[实用新型]用于复合装甲板胶结质量的自动敲击检测系统

说明书

本实用新型公开了一种用于复合装甲板胶结质量的自动敲击检测系统，包括敲击头扫查运动单元、敲击控制检测单元；所述敲击头扫查运动单元采用三轴机械运动臂；所述敲击控制检测单元包括工控机、敲击驱动电路，传感器、信号处理电路和数据采集卡；所述敲击驱动电路的输入端连接数据采集卡的输出端，输出端连接电磁铁，所述电磁铁设置在敲击头上，所述敲击头的另一端固定设置传感器，所述传感器连接信号处理电路，所述信号处理电路连接数据采集的输入端，所述数据采集卡连接工控机。采用以太网控制的三轴机械运动臂带动敲击头实现自动扫描，不依赖昂贵的运动控制器，结构简单，操作简便，提高了工作效率。

技术领域

本实用新型涉及装甲板检测技术领域，尤其涉及一种用于复合装甲板胶结质量的自动敲击检测系统。

背景技术

敲击检测法是一种有效的无损检测手段，可以检测复合材料蒙皮脱粘、裂纹等缺陷，具有成本低，操作简单使用方便的特点。敲击检测采用电磁锤实现，电磁锤头部带有压电传感器。如图1所示是对具有蒙皮的复合材料内部脱粘状态进行检测的原理，当敲击头接触到材料表面时，传感器输出波形开始上升。直到复合材料板达到最大压缩时,弹簧常数即蒙皮之间的距离达到最小(相比正常区域小的多)。由于内部结构受到的负载力,材料的表面的蒙皮开始脱离内核的束缚向上凸起，在这个过程,直到敲击头表面；从以上动态描述可以得出材料弹簧常数的大小主要是内部结构所受的挤压程度。因此,通过给予敲击头一定的速度对表面进行冲击，根据表面的各个位置的得出弹簧系数的不同，相应的这些弹簧系数在传感器被转换成宽度不同的脉冲,因此脱粘的结构能被探测到。换句话说,蒙皮已经脱粘但是仍然和内部贴在一起,这种缺陷是超声无法检测到的，而敲击法可以检测。

传感器输出的信号经过运放隔离放大,然后通过比较器转换成脉冲,敲击正常材料的采集的脉冲周期为T0,有缺陷的材料的脉冲周期为T,T-T0/T0表示材料缺陷的程度，从图中可以看出缺陷区域的脉冲宽度明显大于正常的区域。

目前现有技术方案多为手持式敲击检测，检测效率低，无法实现自动化，已有的自动敲击检测系统采用国外运动控制器和采集卡，系统复杂度及成本均较高，而且国内尚无针对复合装甲板的自动敲击检测系统方案。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种用于复合装甲板胶结质量的自动敲击检测系统，采用以太网控制的步进电机驱动器实现自动扫描，不依赖昂贵的运动控制器。采用多个传感器，构成多通道敲击检测系统，大大提高了检测效率。

为了实现上述目的，本实用新型的一种用于复合装甲板胶结质量的自动敲击检测系统，包括敲击头扫查运动单元、敲击控制检测单元；

所述敲击头扫查运动单元采用三轴机械运动臂；所述敲击控制检测单元包括工控机、敲击驱动电路，传感器、信号处理电路和数据采集卡；

所述敲击驱动电路的输入端连接数据采集卡的输出端，输出端连接电磁铁，所述电磁铁设置在敲击头上，所述敲击头的另一端固定设置传感器，所述传感器连接信号处理电路，所述信号处理电路连接数据采集的输入端，所述数据采集卡连接工控机。

每一个所述敲击头、电磁铁和传感器为一组，多组敲击头、电磁铁和传感器并排设置。

所述敲击驱动电路采用两个三极管，两个所述三极管的基极连接数据采集卡的输出端；集电极连接电磁铁；

所述数据采集卡通过以太网口连接工控机。

所述传感器采用压电陶瓷传感器。

所述信号处理电路采用型号为OPA的信号放大器。

所述三轴机械运动臂包括四个驱动电机以及安装四个驱动电机的X轴扫描轴、Y轴步进轴和Z轴驱动轴；所述X轴扫描轴上安装第一驱动电机、第二驱动电机，所述第一、二驱动电机之间设有同步连杆；所述Y轴步进轴和Z轴驱动轴上分别安装第三驱动电机和第四驱动电机。