[實(shí)用新型]一種表面波和板波聲速的非接觸式測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821948075.2
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN209471081U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘永東;趙仲杰
• 申請（專利權(quán)）人: 儂泰軻（昆山）檢測科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/14;G01N29/24
• 代理公司: 上海昱澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31341
• 代理人: 孟波

本實(shí)用新型公開了一種表面波和板波聲速的非接觸式測量裝置，包括發(fā)射探頭、接收探頭、嵌入式系統(tǒng)、前置放大器、信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、掃描架、脈沖發(fā)射器和電源；電源分別與掃描架、前置放大器、信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、脈沖發(fā)射器及嵌入式系統(tǒng)連接，掃描架分別與嵌入式系統(tǒng)、信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及脈沖發(fā)射器連接，發(fā)射探頭與脈沖發(fā)射器連接，接收探頭與前置放大器連接，嵌入式系統(tǒng)分別與信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及脈沖發(fā)射器連接，前置放大器分別與脈沖放大器及信號采集與處理模塊連接，信號采集與處理模塊與前置放大器和嵌入式系統(tǒng)連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與嵌入式系統(tǒng)連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超聲檢測領(lǐng)域，特別涉及一種表面波和板波聲速的非接觸式測量裝置。

背景技術(shù)

超聲檢測是最常規(guī)的無損檢測方法之一，由于它具有靈敏度高、穿透力強(qiáng)、指向性好、檢測速度快、成本低、設(shè)備相對簡單、對人體無害等一系列特點(diǎn)，因此在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。常規(guī)超聲檢測的方法是接觸式，即在超聲探頭和待測試件之間必須用油、膠體或其他液體作為聲耦合劑，這些耦合劑檢測后需要清理，通常會(huì)影響整套系統(tǒng)工作或使工作場所變得臟亂。用液體或干耦合的一個(gè)缺點(diǎn)通常需要人力，難自動(dòng)化，效率低，而且在同側(cè)面檢測時(shí)聲傳播距離的無法精確控制，會(huì)大大影響聲速的測量精度。同時(shí)耦合的好壞會(huì)直接影響聲信號的首波到達(dá)時(shí)的讀取，也會(huì)進(jìn)一步影響表面波和板波聲速的測量精度。另一個(gè)缺點(diǎn)是接觸式方法有時(shí)不適合也不容許液體或干耦合的材料及結(jié)構(gòu)的聲速測量，比如高溫的工件。

非接觸式超聲檢測手段有激光超聲檢測、電磁超聲檢測和空氣耦合超聲檢測。激光超聲檢測主要用于高熔點(diǎn)金屬和陶瓷材料檢測。但對熱和沖擊敏感的材料難以應(yīng)用；電磁超聲檢測主要適用于鐵磁性材料中；而空氣耦合超聲檢測將周圍環(huán)境空氣作為其聲耦合劑，它具有非接觸、非侵入、完全無損的特點(diǎn)，能對高溫低溫工件及不適合用聲耦合劑的工件進(jìn)行檢測，已被應(yīng)用于復(fù)合材料、輪胎、混凝土、紡織品、醫(yī)療應(yīng)用等領(lǐng)域，對材料的力學(xué)參數(shù)與結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行檢測。

空氣耦合超聲檢測可分為異側(cè)檢測與同側(cè)檢測。在異側(cè)檢測中，已有專利提出利用空氣耦合超聲法測量材料的彈性模量、橫波速度等(專利號：ZL201611051177.X；ZL201720742821.1)。在同側(cè)檢測的超聲波探傷中，表面波與板波相比體波對表面和近表面及薄構(gòu)件的缺陷較為敏感，因此常被用來檢測工件表面和近表面的缺陷，以及用來測定表面裂紋深度等。特別的，當(dāng)構(gòu)件的厚度與波長處于同一數(shù)量級時(shí)即大約只產(chǎn)生于一個(gè)波長的構(gòu)件內(nèi)，縱波和橫波發(fā)生耦合，于是固體聲波導(dǎo)中形成一種特殊形式的彈性應(yīng)力波，即為板波。目前，已有專利(專利號：ZL201210141763.9；ZL201210010938.2)和文獻(xiàn)提出利用接觸式楔塊法和水浸法進(jìn)行表面波和板波的聲速測量，但由于耦合與試件尺寸的局限性使其應(yīng)用范圍被約束；且在測量時(shí)由于無法準(zhǔn)確定位測點(diǎn)間距離或是采用提取首波到達(dá)時(shí)估算聲速，而信號到達(dá)時(shí)會(huì)有一段逐漸增大的過程，無法有效判斷首波到達(dá)時(shí)從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大。

因此，亟需研究開發(fā)一種更為便捷、精確地測量表面波和板波聲速的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種更為便捷、精確地測量表面波和板波聲速的裝置。

本實(shí)用新型中的一種表面波和板波聲速的非接觸式測量裝置，包括發(fā)射探頭、接收探頭、嵌入式系統(tǒng)、前置放大器、信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、掃描架、脈沖發(fā)射器和電源；所述電源分別與掃描架、前置放大器、信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、脈沖發(fā)射器及嵌入式系統(tǒng)連接，所述掃描架分別與嵌入式系統(tǒng)、信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及脈沖發(fā)射器連接，所述發(fā)射探頭與脈沖發(fā)射器連接，所述接收探頭與前置放大器連接，所述嵌入式系統(tǒng)分別與信號采集與處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及脈沖發(fā)射器連接，所述前置放大器分別與脈沖放大器及信號采集與處理模塊連接，所述信號采集與處理模塊與前置放大器和嵌入式系統(tǒng)連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與嵌入式系統(tǒng)連接。