一种复合材料水浸超声波检测方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料水浸超声波检测方法，方法步骤为：对需要作防水处理的待检材料用压敏胶带进行包裹，在粘贴的过程中接缝处压紧，以达到防水效果；（2）将包裹有压敏胶带的待检材料放入水浸超声波检测系统，进行检测；（3）去除待检材料表面的压敏胶带后放回水浸超声波检测系统，经上述测试流程再次检测。本发明专利技术的有益效果在于：既达到防水效果，又不损失进入材料内部的声波能量，进行防水包裹后的待检材料可像常规材料一样用于水浸超声检测方法中，提高材料检测灵敏度，简化操作方法。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料水浸超声波检测方法
本专利技术涉及一种超声波检测方法，具体涉及一种复合材料水浸超声波检测方法。
技术介绍
随着复合材料的广泛使用，作为保证材料质量、检测材料缺陷重要手段的超声检测技术必不可少。复合材料因制备工艺完善性问题，容易在材料表面及内部形成孔隙、微裂纹。在水浸超声检测中，将材料直接放入水中，会造成水由材料表面的孔隙或微裂纹渗入材料。若表面孔隙与内部孔隙连通，则为水进入材料内部提供了通道，与内部组织结构产生相互作用，影响材料的力学、热物理及其它本征性能，严重降低其使用性能。为避免材料受水污染，常会改用非接触式的空气耦合、电磁耦合和激光耦合，但每种方式都存在声能损失大、信号微弱等局限性。空气耦合方式受构件形状和声阻抗匹配影响，声能在构件表面损失大，造成检测灵敏度低的问题。电磁超声检测技术还不十分成熟，存在换能效率低、信号微弱的缺点。上述方法虽然能保证材料不被水污染，但它们只对某些材料适用，对于高衰减、结构更复杂的材料，声能利用率低，难以达到更高的检测目标。若要充分利用水浸超声方法阻抗容易匹配、耦合到构件中声能大、检测灵敏度高、操作方法简单的优点，解决材料与水的隔离问题是一个必需突破的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术解决复合材料不适合直接用水作耦合剂进行超声检测的问题，提出一种复合材料水浸超声波检测方法，该方法既达到防水效果，又不损失进入材料内部的声波能量。本专利技术是这样来实现的，一种复合材料水浸超声波检测方法，其特征在于方法步骤如下：（1）对需要作防水处理的待检材料用压敏胶带进行包裹；（2）将包裹有压敏胶带的待检材料放入水浸超声波检测系统，进行检测；检测过程为：包裹有压敏胶带的待检材料放入超声波检测系统，脉冲发生器向换能器发射超声波信号，经水介质进入待检材料中，超声波在材料底面反射后沿原路返回到达换能器，再经换能器的压电转换效应传回脉冲发生器，所有发射与接收信号均由脉冲发生器传给数字示波器进行显示与分析；（3）去除待检材料表面的压敏胶带后放回水浸超声波检测系统，经上述测试流程再次检测。进一步的，所述步骤（2）中的超声波检测系统，主要包括脉冲发生器、换能器、数字示波器、夹持装置和容器；其特征在于：脉冲发生器分别连接数字示波器和一个容器内的换能器，换能器由夹持装置固定于水面上。进一步的，所述压敏胶带包括压敏胶带基体和压敏胶，作为隔离材料成为声波与材料的耦合介质，保证耦合到材料中的声波能量没有大幅度降低，确保水浸超声检测方法对复合材料的应用。进一步的，所述压敏胶带是将压敏胶涂于塑料薄膜基体上而制成的一种特殊胶带，是一种真空包装技术。具有压力敏感粘附特性，剥离后不因粘性过大而使胶质物体残留于材料表面难以去除。与普通透明胶带相比，这种胶带对材料表面灰尘不敏感，能够与材料贴合紧密不产生气泡，且形成真空状态，保证声波的透射效率。进一步的，所述压敏胶带的声速为1600m/s，密度在1.0g/cm3附近，故声阻抗为0.16*106g/cm2，与水的声阻抗0.15*106g/cm2十分接近。两种介质声阻抗相差不大时，其界面对垂直入射的声波几乎是全透射的。因此，压敏胶带在声场中可以看成近似于水的材料，对由水进入材料的声波不产生明显削弱作用。进一步的，所述用压敏胶带进行包裹，其过程为将压敏胶带从材料的一侧开始，对被检材料依次缠绕并紧密粘贴于材料上下表面，用硬物再次按压，确保胶带与材料表面不存在气泡，胶带间没有褶皱。胶带连接处进行重叠处理，待将整个材料包裹后，再次对整体封边。本专利技术的有益效果在于：既达到防水效果，又不损失进入材料内部的声波能量，进行防水包裹后的待检材料可像常规材料一样用于水浸超声检测方法中，提高材料检测灵敏度，简化操作方法。附图说明图1为本专利技术的水浸超声检测系统结构示意图。图2为本专利技术的压敏胶带结构示意图。图3为本专利技术在检测系统中的频谱效果图。其中，1为压敏胶带基体，2为压敏胶，3为脉冲发生器，4为换能器，5为待检材料，6为压敏胶带，7为数字示波器，8为夹持装置，9为容器。具体实施方式下面为本专利技术实施案例，给出的实例仅为了阐述本方法，而不是为了限制本方法的范围。实施例一,如图1所示，对需要作防水处理的待检材料碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料——C/SiC，用图2所示的压敏胶带进行包裹。在粘贴的过程中注意将接缝处压紧，确保能够阻断水进入的通道，以达到防水效果。粘贴后的材料表面光滑平坦，没有褶皱与气泡。测试流程：包裹有压敏胶带6的待检材料5放入水浸超声波检测系统盛有水的容器9中，脉冲发生器3向2.25MHz换能器4发射超声波信号，经水介质进入待检材料5中。换能器由夹持装置8固定于水面上。超声波在材料5底面反射后沿原路返回到达换能器4，再经换能器4的压电转换效应传回脉冲发生器3。所有发射与接收信号均由脉冲发生器3传给数字示波器7进行显示与分析。去除待检材料5表面的压敏胶带后放回原来位置，经上述测试流程再次检测。两次测量获得两种情况下C/SiC超声波回波信号信息，压敏胶带对回波幅值的影响如表1所示，对回波频率的影响如图3所示。表1未贴胶带贴压敏胶带一次底波幅值/V1.041.06二次底波幅值/V0.410.52两种情况的超声波回波信号幅值稳定，主频率成分一致，压敏胶带的存在未对超声波信号产生显著的干扰影响。此专利技术能够保证材料在加膜情况下的超声检测灵敏度不发生降低。以上所述是本方法的较佳实例，故凡依本专利技术申请范围所述特征、原理等所做的等效变化或修饰，均包括于本专利技术申请范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料水浸超声波检测方法，其特征在于方法步骤如下：（1）对需要作防水处理的待检材料用压敏胶带进行包裹；（2）将包裹有压敏胶带的待检材料放入水浸超声波检测系统，进行检测；检测过程为：包裹有压敏胶带的待检材料放入超声波检测系统，脉冲发生器向换能器发射超声波信号，经水介质进入待检材料中，超声波在材料底面反射后沿原路返回到达换能器，再经换能器的压电转换效应传回脉冲发生器，所有发射与接收信号均由脉冲发生器传给数字示波器进行显示与分析；（3）去除待检材料表面的压敏胶带后放回水浸超声波检测系统，经上述测试流程再次检测。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料水浸超声波检测方法，其特征在于方法步骤如下：（1）对需要作防水处理的待检材料用压敏胶带进行包裹；（2）将包裹有压敏胶带的待检材料放入水浸超声波检测系统，进行检测；检测过程为：包裹有压敏胶带的待检材料放入超声波检测系统，脉冲发生器向换能器发射超声波信号，经水介质进入待检材料中，超声波在材料底面反射后沿原路返回到达换能器，再经换能器的压电转换效应传回脉冲发生器，所有发射与接收信号均由脉冲发生器传给数字示波器进行显示与分析；（3）去除待检材料表面的压敏胶带后放回水浸超声波检测系统，经上述测试流程再次检测。2.根据权利要求1所述的一种复合材料水浸超声波检测方法，其特征在于：所述步骤（2）中的超声波检测系统，主要包括脉冲发生器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆铭慧，朱颖，杜向阳，段涵呓，刘勋丰，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36