[发明专利]一种用于雷达结构中电绝缘材料微损伤检测的方法

说明书

本发明提供了一种用于雷达结构中电绝缘材料微损伤检测的方法，其特征在于包括下述步骤：采用两个相互位置固定且相互不接触的电容传感器置于待检测绝缘材料表面且遍历待检测绝缘材料表面，其中一个电容传感器作为激励极板，另一个电容传感器作为接收极板，在传感器激励极板上加载交流信号，观测两个电容传感器之间的测量电容值；若绝缘材料表面无微裂纹则测量电容值为固定值，若测量电容值发生改变则说明两个电容传感器之间的待检测绝缘材料表面存在裂纹。

技术领域

本发明涉及一种非侵入式无损检测方法，尤其是一种用于电绝缘材料检测的方法。

背景技术

由于有机高分子材料具有强度高、质量轻及良好的电绝缘与耐腐蚀特点，广泛的应用于雷达结构。通常在雷达结构中，有机高分子材料既可用于电绝缘材料(印刷电路板)的制作，也可作为天线罩、盒、盖等构件的材料。由于雷达多工作于复杂恶劣环境，而有机高分子材料耐热性差，易老化，又具有可燃的特点，因此，在机械应用中高分子材料在长期服役过程中会产生理化性能、力学性能不同程度的降低，导致裂纹、缺陷的产生，最终引发重大损失。因此需要发展一种可用于雷达结构中电绝缘材料(高分子材料)损伤检测的方法。

文献“结构微裂纹混频非线性超声检测方法，声学学报，2013,Vol.38,No.6”公开了一种基于混频效应的非线性超声微裂纹检测方法。该方法针对常规超声无法检测的结构微裂纹问题，采用异侧激励模式对结构微裂纹进行了检测及定位实验研究，研究结果表明，在该模式下能够有效得检测出微裂纹的存在，并且通过对激励信号的时移扫查，异侧激励混频模式可以实现缺陷检查与定位。但是文献所述方法仅适用于金属或者合金材料的微裂纹检测，无法检测电绝缘材料(有机高分子材料)，且该方法抗干扰能力差，信噪比较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于电容边缘效应的相邻电容传感器检测方法，采用基于电容的边缘效应通过测量有无微裂纹存在时电绝缘材料介电常数的不同，从而检测有无微裂纹存在并测量微裂纹深度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

采用两个相互位置固定且相互不接触的电容传感器置于待检测绝缘材料表面且遍历待检测绝缘材料表面，其中一个电容传感器作为激励极板，另一个电容传感器作为接收极板，在传感器激励极板上加载交流信号，观测两个电容传感器之间的测量电容值；若绝缘材料表面无微裂纹则测量电容值为固定值，若测量电容值发生改变则说明两个电容传感器之间的待检测绝缘材料表面存在裂纹。

进一步的，在确定裂纹所在位置后，将两个电容传感器置于裂纹两侧，改变两个电容传感器之间的距离，获得不同距离下的测量电容值；通过事先设定的裂纹深度和对应的测量电容值进行样本学习，得到数据表或数学模型，实际测量时通过查表或代入数学模型，由测得的测量电容值得到裂纹深度。

所述传感器激励极板上加载的交流信号幅值不超过10V，频率低于2.5MHz。

本发明的有益效果是：检测灵敏度高；检测范围大，相对变化率可超过100％；动态响应快；鲁棒性好，能够长期工作在高温、低温、强辐射、强磁场的环境下，尤其是解决高温高压环境下的检测难题；成本低廉，使用寿命长且辐射小。

附图说明

图1是雷达结构中有机高分子材料表面电容传感器结构示意图；

图2是雷达结构中有机高分子材料表面电容传感器电场示意图；

图3是雷达结构中有机高分子材料表面出现微裂纹示意图；

图4是边缘电容传感器检测微裂纹存在以及其深度测量方法示意图；

图5是极板宽度为10mm，极板间距为3mm时电容值随穿透深度变化曲线；

图6是极板宽度为10mm，极板间距为10mm时电容值随穿透深度变化曲线；