[发明专利]基于超声波和微波机理的复合材料快速探伤/修复一体机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于超声波和微波机理的复合材料快速探伤/修复一体机，可在野战或其它条件下快速探知复合材料内部的损伤并在胶接后予以快速固化，修复装备，属于装备检测维修技术领域。

背景技术

随着航空技术的不断发展，具有比重小、比强度和比模量大的复合材料被开发并应用到军用以及民用飞行器上。因安全问题关系重大，必须保证飞行器结构的完好，对其进行无损探伤。但由于复合材料构造多样，层次复杂，普通探测难以有效实现。另外，内部若有损伤须立即修复，最为常用的是采用环氧树脂胶结合固化剂进行粘接，但其缺点在于常温下固化时间长，而采用烤灯、热吹风等常规加热手段容易造成加热不均匀，且效率较低，非常不利于应用了大量复合材料的军用飞机等装备的战场快速检测和维修。

发明内容

为了克服现有检修技术手段落后、设备功能单一、器件利用率低、战场应急维修能力差的缺点，本发明提供一种基于超声波和微波机理的复合材料探伤/修复一体机，该设备采用超声波无损探伤和微波加热机理，将两种功能进行综合集成。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于超声波和微波机理的复合材料快速探伤/修复一体机，包括主机、波导和作用终端；所述主机与作用终端通过波导相连接；所述主机包括主控电路、信号处理FPGA、发射电路、接收电路、高速A/D、开关电源模块、磁控管和激励单元；所述主控电路连接开关电源模块的功率控制端，所述开关电源模块输出端连接磁控管，磁控管与激励单元连接，激励单元与喇叭天线连接。主控电路连接信号处理FPGA，信号处理FPGA输出端与开关电源模块输出端共同和发射电路相连，接收电路经高速A/D之后与信号处理FPGA输入端相连。

所述作用终端包括超声探头、换能器和喇叭天线，超声探头与接收电路连接，换能器与发射电路连接，喇叭天线与激励单元连接。

所述主控电路以单片机为核心，连接有键盘接口与显示模块，其I/O端口控制开关电源模块的功率输出、超声波信号的生成以及接收处理超声波反射信号。

本发明的有益效果是，可以实现一台设备完成装备的超声波损伤检测和修复后微波加热快速固化两大功能，充分利用了内部元器件功能，缩小了质量体积，提高了便携性，大大提高了对各类飞行器等复合材料装备在野战环境下的快速探伤和应急维修能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本一体机总体结构和使用图

图中1.主机 2.波导 3.作用终端 4.有裂纹部件 5.待固化部件

图2为本一体机的电路原理图

具体实施方式

下面结合附图对本一体机的实施方式进行描述，但本发明并不局限于此。

如图1，一种基于超声波和微波机理的复合材料快速探伤/修复一体机，包括主机1、波导2和作用终端3；所述主机1与作用终端3通过波导2相连接。主机1通过控制电路使作用终端3工作在超声波探测方式，即可对有裂纹部件4进行无损检测；当修复完毕需要固化时，主机1通过控制电路使作用终端3工作在微波加热方式，对待固化部件5实施微波加热。

如图2，一种基于超声波和微波机理的复合材料快速探伤/修复一体机，所述主机1包括主控电路、信号处理FPGA、发射电路、接收电路、高速A/D、开关电源模块、磁控管和激励单元；所述主控电路连接开关电源模块的功率控制端，所述开关电源模块输出端连接磁控管，磁控管与激励单元连接，激励单元与喇叭天线连接；主控电路连接信号处理FPGA，信号处理FPGA输出端与开关电源模块输出端共同和发射电路相连，接收电路经高速A/D之后与信号处理FPGA输入端相连。开关电源的功率由主控电路控制，并可向超声波发射电路与磁控管供电，以此提高设备利用率。

如图1、2，所述作用终端3包括超声探头、换能器和喇叭天线，超声探头与接收电路连接，换能器与发射电路连接，喇叭天线与激励单元连接。将三者加以集成，缩小体积，提高设备的便携特性，方便使用。所述主控电路以单片机为核心，连接有键盘接口与显示模块，其I/O端口控制开关电源模块的功率输出、超声波信号的生成以及接收处理超声波反射信号，方便波形选择、时间控制和波形的判断。