[发明专利]一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法

说明书

本发明涉及复合材料检测技术领域，尤其是一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，将轮式探头和超声波相控阵检测仪连接，移动轮式探头，调节轮式探头的水囊界面位置，使得探头的水囊界面和被检测工件上表面重合，启动超声波相控阵检测仪对检测工件进行采样，采样数据将通过图像方式显示工件的缺陷，采用界面波跟踪算法对工件缺陷进行精确定位及计算。本发明还提供了一种超声相控阵激发轮式探头检测复合材料的系统。本发明结构简单，值得推广。

技术领域

本发明涉及复合材料检测技术领域，尤其涉及一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法。

背景技术

复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料，结构复合材料是作为承力结构使用的材料，基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。

复合材料常用为异性构件，呈弧形等不平整的表面结构，所以轮式探头中探头轮和工件表面为柔性接触，探头轮随工件表面凹凸变化进行贴合。对应的相控阵探头距离工件表面的耦合介质层的高度也会发生变化。这时探头中激发的超声波到达工件表面，工件缺陷，工件底面的时间都会发生不断的变化。如果需要准确无误的检测出并定位缺陷，检测工件厚度，就需要对变化的声波传播时间进行校验，解决工件表面不平整导致介质层高度变化带来的偏差。界面波跟踪就是实时解决这个偏差的方法。

为了保证复合材料使用的安全性，需要对复合材料进行检测，确保复合材料表面无裂痕，现有的检测方法无法精准的对复合零件进行检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术背景中存在的问题，而提出的一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，包括如下步骤：

S1：将轮式探头和超声波相控阵检测仪相连；

S2：移动轮式探头，调节轮式探头的水囊界面位置，使得探头的水囊界面和被检测工件上表面重合；

S3：启动超声波相控阵检测仪对检测工件进行采样，采样数据将通过图像方式显示工件的缺陷；

S4：采用界面波跟踪算法对工件缺陷进行精确定位及计算。

优选的，所述S1中，超声波相控阵检测仪与外部的计算机进行连接，且由计算机控制超声波相控阵检测仪启动，控制超声波相控阵检测仪的扫描速度。

优选的，所述S4中的计算过程为设定探头频率为F，振荡周期数为N，材料声速为C，上表面回波的前沿时间为T1，工件缺陷回波的起点时间为T2，缺陷回波前沿时间为T3，缺陷回波最高时间为T4，底波前沿时间为T5，工件下表面回波最高时间为T6，工件缺陷回波起点应始终在界面波的完整周期后，其起点位置与界面波起点的时间偏差为：

ΔT＝N/F；

因此，红色门限起点时间位置应为

T2＝T1+ΔT；

在实际检测过程中，T1的位置会随着工件表面平整程度的变化而发生变化，设T1的平移偏差时间为Δt,为保证实现跟踪，T2在检测过程中时间位置将实时变化T2’,

T2’＝T2+Δt；

T2’实时跟踪着界面波(T1)的变化，以获得正确的T3和T5，并以此准确计算出缺陷的深度和工件的厚度，

缺陷深度为

d＝((T3-T1)×C)/2；

工件厚度为

D＝((T5-T1)×C)/2。