[發(fā)明專利]一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測方法及裝置

有效

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• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112505156B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設計）人: 林俊明;沈建中;沈淮;吳曉瑜
• 申請（專利權）人: 愛德森（廈門）電子有限公司
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/09;G01N29/44;G01N29/46
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1.一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測裝置，用于復合材料(2)的無損檢測，通過引線(11)連接于檢測儀器(1)，檢測裝置(3)包括設置于外殼(33)內部的超聲檢測探頭(31)和機械阻抗檢測探頭(32)，其特征在于所述的機械阻抗檢測探頭(32)包括設置上層的激勵晶片(321)、設置于下層的接收晶片(322)、以及設置于接收晶片(322)正下方的觸頭(323)；

其中，所述的超聲檢測探頭(31)包括超聲發(fā)射探頭(311)，超聲發(fā)射探頭(311)向機械阻抗檢測探頭(32)的中心軸(325)方向斜角的設置于所述的機械阻抗檢測探頭(32)的觸頭(323)外圍，斜角形成超聲發(fā)射方向在所述機械阻抗檢測探頭(32)的接收晶片(322)的下方匯集反射點(326)；

以及，所述的超聲發(fā)射探頭(311)發(fā)射的超聲波束返回的超聲檢測信號由機械阻抗檢測探頭(32)的接收晶片(322)接收，若干個超聲發(fā)射探頭(311)圍繞機械阻抗檢測探頭(32)的觸頭(323)外圓周斜向中心軸陣列排列，形成斜角的方向匯集反射的超聲檢測波束于接收晶片(322)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測裝置，其特征在于所述的超聲檢測探頭(31)還包括向機械阻抗檢測探頭(32)的中心軸(325)方向斜角的設置于所述的機械阻抗檢測探頭(32)的觸頭(323)外圍的若干個超聲接收探頭(312)，若干個超聲發(fā)射探頭(311)和超聲接收探頭(312)為相對稱的設置于所述的機械阻抗檢測探頭(32)的觸頭(323)外圍，斜角形成超聲發(fā)射方向在所述機械阻抗檢測探頭(32)的接收晶片(322)的下方匯集反射點(326)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測裝置，其特征在于所述的陣列排列于觸頭(323)外圍的超聲檢測探頭(31)的超聲發(fā)射探頭(311) 和超聲接收探頭(312)形成的超聲發(fā)射方向和超聲接收方向的反射點(326)匯集在機械阻抗檢測探頭(32)的接收晶片(322)的中心軸(325)正下方。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測裝置，其特征在于所述的陣列排列于觸頭(323)外圍的超聲檢測探頭(31)的超聲發(fā)射探頭(311) 和超聲接收探頭(312)形成的超聲發(fā)射方向和超聲接收方向的反射點(326)匯集在機械阻抗檢測探頭(32)的接收晶片(322)的正下方圍繞中心軸(325)的圓環(huán)上。

5.根據(jù)權利要求2所述的一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測裝置，其特征在于所述的超聲檢測探頭(31)的超聲發(fā)射探頭(311) 和超聲接收探頭(312)形成兩個以上圓環(huán)形陣列排列于所述機械阻抗檢測探頭(32)的觸頭(323)的外圍，分別為超聲發(fā)射探頭(311)和超聲接收探頭(312)形成兩兩相對稱設置。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測裝置，其特征在于所述的機械阻抗檢測探頭(32)的激勵晶片(321)的接收晶片(322)之間還設置有空腔層(324)。

7.一種脈沖回波超聲和機械阻抗集成檢測方法，采用權利要求1至6中任一權利要求所述的檢測裝置，用于復合材料的無損檢測，具體方法步驟如下：

a．激勵信號周期設定：通過可編程邏輯門陣列FPGA設定周期性的低頻和高頻激勵信號時序；

b．機械阻抗檢測：通過FPGA設定的低頻率激勵信號發(fā)送至機械阻抗檢測探頭的激勵晶片，對被檢測對象進行聲阻抗檢測，接收晶片接收的檢測信號發(fā)送給檢測儀器；

c.超聲檢測：通過FPGA設定的高頻率激勵信號發(fā)送至超聲檢測探頭的發(fā)射探頭，對被檢測對象進行超聲波無損檢測，超聲接收探頭將接收的檢測信號發(fā)送給檢測儀器；

d.數(shù)據(jù)分析：檢測儀器對接收的b步驟中的機械阻抗檢測信號進行頻域分析，對接收的c步驟中的超聲檢測信號進行時域分析；

f.數(shù)據(jù)處理顯示：檢測儀器將頻域分析和時域分析的結果進行數(shù)據(jù)處理和顯示于顯示屏。