[发明专利]飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置及方法

权利要求书

1.一种飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置，其特征在于：所述高灵敏度超声检测装置包括机械扫查器(1)、电控箱(2)、控制软件、检测仪器(3)、计算机(4)和探头(10)；所述的机械扫查器(1)包括扫查轴(5)、手动吸盘(6)、支撑杆(7)、探头加载臂(8)、电机-编码器一体式步进电机(9)；

所述的电控箱(2)包含嵌入式处理器、电机驱动模块、蓝牙模块/串口、DC/DC变换模块、信号变换模块；

所述的控制软件包含计算机端软件和电控箱FPGA软件；

所述机械扫查器(1)呈“王”字框架结构，四角通过支撑杆(7)支撑，上下两端中部通过手动吸盘(6)固定；机械扫查器(1)中间为呈十字形的扫查轴5；

所述扫查轴(5)通过探头加载臂(8)携带相控阵探头(10)；所述探头加载臂(8)为倒“T”型结构，两端分别安装相控阵探头(10)；

所述探头(10)为超声相控阵探头，晶片数8～64，频率5MHz～10MHz；

所述机械扫查器(1)通过电机-编码器一体式步进电机(9)与电控箱(2)相连；探头(10)与检测仪器(3)相连；电控箱(2)、检测仪器(3)与计算机(4)相连。

2.根据权利要求1所述的飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置，其特征在于：所述探头(10)的入射角度范围30°～80°。

3.根据权利要求1所述的飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置，其特征在于：所述高灵敏度超声检测装置的检测对象为薄板搅拌摩擦焊焊缝，薄板厚度为1.5～5mm。

4.根据权利要求1所述的飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置，其特征在于：所述机械扫查器(1)通过扫查轴(5)实现一维或者二维扫查检测；

所述机械扫查器(1)通过电机-编码器一体式步进电机(9)实现向外输出运动方向的编码器信息，供检测仪器成像。

5.根据权利要求1所述的飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置，其特征在于：所述电控箱(2)通过蓝牙模块/串口接收电脑的指令和上传运动状态；所述电控箱(2)通过信号变换模块形成检测图像。

6.根据权利要求1所述的飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置，其特征在于：所述控制软件通过计算机端软件实现文件操作、参数设置、运动控制和开关控制；所述控制软件通过FPGA软件实现编码器四积分法的采集，控制电机方向及电机距离、速度。

7.利用权利要求1所述的飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测装置的检测方法，其特征在于：所述高灵敏度超声检测方法包括以下步骤：

步骤一、检测装置加载

所述检测装置加载是将探头加载臂(8)手工调节至初始位置，依照被检测初始位置放置检测装置的位置，将手动吸盘(6)平放在检测面上，按压吸泵使手动吸盘(6)固定，调节支撑杆(7)高度使探头接触检测面；

步骤二、扫查参数设置

所述扫查参数设置是根据探头参数确定扫查间距和重复频率，扫查间距小于探头声束宽度的1/2,重复频率要求不出现幻像波；

步骤三、数据采集及信号处理

所述数据采集及信号处理是通过检测装置采集数据，用控制软件设置运动单元运行，完成数据采集成像。

8.根据权利要求1所述的飞机薄板搅拌摩擦焊高灵敏度超声检测方法，其特征在于：步骤三中采用带通滤波与波形平均相结合的方式进行信号处理。