【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无损检测，尤其涉及一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统及方法。
技术介绍
1、薄壁结构是指由薄板、薄壳和加强筋组成的结构，该结构具有质量轻、强度高、设计灵活性高等优点，在航空航天及船舶、汽车等重要领域得到了广泛的应用。一些利用薄壁结构加工制造的零部件，如车用cng高压气瓶、小型船舶的外壳、油箱等对气密性的要求非常高，薄壁结构表面出现毫米甚至微米级别的小孔都有可能造成严重的安全事故。目前薄壁结构气密性检测通常采用真水浸泡加压测试法或直压压损气密检测法，但是这两种检测方法难以检测出微米级别的通孔缺陷，难以实现自动化检测，并且烘干、加压等工艺成本较高，浸水过后金属材料还有锈蚀的风险。近年来无损检测事业在我国得到了飞速发展，但与薄壁结构微孔缺陷无损检测方法相关的研究成果相对较少。红外热成像无损检测方法可以实现单次大面积成像检测，但该方法难以检测出微米级的缺陷，同时该方法容易受到环境因素的影响。接触式超声无损检测方法具有更高的检测精度，但在使用该方法进行检测前需要在待检试件表面涂抹耦合剂，这不仅影响了检测效率，残留在试件表面的耦合剂还有可能对材料表面造成污染。上述检测方法均无法满足当前人们对薄壁结构微孔缺陷高质量检测的需求。
技术实现思路
1、本专利技术就是针对上述问题，提供一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统包括计算机1、超声检测仪2、聚焦型空气耦合超声
3、作为一种优选方案，本专利技术所述薄壁结构7为铝合金或钢件。
4、作为另一种优选方案，本专利技术所述薄壁结构7的厚度小于1mm。
5、本专利技术薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测方法包括以下步骤:
6、步骤1)：在计算机1上完成设置，控制超声检测仪2产生中心频率为fc的高频高压电信号，利用该信号激励聚焦型空气耦合超声发射探头3产生入射超声波9；
7、步骤2)：入射超声波9聚焦于薄壁结构7表面一点8，利用聚焦型空气耦合超声接收探头4接收来自该点的超声透射信号10，该超声透射信号10经前置放大器5放大后由超声检测仪2采集并回传到计算机1；
8、步骤3)：通过计算机1内置的空气耦合超声检测控制及信号处理系统，通过带通滤波对超声时序信号进行降噪处理，提取该信号在指定时间段内的最大幅值并将其存储在二维矩阵中的相应位置；
9、步骤4)：待上一步骤完成后，计算机1控制二维平移台6移动到下一点，重复上述三个步骤，直至二维平移台6搭载着薄壁结构7沿s型路径完成对薄壁结构各点微孔缺陷的检测；
10、步骤5)：利用计算机1内置的空气耦合超声检测控制及信号处理系统，将由各点幅值构成的二维矩阵复原成声场分布云图，通过空域滤波和灰度变换方法对缺陷特征进行增强，基于被测对象各点透射声压的差异分布情况对薄壁结构微孔缺陷的非接触式成像检测。
11、作为一种优选方案，本专利技术所述fc为800khz。
12、作为另一种优选方案，本专利技术所述空气耦合超声检测控制及信号处理系统包括运动控制模块、单点检测模块、超声扫描模块、时序信号显示模块、频域信号显示模块和超声扫描结果显示模块；
13、运动控制模块：控制二维平移台6搭载着薄壁结构7沿x或y方向进行移动；
14、单点检测模块：通过设置激励幅值、增益值和中心频率参数对空气耦合超声检测过程进行精密的控制；
15、超声扫描模块：通过设置二维平移台6的移动步长、步数和步进时间参数对空气耦合超声扫描过程进行控制；
16、时序信号显示模块：实时显示聚焦型空气耦合超声接收探头4采集到的时序信号；
17、频域信号显示模块：对采集到的时序信号进行频谱变换并实时显示处理结果；
18、超声扫查结果显示模块：空气耦合超声扫查检测结果可视化。
19、本专利技术有益效果。
20、本专利技术通过空气耦合超声自动化检测系统对薄壁结构或原材料(如车用cng高压气瓶、防火防化面料等)生产加工阶段产生的微孔缺陷进行检测，基于被测对象透射声压的差异分布(如图4所示，差异即图中四个点的亮度不同，越亮，缺陷越严重)情况，实现对薄壁结构微孔缺陷的非接触式成像检测。
21、本专利技术可对薄壁结构微米级别的微孔进行非接触式的成像检测，有助于提高产品的出厂合格率，防止发生报废或返修，更能保障设备后期的运行安全。
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1.一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统，包括计算机(1)、超声检测仪(2)、聚焦型空气耦合超声发射探头(3)、聚焦型空气耦合超声接收探头(4)、前置放大器(5)和二维平移台(6),其特征在于超声检测仪(2)激励聚焦型空气耦合超声发射探头(3)产生入射超声波(9)，入射超声波(9)经由空气传播到薄壁结构(7)表面并聚焦于一点(8)，聚焦型空气耦合超声接收探头(4)采集该点的超声透射信号(10)，该超声透射信号(10)经前置放大器(5)放大并经由计算机(1)处理得到一个对应的幅值，二维平移台(6)搭载薄壁结构(7)沿S形路径进行移动，在该过程中检测系统完成对薄壁结构(7)各点的检测，利用计算机将由各点幅值构成的二维矩阵复原成声场分布云图，利用空域滤波和灰度变换图像处理方法对缺陷特征进行增强，完成对薄壁结构(7)微孔缺陷的非接触式成像检测。
2.根据权利要求1所述一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统，其特征在于所述薄壁结构(7)为铝合金或钢件。
3.根据权利要求1所述一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统，其特征在于所述薄壁结构(7)的厚度小于1mm
4.一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测方法，其特征在于包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统，其特征在于所述fc为800kHz。
6.根据权利要求4所述一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统，其特征在于所述空气耦合超声检测控制及信号处理系统包括运动控制模块、单点检测模块、超声扫描模块、时序信号显示模块、频域信号显示模块和超声扫描结果显示模块；
...【技术特征摘要】
1.一种薄壁结构微孔缺陷非接触式成像检测系统，包括计算机(1)、超声检测仪(2)、聚焦型空气耦合超声发射探头(3)、聚焦型空气耦合超声接收探头(4)、前置放大器(5)和二维平移台(6),其特征在于超声检测仪(2)激励聚焦型空气耦合超声发射探头(3)产生入射超声波(9)，入射超声波(9)经由空气传播到薄壁结构(7)表面并聚焦于一点(8)，聚焦型空气耦合超声接收探头(4)采集该点的超声透射信号(10)，该超声透射信号(10)经前置放大器(5)放大并经由计算机(1)处理得到一个对应的幅值，二维平移台(6)搭载薄壁结构(7)沿s形路径进行移动，在该过程中检测系统完成对薄壁结构(7)各点的检测，利用计算机将由各点幅值构成的二维矩阵复原成声场分布云图，利用空域滤波和灰度变换图像处理方法对缺陷特征进行增强，完成对薄壁...
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