一种金属薄板微裂纹超声检测定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于检测技术领域，具体涉及一种金属薄板微裂纹超声检测定位装置。
【背景技术】
[0002]常规超声检测法是通过传播信号的反射、衰减、透射等线性特征进行检测，但由于微裂纹的反射回波强度低、透射率高、衰减小等原因，导致常规超声检测法对微裂纹不敏感。国内外研究者发现材料内部疲劳损伤引起的非线性行为可以通过非线性超声检测法得到很好的反映。非线性超声检测是利用超声波在材料中传播时，介质或微小缺陷与其相互作用产生的非线性响应信号，进行材料性能的评估和微小缺陷的检测。振动声调制是非线性超声检测方法中的一种，通过高频超声波与微裂纹相互作用，便可使得两列声波产生非线性耦合。它对接触缺陷有较高的灵敏度，可以用于检测复杂结构零件和大型构件及其结构远端，所以正在受到越来越多的关注。但非线性超声检测方法只能检测出微裂纹的存在，并不能实现对微裂纹的定位。
[0003]研究表明，时间反转可以补偿超声导波的频散、多模式和多径效应造成的声波散焦和畸变，不需要传播介质和换能器阵列的先验知识就能实现声波能量的自适应聚焦。因此，将超声检测和时间反转结合实现损伤的定位和增强成像，成为近年来的一个研究热点。时间反转是指传感器阵列接收到声源发射的信号后，将其进行时域反转后再分别由相应的接收传感器单元重新发射出去，即先到后发，后到先发，不同阵元发出的、沿不同路径传播的信号将同时到达声源位置，产生叠加聚焦。
[0004]利用非线性声波的缺陷敏感性及时间反转声波的自聚焦特性，把非线性声学和时间反转声学相结合应用于金属薄板的微裂纹检测，实现对缺陷的准确定量和定位，有着重要的实用价值。
[0005]用时间反转法确定微裂纹位置的关键是确定结构中时反声波能量的空间分布，现在一般是利用激光测振仪对固体板表面进行扫描来判断声波能量的分布。这种装置成本高，操作复杂，并不实用。
【发明内容】
[0006]本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种金属薄板微裂纹超声检测定位装置。
[0007]为解决以上问题，本实用新型采用了以下技术手段:
[0008]本实用新型由三维精密运动机构、支架、二维环形相控探头、隔振台、超声波传感器、信号发生器、计算机和示波器组成。
[0009]在所述的三维精密运动机构铺设有用于放置待检金属薄板的隔振台，所述的二维环形相控探头位于待检金属薄板的正上方，且由U型支架的一端固定，U型支架的另一端固定在隔振台的一个边沿上；在该边沿上还同时设置有超声波传感器，所述超声波传感器的输出端连接至示波器的信号输入端，示波器的信号输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与二维环形相控探头连接。
[0010]本实用新型的有益效果在于:本实用新型结构简单，采用隔振台能有效避免屏蔽外界振动对测量所所带来的影响，同时二维环形相控探头和超声波传感器的设置能有效检测微小裂纹所带来的信号特征变化，从而实现快速、低成本的检测。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型结构不意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0013]如图1所示，本实施例由三维精密运动机构1、支架2、二维环形相控探头3、隔振台
4、超声波传感器5、信号发生器6、计算机7和示波器8组成。
[0014]在三维精密运动机构铺设有用于放置待检金属薄板的隔振台，由于缺陷本身就很细小，所以就得屏蔽外界的干扰，防止有效的信号变化被煙没。二维环形相控探头位于待检金属薄板的正上方，且由U型支架的一端固定，U型支架的另一端固定在隔振台的一个边沿上;在该边沿上还同时水平设置有超声波传感器，超声波传感器的输出端连接至示波器的信号输入端，示波器的信号输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与二维环形相控探头连接。
[0015]本实施例的工作过程:利用信号发生器产生高频信号，此信号输入到二维环形相控探头3产生聚焦超声激励，通过三维精密运动机构1带动待测铝板，使得超声波传感器能找到合适的接收点，再由超声波传感器5接收与铝板中微小裂纹相互作用后的高频谐波信号，最后由示波器8采集传送给计算机7。对收集到的信号进行滤除基波，留下由裂纹产生的特征信号，并把特征信号进行时域反转，在相同的点上的接收传感器施加时反特征信号并进行仿真。最后在abaqus软件后处理模块中观察试件的云图，由反信号聚焦的位置就可以确定裂纹的位置。
【主权项】
1.一种金属薄板微裂纹超声检测定位装置，其特征在于:由三维精密运动机构、支架、二维环形相控探头、隔振台、超声波传感器、信号发生器、计算机和示波器组成； 在所述的三维精密运动机构铺设有用于放置待检金属薄板的隔振台，所述的二维环形相控探头位于待检金属薄板的正上方，且由U型支架的一端固定，U型支架的另一端固定在隔振台的一个边沿上；在该边沿上还同时设置有超声波传感器，所述超声波传感器的输出端连接至示波器的信号输入端，示波器的信号输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与二维环形相控探头连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种金属薄板微裂纹超声检测定位装置。本实用新型由三维精密运动机构、支架、二维环形相控探头、隔振台、超声波传感器、信号发生器、计算机和示波器组成。在所述的三维精密运动机构铺设有用于放置待检金属薄板的隔振台，所述的二维环形相控探头位于待检金属薄板的正上方，且由U型支架的一端固定，U型支架的另一端固定在隔振台的一个边沿上；在该边沿上还同时设置有超声波传感器，所述超声波传感器的输出端连接至示波器的信号输入端，示波器的信号输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与二维环形相控探头连接。本实用新型结构简单，能实现快速、低成本的检测。
【IPC分类】G01N29/04, G01N29/32
【公开号】CN205157493
【申请号】CN201520844556
【发明人】曹文旭, 郑慧峰, 王月兵, 方漂漂, 郭世旭, 曹永刚
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月28日