[实用新型]一种飞机蒙皮复合材料检测用轮式相控阵探头

说明书

本实用新型公开了一种飞机蒙皮复合材料检测用轮式相控阵探头，声头通过限位螺钉固定在声头右侧空心轴和声头左侧空心轴之间，轴承内侧盖板、轴承外盖板和轴承安装在声头右侧空心轴和声头左侧空心轴上，轴承内盖板安装在两边轴承内侧，轴承外盖板安装在两边轴承外侧，轮胎左右两侧固定在轴承内盖板上，轴承内盖板通过盖板密封螺钉固定密封，压电晶片的上表面通过磁控溅射镀有声头负电极层，压电晶片的下表面通过磁控溅射镀有声头正电极层，声头正电极层的下表面通过环氧固化粘接有匹配层，正极引线焊接在声头正电极层上，负极引线焊接在声头负电极层上，压电晶片放置在声头屏蔽外壳中，声头屏蔽外壳内灌入配好的声头背衬。

技术领域：

本实用新型涉及一种飞机蒙皮复合材料检测用轮式相控阵探头，属于航空航天超声无损检测技术领域。

背景技术：

飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞机气动力外形的维形构件。飞机蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻，起到承受和传递气动载荷的作用。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。随着科技的发展，各类新型、先进的复合材料正广泛应用于飞机的制造过程中，飞机机身、机翼蒙皮是复合材料应用较多的部位，由于飞机复杂的工作环境并长期暴露在自然环境中，极易出现隐在的缺陷。2003年11月份的航空耐用性标准信息公告(FSAW03-10B)标题为：机身蒙皮“划痕”导致波音737飞机损坏。飞机受力蒙皮如果出现划痕，而且未被发现，可导致裂纹并延展，最终导致疲劳断裂。

超声检测是使用超声波与试件相互作用，对反射、透射和散射的波进行研究，对试件的宏观缺陷、几何尺寸测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征。常规超声检测方法检测飞机蒙皮优点是灵敏度高，可检测蒙皮内部很小的缺陷，对确定内部缺陷大小、位置、取向、埋深、性质邓参量比较有优势，但是对于表面和非常接近表面的缺陷常常难于检测，对于蒙皮材料中的缺陷做定型定量表征不准确。超声相控阵技术是最近发展的一项新型技术，具有很好的声束扫描特性，通过电子控制的方式进行发射声束聚焦、偏转，使超声波束覆盖相当范围的空间区域，然后又由相控接收的方式对回波信号进行聚焦、变孔径、变迹等多种处理，最后得到清晰均匀的高分辨力超声图像。相控阵超声聚焦还可以灵活改变焦点位置、焦点尺寸、焦点深度，提高检测灵敏度和分辨率。同时，超声相控阵的声束聚焦特性可以用于高衰减复合材料中，从而可以克服飞机蒙皮材料检测中声衰减大的困难，在大范围内有足够的检测灵敏度。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种飞机蒙皮复合材料检测用轮式相控阵探头，通过轮式水膜耦合延迟了超声进入飞机蒙皮，将超声探头盲区留在了水囊中，提高了近表面检测效果，另外使用了相控阵设计，使声束可以偏转和会聚，提高了高衰减复合材料飞机蒙皮的检测信噪比，轮式的设计提高了探头的检测质量，从而解决了飞机蒙皮超声检测的难题，提高飞机蒙皮复合材料检测的质量。