[實(shí)用新型]用于復(fù)合裝甲板膠結(jié)質(zhì)量的自動(dòng)敲擊檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202222711066.4
• 申請(qǐng)日: 2022-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN219391905U
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯振鶴;孫良文;段劍;孫巖;高鐵成;楊凱;蔣志強(qiáng);趙付寶;凡麗梅;董方旭;王從科;鄭素萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東非金屬材料研究所;天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/22;G01N29/34;G01N29/24
• 代理公司: 北京和聯(lián)順知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11621
• 代理人: 余王敏

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于復(fù)合裝甲板膠結(jié)質(zhì)量的自動(dòng)敲擊檢測(cè)系統(tǒng)，包括敲擊頭掃查運(yùn)動(dòng)單元、敲擊控制檢測(cè)單元；所述敲擊頭掃查運(yùn)動(dòng)單元采用三軸機(jī)械運(yùn)動(dòng)臂；所述敲擊控制檢測(cè)單元包括工控機(jī)、敲擊驅(qū)動(dòng)電路，傳感器、信號(hào)處理電路和數(shù)據(jù)采集卡；所述敲擊驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接數(shù)據(jù)采集卡的輸出端，輸出端連接電磁鐵，所述電磁鐵設(shè)置在敲擊頭上，所述敲擊頭的另一端固定設(shè)置傳感器，所述傳感器連接信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路連接數(shù)據(jù)采集的輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡連接工控機(jī)。采用以太網(wǎng)控制的三軸機(jī)械運(yùn)動(dòng)臂帶動(dòng)敲擊頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描，不依賴昂貴的運(yùn)動(dòng)控制器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，提高了工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及裝甲板檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于復(fù)合裝甲板膠結(jié)質(zhì)量的自動(dòng)敲擊檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

敲擊檢測(cè)法是一種有效的無(wú)損檢測(cè)手段，可以檢測(cè)復(fù)合材料蒙皮脫粘、裂紋等缺陷，具有成本低，操作簡(jiǎn)單使用方便的特點(diǎn)。敲擊檢測(cè)采用電磁錘實(shí)現(xiàn)，電磁錘頭部帶有壓電傳感器。如圖1所示是對(duì)具有蒙皮的復(fù)合材料內(nèi)部脫粘狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的原理，當(dāng)敲擊頭接觸到材料表面時(shí)，傳感器輸出波形開(kāi)始上升。直到復(fù)合材料板達(dá)到最大壓縮時(shí),彈簧常數(shù)即蒙皮之間的距離達(dá)到最小(相比正常區(qū)域小的多)。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到的負(fù)載力,材料的表面的蒙皮開(kāi)始脫離內(nèi)核的束縛向上凸起，在這個(gè)過(guò)程,直到敲擊頭表面；從以上動(dòng)態(tài)描述可以得出材料彈簧常數(shù)的大小主要是內(nèi)部結(jié)構(gòu)所受的擠壓程度。因此,通過(guò)給予敲擊頭一定的速度對(duì)表面進(jìn)行沖擊，根據(jù)表面的各個(gè)位置的得出彈簧系數(shù)的不同，相應(yīng)的這些彈簧系數(shù)在傳感器被轉(zhuǎn)換成寬度不同的脈沖,因此脫粘的結(jié)構(gòu)能被探測(cè)到。換句話說(shuō),蒙皮已經(jīng)脫粘但是仍然和內(nèi)部貼在一起,這種缺陷是超聲無(wú)法檢測(cè)到的，而敲擊法可以檢測(cè)。

傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)放隔離放大,然后通過(guò)比較器轉(zhuǎn)換成脈沖,敲擊正常材料的采集的脈沖周期為T(mén)0,有缺陷的材料的脈沖周期為T(mén),T-T0/T0表示材料缺陷的程度，從圖中可以看出缺陷區(qū)域的脈沖寬度明顯大于正常的區(qū)域。

目前現(xiàn)有技術(shù)方案多為手持式敲擊檢測(cè)，檢測(cè)效率低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，已有的自動(dòng)敲擊檢測(cè)系統(tǒng)采用國(guó)外運(yùn)動(dòng)控制器和采集卡，系統(tǒng)復(fù)雜度及成本均較高，而且國(guó)內(nèi)尚無(wú)針對(duì)復(fù)合裝甲板的自動(dòng)敲擊檢測(cè)系統(tǒng)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于復(fù)合裝甲板膠結(jié)質(zhì)量的自動(dòng)敲擊檢測(cè)系統(tǒng)，采用以太網(wǎng)控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描，不依賴昂貴的運(yùn)動(dòng)控制器。采用多個(gè)傳感器，構(gòu)成多通道敲擊檢測(cè)系統(tǒng)，大大提高了檢測(cè)效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一種用于復(fù)合裝甲板膠結(jié)質(zhì)量的自動(dòng)敲擊檢測(cè)系統(tǒng)，包括敲擊頭掃查運(yùn)動(dòng)單元、敲擊控制檢測(cè)單元；

所述敲擊頭掃查運(yùn)動(dòng)單元采用三軸機(jī)械運(yùn)動(dòng)臂；所述敲擊控制檢測(cè)單元包括工控機(jī)、敲擊驅(qū)動(dòng)電路，傳感器、信號(hào)處理電路和數(shù)據(jù)采集卡；

所述敲擊驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接數(shù)據(jù)采集卡的輸出端，輸出端連接電磁鐵，所述電磁鐵設(shè)置在敲擊頭上，所述敲擊頭的另一端固定設(shè)置傳感器，所述傳感器連接信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路連接數(shù)據(jù)采集的輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡連接工控機(jī)。

每一個(gè)所述敲擊頭、電磁鐵和傳感器為一組，多組敲擊頭、電磁鐵和傳感器并排設(shè)置。

所述敲擊驅(qū)動(dòng)電路采用兩個(gè)三極管，兩個(gè)所述三極管的基極連接數(shù)據(jù)采集卡的輸出端；集電極連接電磁鐵；

所述數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)以太網(wǎng)口連接工控機(jī)。

所述傳感器采用壓電陶瓷傳感器。

所述信號(hào)處理電路采用型號(hào)為OPA的信號(hào)放大器。

所述三軸機(jī)械運(yùn)動(dòng)臂包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及安裝四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的X軸掃描軸、Y軸步進(jìn)軸和Z軸驅(qū)動(dòng)軸；所述X軸掃描軸上安裝第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第一、二驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間設(shè)有同步連桿；所述Y軸步進(jìn)軸和Z軸驅(qū)動(dòng)軸上分別安裝第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)。