[发明专利]一种用于复合材料检测的便携式超声C扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测领域，具体是一种用于复合材料检测的便携式超声C扫描装置。

背景技术

飞机在使用和维护过程中，会经受外来物的冲击、大过载等极端情况，在复合材料结构内部产生损伤，降低了复合材料结构的承载能力，为了判断受损的复合材料结构能否满足结构完整性的要求，就必须对含特定损伤状态的复合材料结构的剩余强度进行分析。国内外有一批自动化超声检测装置多采用喷水探头或者是水淋检测，具有较好的检测效果，但是这种检测方式对于在检测试验场地上的或者进行外场维护的飞机很不适用。目前，市场上便携式的超声C扫描检测装置主要有美国的PAC公司的C-SCAN、德国KK公司的ANDSCAN和以色列Sonotron NDT公司生产的ISONIC 2001系统，其中PAC公司C-SCAN和德国KK公司的ANDSCAN检测系统都采用了极坐标定位系统，通过移动过程中实测极径和极角的变化来定位探头的位置，虽能实现C扫描检测和缺陷的定位，但由于采用的是硬质伸缩杆形式，定位范围有限，且在使用过程中很不方便，检测效率较低，且若被检测件表面有一定的曲率时，其应用就受到了限制。而以色列的Sonotron NDT公司生产的ISONIC 2001装置采用的是超声波声定位系统，实现了无线定位，但其定位系统响应速度较低，检测效率低下，每秒钟仅能检150mm，且超声定位方式抗干扰能力低，环境变化直接影响着定位精度。

发明内容

为克服现有技术中存在的适用工况受限的不足，本发明提出了一种用于复合材料检测的便携式超声C扫描装置。

本发明包括定位仪、信号采集处理单元和超声卡。其中，超声卡的数据采集端口通过传输线缆与定位仪输出端子相连接；超声卡的超声信号发射/接收端口通过探头信号传输/接收线缆与装有探头的探头架的信号端子连接；从定位仪的上拉线口和下拉线口拉出的钢丝与探头架的磁钢相连接；超声卡通过PCI数据接口与工控机的PCI插槽连接；数据采集端口与定位装置输出端子相连接用于定位信号的获取，超声信号发射/接收端口与探头架的信号端子相连接用于向探头发射脉冲信号使探头工作，并且接受探头反馈回超声信号，超声卡的数据接口与工控机的PCI插槽相连接用于将实时定位信号和实时探头反馈信号等数据传输给工控机。

本发明所采用的定位仪为用于探头轨迹跟踪的定位仪。

本发明采用探头轨迹跟踪定位仪作为定位单元。该探头轨迹跟踪定位仪采用的拉线式方式，实现了无规则高速检测。并且该定位仪的拉线最长可达2m，使有效检测范围达到1.5m×1.5m。本发明采用的超声卡数据传输速度高，与探头轨迹跟踪的定位仪匹配，提高了定位精度，适用于在飞机各种部位的C扫描检测工作，尤其适于有一定曲率结构的复合材料结构的检测。本发明结构简单、维护方便，具有重量轻、检测效率高、检测结果可靠，以及检测范围大的特点。

附图说明

附图1是便携式超声C扫描装置结构示意图。

附图2是便携式超声C扫描超声卡接口示意图。1.上拉线口2.下拉线口3.探头架4.传输线缆5.探头信号传输/接收线缆6.超声卡7.工控机8.超声卡超声信号发射/接收端口9.超声卡数据采集端口10.数据接口

具体实施方式

本实施例是一种用于复合材料探伤检测的便携式超声C扫描装置，包括定位仪、信号采集处理单元和超声卡6。本实施例所采用的定位仪为用于探头轨迹跟踪的定位仪。超声卡6采用北方交大的FUS880型带数据采集接口的超声信号发生接收卡。

如图2，图3所示，超声卡6的数据采集端口9通过九芯定位信号传输线缆4与定位仪输出端子相连接；超声卡6的超声信号发射/接收端口8通过探头信号传输/接收线缆5与装有探头的探头架3的信号端子连接；从定位仪的上拉线口1和下拉线口2拉出的钢丝与探头架3的磁钢相连接；超声卡6通过PCI数据接口10与工控机7的PCI插槽连接；数据采集端口9与定位装置输出端子相连接，用于定位信号的获取，超声信号发射/接收端口8与探头架3的信号端子相连接，用于向探头3发射脉冲信号使探头工作，并且接受探头3反馈回超声信号，超声卡6的数据接口10与工控机7的PCI插槽相连接用于将实时定位信号和实时探头反馈信号等数据传输给工控机7。