[发明专利]碳纤维增强复合材料管件结构缺陷内检探头及检测方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维增强复合材料管件结构缺陷内检探头及检测方法，所述探头包括环形磁芯，固定于环形磁芯上的激励线圈和周向磁场梯度传感器阵列，环形磁芯的径向截面为“凹”字形，周向磁场梯度传感器阵列在环形磁芯的“凹”字形凹槽内沿环形磁芯周向均匀排布，激励线圈均匀绕制于环形磁芯上；本发明还提供上述探头的检测方法，能够对碳纤维增强复合材料管件分层、剥离等结构缺陷进行快速、高精度检测，具有重要的工程应用价值。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种碳纤维增强复合材料管件结构缺陷内检探头及检测方法。

背景技术

目前，飞机与火箭等航天/航空器结构中广泛采用碳纤维增强复合材料管件，其优势在于其具有较高的比强度和比刚度，能够有效减轻航空器结构重量、改善飞行性能并增加经济效益。

由于制备条件的限制和复杂的服役环境，碳纤维增强复合材料管件内部易出现分层、剥离等结构缺陷，大大降低碳纤维增强复合材料管件的力学性能，威胁飞行器的飞行安全。因此，及时发现碳纤维增强复合材料管件分层、剥离等结构缺陷对于确保飞行器飞行安全、降低事故发生概率、减少各项损失等具有非常重要的意义。目前，针对碳纤维增强复合材料管件分层、剥离等结构缺陷的有效检测方法尚不多见，可实现碳纤维增强复合材料管件分层、剥离缺陷精确、快速定量评估的内检探头有待进一步研发。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种碳纤维增强复合材料管件结构缺陷内检探头及检测方法，能够对碳纤维增强复合材料管件分层、剥离等结构缺陷进行快速、高精度检测，具有重要的工程应用价值。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种碳纤维增强复合材料管件结构缺陷内检探头，包括环形磁芯1，固定于环形磁芯1上的激励线圈2和周向磁场梯度传感器阵列3，所述环形磁芯1的径向截面为“凹”字形，所述周向磁场梯度传感器阵列3由n个周向磁场梯度传感器构成，且在环形磁芯1的“凹”字形凹槽内沿环形磁芯1周向均匀排布，激励线圈2由漆包线均匀绕制于环形磁芯1上；检测时，所述碳纤维增强复合材料管件结构缺陷内检探头放置于内径与其直径相同的碳纤维增强复合材料管件内。激励线圈2在加电驱动情况下，所激发磁场在环形磁芯1内形成环向分布磁场，该环向分布磁场在碳纤维增强复合材料管件内部所感应出的感生涡流周向均匀分布于碳纤维增强复合材料管件内壁，且其方向为管件径向；周向磁场梯度传感器阵列3测取碳纤维增强复合材料管件内壁表面的周向磁场梯度分布。

所述碳纤维增强复合材料管件结构缺陷内检探头的检测方法，其特征在于：包括碳纤维增强复合材料管件结构缺陷扫查特征矩阵的建立、碳纤维增强复合材料管件结构缺陷深度评估以及碳纤维增强复合材料管件结构缺陷形状评估；

(1)碳纤维增强复合材料管件结构缺陷扫查特征矩阵的建立，具体方法如下：