本发明专利技术涉及一种复合材料天线罩的超声检测装置，属于无损检测技术领域，解决了现有技术中无法采用单侧单探头检测、无法检测纵向裂纹缺陷等问题。本发明专利技术提供的复合材料天线罩的超声检测装置包括探头和多通道超声检测仪；探头包括平行且端部相邻设置的第一晶片和第二晶片；第一晶片包括分层缺陷检测区域和裂纹缺陷检测区域；第一晶片的裂纹缺陷检测区域和第二晶片靠近被检件侧分别设置有第一楔块和第二楔块；第一晶片的分层缺陷检测区域的超声信号用于检测被检件的分层缺陷，第一晶片的裂纹缺陷检测区域和第二晶片的超声信号用于检测被检件的裂纹缺陷。本发明专利技术实现了单次单侧单探头快速、准确地超声检测出复合材料天线罩分层和裂纹缺陷。和裂纹缺陷。和裂纹缺陷。
【技术实现步骤摘要】
一种复合材料天线罩的超声检测装置
[0001]本专利技术涉及无损检测
，尤其涉及一种复合材料天线罩的超声波检测装置。
技术介绍
[0002]新型复合材料天线罩采用增强纤维、高温树脂基体、透波或隐身材料等组分通过编制、树脂传递模塑等工艺成型。该天线罩具有高孔隙率、耐高温、高强度、密度小等特点。该天线罩在使用过程中会遭受高温、高速气流的冲刷，内部存在的缺陷会降低产品力学性能，甚至会造成材料断裂，造成重大事故。因此，必须采用有效的无损检测技术对复合材料天线罩内部质量进行检测。
[0003]目前，超声检测装置是复合材料最常用最有效的无损检测设备。但此种复合材料天线罩孔隙率大，对超声信号的衰减很大，常规超声检测装置无法穿透；此复合材料表面不允许接触液体耦合剂，无法用常规的液体耦合超声检测装置；此复合材料易产生平行于铺层方向的分层和垂直于铺层方向的纵向裂纹，常规的超声检测装置只能通过双侧双探头检测分层缺陷，无法采用单侧单探头检测，也无法检测纵向裂纹缺陷。
技术实现思路
[0004]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种复合材料天线罩的检测装置，至少能解决以下技术问题之一：(1)复合材料天线罩孔隙率大，对超声信号的衰减很大，常规超声检测方法无法穿透复合材料天线罩；(2)复合材料天线罩材料表面不允许接触液体耦合剂，无法用常规的液体耦合超声检测；(3)复合材料天线罩材料易产生平行于铺层方向的分层和垂直于铺层方向的纵向裂纹，常规的超声检测方法只能通过双侧双探头检测分层缺陷，无法采用单侧单探头检测；(4)常规的超声检测方法无法检测纵向裂纹缺陷的问题。
[0005]专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种复合材料天线罩的超声检测装置，包括探头和多通道超声检测仪；
[0007]上述探头包括平行且端部相邻设置的第一晶片和第二晶片；
[0008]上述第一晶片包括分层缺陷检测区域和裂纹缺陷检测区域；
[0009]上述第一晶片的裂纹缺陷检测区域和上述第二晶片靠近被检件侧分别设置有第一楔块和第二楔块，上述第一楔块和上述第二楔块关于第一晶片和第二晶片的分界面对称；
[0010]上述第一晶片的分层缺陷检测区域的超声信号用于检测被检件的分层缺陷，上述第一晶片的裂纹缺陷检测区域和第二晶片的超声信号用于检测被检件的裂纹缺陷；
[0011]上述多通道超声检测仪至少具有反射和穿透工作模式的2个通道。
[0012]进一步地，上述第一晶片的分层缺陷检测区域、裂纹缺陷检测区域与第二晶片的长度之比为1:1:1。
[0013]进一步地，上述第二晶片的区域设置为裂纹缺陷检测区域，沿第一晶片和第二晶
片平行设置的方向，上述分层缺陷检测区域与上述第一晶片和上述第二晶片的裂纹缺陷检测区域的长度之和的比为1:2。
[0014]进一步地，上述第一晶片的中心频率大于第二晶片的中心频率。
[0015]进一步地，上述第一楔块和第二楔块的结构相同，截面为直角三角形，第一直角边与对应晶片的楔块安装面连接；第二直角边与对应晶片的楔块安装面垂直；两直角三角形的斜边形成Λ字形。
[0016]进一步地，上述第一晶片的分层缺陷检测区域发射超声波，纵向传播至被检件，超声信号经被检件底面反射后，沿原路径返回被第一晶片接收。
[0017]进一步地，第一晶片的裂纹缺陷检测区域发射超声波，经第一楔块改变方向，在被检件中横向传播，超声信号经过被检件后，沿对称的路径被第二晶片接收，所述路径关于第一晶片和第二晶片的分界面对称。
[0018]进一步地，上述第一楔块和所述第二楔块均满足以下公式：
[0019][0020]β+θ＝α公式2
[0021][0022]其中，C
楔块材质
为楔块中纵波声速；
[0023]C
耦合剂
为耦合剂中纵波声速；
[0024]C
兰姆波
为被检件中兰姆波声速，其中兰姆波为横向传播的声波；
[0025]θ为超声信号改变方向后的传播方向与原传播方向夹角；
[0026]α为楔块的斜边与对应晶片的楔块安装面的夹角；
[0027]β为超声信号改变方向后的传播方向与楔块的斜边垂直线的夹角。
[0028]进一步地，上述多通道超声检测仪包括第一通道和第二通道；上述第一通道设置为反射法模式，上述第二通道设置为穿透法模式，上述第一通道和第二通道同步；
[0029]上述第一晶片的分层缺陷检测区域的两端分别与第一通道连接，上述第二晶片与第二通道连接；
[0030]通过第一通道的信号判断检测被检件中的分层缺陷，通过第二通道的信号判断检测被检件中的裂纹缺陷。
[0031]进一步地，上述检测装置还包括两端封闭的筒体和筒体滚动连接结构，上述超声干耦合滚轮探头设置在筒体内，筒体内填充有耦合剂；
[0032]筒体滚动时，第一晶片和第二晶片相对筒体轴向不动，筒体和被检件表面之间通过紧贴式滚动摩擦进行扫查。
[0033]进一步地，第一晶片的分层缺陷检测区域的被检件侧的耦合剂层的厚度，应满足：
[0034][0035]其中，L
耦合剂
‑
耦合剂层的厚度，C
耦合剂
‑
耦合剂的纵波声速，T
被检件
‑
被检件的厚度，
C
被检件
‑
被检件的纵波声速。
[0036]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0037]1、本专利技术通过超声干耦合滚轮探头的第一晶片和第二晶片设在同一侧，且第一晶片具有检测分层缺陷的区域，通过晶片该区域发射和接收超声波信号的方式检测复合材料天线罩中的分层缺陷，能够实现单侧单探头超声检测检测分层缺陷。
[0038]2、本专利技术提供的超声干耦合滚轮探头的晶片靠近被检测件侧设置有楔块，在楔块的作用下能够实现单侧单探头检测纵向裂纹缺陷。
[0039]3、本专利技术提供的超声干耦合滚轮探头通过晶片和楔块的设计能够实现复合材料天线罩分层和裂纹缺陷的单次单侧单探头超声检测。
[0040]4、本专利技术超声干耦合滚轮探头的两块晶片的中心频率不同，高频率晶片能保证检测分层缺陷时的高分辨力，低频率晶片能保证检测裂纹缺陷时的高灵敏度。
[0041]5、本专利技术提供的超声检测装置采用超声干耦合滚轮探头，通过校验超声仪灵敏度的方法，保证了分层和裂纹缺陷的检测灵敏度，提高检测结果的准确性。
[0042]6、本专利技术确定了耦合剂厚度，保证检测时耦合剂层(如水层)的多次超声反射波在天线罩底面反射波之后，使耦合剂层的多次超声反射波不会影响天线罩表面的超声反射信号，进一步提高了检测的准确性。
[0043]7、本专利技术提供的超声检测装置，扫查时不需要使用任何液体耦合剂覆于被检件表面，避免了常规超声检测时使用的液体耦合剂对复合材料内部造成不可逆的污染。
[0044]8、本专利技术提供的超声检测装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合材料天线罩的超声检测装置，其特征在于，包括探头和多通道超声检测仪；所述探头包括平行且端部相邻设置的第一晶片和第二晶片；所述第一晶片包括分层缺陷检测区域和裂纹缺陷检测区域；所述第一晶片的裂纹缺陷检测区域和所述第二晶片靠近被检件侧分别设置有第一楔块和第二楔块，所述第一楔块和所述第二楔块关于第一晶片和第二晶片的分界面对称；所述第一晶片的分层缺陷检测区域的超声信号用于检测被检件的分层缺陷，所述第一晶片的裂纹缺陷检测区域和第二晶片的超声信号用于检测被检件的裂纹缺陷；所述多通道超声检测仪至少具有反射和穿透工作模式的2个通道。2.根据权利要求1所述的超声检测装置，其特征在于，所述第一晶片的分层缺陷检测区域、裂纹缺陷检测区域与第二晶片的长度之比为1:1:1。3.根据权利要求1所述的超声检测装置，其特征在于，所述第一晶片的中心频率大于第二晶片的中心频率。4.根据权利要求1所述的超声检测装置，其特征在于，所述第一楔块和第二楔块的结构相同，截面为直角三角形，第一直角边与对应晶片的楔块安装面连接；第二直角边与对应晶片的楔块安装面垂直；两直角三角形的斜边形成Λ字形。5.根据权利要求1所述的超声检测装置，其特征在于，所述第一晶片的分层缺陷检测区域发射超声波，纵向传播至被检件，超声信号经被检件底面反射后，沿原路径返回被第一晶片接收。6.根据权利要求1所述的超声检测装置，其特征在于，第一晶片的裂纹缺陷检测区域发射超声波，经第一楔块改变方向，在被检件中横向传播，超声信号经过被检件后，沿对称的路径被第二晶片接收，所述路径关于第一晶片和第二晶片的分界面对称。7.根据权利要求1所述的超声检测装置，其特征在于，所述第一楔块和所述第二楔块均满足以下公式：β+θ＝α
【专利技术属性】
技术研发人员：高晓进，高增华，江柏红，张昊，贺锁让，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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