[发明专利]一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测方法及装置

权利要求书

1.一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测装置，用于复合材料(2)的无损检测，通过引线(11)连接于检测仪器(1)，检测装置(3)包括设置于外壳(33)内部的超声检测探头(31)和机械阻抗检测探头(32)，其特征在于所述的机械阻抗检测探头(32)包括设置上层的激励晶片(321)、设置于下层的接收晶片(322)、以及设置于接收晶片(322)正下方的触头(323)；

其中，所述的超声检测探头(31)包括超声发射探头(311)，超声发射探头(311)向机械阻抗检测探头(32)的中心轴(325)方向斜角的设置于所述的机械阻抗检测探头(32)的触头(323)外围，斜角形成超声发射方向在所述机械阻抗检测探头(32)的接收晶片(322)的下方汇集反射点(326)；

以及，所述的超声发射探头(311)发射的超声波束返回的超声检测信号由机械阻抗检测探头(32)的接收晶片(322)接收，若干个超声发射探头(311)围绕机械阻抗检测探头(32)的触头(323)外圆周斜向中心轴阵列排列，形成斜角的方向汇集反射的超声检测波束于接收晶片(322)。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测装置，其特征在于所述的超声检测探头(31)还包括向机械阻抗检测探头(32)的中心轴(325)方向斜角的设置于所述的机械阻抗检测探头(32)的触头(323)外围的若干个超声接收探头(312)，若干个超声发射探头(311)和超声接收探头(312)为相对称的设置于所述的机械阻抗检测探头(32)的触头(323)外围，斜角形成超声发射方向在所述机械阻抗检测探头(32)的接收晶片(322)的下方汇集反射点(326)。

3.根据权利要求2所述的一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测装置，其特征在于所述的阵列排列于触头(323)外围的超声检测探头(31)的超声发射探头(311) 和超声接收探头(312)形成的超声发射方向和超声接收方向的反射点(326)汇集在机械阻抗检测探头(32)的接收晶片(322)的中心轴(325)正下方。

4.根据权利要求2所述的一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测装置，其特征在于所述的阵列排列于触头(323)外围的超声检测探头(31)的超声发射探头(311) 和超声接收探头(312)形成的超声发射方向和超声接收方向的反射点(326)汇集在机械阻抗检测探头(32)的接收晶片(322)的正下方围绕中心轴(325)的圆环上。

5.根据权利要求2所述的一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测装置，其特征在于所述的超声检测探头(31)的超声发射探头(311) 和超声接收探头(312)形成两个以上圆环形阵列排列于所述机械阻抗检测探头(32)的触头(323)的外围，分别为超声发射探头(311)和超声接收探头(312)形成两两相对称设置。

6.根据权利要求1所述的一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测装置，其特征在于所述的机械阻抗检测探头(32)的激励晶片(321)的接收晶片(322)之间还设置有空腔层(324)。

7.一种脉冲回波超声和机械阻抗集成检测方法，采用权利要求1至6中任一权利要求所述的检测装置，用于复合材料的无损检测，具体方法步骤如下：

a．激励信号周期设定：通过可编程逻辑门阵列FPGA设定周期性的低频和高频激励信号时序；

b．机械阻抗检测：通过FPGA设定的低频率激励信号发送至机械阻抗检测探头的激励晶片，对被检测对象进行声阻抗检测，接收晶片接收的检测信号发送给检测仪器；

c.超声检测：通过FPGA设定的高频率激励信号发送至超声检测探头的发射探头，对被检测对象进行超声波无损检测，超声接收探头将接收的检测信号发送给检测仪器；

d.数据分析：检测仪器对接收的b步骤中的机械阻抗检测信号进行频域分析，对接收的c步骤中的超声检测信号进行时域分析；

f.数据处理显示：检测仪器将频域分析和时域分析的结果进行数据处理和显示于显示屏。