一 復(fù)合材料粘合度的相控陣超聲檢測原理
1.1 相控陣的發(fā)射與接收
相控陣超聲的發(fā)射和接收原理如圖所示，發(fā)射時(shí)，數(shù)據(jù)采集單元觸發(fā)相控陣列單元，相控陣列單元按照設(shè)置的延時(shí)法則依次觸發(fā)激勵(lì)方波脈沖激勵(lì)探頭，使探頭中的每個(gè)晶片發(fā)出的超聲波在某一點(diǎn)聚焦；接收時(shí)，由缺陷反射回來的超聲波到達(dá)每個(gè)接收晶片，相控陣列單元根據(jù)每個(gè)接收晶片的回波信號按照設(shè)置的延時(shí)法則合成為一個(gè)信號送數(shù)據(jù)采集單元。因此，相控陣每發(fā)射接收一次將會(huì)獲得一個(gè)由多晶片采集信號進(jìn)行合成的A掃描信號，通過電子掃描技術(shù)，相控陣超聲檢測將可實(shí)現(xiàn)工件斷面圖像的顯示。
相控陣的發(fā)射與接收
1.2 相控陣的電子掃描
相控陣超聲具有獨(dú)特的電子掃描和聚焦，因此使用一個(gè)多晶片的相控陣探頭，在不移動(dòng)探頭的情況下就可以實(shí)現(xiàn)工件斷面的掃描檢測，本方案采用線形掃描，利用相同的聚集法則施加在相控陣探頭的不同晶片組，每組激活晶片產(chǎn)生特定角度的聲束，通過改變激活晶片的位置，使該聲束沿晶片陣列方向前后移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)類似常規(guī)手動(dòng)超聲波檢測探頭前后移動(dòng)的檢測效果，線形掃描的原理如圖所示。
線形掃描原理
1.3 相控陣的C掃描成像
采用相控陣的電子掃描不需要移動(dòng)探頭就可以實(shí)現(xiàn)工件一定寬度的斷面掃查，因此，對比于單晶探頭常規(guī)鋸齒形的掃查方式，相控陣掃查只需單軸直線掃查便可獲得工件的C掃描圖像。因此，對于復(fù)合材料焊縫，只需探頭放置在焊縫位置，復(fù)合材料旋轉(zhuǎn)一周即可完成相控陣的掃查檢測。
常規(guī)掃查與相控陣掃查
二 復(fù)合材料粘合度的相控陣超聲檢測系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)整體技術(shù)方案
系統(tǒng)整體技術(shù)方案的三維圖示如圖所示，采用三軸移動(dòng)控制平臺(tái)，通過該平臺(tái)控制探頭進(jìn)行鋸齒形移動(dòng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工件的C掃描成像檢測。檢測儀器采用相控陣成像檢測儀，支持超聲A/B/C掃描成像；成像軟件系統(tǒng)基于PC平臺(tái)，提供完備的軟件操作功能。檢測系統(tǒng)具備手動(dòng)（包括連續(xù)和點(diǎn)動(dòng)）控制和自動(dòng)掃查控制功能，具備探頭所需的上下、前后調(diào)整結(jié)構(gòu)，具有異常報(bào)警與緊急保護(hù)措施，滿足客戶復(fù)合材料C掃描檢測需求。
系統(tǒng)整體技術(shù)方案三維圖示
2.2 設(shè)備其他部分的簡要說明
水箱：
水箱，如圖所示，與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)是分開的，水箱的容量為31L,自帶液壓泵，通過控制液壓閥來控制設(shè)備的供水。另外，掃查用過的水不回收。
水箱圖示
相控陣儀器：
DSS-PA22X是一個(gè)模塊化的、支持二次開發(fā)的超聲波相控陣檢測平臺(tái)，集成了精密模擬電路、高速數(shù)字電路、相控陣信號處理、軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于各種工件的相控陣超聲檢測。
DSS-PA22X圖示
2.3 檢測軟件界面介紹
檢測軟件界面圖示
