[发明专利]一种用于检测碳纤维复合材料铺层方向的涡流探头环形阵列法

摘要

本发明公开了一种用于检测碳纤维复合材料铺层方向的涡流探头环形阵列法，包括构建涡流探头的环形阵列、进行涡流探头最优频率的选择、涡流探头自动偏置调节、提取信号特征信息并计算信号幅值、利用极坐标显示归一化信号以及铺层方向角度确定。本发明的碳纤维复合材料铺层方向检测方法结合了探头阵列法与近共振频率工作方式进行探头信号感应电压值的提取，以极坐标形式呈现出碳纤维层合板铺层方向的信息，能够准确有效地实现碳纤维复合材料层合板铺层的判断，成像速度快，成像结果清晰、可靠，直观易懂。

主权项

1.一种用于检测碳纤维复合材料铺层方向的涡流探头环形阵列法，其特征在于：包括下列步骤：步骤一：构建涡流探头的环形阵列：在结构中均匀地按环形方式布置涡流探头，并保证涡流探头覆盖待测工程结构的全部区域，涡流探头为发射‑接收探头，采用一发射多接收方式；步骤二：进行涡流探头最优频率的选择：对接收探头完成排列布置后，确定发射探头的最优工作频率，以达到最佳激励方式；步骤三：涡流探头自动偏置调节：将阵列的发射‑接收探头位于空气中，通过锁相放大器的自动偏置调节将此时接收探头的实部和虚部电压均置为0，随后，将阵列的发射‑接收探头放置于碳纤维层合板结构表面；步骤四：提取信号特征信息并计算信号幅值：通过步骤一、二和三涡流探头环形阵列方式检测碳纤维复合材料结构中不同位置处的信号，并记录各位置处涡流信号的实部V_x和虚部V_y，在得到各接收探头感应电压值后，对0°‑360°角度上得到的探头信号进行归一化，归一化信号V'(θ')表示为：V'(θ')＝ΔV(θ')/V_max其中，ΔV(θ')是接收探头位于角度θ'时的接收探头感应电压值，V_max是不同角度上线圈电压的最大值；步骤五：利用极坐标显示归一化信号：根据步骤四得到的归一化信号，利用极坐标方法绘制归一化的感应电压值；步骤六：铺层方向角度确定：根据步骤五绘制的极坐标图对层合板铺层方向进行分析，根据涡流信号变化大小判断铺层方向信息，局部极大值的角度位置指示了纤维方向，信号值的大小顺序与铺层顺序相对应。