[發(fā)明專利]碳化硅纖維增強復合材料變頻超聲檢測方法及裝置

有效

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• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112816558B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉菲菲;劉松平;李治應
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種碳化硅(SiCsubgt;f/subgt;/SiC)纖維增強復合材料變頻超聲檢測方法及裝置，利用不同頻率聲波在SiCsubgt;f/subgt;/SiC復合材料中具有不同的聲學傳播行為，提出的變頻超聲檢測方法包括不同頻率組合的超聲波，利用其中的低頻超聲波具有穿透能力強、高頻超聲波具有檢測分辨率好的特點，只需要一次掃描即可實現(xiàn)SiCsubgt;f/subgt;/SiC復合材料的變頻超聲檢測，從而顯著地改善了入射聲波在SiCsubgt;f/subgt;/SiC復合材料中的穿透能力，同時又具有很好的檢測分辨率和缺陷檢出靈敏度，表面檢測盲區(qū)小，檢測效率高。

技術領域

本發(fā)明涉及超聲波檢測領域，特別涉及一種碳化硅纖維增強復合材料變頻超聲檢測方法及裝置。

背景技術

碳纖維增強(SiC_f/SiC)復合材料因其具有優(yōu)越的高耐熱性能，不斷在航空航天領域得到應用。因此，其質量檢測與內(nèi)部缺陷表征、評估與無損檢測非常重要。微觀和介觀上，SiC_f/SiC復合材料具有多孔材料物理特征，難以對其實施無損檢測與缺陷評估。目前主要采用X射線、超聲和紅外檢測方法進行檢測。X射線檢測方法主要不足是：X射線方法對SiC_f/SiC復合材料內(nèi)部分層不敏感，通常難以有效檢出。作為一種改進，另一種檢測方法是采用常規(guī)的超聲檢測方法，其主要不足是：聲波衰減非常劇烈，從而造成入射聲波難以穿透被檢測的SiC_f/SiC復合材料，進而造成不可檢，作為一種改進方法，就是降低超聲波的頻率，而這會顯著降低檢測靈敏度和檢測分辨率，增加超聲反射法檢測表面盲區(qū)，從而不能滿足SiC_f/SiC復合材料的檢測要求，而且采用常規(guī)的單一頻率的超聲檢測方法，在每次更換不同頻率的超聲換能器時，則需要重新進行掃描檢測，檢測效率非常低。還有一種選擇就是采用紅外檢測方法，但紅外檢測方法的主要不足是：僅對SiC_f/SiC復合材料表面和近表面較大的缺陷有一定的檢出能力，檢出缺陷定量困難，熱加載過程難以準確控制，進而容易引起檢測結果誤判或漏檢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提出一種碳化硅纖維增強復合材料變頻超聲檢測方法，旨在解決上述背景技術提到的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的碳化硅纖維增強復合材料變頻超聲檢測方法，包括：

生成一組變頻超聲波發(fā)射信號，所述的變頻超聲波發(fā)射信號包括一組頻率f₁、f₂...f_n的變頻超聲波發(fā)射信號，將所述的一組頻率為f₁、f₂...f_n的變頻超聲波發(fā)射信號經(jīng)過發(fā)射換能器電聲換能后形成一組變頻發(fā)射超聲波u_t(f₁,f₂,...,f_n)，并從指定的被檢測碳化硅纖維增強復合材料表面入射到其內(nèi)部；

通過接收換能器接收所述的一組頻率為f₁、f₂...f_n的變頻超聲波u_t(f₁,f₂,...,f_n)的透射或反射變頻超聲波，將此反射或透射超聲波經(jīng)過接收換能器聲電轉換后得到一組頻率為f₁、f₂...f_n的變頻超聲波接收信號u_r(f₁,f₂,...,f_n)，并將所述的一組頻率為f₁、f₂...f_n的變頻超聲波接收信號經(jīng)過處理后得到一組頻率為f₁、f₂...f_n的變頻超聲評定信號v(f₁,f₂,...,f_n)；