一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法技术

本发明专利技术公开了一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法，准备一台含有相控阵超声成像检测系统的相控阵超声成像检测设备，将声学轮上的水舱装满水并去除水泡，随后将装满水的声学轮水舱与所述相控阵超声成像检测系统连接；准备待检测的试块，用浸湿的抹布擦拭试块表面，保证试块处于表面湿润状态；开启相控阵超声成像检测设备，对相控阵超声成像检测系统进行系统参数设置；对相控阵超声成像检测系统进行检测参数设置，选择进入A+L+C检测模式；参数设置好之后，缓慢移动探头扫查，通过检测底波的方式对所述试块进行检测，观察C扫图像；对比C扫图像和试块实际缺陷情况，得出检测结论。本发明专利技术能够解决常规超声检测时各界面反射信号因互相重叠而无法区分的问题。互相重叠而无法区分的问题。互相重叠而无法区分的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法


[0001]本专利技术属于航空无损检测领域，具体涉及一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法。

技术介绍

[0002]为了提升飞机隐身性能，对飞机整体或局部涂覆隐身涂层是目前的普遍做法，然而由于飞机结构独特且长期承受气流冲刷作用，导致涂覆的隐身涂层较易产生损伤，隐身涂层在使用过程中的失效会导致电磁波反射增强从而使飞机隐身性能严重降低，基于涂层完整性的基本要求，隐身涂层很小的损伤或缺陷就有可能引起隐身性能的大幅度降低，全面制约战斗力的形成，同时，脱落的涂层碎片一旦被吸入发动机，将会打伤发动机叶片，造成机毁人亡的灾难性后果，严重威胁飞行安全，造成不可估量的损失，因此，开展隐身涂层缺陷检测，提前预防隐身涂层在使用过程中可能出现的分层失效，是保证飞机隐身性能和飞行安全的重要手段，具有重大的军事意义。
[0003]目前，隐身涂层主要包括底漆层、雷达层和表面层，三层总厚度约0.5mm，由于涂层材料体系的特殊性，加之一些涂覆部位可达性差，利用超声波进行检测成为近年来隐身涂层检测的热点。
[0004]超声波法检测吸波涂层内部缺陷是根据超声波脉冲反射原理来进行缺陷检测的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，由于超声波在缺陷涂层中传播和在正常涂层中传播不同，通过检测回波等可精确检测吸波涂层内部缺陷。
[0005]然而隐身涂层为多层结构，且厚度薄，采用常规超声进行检测，各界面的反射回波会发生混叠，缺陷信号因被始波淹没而难以区分。
专利技术内容
[0006]本专利技术所要解决的技术方案是：克服现有技术的不足，提供一种能够对进气道等空间狭小、曲率变化大的区域涂覆的隐身涂层的损伤检测的铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法。
[0007]本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案是：一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法，包括以下步骤：S1：准备一台含有相控阵超声成像检测系统的相控阵超声成像检测设备，将声学轮上的水舱装满水并去除水泡，随后将装满水的声学轮水舱与所述相控阵超声成像检测系统连接；S2：准备待检测的试块，用浸湿的抹布擦拭试块表面，保证试块处于表面湿润状态；S3：开启相控阵超声成像检测设备，对相控阵超声成像检测系统进行系统参数设置，探头参数：将探头扫查方向设置为正向，所述探头频率设置为5MHz，设置阵元数目为六
十四个，阵元中心距为0.8mm；楔块参数：启用楔块，楔块角度设置为0
°
，设置楔块声速为1480 m/s，楔块厚度为14.5mm；工件参数：工件中设置纵波声速6300m/s，利用全检波进行检测，焦距设为8mm；对于系统参数、收发参数和校准参数按照所述相控阵超声成像检测设备默认参数设置；S4：对相控阵超声成像检测系统进行检测参数设置，选择进入A+L+C检测模式，具体参数按照如下设置：范围15mm、增益60db，将成像闸门移到底波位置，设置波高25%，选择编码器，设置扫查精度0.280；S5：参数设置好之后，在探头上涂抹水，之后缓慢移动探头扫查，通过检测底波的方式对所述试块进行检测，观察C扫图像；S6：对比C扫图像和试块实际缺陷情况，得出检测结论。
[0008]在利用相控阵超声成像检测设备进行检测时，相控阵超声成像检测设备的工作温度为：
‑
20℃—50℃，所述探头与所述试块之间的耦合方式：水。
[0009]所述探头为相控阵轮式探头。
[0010]所述试块采用铝合金作为基体，在基体表面依次喷涂底漆层、雷达层和红外层，所述底漆层、雷达层和红外层的喷涂和制作方式与飞机上的隐身机壳制作相一致。
[0011]在制作所述试块的过程中，在所述试块上的铝合金基体和底漆层、底漆层和雷达层以及雷达层上距雷达层上表面0.1mm和雷达层中部均预埋圆形缺陷，预埋的圆形缺陷均布于所述试块上。
[0012]采用挖坑后喷清漆的方式制作所述预埋圆形缺陷。
[0013]所述相控阵超声成像检测设备的型号为A/TPAU
‑
01。
[0014]本专利技术的积极有益效果是：本专利技术利用相控阵超声检测技术对隐身涂层分层损伤进行检测，能够解决常规超声检测时各界面反射信号因互相重叠而无法区分的问题，实现对进气道等空间狭小、曲率变化大的区域涂覆的隐身涂层的损伤检测。
附图说明
[0015]图1是超声反射回波在隐身涂层各界面互相干涉的情况图；图2是本专利技术中利用相控阵超声检测系统得到的A扫图；图3是本实施例中距雷达层上表面0.1mm深φ4预埋缺陷检测结果B扫图；图4是本实施例中距雷达层上表面0.1mm深φ4预埋缺陷检测结果C扫图；图5是本专利技术的检测步骤流程图；图6是本专利技术中各预埋缺陷的检测结果数据图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图1、图2、图3、图4、图5、图6和具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明，图中：E
‑
试块上表面反射信号，F
‑
φ4预埋缺陷反射信号，G
‑
φ4预埋缺陷。
[0017]实施例：一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法，在本实施例中，在利用相控阵超声成像检测设备进行检测时，相控阵超声成像检测设备的工作温度为：
‑
20℃—50℃，探头与试块之间的耦合方式：水。
[0018]超声相控阵技术的基本思想来自于雷达电磁波相控阵技术，相控阵雷达是由许多辐射单元排成阵列组成，通过控制阵列天线中各单元的幅度和相位，调整电磁波的辐射方向，在一定空间范围内合成灵活快速的聚焦扫描的雷达波束。超声相控阵换能器由多个独立的压电晶片组成阵列，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个晶片单元，来调节控制焦点的位置和聚焦的方向。
[0019]探头为相控阵轮式探头，探头类型为5L64
‑
0.8
×
10
‑
G1。
[0020]试块上设置有预埋缺陷，试块的大小为300*600，在制作试块的过程中，在试块上的铝合金基体和底漆层、底漆层和雷达层以及雷达层上距雷达层上表面0.1mm和雷达层中部采用刨坑后喷清漆的方式预埋圆形缺陷，预埋的圆形缺陷均布于试块上，红外层不预埋缺陷，预埋的缺陷大小分别为：φ2、φ4、φ6、φ10、φ15；在基体和底漆层之间设置直径为φ2、φ4和φ6的缺陷各一个；在底漆层和雷达层之间设置直径为φ2和φ4的缺陷各一个；在雷达层中部设置直径为φ2和φ4的缺陷各一个；在距雷达层上表面0.1mm处设置直径为φ4、φ10和φ15的缺陷各一个；即总共预埋10处缺陷，并从基体开始，按由大到小分别编号1
‑
1、1
‑
2、1
‑
3、2
‑
1、2
‑
2、3
‑
1、3
‑
2、4
‑
2、4
‑
4、4
‑
5。
[0021]采取喷清漆制作预埋缺陷，是因清漆的声阻抗比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法，其特征是，包括以下步骤：S1：准备一台含有相控阵超声成像检测系统的相控阵超声成像检测设备，将声学轮上的水舱装满水并去除水泡，随后将装满水的声学轮水舱与所述相控阵超声成像检测系统连接；S2：准备待检测的试块，用浸湿的抹布擦拭试块表面，保证试块处于表面湿润状态；S3：开启相控阵超声成像检测设备，对相控阵超声成像检测系统进行系统参数设置，探头参数：将探头扫查方向设置为正向，所述探头频率设置为5MHz，设置阵元数目为六十四个，阵元中心距为0.8mm；楔块参数：启用楔块，楔块角度设置为0
°
，设置楔块声速为1480 m/s，楔块厚度为14.5mm；工件参数：工件中设置纵波声速6300m/s，利用全检波进行检测，焦距设为8mm；对于系统参数、收发参数和校准参数按照所述相控阵超声成像检测设备默认参数设置；S4：对相控阵超声成像检测系统进行检测参数设置，选择进入A+L+C检测模式，具体参数按照如下设置：范围15mm、增益60db，将成像闸门移到底波位置，设置波高25%，选择编码器，设置扫查精度0.280；S5：参数设置好之后，在探头上涂抹水，之后缓慢移动探头扫查，通过检测底波的方式对所述试块进行检测，观察C扫图像；S6：对比C扫图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭孝欢，韩亮，孙法亮，秦宇飞，陈垚君，刘媛媛，石钰琳，卢彬彬，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学航空机务士官学校，
类型：发明
国别省市：