[发明专利]一种基于超声位置信号检测蜂窝夹层结构的缺陷识别方法

摘要

本发明属于航空宇航、交通、建筑及无损检测等技术领域，涉及一种基于超声位置信号检测蜂窝夹层结构的缺陷识别方法。本发明提出了一种基于超声位置信号的缺陷判别方法，根据每个检测位置区域的超声位置信号的整体变化规律，可以非常直观地进行缺陷判别，清晰地确定缺陷引起的超声信号变化，进而进行缺陷的判别，显著简化了缺陷的判别难度，更加有利于缺陷的判别，从而显著提高了缺陷判别的准确性和缺陷检出率，减少缺陷误判率。

主权项

1.一种基于超声位置信号检测蜂窝夹层结构的缺陷识别方法，检测系统由换能器(1)、超声单元(2)、信号处理单元(3)、定位单元(4)、显示单元(5)构成，其中：换能器(1)用于发射和接收超声波信号，选择与超声单元(2)相匹配的换能器(1)，根据被检测蜂窝结构(6)和超声检测模式选择换能器(1)的声束特性；超声单元(2)用于发射和接收超声信号，选择与换能器(1)相匹配的超声单元(2)，当选用超声反射法检测时，超声单元(2)与换能器(1)带宽特性匹配，确保检测表面检测盲区不大于两个复合材料铺层厚度；信号处理单元(3)用于获取每个检测位置点的超声信号u(t)，其分辨率不小于12bit，信号采取频率不低于100MPS；扫描单元(4)用于控制换能器(1)对蜂窝结构(6)进行扫描检测，并获取换能器(1)在扫查过程中每个行扫描或者列扫描的位置信号P(x,y)，扫描单元(4)选用具有手动或自动扫描方式的扫描机构；显示单元(5)用于显示超声信号u(t)的幅值信号A(t)和位置信号P(x,y)，即P(x,y)‑A(t)，其特征是，根据显示单元(5)显示的检测点的位置座标信号P(x,y)‑超声信号的幅值信号A(t)进行缺陷判别：1)参考位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)的获取方法a)连接检测系统，并设置超声信号增益、电子闸门、扫描速度和扫描步进等参数，使显示单元(5)中能够清晰地观察到超声信号中来自蜂窝结构(6)中蒙皮‑蜂窝芯的超声信号，且使其幅值不小于显示单元(5)中的显示屏幕的50％，使来自蜂窝结构(6)中蒙皮‑蜂窝芯的超声信号u(t)的幅值信号A(t)位于所设置的信号闸门内；b)移动换能器(1)对没有缺陷的蜂窝结构试块或者被检测蜂窝结构(6)好区进行扫描，使换能器(1)在检测试块上方扫描K行，并保证换能器(1)扫描过程中的声学耦合良好，通过显示单元(5)记录和存贮相应的位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)：这里，k＝1,2,...,K，K为换能器(1)扫描行数，根据被检测蜂窝结构试块或者被检测蜂窝结构(6)的工艺、蜂窝芯选择，一般K在1‑10范围内选择，P_k(x,y)‑A_k(t)为第k个扫描检测点的位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)，c)从式(1)求出n_p和n_m，这里，n_p为位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)相邻两个正峰的最大宽度，n_m为位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)相邻两个负峰的最大宽度，2)报警阈值的获取按式(2)确定缺陷报警阈值N₁和N₂：N₁＝γ×n_p和N₂＝γ×n_m   (2)这里，γ为经验常数，由超声检测试验确定，3)缺陷判别方法通过移动换能器(1)对被检测蜂窝结构(6)进行扫描检测，并根据显示单元(5)中得到和显示的位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)进行缺陷的判别：当出现N_p>N₁和N_m>N₂，判别为缺陷，否则，判别为没有缺陷，这里，N_p为当前行或列扫描检测区域的位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)中相邻两个正峰，N_m为当前行或列扫描检测区域的位置座标信号P(x,y)‑超声信号u(t)的幅值信号A(t)中相邻两个负峰。