[发明专利]一种多界面粘接质量超声检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种多界面粘接质量超声检测装置及方法。其中装置为多模超声探测单元用于向工件发送超声波，并采集工件反射回的超声波信号，自动扫查单元用于带动工件旋转和带动多模超声探测单元进行轴向移动，从而实现对工件全面的扫查，计算机用于控制自动扫查单元的工作，通过超声采集卡对多模超声探头采集的超声波信号进行接收，并对其进行处理和成像，本发明通过纵波、横波与板波多种模式的超声波相互融合，系统采用横、纵、板波协同工作的检测方式，纵波用于检测一界面脱粘检测，横波和板波通过采用斜入射一发一收的方式使超声波声程得到增加，从而将不同界面的特征信号分离，通过三种模式超声波的相互结合，实现界面信号的分离和提取。

技术领域

本发明属于超声检测技术领域，具体涉及一种多界面粘接质量超声检测装置及方法。

背景技术

在航空、航天和军工领域，多层粘接结构由于比模量高，减震性能优越和工艺简单等特点得到了广泛的应用，大多数粘接结构是由金属-非金属-非金属材料依次粘接而成，界面粘接问题一直是科研人员关注的焦点，特别是二界面及以上的界面粘接问题是该领域的难点。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种多界面粘接质量超声检测装置及方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种多界面粘接质量超声检测装置，包括多模超声探测单元、自动扫查单元和计算机，所述多模超声探测单元用于向工件发送超声波，并采集工件反射回的超声波信号，所述自动扫查单元用于带动工件旋转和带动多模超声探测单元进行轴向移动，从而实现对工件全面的扫查，所述计算机用于控制自动扫查单元的工作，通过超声采集卡对多模超声探头采集的超声波信号进行接收，并对其进行处理和成像。

进一步，所述多模超声探测单元包括探头盒和位于探头盒中心的纵波探头，在所述纵波探头的左右两侧对称设置有横波探头，左右两个横波探头构成横波检测组合，在所述纵波探头的前后两侧对称设置有板波探头，前后两个板波探头构成板波检测组合，所述横波探头和板波探头均为倾斜设置，所述纵波探头、两个横波探头和两个板波探头的交叉点汇集于一点，所述纵波探头、横波探头和板波探头均安装在探头盒内。

再进一步，所述自动扫查单元包括工件支撑旋转结构和轴向移动结构，所述工件支撑旋转结构用于带动工件进行旋转，所述轴向移动结构用于带动多模超声探测单元进行轴向移动。

一种多界面粘接质量超声检测方法，主要包括如下步骤：

1)通过多模超声探测单元向工件某一圆周截面K中的某一点J同时发射纵波、横波和板波，并采集相应的纵波数字信号s(n)、横波数字信号h(n)和板波数字信号b(n)，其中n为采样点数，随即通过计算机分别对纵波数字信号s(n)、横波数字信号h(n)和板波数字信号b(n)进行信号处理，主要有以下步骤：

a)对纵波数字信号s(n)进行信号处理，首先生成大小为r(r＝2N+1，r≤n,N为正整数)的一维滤波信号模板A＝{a₁,a₂,…a_p,…a_r},其中(p＝1,2,…r),μ代表一维滤波信号模板A的均值，δ代表一维滤波信号模板A的标准差，将一维滤波信号模板A覆盖于纵波数字信号s(n)上，并从前往后依次滑动，当一维滤波信号模板A完全位于纵波数字信号s(n)范围内时，取出一维滤波信号模板A所覆盖的纵波信号序列S_i＝{s₁,s₂…s_i,…s_r}，si表示所覆盖的纵波信号序列中心的纵波信号幅度值，使用s_I’替换纵波信号序列S_i中的s_i，其中s_I’＝S_i×A’，从而实现对纵波数字信号s(n)的更新，随后一维滤波信号模板A依次向后滑动，对每个纵波信号幅度值进行更新，直至一维滤波信号模板A边缘超出纵波数字信号s(n)范围，最终得到信号处理后的纵波数字信号s(n)；