聲掃描和相控陣超聲掃描相結合的方式對復合材料進行探傷掃描，通過人機交互界面顯示復合材料是否有損傷。

背景技術

復合材料是指經過選擇的、含一定數量比的兩種或兩種以上的組分，通過人工復合，組成多相、且各相之間有明顯界面的、具有特殊性能的固體材料。基于復合材料的探傷檢驗有渦流檢測、射線檢測、磁粉檢測、滲透檢測和超聲檢測五種常見的檢測方式。超聲探傷檢測技術以其檢測速度快、穿透力強、檢驗靈敏度高等優勢是其中發展最快、應用最廣的一種方法。常規的超聲檢測是通過常規的超聲探頭對復合材料的部位進行聲束掃描，包括機械掃描和電子掃描，獲取一維的圖像顯示，該掃描方式比較單一，相對于比較復雜的復合材料，不能精確直觀地體現出其損傷情況。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于多種超聲技術的復合材料探傷儀，將常規超聲掃描和相控陣掃描技術完美融合，應用于復合材料的探傷掃描檢測中，能清楚直觀地體現所檢測部位的損傷情況。本發明解決了現有的同類產品存在的掃描單一，檢測速度慢、顯示不清晰，不能準確確定探傷狀況的問題。

基于多種超聲技術的復合材料探傷儀，其特征主要包括常規超聲探頭(1)、相控陣超聲探頭(2)和探傷主機設備(3)。常規超聲探頭(1)由常規超聲掃描接口(4)、壓電晶片(5)、常規超聲線纜(6)和常規超聲與主機連接接口(7)構成；相控陣超聲探頭(2)由相控陣超聲掃描接口 (8)、壓電晶片陣列(9)、相控陣超聲線纜(10)和相控陣超聲與主機連接接口(11)構成；探傷主機設備(3)由電子系統控制模塊(12)、信號采集處理模塊(13)、主控制器(14)和人機交互模塊(15)構成。常規超聲探頭(1)通過常規超聲掃描接口(4)與被測復合材料連接，將測到的超聲波通過壓電晶片(5)轉化為電信號，以常規超聲線纜(6)作為傳輸介質，從常規超聲與主機連接接口(7)輸入至探傷主機設備(3)；相控陣超聲探頭(2)通過相控陣超聲掃描接口(8)與被測復合材料連接，將測到的超聲波通過電子系統控制模塊(12)激活，將壓電晶片陣列(9)轉化為電信號，以相控陣超聲線纜(10)作為傳輸介質，從相控陣超聲與主機連接接口(11)輸入至探傷主機設備(3)；探傷主機設備(3)接收到常規超聲探頭(1)、相控陣超聲探頭(2)發過來的電信號，通過信號采集處理模塊(13)進行信號處理，處理后的信號進入主控制器(14)，主控制器(14)通過軟件算法實現動態聚焦、偏轉等效果，在人機交互模塊(15)上顯示被測復合材料的探傷狀態，同時可在人機交互模塊(15)上通過主控制器(14)操作設定相關操作的模式，常規超聲探頭(1)和相控陣超聲探頭(2)按照此模式進行對被測符合材料的探傷掃描。

本發明提供的復合材料探傷儀，將超聲組合掃描技術，計算機控制技術，相控陣成像技術、FPGA技術，開關電源技術、低功耗技術等合為一體，實現對多種類型復合材料的掃描探傷檢測功能。

本發明所提供的復合材料探傷儀，集電子掃描(E掃描)、動態深度聚焦，對不同聚焦深度掃描、扇形掃描(S掃描)、多重A掃描于一體，使超聲波在所有方位檢測到的缺陷信息圖像清晰直觀；采用的相控陣成像技術能使檢測圖像以橫截面、水平面、扇面和切面多種形式顯示，可以利用二維坐標對缺陷進行定位定量，有利于方向性缺陷的檢測和定量。采用的計算機控制技術、FPGA技術實現超聲相控陣檢測的延時算法和等強度接收算法，通過軟件設計實現超聲成像、人機交互、參數設定等功能；采用開關電源技術實現探傷儀能夠在有外部電源和無外部電源的場合中都能夠使用；采用低功耗技術實現本探傷儀能夠在無外部電源的情況下工作8小時以上。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖中標號：1-常規超聲探頭 2-相控陣超聲探頭 3-探傷主機設備 4-常規超聲掃描接口 5-壓電晶片 6-常規超聲線纜 7-常規超聲與主機連接接口 8-相控陣超聲掃描接口 9-壓電晶片陣列 10-相控陣超聲線纜 11-相控陣超聲與主機連接接口 12-電子系統控制模塊 13-信號采集處理模塊 14-主控制器 15-人機交互模塊 16-被測復合材料

具體實施方式

下面結合附圖并用最佳的實施例對本發明作詳細的說明。