[发明专利]一种风力机叶片超声检测的缺陷种类判定方法

摘要

本发明公开了一种风电叶片超声波无损检测中对缺陷类型进行判断的方法。该方法采用超声波探伤技术对风力机叶片进行检测，通过所建立的缺陷物理模型与实际叶片缺陷中声强反射系数的比对，实现判定实际缺陷的种类。该方法由以下几部分组成：叶片典型缺陷分析，缺陷物理模型的建立，物理模型声强反射系数计算，实际叶片缺陷声强反射系数计算，实际叶片缺陷种类确定。

主权项

一种风力机叶片超声检测的缺陷种类判定方法，其特征在于，该方法包括分析叶片典型缺陷、建立叶片典型缺陷物理模型、计算叶片典型缺陷物理模型声强反射系数、实际测试并计算实际叶片缺陷声强反射系数和确定实际叶片缺陷种类，具体步骤如下：1)分析叶片典型缺陷。本方法适用于如下几种典型缺陷：分层、气孔、夹杂、结构胶缺胶等缺陷。以上几种缺陷中均出现了声阻抗差异较大介质的界面，如复合材料与空气或者复合材料与杂质之间。如所待测的叶片缺陷可能属于上述缺陷类型，可采用该方法进行检测与评定。2)简化物理模型。对于上述几种叶片缺陷中分层、气孔、结构胶缺胶缺陷，可简化为玻璃钢复合材料‑空气物理模型；对于夹杂缺陷，可简化为玻璃钢复合材料‑杂质物理模型。3)计算物理模型声强反射系数。根据不同材料的声阻抗，通过公式计算步骤2)中所建立的两种物理模型中玻璃钢复合材料与空气界面、玻璃钢复合材料与杂质界面的声强反射系数，其中I_o指入射波声强，I_r指反射波声强，Z₁指声波传出材料的声阻抗，Z₂指声波传入材料的声阻抗，P_o指入射波声压，P_r指反射波声压。4)实际测试并计算实际缺陷声强反射系数。对实际待测叶片进行超声测量，并计算出缺陷界面的声强反射系数具体过程如下：以1号位置代表发现缺陷的位置，2号位置代表没有缺陷的位置，o‑1代表缺陷位置缺陷界面的入射波，r‑1代表缺陷界面反射波；o‑2代表无缺陷位置底面玻璃钢与空气界面的入射波，r‑2代表玻璃钢‑空气界面反射波。通过检测设备获得缺陷界面反射波r‑1和无缺陷位置底面玻璃钢‑空气界面反射波r‑2的波高，通过已知的无缺陷位置底面玻璃钢与空气界面反射波r‑2的波高推导出缺陷界面入射波o‑1的波高：①将玻璃钢与空气界面反射波r‑2波高通过步骤3)中玻璃钢复合材料‑空气物理模型的反射系数，推导出玻璃钢与空气界面入射波o‑2的波高；②通过对不同厚度同材质的玻璃钢进行测试，记录不同厚度反射信号的分贝值，得到材料衰减曲线和缺陷深度与地面深度之间的衰减分贝值；③将玻璃钢与空气界面入射波o‑2的波高利用衰减分贝值推导出缺陷界面入射波o‑1的波高。在得知缺陷界面反射波r‑1的波高和缺陷界面入射波o‑1的波高后，计算出实际缺陷界面的声强反射系数。5)确定缺陷种类。将步骤4)中所获得的实际缺陷界面的声强反射系数与步骤3)中物理模型声强反射系数进行对比，确定出实际缺陷所对应的相应物理模型，并结合出现缺陷的位置和规模，判断实际缺陷的具体种类。