一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置与方法，属于陶瓷材料无损检测技术领域。所述无损检测装置包括隔音箱1、精密电动旋转分度台2、自动排球回球装置3、声音采集装置4、计算机控制系统5和计算机数据处理系统6。其中精密电动旋转分度台2、自动排球回球装置3和声音采集装置4均安置于隔音箱1内，可隔离外界噪音干扰、便于携带进行现场检测。所述无损检测方法对天线罩进行定位多点敲击，通过采集声音信号、对比分析声音信号的差异，实现天线罩无损检测；本发明专利技术可对缺陷位置、缺陷类型进行定位检测，自动化程度高、准确度高，受主观因素影响小。

A nondestructive detection device and method for radome based on percussive sound wave method

The invention discloses a nondestructive testing device and method for radome based on percussion acoustic wave method, belonging to the technical field of nondestructive testing for ceramic materials. The nondestructive testing device comprises a sound insulation box 1, a precision electric rotary dividing table 2, an automatic volleyball return device 3, a sound acquisition device 4, a computer control system 5 and a computer data processing system 6. The precision electric rotary dividing table 2, the automatic volleyball return device 3 and the sound acquisition device 4 are all arranged in the sound insulation box 1, which can isolate the external noise interference and be easy to carry on the spot detection. The non-destructive testing method can locate the radome by multi-point knocking, and realize the non-destructive testing of the radome by collecting sound signals and comparing and analyzing the differences of sound signals; the invention can locate and detect the position and type of defects, with high automation, high accuracy and little influence by subjective factors.

【技术实现步骤摘要】
一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置与方法
本专利技术属于天线罩无损检测
，具体涉及一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置与方法。
技术介绍
天线罩在成型、烧结和加工过程中，由于存在体积收缩、变形和机械冲击，每道工序都可能导致材料内部产生气孔、微裂纹等微小缺陷，这些缺陷会影响材料的使用性能，有时还会造成应力集中，最终导致断裂或破坏。因此，需对天线罩制品进行全面检测，以排除安全隐患。目前应用于天线罩的无损检测方法主要有灯检法和超声波检测法，但这两种方法都存在一定的局限性。如灯检法是通过目测对产品的质量进行判定的方法，该方法受检测人员的肉眼分辨精度限制，难以检测尺寸小于0.5mm的微小缺陷。超声波检测法是一般只能检出材料表面和内部与声波传播方向垂直的面状缺陷，难以检测气孔等体积型缺陷。敲击声波法是通过敲击所得物体的振动信息来判断缺陷的方法。该方法简单易行，可以快捷有效地检测出裂纹、分层等缺陷，现在常被应用在铁路、果蔬、木材的缺陷检测中。目前常用的敲击工具为手持敲击锤和摆锤，其中手持敲击锤耗费人力、敲击角度及力度等受主观因素影响大；摆锤设备复杂易发生二次敲击。本专利技术提出一种可应用于天线罩无损检测的方法与装置，结合传统敲击声波法和计算机数据分析，提出了一种客观合理的无损检测方法；并设计了一种可对天线罩各点全自动进行敲击的装置，可以智能控制敲击角度及力度，准确度高，受主观因素影响小，在天线罩无损检测方面具有良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置与方法，检测装置简单易携带，检测方法准确度高，受主观因素影响小，在天线罩无损检测方面具有良好的应用前景。本专利技术提供一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置与方法，所述方法是通过对天线罩进行定位多点敲击，采集声音信号、对比分析声音信号的差异，对天线罩缺陷位置、缺陷类型等进行无损检测的方法。本专利技术所述检测方法基于以下原理：当天线罩局部存在微裂纹、结构不均或应力集中等缺陷时，其声波传播特性会受到影响，通过比较分析对称点的声音信号特征，可实现天线罩内部缺陷的无损检测。为方便定点敲击和对比分析，本方法首先为天线罩绘制坐标系，水平线是纬度，垂直线是经度；若罩体没有缺陷、结构均一，则同一纬度各点的声音信号特征一致，若罩体存在微裂纹、结构不均或应力集中等内部缺陷，则同一纬度各点的声音信号特征会有差异。本专利技术提供一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置与方法，所述装置包括：隔音箱1、精密电动旋转分度台2、自动排球回球装置3、声音采集装置4、计算机控制系统5和计算机处理系统6。其中，精密电动旋转分度台2、自动排球回球装置3和声音采集装置4与计算机控制系统5连接在一起，可实现对天线罩不同各点的全自动定点敲击。所述精密电动旋转分度台2、自动排球回球装置3和声音采集装置4均置于隔音箱1中，可有效隔离外界噪音干扰且携带方便利于现场检测。优选的，上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其中，隔音箱1底部安装有滑道，可供精密电动旋转分度台2左右滑动，以确保敲击球对定点进行准确敲击；精密电动旋转分度台2具有精密分度定位功能，分度数最多可调至200，即1.8°一分，通过分度台的自动定位旋转，可实现不同经度各点的定点敲击；隔音箱1左侧安装有滑道，可供自动排球回球装置3上下移动，以实现不同纬度各点的敲击；隔音箱1右侧安装有滑道，可供声音采集装置4上下滑动，实现对天线罩各点声音信号的采集。优选的，上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其中，自动排球回球装置3包括自动排球装置和自动回球装置。自动排球装置如图2所示，包括敲击球7、敲击控制阀门8、敲击角度控制平台9和智能测距仪10。其中敲击球7材质包括金属球、塑料球和陶瓷球等；敲击控制阀门8安装在敲击角度控制平台9上，可沿斜坡上下滑动，实现不同的敲击球高度h球的调节；敲击角度控制平台9为直角梯形，其中腰长为h，延长两腰所得直角三角形的倾斜角为α，0<α<90，且角度可自由调节；智能测距仪10包括激光测距仪、超声波测距仪和红外测距仪等，用以实时准确检测敲击角度控制平台9的前端与待敲击天线罩的直线距离l。优选的，上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其中，可通过调节敲击球的材质、敲击球的高度h球和敲击角度控制平台的倾斜角α，实现对天线罩各点不同角度不同力度的敲击。优选的，上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其中，自动回球装置固定于自动排球装置下方，敲击球完成敲击自动落入回球装置中恢复原位，等待下次敲击。所述自动回球装置可有效防止二次敲击，并为下次自动敲击提供保障。优选的，上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其中，声音采集装置4为专业电子管电容麦克风话筒，频率响应为20HZ-20kHZ，安装在隔音箱右侧滑道，可上下滑动，始终保持与敲击点高度h纬一致。优选的，上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其中，计算机数据处理系统6包括音频处理系统和数学处理系统；音频处理系统包括AdobeAudition，CoolEditPro和GoldWave等，在敲击过程中始终与声音采集装置4相连，采集存储所得各点的声音信号，并处理得到各点的时域图；数学处理系统包括Matlab和Labview等，通过傅里叶变换可得到各点的频域图。通过对比分析各点时域图和频域图的差别可得出天线罩的缺陷情况，包括缺陷位置、缺陷大小及形状等。上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置的使用方法，包括以下步骤：1)打开电源；2)打开计算机控制系统，输入测试参数；3)为天线罩绘制坐标系，水平线是纬度，垂直线是经度；4)对天线罩不同纬度不同经度各点进行定点敲击；5)采集各点敲击所得声音信号；6)利用计算机数据处理系统对同一纬度不同经度各点的声音信号进行对比分析，进而对天线罩缺陷的位置和类型进行判断。其中，通过全自动敲击过程包括以下步骤：(1)自动排球回球装置3自动滑动到待测点纬度h纬；(2)精密电动旋转分度台2自动滑动距离s，声音采集装置4自动滑动到对应纬度h纬；(3)自动排球回球装置3自动敲击并返回原位；(4)精密电动旋转分度台2自动旋转至下一个经度；(5)自动排球回球装置3自动敲击并返回原位，直至完成该纬度下不同经度各点的敲击；(6)继续重复(1)-(5)，实现不同纬度各点的敲击。优选的，上述基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其中，精密电动旋转分度台2安置在隔音箱底部滑道，可左右滑动，调节敲击角度控制平台9的前端与待敲击天线罩的直线距离l，当待测点纬度为0时，l应满足当待测点纬度为h纬时，l>l0，精密电动旋转分度台2会自动向左滑动距离s＝h纬tanθ，以确保敲击球对待测点的准确敲击。精密电动旋转分度台2的台面直径大于等于天线罩的底部直径，放置时与天线罩的旋转轴线重合。本专利技术具有以下优点及特点：本专利技术所述方法可通过对不同纬度不同经度各点的定点敲击，实现天线罩的定位检测，并对天线罩缺陷位置、缺陷类型等进行判断；本专利技术所述装置通过控制系统将敲击采集等装置连接在一起，具有全自动定点敲击功能，自动化程度高，速度快，准确性高；本专利技术所述装置将敲击采集等装置集中放置于隔音箱中，可有效消除外界噪音且携带方便利于现场检测；本专利技术所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其特征在于，包括隔音箱、精密电动旋转分度台、自动排球回球装置、声音采集装置、计算机控制系统和计算机数据处理系统；其中，所述精密电动旋转分度台、自动排球回球装置和声音采集装置与计算机控制系统连接在一起。

【技术特征摘要】
1.一种基于敲击声波法的天线罩无损检测装置，其特征在于，包括隔音箱、精密电动旋转分度台、自动排球回球装置、声音采集装置、计算机控制系统和计算机数据处理系统；其中，所述精密电动旋转分度台、自动排球回球装置和声音采集装置与计算机控制系统连接在一起。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述精密电动旋转分度台、自动排球回球装置和声音采集装置均置于隔音箱中，可有效隔离外界噪音干扰且携带方便。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔音箱底部安装有滑道，所述精密电动旋转分度台固定于隔音箱的底部滑道上，可左右移动，当待检测点纬度为h纬时，精密电动旋转分度台自动向左滑动距离s＝h纬tanθ。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述精密电动旋转分度台具有精密分度定位功能，通过分度台的自动旋转可实现不同经度各点的定点敲击；转台台面直径大于等于天线罩的底部直径，放置时与天线罩的旋转轴线重合。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自动排球回球装置包括自动排球装置和自动回球装置；所述自动排球装置包括敲击球、敲击控制阀门、敲击角度控制平台和智能测距仪；所述敲击控制阀门安装在敲击角度控制平台上，敲击控制阀门开启后，敲击球自动下滑敲击，随后落入自动回球装置回到原位；所述敲击球选自金属球、塑料球和陶瓷球。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述声音采集装置为电子管电容麦克风话筒，频率响应为20HZ-20kHZ，安装在隔音箱右侧滑道，可上下滑动，始终保持与敲击点高度h纬一致。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算机数据处理系统包括音频处理系统和数学处理系统；音频处理系统包括AdobeAudition，Cool...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金龙，张在娟，唐欣悦，鲁毓钜，霍文龙，席小庆，申殿军，王亚利，
申请(专利权)人：清华大学，新兴远建天津新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11