电磁超声多模式检测传感器、装置及脱粘质量检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电磁超声多模式检测传感器、装置及脱粘质量检测方法，其中传感器包括外壳；第一永磁体、磁轭、第二永磁体依次连接组成的U型永磁体，设置于外壳内；第一激励线圈和第一接收线圈，均设置于第一永磁体下方；第二激励线圈和第二接收线圈，均设置于U型永磁体的正下方；连接器，设置于外壳上，分成两路，一路连接第一激励线圈和第一接收线圈，另一路连接第二激励线圈和第二接收线圈。实现了一个传感器兼具电磁超声导波传感器和电磁超声谐振传感器的优点，还可结合Barker码脉冲压缩技术，实现了非接触、无耦合的脱粘质量快速、高效检测，可以对微小脱粘缺陷定量检测，提高了检测精度。测精度。测精度。

【技术实现步骤摘要】
电磁超声多模式检测传感器、装置及脱粘质量检测方法


[0001]本专利技术涉及质量检测
，尤其涉及一种电磁超声多模式检测传感器、装置及脱粘质量检测方法。

技术介绍

[0002]固体火箭发动机尾喷管是由多种材料组成的复合结构，要承受高温、高速、高压的热烧蚀及冲刷，工作环境苛刻，因而要求每个部件都有高度的可靠性，尾喷管金属壳体与非金属粘接界面，由于粘接时工件清理不干净，内衬与外壳配合不严，胶层内部气体未排净等原因，极易产生脱粘，尤其是间隙型大面积脱粘，对产品可靠性危害极大，因而对其粘接界面粘接质量的无损检测也是固体火箭发动机生产中产品质量控制的关键工序。尾喷管扩张段脱粘结构在固体火箭发动机服役和实际工作过程中的粘结质量直接关系到固体火箭发动机运行的安全性和可靠性。
[0003]固体火箭发动机喷管扩张段在其制造和使用过程中由于粘结不良、气孔等界面缺陷的存在而造成的灾难性事故时有发生。因此对固体火箭发动机扩张段的脱粘缺陷面积进行检测，并据此改进其制作工艺和贮存条件，有利于提高发动机安全性、可靠性和飞行精度。
[0004]采用超声波脉冲反射法检测喷管扩张段的金属
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复合材料双层结构时，金属产生屏蔽效应使声波能量聚集在金属层难以下传。当采用压电超声检测固体火箭发动机喷管扩张段时，超声检测用水等液体耦合剂极易浸入复合材料，严重影响复合材料的质量，造成潜在威胁。喷管常用复合材料为炭布、高硅氧布制品。上述材料经过高温固化，过程中有气体排出，制品内有孔隙，水等液态耦合剂可以进入复合材料，是多余物，要去除，况且复合材料会水胀，严重时会破坏其原来结构形状。另外，由于固体火箭发动机喷管扩张段采用变直径/变厚度的锥形薄壁金属，由于耦合剂喷涂不均匀和尾喷管金属管的变截面和变曲率半径等特殊结构，导致探头与锥形金属管很难实现较好贴合，超声波耦合效率下降，声透性效果变差，超声检测回波幅值随耦合剂耦合情况影响较大，需要设置较大的缺陷检测灵敏度，就很难实现较小脱粘缺陷的检测，即导致脱粘缺陷定量检测困难。因此，急需一种非接触式的超声检测技术及其方法，来实现固体火箭尾喷管扩张段脱粘质量的快速高效检测，并实现较小脱粘缺陷的检测。
[0005]关于固体火箭脱粘检测的现有技术方案分述如下：
[0006]专利技术专利申请号CN202111282958.0，公布了一种固体火箭发动机Ⅱ界面脱粘的相控阵压电超声成像检测方法及系统，利用超声回波信号和编码器提供的位置信号和成像闸门，将位置点对应的超声信号在成像闸门内最大的信号幅值转化为像素点，根据检测区域的像素点组成Ⅱ界面的超声C型图像。
[0007]专利技术专利申请号CN202110997413.1，公布了一种火工品圆柱薄壳胶粘组件脱粘缺陷的超声检测方法，特别是利用超声波在橡胶中明显的衰减特性进行火工品用圆柱薄壳胶粘组件脱粘缺陷检测的方法。本专利技术采用的超声探头具有窄脉冲、高频率(10MPa)、小晶片
尺寸(Φ6)的特点，可实现较高精度的脱粘缺陷检测(Φ3)。本专利技术采用无水乙醇作为耦合介质，可避免采用水或者油作为耦合污染工件。本专利技术端部为贴合工件形状的硅橡胶材质的柔性耦合套设计，可实现耦合剂注入式耦合，且可适配多种直径(Φ100～Φ300)薄壳胶粘组件胶皮脱粘检测,便于实现自动扫查检测。
[0008]专利技术专利申请号CN202110623181.3，公布了一种固体火箭发动机人工脱粘层界面脱粘的健康监测方法，用于固体火箭发动机人工脱粘层根部撕裂、底层界面脱粘、盖层界面脱粘的监测。本专利技术运用计算机、信号激励装置、信号采集装置、压电晶片组成监测系统，得到了共振峰数量较多、对人工脱粘层根部撕裂、底层界面脱粘、盖层界面脱粘较敏感的高频局部振动响应信号，实现了对所述人工脱粘层的原位、实时、在线、长期监测。
[0009]专利技术专利申请号CN201810470104.7，公开了一种低/高声阻抗粘接界面的超声检测方法及其系统。采用数字超声检测系统与纵波直探头对工件进行超声检测；将回波信号放大后进行超声波全波列数字采集；通过闸门选取粘接界面回波信号后一个周期以上的高声阻抗板回波信号作为特征回波；确定所述检测工件的特征值；根据对比试块上粘好与脱粘部位的检测回波特征值确定判别值。
[0010]上述现有技术中，都采取了接触式、需要耦合介质的检测方式，检测效率较低，耦合介质对工件存在破坏作用，检测精度不高，特别是对细小脱粘缺陷的检测不够灵敏。

技术实现思路

[0011]针对传统超声检测检测效率低和耦合剂对工件有破坏作用的问题，本专利技术提供了一种电磁超声多模式检测传感器、装置及脱粘质量检测方法，实现非接触、无耦合的脱粘质量快速、高效检测，提高检测精度。
[0012]第一方面，提供了一种电磁超声多模式检测传感器，包括：
[0013]外壳；
[0014]第一永磁体、磁轭、第二永磁体依次连接组成的U型永磁体，设置于所述外壳内；
[0015]第一激励线圈和第一接收线圈，均设置于所述第一永磁体下方；
[0016]第二激励线圈和第二接收线圈，均设置于所述U型永磁体的正下方；
[0017]连接器，设置于所述外壳上，分成两路，一路连接所述第一激励线圈和第一接收线圈，另一路连接所述第二激励线圈和第二接收线圈。
[0018]根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一永磁体底部设置有铜板。
[0019]根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一激励线圈和第一接收线圈为螺旋线圈或跑道线圈。
[0020]根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二激励线圈和第二接收线圈均为曲折线圈。
[0021]根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一激励线圈、第一接收线圈、第二激励线圈和第二接收线圈均采用软性硬刷电路板制成。
[0022]根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外壳外侧对称设置有滚动轴承。
[0023]第二方面，提供了一种电磁超声多模式检测装置，包括工控机、信号发生器、数据采集卡、高功率脉冲发生器/接收器、多路切换器、阻抗匹配网络及如上所述的电磁超声多模式检测传感器；
[0024]所述工控机与所述信号发生器、数据采集卡连接，所述信号发生器、数据采集卡均与所述高频脉冲发生器/接收器连接，所述高频脉冲发生器/接收器、多路切换器、阻抗匹配网络、电磁超声多模式检测传感器依次连接。
[0025]根据第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括伺服运动控制系统及与其连接的旋转平台、移动平台；所述伺服运动控制系统与所述工控机连接；所述电磁超声多模式检测传感器安装于所述移动平台上。
[0026]根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述移动平台包括移动底座、滑动支撑杆、弹簧组件，所述滑动支撑杆一端可滑动安装于所述移动底座上，其另一端与所述电磁超声多模式检测传感器可转动连接；所述弹簧组件一端与所述移动底座连接，其另一端与所述电磁超声多模式检测传感器连接。
[0027]第三方面，提供了一种脱粘质量检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁超声多模式检测传感器，其特征在于，包括：外壳；第一永磁体、磁轭、第二永磁体依次连接组成的U型永磁体，设置于所述外壳内；第一激励线圈和第一接收线圈，均设置于所述第一永磁体下方；第二激励线圈和第二接收线圈，均设置于所述U型永磁体的正下方；连接器，设置于所述外壳上，分成两路，一路连接所述第一激励线圈和第一接收线圈，另一路连接所述第二激励线圈和第二接收线圈。2.根据权利要求1所述的电磁超声多模式检测传感器，其特征在于，所述第一永磁体底部设置有铜板。3.根据权利要求1所述的电磁超声多模式检测传感器，其特征在于，所述第一激励线圈和第一接收线圈为螺旋线圈或跑道线圈。4.根据权利要求l所述的电磁超声多模式检测传感器，其特征在于，所述第二激励线圈和第二接收线圈均为曲折线圈。5.根据权利要求1至4任一项所述的电磁超声多模式检测传感器，其特征在于，所述第一激励线圈、第一接收线圈、第二激励线圈和第二接收线圈均采用软性硬刷电路板制成。6.一种电磁超声多模式检测装置，其特征在于，包括工控机、信号发生器、数据采集卡、高功率脉冲发生器/接收器、多路切换器、阻抗匹配网络及如权利要求1至5任一项所述的电磁超声多模式检测传感器；所述工控机与所述信号发生器、数据采集卡连接，所述信号发生器、数据采集卡均与所述高频脉冲发生器/接收器连接，所述高频脉冲发生器/接收器、多路切换器、阻抗匹配网络、电磁超声多模式检测传感器依次连接。7.根据权利要求6所述的电磁超声多模式检...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，石文泽，张路根，卢超，兰清生，秦智军，刘伟成，汤文斌，陈巍巍，胡志翔，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：