用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统技术方案
【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及一种用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统。
技术介绍
普通超声检测是单一探头的结构损伤检测方法，得到的是一维信号，在单次测量中不能够直观地成像，而多探头组成的相控阵检测方法可对结构损伤进行检测和成像。超声相控阵损伤检测起源于军事中的相控阵雷达，二者都是基于惠更斯原理实现的：一个发射和接收超声波波束用于损伤检测，一个使用电磁波用于目标追踪。超声相控阵的探头是由一组彼此独立的压电传感器(PZT)单元所组成，每一个单元都能独立地发射和接收超声波，通过各自不同时间延迟的激励信号造成彼此之间发射超声波相位差异，从而使各阵元所发射的波在介质中叠加形成具有方向性聚焦的波阵面和波束用于检测。而在方向性波束遇到损伤之后，其反射回来的波动信号能够被相控阵探头接收到，按照对应的聚焦法则进行延迟处理和叠加，实现相控阵成像。与传统的超声损伤检测技术相比，超声相控阵探头能产生灵活偏转聚焦的波束，实现对被测结构或构件的扫描，检测范围广，检测速度快，可以检测难以接近、常规超声无法检测的区域，实现对复杂结构和构件及盲区位置缺陷的检测。通过对局部晶片单元激励信号的控...
【技术保护点】
一种用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统，包括：控制器，多通道数/模转换器，多晶片Lamb波相控阵探头，多通道继电器，多通道模/数转换采集卡和成像显示器,其特征在于：控制器电信号连接多通道数/模转换器，多通道数/模转换器通过多通道继电器电信号连接多晶片Lamb波相控阵探头；多晶片Lamb波相控阵探头通过多通道继电器电信号连接多通道模/数转换采集卡，多通道模/数转换采集卡电信号连接控制器，控制器电信号连接成像显示器；多通道数/模转换器将不同通道的发射信号转换成模拟电压信号以便驱动多晶片Lamb波相控阵探头；多晶片Lamb波相控阵探头通过逆压电效应将电压信号转换成...
【技术特征摘要】
1.一种用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统，包括：控制器，多通道数/模转换器，多晶片Lamb波相控阵探头，多通道继电器，多通道模/数转换采集卡和成像显示器,其特征在于：控制器电信号连接多通道数/模转换器，多通道数/模转换器通过多通道继电器电信号连接多晶片Lamb波相控阵探头；多晶片Lamb波相控阵探头通过多通道继电器电信号连接多通道模/数转换采集卡，多通道模/数转换采集卡电信号连接控制器，控制器电信号连接成像显示器；多通道数/模转换器将不同通道的发射信号转换成模拟电压信号以便驱动多晶片Lamb波相控阵探头；多晶片Lamb波相控阵探头通过逆压电效应将电压信号转换成波动信号在结构中激发出来，同时在接收阶段根据正压电效应将损伤反射回来的波动信号转换成电信号；多通道模/数转换采集卡将不同通道的损伤反射回波的模拟电信号转化成控制器数字信号；多通道继电器在发射阶段将多通道数/模转换器的发射信号连接在多晶片Lamb波相控阵探头上，并在发射阶段结束后，将多晶片Lamb波相控阵探头连接到多通道模/数转换采集卡上，用于采集损伤回波信号；控制器对被测试件的参数进行设置并计算不同时间延迟的发射信号，多晶片Lamb波相控阵探头包括多个压电传感器单元，按从上至下按一定间隔的顺序排成一列，并通过不同时间延迟的3周期汉宁窗调幅的窄带脉冲激励信号在一次检测中同时进行激发，由于阵列单元的激励信号经过不同时间延迟调控，各自的相位不同，将会分别发出各自的Lamb波，根据惠更斯原理，不同Lamb波的波阵面叠加在一起，并聚焦在预设的焦点P处，并放大Lamb波中单一模态信号的幅值，从而实现物理场中单模态Lamb波的真实的声束偏转、声束聚焦、声束扫描的功能；遇到损伤反射回波后，所有压电传感器单元同时在接收到信号，通过控制器对其进行重构确定损伤位置、计算后成像，通过调整不同激励信号的时间延迟实现板状结构全区域的单模态Lamb波定向定点扫描，从而实现损伤检测。2.根据权利要求1所述的一种用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统，其特征在于，真时延单模态Lamb波相控阵真时延聚焦方法为：真时延单模态Lamb波相控阵中心频率为100kHz，选用A0模态的波进行板状结构的损伤检测；以3个周期汉宁窗窄带脉冲信号激发单模态A...
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