航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置及检测方法
【专利摘要】本发明属于无损检测领域，涉及一种航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置及检测方法。本发明水浸超声相控阵检测装置，包括一个由探伤水槽(1)、转台(2)、控制柜(3)、三维移动装置(4)、超声探伤仪、控制计算机(6)、探头夹具(7)和超声探头，其特征在于：所说的超声探伤仪是超声相控阵探伤仪(5)，所说的超声探头是环阵超声相控阵探头(8)。本发明检测方法，检测的步骤如下：系统连接；获取和记录超声回波信号。本发明避免了频繁更换探头，提高了检测效率。
【专利说明】航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无损检测领域，涉及一种航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]涡轮盘是航空发动机重要的关键热端部件，随着高推重比、高功重比发动机的发展，对涡轮盘强韧性、疲劳性能、可靠性及耐久性提出了更高的要求。多数盘件，特别是一些高温合金盘件需要在高温、高载荷下工作，这就要求其具有在恶劣的条件仍保持较高使用性能的能力。而由于材料本身对缺陷的敏感性，夹杂物等小缺陷的存在将严重影响盘件使用的安全性。能否可靠地检测出小尺寸夹杂缺陷成为盘件安全可靠运行的关键，因此无损检测技术被认为是盘件质量控制的重要手段和关键技术之一。由于多数盘件中要求检出的缺陷尺寸很小，人工检测极易漏检，所以目前一般采用水浸C扫描自动检测系统，根据探头声束直径，规定相应的扫描步进量，进行自动成像检测。由于聚焦探头对于小缺陷的检测具有较高的灵敏度，所以盘件自动成像检测需要采取聚焦方式。但存在的问题是，聚焦探头的焦区长度有限，检测的厚度范围一般较小，焦区外灵敏度急剧下降。因此为了实现厚度较大盘件的高灵敏度检测，需要采用多个不同焦距的探头检测不同深度区域，在整个检测范围内实现超声声束的聚焦。在检测过程中需要频繁更换探头，造成检测效率下降。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提出一种航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置及检测方法，以避免频繁更换探头，提高检测效率。
[0004]本发明的技术方案是:航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置，包括一个由探伤水槽1、转台2、控制柜3、三维移动装置4、超声探伤仪、控制计算机6、探头夹具7和超声探头；转台2位于探伤水槽I内的水面以下，三维移动装置4位于探伤水槽I的外面，三维移动装置4的第一水平移动轴为X轴，探头夹具7的上端固定在X轴的移动单元上，探头夹具7可以沿X轴水平移动，超声探头安装在探头夹具7的下端，被检测航空发动机盘类零件9固定在转台2工作台的上表面上，三维移动装置4的垂直移动轴为Z轴，X轴固定在Z轴的移动单元上，X轴可以沿Z轴垂直移动，三维移动装置4的第二水平移动轴为Y轴，Z轴的下端固定在Y轴的移动单元上，Z轴可以沿Y轴水平移动，X轴与Y轴垂直；三维移动装置4的控制信号输入端通过电缆与控制柜3的三维移动装置控制信号输出端连接，三维移动装置4的位置信号输出端通过电缆与控制柜3的三维移动装置位置信号输入端连接，转台2的控制信号输入端通过电缆与控制柜3的转台控制信号输出端连接，转台2的位置信号输出端通过电缆与控制柜3的转台位置信号输入端连接，控制柜3的总线接口通过电缆与控制计算机6的总线接口连接，其特征在于:所说的超声探伤仪是超声相控阵探伤仪5，所说的超声探头是环阵超声相控阵探头8，超声相控阵探伤仪5超声回波信号输出端通过电缆与控制计算机6的超声回波信号输入端连接，环阵超声相控阵探头8的探头激励信号输入端通过电缆与超声相控阵探伤仪5的探头激励信号输出端连接，环阵超声相控阵探头8的轴线垂直于被检测航空发动机盘类零件9的上表面。
[0005]航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测方法，基于上面所述的航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置，其特征在于，检测的步骤如下:
[0006]1、系统连接:将环阵超声相控阵探头8和待检的航空发动机盘类零件9浸没于探伤水槽I中，连接好转台2、控制柜3、三维移动装置4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8的电缆；
[0007]2、获取和记录超声回波信号: [0008]2.1、确定初始位置:确定当前转台2的初始角度a i，利用三维移动装置4移动环阵超声相控阵探头8使其中心轴线位于航空发动机盘类零件9的外圆边缘，作为环阵超声相控阵探头8的初始位置；
[0009]2.2、确定超声信号发射和接收的延迟时间:
[0010]确定环阵超声相控阵探头8的第一聚焦深度δ 17 δ 1=6_~12_，超声相控阵探伤仪5根据第一聚焦深度δ i确定环阵超声相控阵探头8各个晶片的延迟时间τ卩i为环阵超声相控阵探头8上晶片的序号，i=l，2，……，n;延迟时间^既是超声信号发射的延迟时间，又是超声信号接收的延迟时间；
[0011]2.3、超声信号的发射:超声相控阵探伤仪5根据延迟时间τ ,分别输出各个晶片的探头激励信号，通过线缆传递给环阵超声相控阵探头8内的不同环形晶片，使环形晶片顺次产生振动并发出超声波，最后各个环形晶片发出的超声波合成为带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9 ；
[0012]2.4、超声回波信号的接收:带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9，经过缺陷或航空发动机盘类零件9本身的反射返回环阵超声相控阵探头8，使环阵超声相控阵探头8内的环形晶片发生振动，环形晶片将振动转化为电信号通过线缆传输给超声相控阵探伤仪5，超声相控阵探伤仪5接收各个晶片返回的电信号，并根据超声信号接收的延迟时间Ti将所有传回的电信号合成为超声回波信号C1传递给控制计算机6;
[0013]2.5、确定环阵超声相控阵探头8的第二聚焦深度δ2，S2=SdUmm,然后重复步骤2.2~步骤2.4，使超声波聚焦于航空发动机盘类零件9中的第二聚焦深度，得到第二聚焦深度下的超声回波信号C2 ;
[0014]2.6、重复步骤2.5,直到聚焦深度的增加量不足12mm为止,共得到m个超声回波信号? j, j=l, 2，……，m每个超声回波信号与一个聚焦深度对应；
[0015]2.7、改变转台2的角度后，获取和记录超声回波信号:利用转台2使航空发动机盘类零件9相对圆心沿顺时针或逆时针转动角度Λ α，Λ α =0.1°~1°，重复步骤2.2~步骤2.6，得到超声回波信号，直到转台2转动了一圈为止；
[0016]2.8、改变环阵超声相控阵探头8的位置后，获取和记录超声回波信号:利用三维移动装置4控制环阵超声相控阵探头8沿航空发动机盘类零件9的直径方向移动距离Λ χ,Δ x=0.1mm~Imm,重复步骤2.2~步骤2.7,直到环阵超声相控阵探头8由航空发动机盘类零件9的外圆边缘移动到内孔边缘为止。
[0017]本发明的优点是:提出了一种航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置及检测方法，避免了频繁更换探头，提高了检测效率。本发明的一个实施例，经实际检测证明，检测效率提高了 3倍以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本发明航空发动机用盘类零件的水浸超声相控阵装置的结构原理框图。【具体实施方式】
[0019]下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置，包括一个由探伤水槽1、转台2、控制柜3、三维移动装置4、超声探伤仪、控制计算机6、探头夹具7和超声探头；转台2位于探伤水槽I内的水面以下，三维移动装置4位于探伤水槽I的外面，三维移动装置4的第一水平移动轴为X轴，探头夹具7的上端固定在X轴的移动单元上，探头夹具7可以沿X轴水平移动，超声探头安装在探头夹具7的下端，被检测航空发动机盘类零件9固定在转台2工作台的上表面上，三维移动装置4的垂直移动轴为Z轴，X轴固定在Z轴的移动单元上，X轴可以沿Z轴垂直移动，三维移动装置4的第二水平移动轴为Y轴，Z轴的下端固定在Y轴的移动单元上，Z轴可以沿Y轴水平移动，X轴与Y轴垂直；三维移动装置4的控制信号输入端通过电缆与控制柜3的三维移动装置控制信号输出端连接，三维移动装置4的位置信号输出端通过电缆与控制柜3的三维移动装置位置信号输入端连接，转台2的控制信号输入端通过电缆与控制柜3的转台控制信号输出端连接，转台2的位置信号输出端通过电缆与控制柜3的转台位置信号输入端连接，控制柜3的总线接口通过电缆与控制计算机6的总线接口连接，其特征在于:所说的超声探伤仪是超声相控阵探伤仪5，所说的超声探头是环阵超声相控阵探头8，超声相控阵探伤仪5超声回波信号输出端通过电缆与控制计算机6的超声回波信号输入端连接，环阵超声相控阵探头8的探头激励信号输入端通过电缆与超声相控阵探伤仪5的探头激励信号输出端连接，环阵超声相控阵探头8的轴线垂直于被检测航空发动机盘类零件9的上表面。
[0020]航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测方法，基于上面所述的航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置，其特征在于，检测的步骤如下:
[0021]1、系统连接:将环阵超声相控阵探头8和待检的航空发动机盘类零件9浸没于探伤水槽I中，连接好转台2、控制柜3、三维移动装置4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8的电缆；
[0022]2、获取和记录超声回波信号:
[0023]2.1、确定初始位置:确定当前转台2的初始角度a i，利用三维移动装置4移动环阵超声相控阵探头8使其中心轴线位于航空发动机盘类零件9的外圆边缘，作为环阵超声相控阵探头8的初始位置；
[0024]2.2、确定超声信号发射和接收的延迟时间:
[0025]确定环阵超声相控阵探头8的第一聚焦深度δ 17 δ 1=6_~12_，超声相控阵探伤仪5根据第一聚焦深度δ i确定环阵超声相控阵探头8各个晶片的延迟时间τ卩i为环阵超声相控阵探头8上晶片的序号，i=l，2，……，n;延迟时间^既是超声信号发射的延迟时间，又是超声信号接收的延迟时间；
[0026]2.3、超声信号的发射:超声相控阵探伤仪5根据延迟时间τ ,分别输出各个晶片的探头激励信号，通过线缆传递给环阵超声相控阵探头8内的不同环形晶片，使环形晶片顺次产生振动并发出超声波，最后各个环形晶片发出的超声波合成为带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9 ；
[0027]2.4、超声回波信号的接收:带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9，经过缺陷或航空发动机盘类零件9本身的反射返回环阵超声相控阵探头8，使环阵超声相控阵探头8内的环形晶片发生振动，环形晶片将振动转化为电信号通过线缆传输给超声相控阵探伤仪5，超声相控阵探伤仪5接收各个晶片返回的电信号，并根据超声信号接收的延迟时间Ti将所有传回的电信号合成为超声回波信号ζ I传递给控制计算机6;
[0028]2.5、确定环阵超声相控阵探头8的第二聚焦深度δ2，S2=SdUmm,然后重复步骤2.2~步骤2.4，使超声波聚焦于航空发动机盘类零件9中的第二聚焦深度，得到第二聚焦深度下的超声回波信号C2 ;
[0029]2.6、重复步骤2.5,直到聚焦深度的增加量不足12mm为止,共得到m个超声回波信号? j, j=l, 2，……，m每个超声回波信号与一个聚焦深度对应；
[0030]2.7、改变转台2的角度后，获取和记录超声回波信号:利用转台2使航空发动机盘类零件9相对圆心沿顺时针或逆时针转动角度Λ α，Λ α =0.1°~1°，重复步骤2.2~步骤2.6，得到超声回波信号，直到转台2转动了一圈为止；
[0031]2.8、改 变环阵超声相控阵探头8的位置后，获取和记录超声回波信号:利用三维移动装置4控制环阵超声相控阵探头8沿航空发动机盘类零件9的直径方向移动距离Λ χ,Δ x=0.1mm~Imm,重复步骤2.2~步骤2.7,直到环阵超声相控阵探头8由航空发动机盘类零件9的外圆边缘移动到内孔边缘为止。
[0032]实施例1，检测某型航空发动机某级低压压气机盘。
[0033]本发明航空发动机用盘类零件的水浸超声相控阵装置中的转台2、三维移动装置
4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8均为成品件。盘件的外圆直径为580mm，厚度为80mm，检测的步骤为:
[0034]1、系统连接:将环阵超声相控阵探头8和待检的航空发动机盘类零件9浸没于探伤水槽I中，连接好转台2、控制柜3、三维移动装置4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8的电缆；
[0035]2、获取和记录超声回波信号:
[0036]2.1、确定初始位置:确定当前转台2的初始角度0°，利用三维移动装置4移动环阵超声相控阵探头8使其中心轴线位于航空发动机盘类零件9的外圆边缘，作为环阵超声相控阵探头8的初始位置；
[0037]2.2、确定超声信号发射和接收的延迟时间:
[0038]确定环阵超声相控阵探头8的第一聚焦深度δ ρ δ 1=8_，超声相控阵探伤仪5根据第一聚焦深度δi确定环阵超声相控阵探头8各个晶片的延迟时间τ i ；
[0039]2.3、超声信号的发射:超声相控阵探伤仪5根据延迟时间τ ,分别输出各个晶片的探头激励信号，通过线缆传递给环阵超声相控阵探头8内的不同环形晶片，使环形晶片顺次产生振动并发出超声波，最后各个环形晶片发出的超声波合成为带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9 ；
[0040]2.4、超声回波信号的接收:带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9，经过缺陷或航空发动机盘类零件9本身的反射返回环阵超声相控阵探头8，使环阵超声相控阵探头8内的环形晶片发生振动，环形晶片将振动转化为电信号通过线缆传输给超声相控阵探伤仪5，超声相控阵探伤仪5接收各个晶片返回的电信号，并根据延迟时间τ i将所有传回的电信号合成为超声回波信号(!传递给控制计算机6 ；
[0041]2.5、确定环阵超声相控阵探头8的第二聚焦深度δ2，δ2=20mm，然后重复步骤2.2~步骤2.4，使超声波聚焦于航空发动机盘类零件9中的第二聚焦深度，得到第二聚焦深度下的超声回波信号ζ2;
[0042]2.6、重复步骤2.5,直到聚焦深度的增加量不足12mm为止,共得到8个超声回波信号ζ j, j=l, 2，……，8每个超声回波信号与一个聚焦深度对应；
[0043]2.7、改变转台2的角度后，获取和记录超声回波信号:利用转台2使航空发动机盘类零件9相对圆心沿顺时针或逆时针转动角度Δ α，Δ α =0.1°，重复步骤2.2~步骤2.6，得到超声回波信号，直到转台2转动了一圈为止；
[0044]2.8、改变环阵超声相控阵探头8的位置后，获取和记录超声回波信号:利用三维移动装置4控制环阵超声相控阵探头8沿航空发动机盘类零件9的直径方向移动距离Δ χ,Δ x=0.5mm,重复步骤2.2~步骤2.7，直到环阵超声相控阵探头8由航空发动机盘类零件9的外圆边缘移动到内孔边缘为止。
[0045]实施例2，检测某型航空发动机某级高压涡轮盘。
[0046]本发明航空发动机用盘类零件的水浸超声相控阵装置中的转台2、三维移动装置4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8均为成品件。盘件的外圆直径为620mm，厚度为126mm，检测的步骤为:
[0047]1、系统连接:将环阵超声相控阵探头8和待检的航空发动机盘类零件9浸没于探伤水槽I中，连接好转台2、控制柜3、三维移动装置4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8的电缆；
[0048]2、获取和记录超声回波信号:
[0049]2.1、确定初始位置:确定当前转台2的初始角度0°，利用三维移动装置4移动环阵超声相控阵探头8使其中心轴线位于航空发动机盘类零件9的外圆边缘，作为环阵超声相控阵探头8的初始位置；
[0050]2.2、确定超声信号发射和接收的延迟时间:
[0051]确定环阵超声相控阵探头8的第一聚焦深度δ 1， δ1= 6mm，超声相控阵探伤仪5根据第一聚焦深度δi确定环阵超声相控阵探头8各个晶片的延迟时间τ i ；
[0052]2.3、超声信号的发射:超声相控阵探伤仪5根据延迟时间τ ,分别输出各个晶片的探头激励信号，通过线缆传递给环阵超声相控阵探头8内的不同环形晶片，使环形晶片顺次产生振动并发出超声波，最后各个环形晶片发出的超声波合成为带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9 ；
[0053]2.4、超声回波信号的接收:带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9，经过缺陷或航空发动机盘类零件9本身的反射返回环阵超声相控阵探头8，使环阵超声相控阵探头8内的环形晶片发生振动，环形晶片将振动转化为电信号通过线缆传输给超声相控阵探伤仪5，超声相控阵探伤仪5接收各个晶片返回的电信号，并根据延迟时间τ i将所有传回的电信号合成为超声回波信号ζ1传递给控制计算机6 ；[0054]2.5、确定环阵超声相控阵探头8的第二聚焦深度δ2，S2=ISmm,然后重复步骤
2.2~步骤2.4，使超声波聚焦于航空发动机盘类零件9中的第二聚焦深度，得到第二聚焦深度下的超声回波信号?2;
[0055]2.6、重复步骤2.5，直到聚焦深度的增加量不足12_为止，共得到11个超声回波信号? 3, j=l, 2，……，10每个超声回波信号与一个聚焦深度对应；
[0056]2.7、改变转台2的角度后，获取和记录超声回波信号:利用转台2使航空发动机盘类零件9相对圆心沿顺时针或逆时针转动角度Λ α，Λ α =0.1°，重复步骤2.2~步骤
2.6，得到超声回波信号，直到转台2转动了一圈为止；2.8、改变环阵超声相控阵探头8的位置后，获取和记录超声回波信号:利用三维移动装置4控制环阵超声相控阵探头8沿航空发动机盘类零件9的直径方向移动距离Δχ，Δ x=0.3mm,重复步骤2.2~步骤2.7,直到环阵超声相控阵探头8由航空发动机盘类零件9的外圆边缘移动到内孔边缘为止。
[0057]实施例3，检测某型航空发动机涡轮前封严盘。
[0058]本发明航空发动机用盘类零件的水浸超声相控阵装置中的转台2、三维移动装置4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8均为成品件。盘件的外圆直径为610mm,厚度为66mm,检测的步骤为:
[0059]1、系统连接:将环阵超声相控阵探头8和待检的航空发动机盘类零件9浸没于探伤水槽I中，连接好转台2、控制柜3、三维移动装置4、超声相控阵探伤仪5、控制计算机6和环阵超声相控阵探头8的电缆；
[0060]2、获取和记录超声回波信号:
[0061]2.1、确定初始位置:确定当前转台2的初始角度0°，利用三维移动装置4移动环阵超声相控阵探头8使其中心轴线位于`航空发动机盘类零件9的外圆边缘，作为环阵超声相控阵探头8的初始位置；
[0062]2.2、确定超声信号发射和接收的延迟时间:
[0063]确定环阵超声相控阵探头8的第一聚焦深度δ 17 δ eemm，超声相控阵探伤仪5根据第一聚焦深度δi确定环阵超声相控阵探头8各个晶片的延迟时间τ i ；
[0064]2.3、超声信号的发射:超声相控阵探伤仪5根据延迟时间τ ,分别输出各个晶片的探头激励信号，通过线缆传递给环阵超声相控阵探头8内的不同环形晶片，使环形晶片顺次产生振动并发出超声波，最后各个环形晶片发出的超声波合成为带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9 ；
[0065]2.4、超声回波信号的接收:带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件9，经过缺陷或航空发动机盘类零件9本身的反射返回环阵超声相控阵探头8，使环阵超声相控阵探头8内的环形晶片发生振动，环形晶片将振动转化为电信号通过线缆传输给超声相控阵探伤仪5，超声相控阵探伤仪5接收各个晶片返回的电信号，并根据延迟时间τ i将所有传回的电信号合成为超声回波信号(!传递给控制计算机6 ；
[0066]2.5、确定环阵超声相控阵探头8的第二聚焦深度δ2，S2=ISmm,然后重复步骤
2.2~步骤2.4，使超声波聚焦于航空发动机盘类零件9中的第二聚焦深度，得到第二聚焦深度下的超声回波信号?2;
[0067]2.6、重复步骤2.5，直到聚焦深度的增加量不足12_为止，共得到6个超声回波信号? j, j=l, 2，……，6每个超声回波信号与一个聚焦深度对应；[0068]2.7、改变转台2的角度后，获取和记录超声回波信号:利用转台2使航空发动机盘类零件9相对圆心沿顺时针或逆时针转动角度Λ α，Λ α =0.1°，重复步骤2.2?步骤
2.6，得到超声回波信号，直到转台2转动了一圈为止；2.8、改变环阵超声相控阵探头8的位置后，获取和记录超声回波信号:利用三维移动装置4控制环阵超声相控阵探头8沿航空发动机盘类零件9的直径方向移动距离Δχ，Δ x=0.3mm,重复步骤2.2?步骤2.7,直到环阵超声相控阵探头8由航空发动机盘类零件9的外圆边缘移动到内孔边缘为止。
【权利要求】
1.航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置，包括一个由探伤水槽(I)、转台(2)、控制柜(3)、三维移动装置(4)、超声探伤仪、控制计算机(6)、探头夹具(7)和超声探头；转台(2)位于探伤水槽(I)内的水面以下，三维移动装置(4)位于探伤水槽(I)的外面，三维移动装置(4)的第一水平移动轴为X轴，探头夹具(7)的上端固定在X轴的移动单元上，探头夹具(7)可以沿X轴水平移动，超声探头安装在探头夹具(7)的下端，被检测航空发动机盘类零件(9)固定在转台(2)工作台的上表面上，三维移动装置(4)的垂直移动轴为Z轴，X轴固定在Z轴的移动单元上，X轴可以沿Z轴垂直移动，三维移动装置(4)的第二水平移动轴为Y轴，Z轴的下端固定在Y轴的移动单元上，Z轴可以沿Y轴水平移动，X轴与Y轴垂直；三维移动装置(4)的控制信号输入端通过电缆与控制柜(3)的三维移动装置控制信号输出端连接，三维移动装置(4)的位置信号输出端通过电缆与控制柜(3)的三维移动装置位置信号输入端连接，转台(2)的控制信号输入端通过电缆与控制柜(3)的转台控制信号输出端连接，转台(2)的位置信号输出端通过电缆与控制柜(3)的转台位置信号输入端连接，控制柜(3)的总线接口通过电缆与控制计算机(6)的总线接口连接，其特征在于:所说的超声探伤仪是超声相控阵探伤仪(5)，所说的超声探头是环阵超声相控阵探头(8)，超声相控阵探伤仪(5)超声回波信号输出端通过电缆与控制计算机(6)的超声回波信号输入端连接，环阵超声相控阵探头(8)的探头激励信号输入端通过电缆与超声相控阵探伤仪(5)的探头激励信号输出端连接，环阵超声相控阵探头(8)的轴线垂直于被检测航空发动机盘类零件(9)的上表面。
2.航空发动机盘类 零件的水浸超声相控阵检测方法，基于权利要求1所述的航空发动机盘类零件的水浸超声相控阵检测装置，其特征在于，检测的步骤如下: 2.1、系统连接:将环阵超声相控阵探头(8)和待检的航空发动机盘类零件(9)浸没于探伤水槽(I)中，连接好转台(2)、控制柜(3)、三维移动装置(4)、超声相控阵探伤仪(5)、控制计算机(6)和环阵超声相控阵探头(8)的电缆； 2.2、获取和记录超声回波信号: 2.2.1、确定初始位置:确定当前转台(2)的初始角度Q1，利用三维移动装置(4)移动环阵超声相控阵探头(8)使其中心轴线位于航空发动机盘类零件(9)的外圆边缘，作为环阵超声相控阵探头(8)的初始位置； 2.2.2、确定超声信号发射和接收的延迟时间: 确定环阵超声相控阵探头(8)的第一聚焦深度S1, S1=Gmm~12mm，超声相控阵探伤仪(5)根据第一聚焦深度δ i确定环阵超声相控阵探头(8)各个晶片的延迟时间',?为环阵超声相控阵探头(8)上晶片的序号，i=l,2,……，η ;延迟时间τ ,既是超声信号发射的延迟时间，又是超声信号接收的延迟时间； 2.2.3、超声信号的发射:超声相控阵探伤仪(5)根据延迟时间τ i分别输出各个晶片的探头激励信号，通过线缆传递给环阵超声相控阵探头(8)内的不同环形晶片，使环形晶片顺次产生振动并发出超声波，最后各个环形晶片发出的超声波合成为带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件(9)； 2.2.4、超声回波信号的接收:带有聚焦效果的超声波进入航空发动机盘类零件(9)，经过缺陷或航空发动机盘类零件(9)本身的反射返回环阵超声相控阵探头(8)，使环阵超声相控阵探头(8)内的环形晶片发生振动，环形晶片将振动转化为电信号通过线缆传输给超声相控阵探伤仪(5)，超声相控阵探伤仪(5)接收各个晶片返回的电信号，并根据超声信号接收的延迟时间h将所有传回的电信号合成为超声回波信号C1传递给控制计算机(6)； `2.2.5、确定环阵超声相控阵探头(8)的第二聚焦深度δ2，S2=SdUmm,然后重复步骤2.2.2~步骤2.2.4，使超声波聚焦于航空发动机盘类零件(9)中的第二聚焦深度，得到第二聚焦深度下的超声回波信号?2 ?’ `2.2.6、重复步骤2.2.5，直到聚焦深度的增加量不足12mm为止，共得到m个超声回波信号? j, j=l, 2，……，m每个超声回波信号与一个聚焦深度对应； `2.2.7、改变转台(2)的角度后，获取和记录超声回波信号:利用转台(2)使航空发动机盘类零件(9)相对圆心沿顺时针或逆时针转动角度Λ α，Λ α=0.1°~1°，重复步骤`2.2.2~步骤2.2.6，得到超声回波信号，直到转台(2)转动了一圈为止； ` 2.2.8、改变环阵超声相控阵探头(8)的位置后，获取和记录超声回波信号:利用三维移动装置(4)控制环阵超声相控阵探头(8)沿航空发动机盘类零件(9)的直径方向移动距离Δ X，Δ χ=0.1mm~Imm,重复步骤2.2.2~步骤2.2.7,直到环阵超声相控阵探头(8)由航空发动机盘类零件(9)的外圆边缘移`动到内孔边缘为止。
【文档编号】G01N29/04GK103592368SQ201310562574
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】梁菁, 王铮, 史亦韦, 沙正骁, 王东升, 何方成 申请人:中国航空工业集团公司北京航空材料研究院