[发明专利]一种金属板件表面缺陷检测和定位的微波检测探头及方法

摘要

本发明公开了一种金属板件表面缺陷检测和定位的微波检测探头及方法，属于无损检测技术领域；微波检测探头由底边相等无底面的长方体金属盒型金属罩和分别固定在探头金属罩相邻两侧面中心上的两只同轴射频连接器组成；本方法原理是将微波探头和待测金属板件构成矩形波导管，微波在矩形波导管中传播，矩形波导管内壁表面存在电流，当金属板件存在缺陷时，阻碍波导管内壁表面电流的流动，影响波导腔中微波，检测到的微波信号携有与缺陷位置有关的信息；检测时，微波在微波检测探头和待测金属板件组成的矩形波导管中传播，提高了检测效率和灵敏度，同时填补了微波检测探头不能用于金属板件表面缺陷定位的空白。

主权项

一种金属板件表面缺陷检测和定位的微波检测探头进行金属板件表面缺陷检测和定位的方法，该微波检测探头包括底边相等为l、高度为h、无底面的长方体金属盒型的金属罩(1)，其中0<h≤l，固定在探头金属罩(1)相邻两侧面的两只相同的射频同轴连接器，分别为x方向对应的第一射频同轴连接器T和y方向对应的第二射频同轴连接器D；其特征在于：检测缺陷和缺陷定位的具体步骤如下：1)搭建实验系统，微波矢量网络分析仪和同轴线电缆一端连接，同轴线电缆另一端与第一射频同轴连接器(T)和第二射频同轴连接器(D)连接；微波检测探头固定在探头支架上，探头支架能够在x、y、z三个方向移动；为了消除仪器对测量结果的影响，测量前需要对仪器进行电校准，保证微波检测探头上的两只射频同轴连接器公头为零基准面；在标准金属板件上，对微波检测探头进行群速度校准；2)移动探头支架到位置(X,Y)，检测区域为[X‑l/2,X+l/2]×[Y‑l/2,Y+l/2]；在z方向上移动探头支架，将微波检测探头紧贴在金属板件表面，这样探头金属罩(1)和待测金属板件构成矩形波导管；3)微波矢量网络分析仪通过同轴线电缆和微波检测探头上的第一射频同轴连接器(T)给微波检测探头提供微波信号，使微波在探头中沿x方向传播，微波矢量网络分析仪在第一射频同轴连接器(T)中检测反射的微波信号；4)通过反傅立叶变换，计算得出时域信号；若时域信号在矩形波导管终端产生的反射峰Tend时刻前不存在明显的反射波峰，移动探头到下一个检测位置，重复步骤2)‑4)，继续金属板件表面缺陷的检测，直至完成全部待检测区域的检测；若在微波终端反射峰Tend时刻前存在明显的反射波峰，采用校准后的群速度确定缺陷的相对横坐标xr；5)微波矢量网络分析仪通过同轴线电缆和微波检测探头上的第二射频同轴连接器(D)给微波检测探头提供微波信号，使微波在探头中沿y方向传播，在第二射频同轴连接器(D)中检测反射的微波信号；6)通过反傅立叶变换，计算得出时域信号；观察时域信号在矩形波导管终端产生的反射峰Tend时刻前的显著波峰，通过这个显著波峰时刻确定缺陷的相对纵坐标yr；7)采用公式x＝X+xr‑l/2,y＝Y+yr‑l/2计算，最终确定缺陷在被测金属板面上位置。