[发明专利]一种基于非线性声学复合材料层压板微小开裂的监测方法

权利要求书

1.一种基于非线性声学复合材料层压板微小开裂的监测方法，其特征在于,测试系包括任意波形发生器(1)、第一发射换能器(2)、第二发射换能器(3)、接收换能器(4)、数字信号示波器(5)、计算机(6)、被测复合材料层压板(7)、第一同轴数据传输线(8)、第二同轴数据传输线(9)、第三同轴数据传输线(10)、第四同轴数据传输线(1)1和第五同轴数据传输线(12)，所述的换能器阵列，由三个压电换能器组成，其中两个发射换能器即第一发射换能器(2)、第二发射换能器(3)和一个为接收换能器(4)组成，数字信号示波器(5)可以实时接收并存储接收换能器采集的信号，数字示波器(5)可以实时接收并存储接收换能器(4)采集的信号，数字示波器(5)的信号输出端通过同轴数据传输线(11)与计算机(6)的信号输入端电气连接，计算机(6)的控制信号输出端通过同轴数据传输线(12)与任意波形发生器((1)的控制信号输入端电气连接，通过计算机(6)控制任意波形发生器(1)输出信号的波形和频率，任意波形发生器(1)的信号输出端即第一个输出通道通过同轴数据传输线(8)与第一个发射换能器(2)的信号输入端相连接，第二个输出通道通过同轴数据传输线(9)与第二个发射换能器3的信号输入端相连接，发射换能器(2)和发射换能器(3)与被测复合材料层压板(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于非线性声学复合材料层压板微小开裂的监测方法，其特征在于，换能器阵列即第一发射换能器(2)、第二发射换能器(3)和接收换能器(4)均为同型号同材质的压电晶体，所述的换能器阵列谐振频率为1.6MHz，通过环氧树脂与被测复合材料层压板7垂直耦合。

3.根据权利要求1所述的一种基于非线性声学复合材料层压板微小开裂的监测方法，其特征在于，任意波形发生器(1)的通道包括输入通道和输出通道，所述的输入通道是可以通过计算机(6)把波形信号下载到任意波形发生器(1)中，所述的输出通道为四个独立通道，可以同时选择不同频率的发射信号，本发明仅用其中第一输出通道和第二输出通道。

4.根据权利要求1所述的一种基于非线性声学复合材料层压板微小开裂的监测方法，其特征在于，任意波形发生器(1)所产生的两列超声波脉冲波的中心频率分别为80kHz和300kHz。

5.根据权利要求1所述的一种基于非线性声学复合材料层压板微小开裂的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过计算机(6)中程序编写的两列超声波信号下载到任意波形发生器(1)中，两列超声波信号的中心频率分别为80kHz和300kHz，波形均设为猝发正弦波；

计算机(6)向任意波形发生器(1)发出控制信号，启动任意波形发生器(1)；

任意波形发生器(1)第一个输出通道发出80kHz的猝发正弦波，通过第一同轴数据传输线8加载到第一发射换能器(2)上；同时第二个输出通道发出300kHz的猝发正弦波，通过第二同轴数据传输线(9)加载第二发射换能器(3)上；

利用接收换能器(4)接收被测复合材料层压板(7)中的波形信号，并通过同轴数据传输线(10)同步传给数字信号示波器(5)，数字信号示波器(5)对接收的信号进行显示和存储，同时通过信号输出端同轴数据传输线(11)发送给计算机(6)，进行分析处理；计算机(6)对接收的信号进行存储和分析，找出非线性声学信号与微小开裂相关的特征参数，对裂纹进行监测识别。