[發明專利]薄板柵格翼結構焊縫相控陣超聲檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201711262442.3
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108169331B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 劉釗;張祥林;張昊;顧曉春
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種薄板柵格翼結構焊縫相控陣超聲檢測裝置及檢測方法，涉及無損檢測技術領域。本發明通過選用高頻相控陣超聲線陣換能器再設計與之配合的特殊形狀楔塊來對柵格翼結構的焊縫區域進行無損檢測，無需改變探頭位置即可掃描整個焊縫區域，提高無損檢測的便利性；由機械臂夾持換能器進行掃描，可實現檢測的智能化、高效化。解決了快速檢測與檢測精度相矛盾的問題，能夠滿足各類自動化檢測試驗需求。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，具體涉及一種薄板柵格翼結構焊縫相控陣超聲檢測裝置及檢測方法。

背景技術

無損檢測(Non-destructive Testing，NDT)是一種以不損害被檢試樣的形貌與使用性能的前提下，應用多種物理及化學途徑，對檢測物體內部的缺陷區域進行有效的檢驗與測試，確定典型缺陷組織大小、形狀、位置和性質等信息，確保其在使用中能達到預期的使用壽命和安全性。超聲檢測(Ultrasonic Testing，UT)是利用超聲波在被檢試樣內部的傳播路徑上存在明顯的聲學傳播差異的界面或者區域(如缺陷區域)時，產生的反射、折射、透射、散射、衍射、諧振和衰減等現象，通過分析回波信號的能量幅值、頻率、時間等信息，將缺陷組織或內部結構的相關信息以可見圖像的形式表示出來。目前超聲檢測是工業無損檢測領域應用最廣泛且最有效的方法之一。

相控陣超聲檢測技術(PAUT)是近年來超聲無損檢測領域發展起來的新技術，通過控制陣列換能器中各獨立壓電晶片發射/接收聲波的延遲時間來實現超聲波束在介質中的偏轉、聚焦，從而進行無損缺陷檢測。相控陣超聲檢測分為超聲波發射與接收兩部分，相控陣超聲發射的工作原理基于惠更斯-菲涅爾原理，使用同頻率的脈沖信號激勵各陣元，所產生的超聲波會互相干涉，形成合成波陣面；只要改變各陣元的脈沖激勵時間，按照一定規律設置延遲時間，則根據惠更斯原理，超聲波將在空間中疊加形成新的波陣面，從而實現聲束偏轉或聚焦等特性。相控陣超聲接收過程同理，當合成波陣面遇到缺陷后就會產生回波信號，到達各陣元的時間存在差異，按照回波到達各陣元的時間差對陣元信號進行延時補償并相加合成，就能將特定方向回波信號疊加增強，而其他方向的回波信號減弱甚至抵消從而得到超聲掃描圖。與傳統單/多通道超聲檢測相比具有聲束靈活可控、探頭小巧便攜、掃查速度快、檢測精度高、分辨力強等優點，可以做到少移動探頭的情況下進行大面積區域電子掃查。

柵格翼是一種新型的承力穩定面和控制面，被廣泛應用于軍工產業。柵格翼結構的焊縫區域是應力集中區域，在制造和使用過程中容易出現裂紋、未焊合、未焊滿等缺陷，為保證柵格翼的安全使用，有必要采用先進無損檢測技術對其進行檢測。然而柵格翼焊接區域結構復雜、被焊零件厚度薄、可探測空間小等因素造成普通無損檢測方式難以施展，因此，迫切需要一種同時滿足快速檢測要求和全覆蓋檢測要求的新型無損檢測方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種對柵格翼結構焊縫區域進行超聲檢測的檢測裝置及檢測方法，以同時滿足快速檢測要求和全覆蓋檢測要求。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種薄板柵格翼結構焊縫相控陣超聲檢測裝置，用于對柵格翼工件焊縫區域進行超聲檢測，包括：計算機1、相控陣超聲板卡2、相控陣超聲線陣換能器3、楔塊4、六自由度機械臂5和夾具；