[发明专利]一种基于超声位置信号检测蜂窝夹层结构的缺陷识别方法

权利要求书

1.一种基于超声位置信号检测蜂窝夹层结构的缺陷识别方法，检测系统由换能器(1)、超声单元(2)、信号处理单元(3)、定位单元(4)、显示单元(5)构成，其中：

换能器(1)用于发射和接收超声波信号，选择与超声单元(2)相匹配的换能器(1)，根据被检测蜂窝结构(6)和超声检测模式选择换能器(1)的声束特性；

超声单元(2)用于发射和接收超声信号，选择与换能器(1)相匹配的超声单元(2)，当选用超声反射法检测时，超声单元(2)与换能器(1)带宽特性匹配，确保检测表面检测盲区不大于两个复合材料铺层厚度；

信号处理单元(3)用于获取每个检测位置点的超声信号u(t)，其分辨率不小于12bit，信号采取频率不低于100MPS；

扫描单元(4)用于控制换能器(1)对蜂窝结构(6)进行扫描检测，并获取换能器(1)在扫查过程中每个行扫描或者列扫描的位置坐标信号P(x,y)，扫描单元(4)选用具有手动或自动扫描方式的扫描机构；

显示单元(5)用于显示超声信号u(t)的幅值信号A(t)与位置坐标信号P(x,y)之间的关系曲线，即用于显示A(t)＝F[P(x,y)]曲线，P(x,y)为幅值信号A(t)所对应的位置坐标信号，F为A(t)随P(x,y)变化的函数，其特征是，

根据显示单元(5)显示的检测点的位置座标信号P(x,y)与超声信号的幅值信号A(t)之间的关系曲线进行缺陷判别：

1)参考位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)之间的关系曲线的获取方法

a)连接检测系统，并设置超声信号增益、电子闸门、扫描速度和扫描步进参数，使显示单元(5)中能够清晰地观察到超声信号中来自蜂窝结构(6)中蒙皮-蜂窝芯的超声信号，且使其幅值不小于显示单元(5)中的显示屏幕的50％，使来自蜂窝结构(6)中蒙皮-蜂窝芯的超声信号u(t)的幅值信号A(t)位于所设置的信号闸门内；

b)移动换能器(1)对没有缺陷的蜂窝结构试块或者被检测蜂窝结构(6)好区进行扫描，使换能器(1)在检测试块上方扫描K行，每行得到一组A(t)＝F[P(x,y)]曲线，并保证换能器(1)扫描过程中的声学耦合良好，通过显示单元(5)记录和存贮相应的位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)的关系，得到K组A_k(t)＝F_k[P_k(x,y)]曲线，并对K组A_k(t)＝F_k[P_k(x,y)]曲线求和：

这里，k＝1,2,...,K，K为换能器(1)扫描行数，根据被检测蜂窝结构试块或者被检测蜂窝结构(6)的工艺、蜂窝芯选择，K在1-10范围内选择，A_k(t)＝F_k[P_k(x,y)]为第k个扫描行的位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)的曲线，

c)从式(1)求出n_p和n_m，

这里，n_p为位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)之间的关系曲线中相邻两个正峰的最大宽度，

n_m为位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)之间的关系曲线中相邻两个负峰的最大宽度，

2)报警阈值的获取

按式(2)确定缺陷报警阈值N₁和N₂：

N₁＝γ×n_p和N₂＝γ×n_m (2)

这里，γ为经验常数，由超声检测试验确定，

3)缺陷判别方法

通过移动换能器(1)对被检测蜂窝结构(6)进行扫描检测，并根据显示单元(5)中得到和显示的位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)之间的关系曲线进行缺陷的判别：

当出现N_pN₁和N_mN₂，判别为缺陷，

否则，判别为没有缺陷，

这里，N_p为当前行或列扫描检测区域的位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)之间的关系曲线中相邻两个正峰，N_m为当前行或列扫描检测区域的位置座标信号P(x,y)与超声信号u(t)的幅值信号A(t)之间的关系曲线中相邻两个负峰。