碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碳化硅(SiC

【技术实现步骤摘要】
碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及超声波检测领域，特别涉及一种碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测方法及装置。

技术介绍

[0002]碳纤维增强(SiC
f
/SiC)复合材料因其具有优越的高耐热性能，不断在航空航天领域得到应用。因此，其质量检测与内部缺陷表征、评估与无损检测非常重要。微观和介观上，SiC
f
/SiC复合材料具有多孔材料物理特征，难以对其实施无损检测与缺陷评估。目前主要采用X射线、超声和红外检测方法进行检测。X射线检测方法主要不足是：X射线方法对SiC
f
/SiC复合材料内部分层不敏感，通常难以有效检出。作为一种改进，另一种检测方法是采用常规的超声检测方法，其主要不足是：声波衰减非常剧烈，从而造成入射声波难以穿透被检测的SiC
f
/SiC复合材料，进而造成不可检，作为一种改进方法，就是降低超声波的频率，而这会显著降低检测灵敏度和检测分辨率，增加超声反射法检测表面盲区，从而不能满足SiC
f
/SiC复合材料的检测要求，而且采用常规的单一频率的超声检测方法，在每次更换不同频率的超声换能器时，则需要重新进行扫描检测，检测效率非常低。还有一种选择就是采用红外检测方法，但红外检测方法的主要不足是：仅对SiC
f
/SiC复合材料表面和近表面较大的缺陷有一定的检出能力，检出缺陷定量困难，热加载过程难以准确控制，进而容易引起检测结果误判或漏检。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测方法，旨在解决上述
技术介绍
提到的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出的碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测方法，包括：
[0005]生成一组变频超声波发射信号，所述的变频超声波发射信号包括一组频率f1、f2...f
n
的变频超声波发射信号，将所述的一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波发射信号经过发射换能器电声换能后形成一组变频发射超声波u
t
(f1,f2,...,f
n
)，并从指定的被检测碳化硅纤维增强复合材料表面入射到其内部；
[0006]通过接收换能器接收所述的一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波u
t
(f1,f2,...,f
n
)的透射或反射变频超声波，将此反射或透射超声波经过接收换能器声电转换后得到一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波接收信号u
r
(f1,f2,...,f
n
)，并将所述的一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波接收信号经过处理后得到一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)；
[0007]通过移动发射换能器和接收换能器对被检测碳化硅纤维复合材料进行扫描，获取每一个检测位置点的变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)和对应变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)的位置信号P(x,y,z)；
[0008]处理所述的每一个检测位置的变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)和位置信号P(x,y,z)，并以图像形式在显示单元上显示变频超声检测结果，并根据所述的变频超声检测结果，进行缺陷评定。
[0009]优选地，所述的一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波的频率，频率f
n
的n值在2
‑
5之间选择和组合，且f1<f2<...<f
n
，所述变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)为所述的变频超声波u
t
(f1,f2,...,f
n
)经过被检测碳化硅纤维增强复合材料后形成的反射或透射信号接收转化得到；
[0010]优选地，通过对一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波的频率组合，得到不同频率组合的变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)，并在所述的显示单元上显示。
[0011]本专利技术还提出了一种碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测装置，包括：
[0012]变频超声换能器和变频超声单元，所述的变频超声换能器在所述的变频超声单元的激励下产生频率为f1、f2...f
n
的变频超声波，n为变频超声单元发射的最大频率数；
[0013]变频超声信号处理单元，所述的变频超声信号处理单元与所述的变频超声单元连接，所述的变频超声信号处理单元用于处理接收到的反射信号或透射信号并生成显示信号；
[0014]显示单元，所述的显示单元与所述变频超声信号处理单元连接，用于显示所述的变频超声信号处理单元生成的显示信号。
[0015]可选地，所述的碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测装置还包括：扫描机构，所述的扫描机构与所述变频超声换能器连接，并控制所述变频超声换能器扫描移动；
[0016]扫描机构控制单元，所述的扫描机构控制单元驱动所述扫描机构运动，所述的扫描机构控制单元还与所述显示单元连接，用于将所述的扫描轨迹在所述显示单元上显示。
[0017]本专利技术技术方案针对SiC
f
/SiC复合材料的特点和其内部缺陷特征，利用不同频率声波在SiC
f
/SiC复合材料中具有不同的声学传播行为，提出的检测方法包括一组不同频率的变频超声波，低频超声波穿透效果好，用于提高超声波的穿透能力，而高频超声波具有检测分辨率高，用于提高检测分辨率，而通过不同频率超声波的组合、合成、处理，既可以提高超声波在SiC
f
/SiC复合材料中的穿透能力，又可以提高超声波在SiC
f
/SiC复合材料中的检测分辨率和检测效率，从而显著地改善了入射声波在SiC
f
/SiC复合材料中的穿透能力，同时又具有很好的检测分辨率和缺陷检出灵敏度，表面检测盲区小，显著地提高了SiC
f
/SiC复合材料内部缺陷的超声检出能力、检测可靠性和检测效率，更加适合SiC
f
/SiC复合材料内部缺陷的超声检测与缺陷评估，从而满足了SiC
f
/SiC复合材料的检测要求。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结果获得其他的附图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅纤维增强复合材料变频超声检测方法，其特征在于，包括：生成一组变频超声波发射信号，所述的变频超声波发射信号包括一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波发射信号，将所述的一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波发射信号经过发射换能器电声换能后形成一组频率为f1、f2...f
n
的变频发射超声波u
t
(f1,f2,...,f
n
)，并从指定的被检测碳化硅纤维增强复合材料表面入射到其内部；通过接收换能器接收所述的一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波u
t
(f1,f2,...,f
n
)的透射或反射变频超声波，将此变频反射或透射超声波经过接收换能器声电转换后得到一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波接收信号u
r
(f1,f2,...,f
n
)，并将所述的一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声波接收信号经过处理后得到一组频率为f1、f2...f
n
的变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)；通过移动发射换能器和接收换能器对被检测碳化硅纤维复合材料进行扫描，获取每一个检测位置点的变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)和对应变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)的位置信号P(x,y,z)；处理所述的每一个检测位置的变频超声评定信号v(f1,f2,...,f
n
)和其对应的位置信号P(x,y,z)，并以图像形式在显示单元上显示变频超声检测结果，并根据所述的变频超声信号成像显示结果，进行缺陷评定。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘菲菲，刘松平，李治应，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：