[发明专利]金属复合材料超声波测厚方法及层间界面在超声波测厚中的应用

权利要求书

1.一种金属复合材料超声波测厚方法，将复合材料的相邻材料之间的层间夹杂的界面物质作为两种金属材料的层间界面，以该层间界面的反射波作为测量时的界面反射波记录超声波的传播时间，而后依据该层间界面的回波时间计算各层材料的厚度，各层材料的厚度求和得到金属复合材料的总厚度；

由经降噪、隔离处理、释放掉多余脉冲信号的高压脉冲信号激励产生所述超声波；

将接收到的反射波信号做前置放大处理，再进行滤波处理，滤除与超声波探头的固有频率不同频率的杂波信号后再进行增益放大或衰减，使层间界面反射波信号可被采集到，得到底面反射波的传播时间T_n和各层间界面反射波的传播时间T_k；

据内设的时间闸门自动计算底面反射波的传播时间T_n和各层间界面反射波的传播时间T_k；

按如下方法获取底面反射波的传播时间T_n和各层间界面反射波的传播时间T_k：设定一个波形高度，根据所述金属复合材料的材质内设捕捉底面反射波所用的初始增益值dB_初，使底面反射波进入闸门捕捉范围并使底面反射波到达设定高度，此时底面反射波的增益值为dB′，读取底面反射波的传播时间T_n；上调增益值使层间界面反射波升高，通过闸门捕捉底面反射波一次回波前的各层间界面反射波并将各层间界面反射波调至设定波高，读取底面反射波的传播时间T_k，此时增益值为dB_k；所述的波形高度为60-80％；利用经降噪处理的200-400V电压产生直流2-4A、200-400V高压脉冲信号，由经隔离、短路处理的所述200-400V高压脉冲信号激励产生超声波发送到所述的金属复合材料，将收到的反射波信号前置放大7-15倍，滤除反射波信号中的与超声波探头的固有频率不同频率的杂波信号得到纯净的底面反射波信号和各层间界面反射波信号，增益放大底面反射波信号和各层间界面反射波信号，增益值为30-80dB，测得底面反射波的传播时间T_n，继续增益放大反射波，增益值为15-30dB，测得各层间界面反射波的传播时间T_k。

2.根据权利要求1所述的金属复合材料超声波测厚方法，其特征在于，按如下方法测量金属复合材料各层材料的厚度：

A、设定金属复合材料的一表面作为测量面，复合材料的另一表面定义为底面，

B、由测量面朝向底面发射超声波；

C、接收反射波、获取底面反射波的传播时间T_n和各层间界面反射波的传播时间T_k；

D、按公式(1)计算各层材料的厚度，其中B_k为第K层材料的厚度，C_K为第K层材料的声速，T_K为超声波在第K层材料中的传播时间：

(1)

按公式(2)计算金属复合材料的总厚度：

(2) S_n＝B₁+B₂+…+B_n。

3.根据权利要求1所述的金属复合材料超声波测厚方法，其特征在于：在获得底面反射波的传播时间T_n和各层间界面反射波的传播时间T_k时，各层间界面反射波的高度与底面反射波的高度相等。

4.根据权利要求1所述的金属复合材料超声波测厚方法，其特征在于：200-400伏激励高压脉冲信号进行限幅处理，限幅到0.7V以下。