[发明专利]一种碳纤维增强复合材料褶皱缺陷的涡流检测系统

权利要求书

1.一种碳纤维增强复合材料褶皱缺陷的涡流检测系统，其特征在于，其包括：涡流探头、旋转机构(2)、数控位移平台(3)、计算机(4)、高频函数信号发生器(5)、信号放大器(6)、幅度相位检测器(7)、幅度采集器(8)、相位采集器(9)，其中，

所述的涡流探头(1)安装旋转机构(2)上，能实现涡流探头(1)在水平面内360º转动；

所述的旋转机构(2)安装在数控位移平台(3)的滑块上，使涡流探头(1)与待测碳纤维增强复合材料表面之间产生相对位置移动；

所述的数控位移平台(3)通过控制总线与计算机(4)连接，计算机(4)能通过向数控位移平台(3)发送运动控制信号来控制涡流探头(1)的运动轨迹；

所述的高频函数信号发生器(5)产生的激励信号分两路输出：一路输出接入涡流探头(1)，激励涡流探头(1)在待测碳纤维增强复合材料内形成涡流；另一路输出接入幅度相位转换器，作为幅度相位的提取的基准信号；

所述的信号放大器(6)的输入端与涡流探头(1)的输出端连接，用于对涡流探头(1)输出的微弱涡流信号进行放大；放大后的涡流信号接入幅度相位转换器(7)的输入端；

所述的幅度相位转换器(7)将放大后的涡流信号与基准信号进行对比，转换得到上述两信号的幅度增益G和相位差θ；

所述的幅度采集器(8)的输入端与幅度相位转换器(7)相连，将幅度增益G转换为数字信号并通过总线上传给计算机；

所述的相位采集器(9)的输入端与幅度相位转换器(7)相连，将相位差θ转换为数字信号并通过总线上传给计算机；

所述的幅度采集器(8)或相位采集器(9)为独立的采集器或是多路采集器中的某个独立通道。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料褶皱缺陷的涡流检测系统，其特征在于，

所述的涡流探头(1)由激励线圈(11)和接收线圈(12)组成；

所述的激励线圈(11)平行于待测碳纤维增强复合材料表面，用于在待测碳纤维增强复合材料内激发出相应分布的涡流场；

所述的接收线圈(12)所在平面与激励线圈(11)的中轴线共面，且与待测碳纤维增强复合材料表面垂直。

3.如权利要求1或2所述的一种碳纤维增强复合材料褶皱缺陷的涡流检测系统的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：根据待检测碳纤维增强复合材料的区域确定涡流探头(1)的预定扫查路径；

步骤二：将涡流探头(1)移至待检测碳纤维增强复合材料上方，转动旋转机构(2)使碳纤维铺设方向相对于探头方向偏左；此时，通过调换接收线圈(12)输出端的极性，使其输出的涡流信号与激励信号同相，即相位差θ=0º；所述的探头方向为激励线圈(11)到接收线圈(12)的中心连线方向；

步骤三：再次转动旋转机构(2)使涡流探头(1)的探头方向与碳纤维增强复合材料铺设方向一致；

步骤四：通过计算机(4)控制数控位移平台(3)，使涡流探头(1)按预定扫描路径在碳纤维增强复合材料表面相对移动，进行扫查；

步骤五：同步地，计算机(4)通过总线对幅度采集器(8)和相位采集器(9)进行读取，获取不同位置处涡流信号的幅度增益G和相位差θ；

步骤六：对步骤五所得的幅度增益G进行在线分析：

若G < G0，则说明该位置处无缺陷，返回步骤五读取下一组数据；所述G0为需要系统分辨的最小褶皱缺陷所对应的幅度增益；

否则，当G >= G0时，则说明该位置处存在缺陷，进行步骤七；

步骤七：对步骤五中所得的相位差θ进行在线分析，以判断褶皱缺陷的类型；在某区域，若相位差θ先为0º，再变化为180º，则可判断涡流探头(1)下方出现了一个偏左的褶皱缺陷，先向左弯，再向右弯；反之，若相位差θ先为180º，再变化为0º，则可判断涡流探头(1)下方出现了一个偏右的褶皱缺陷，先向右弯，再向左弯。