[发明专利]一种大厚度复合材料结构件的缺陷检测装置及检测方法

说明书

本发明涉及一种大厚度复合材料结构件的缺陷检测装置及检测方法，包括聚焦探头，还包括筒形外壳，在所述外壳内还安装有固体聚焦块，所述外壳具有贯穿的中心通孔，所述聚焦探头与固体聚焦块密封安装在中心通孔内，所述固体聚焦块的底部直接接触被检工件，在所述固体聚焦块与聚焦探头之间具有耦合剂。本发明将不但结构简单，操作方便，有利于简化检测工艺，而且可提高检测精度和灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种材料缺陷检测方法，特别涉及一种大厚度复合材料结构件的缺陷检测装置及检测方法，属于复合材料检测技术领域。

背景技术

随着科技的日益发展，传统的单一材料已经无法满足人们对于材料性能的更高要求，复合材料应运而生。碳纤维增强复合材料是近年来发展最为迅速的一类新型材料，具有质量轻、高比强度、高比模量、疲劳特性好、化学稳定性好、热膨胀系数小、耐腐蚀、阻尼减震效果好及抗蠕变性能好等优点，对减轻结构质量、提高产品性能具有不可替代的作用，是现代尖端装备使用的主要工程材料之一，已被广泛应用于军事、医疗、航空航天、土木建筑、轨道交通、能源等众多领域，已经成为一种不可或缺的工业材料。

在实际应用中，复合材料已逐渐由小型配件向超大型构件转变，从次承力结构件发展成为主承力结构件，因此大厚度复合材料结构件被广泛应用。如复合材料转向架构架作为列车的主要承力部件，其厚度可达几十毫米；随着风电领域的不断发展，功率不断加大，复合材料叶片也越来越长，运行环境更加复杂，因此翼型厚度越来越大；由复合材料制造的飞机、大型船舶等其厚度可达十几毫米甚至几十毫米。对大型复合材料的检测，由于其厚度较大，且对超声波的衰减较为严重，因此在复合材料被检工件中形成聚焦声场对于提高缺陷检出率和检测灵敏度十分关键。水浸聚焦探头能形成有效的聚焦区域，在焦区内，超声波信号能量强，且焦柱直径小，有利于小缺陷的检出。但在利用水浸聚焦探头进行检测工作时，一般为全水浸环境下检测(水浸聚焦探头与被检工件均水浸)或喷水式检测。但对于有防水要求的特殊结构件，以及体积庞大无法开展水浸检测的结构件，无法采用水浸聚焦探头或喷水法进行检测，因此亟待需要一种能灵活运用于各种检测条件的大厚度复合材料结构件的缺陷检测装置及检测方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是，提供一种结构简单，操作方便，有利于简化检测工艺，且提高检测精度和灵敏度的大厚度复合材料结构件的缺陷检测装置。

本发明另一个主要解决的技术问题是，提供一种有利于简化检测工艺，提高检测精度和灵敏度的大厚度复合材料结构件的缺陷检测方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种大厚度复合材料结构件的缺陷检测装置，包括聚焦探头，还包括筒形外壳，在所述外壳内还安装有固体聚焦块，所述外壳具有贯穿的中心通孔，所述聚焦探头与固体聚焦块密封安装在中心通孔内，所述固体聚焦块的底部直接接触被检工件，在所述固体聚焦块与聚焦探头之间具有耦合剂。

进一步，所述外壳的底部呈V形的收口结构。

进一步，所述聚焦探头与固体聚焦块贴合，在所述固体聚焦块与聚焦探头贴合的表面涂覆有耦合剂。

进一步，在所述聚焦探头与固体聚焦块之间留有空腔，在所述空腔内填充有耦合剂，所述耦合剂封装在所述外壳内。

进一步，在所述外壳上设置溢流口，所述溢流口与所述空腔连通。

进一步，所述外壳为分体结构或为一体结构，所述中心通孔具有直径不同的多段。

进一步，所述固体聚焦块的厚度被配置成所述固体聚焦块的界面回波信号与被检工件的界面波和底波信号不重合。

进一步，所述固体聚焦块的厚度被配置成所述固体聚焦块的界面二次回波信号位于被检工件的一次底波信号之后。

进一步，所述固定聚焦块的超声波声速略小于或等于被检工件的超声波声速，同时小于聚焦探头的声速。