[发明专利]一种检测复合材料结构筋条区的超声可视化成像方法

说明书

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种检测复合材料结构筋条区的超声可视化成像方法。本发明方法基于超声反射原理，通过选用超声反射镜阵列线性扫面阵列换能器构建了一种快速超声扫描可视化成像方法，实现了复合材料结构筋条区不同部位的快速超声扫描可视化成像检测，通过选择不同扫查方式和入射方向及阵列换能器，实现不同复合材料结构筋条区的超声可视化成像检测。实际检测效果表明，明显提高了超声对复合材料结构筋条区不同部位检测的可视化程度和缺陷检出率及检测效率，可检测出复合材料结构筋条区不同部位中Ф3mm的分层，可视化成像质量非常清晰，取得了很好的实际检测效果。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种检测复合材料结构筋条区的超声可视化成像方法。

背景技术

各种复合材料加强筋条是复合材料承力结构的重要组成部分，其在复合材料结构中起到载荷传递和承力作用，这种复合材料结构形式目前已在航空航天、交通等工业领域应用广泛。通常需要对复合材料筋条结构部位进行可靠地无损检测。目前是基于超声方法进行复合材料筋条结构部位的无损检测：一种是采用手工超声扫描方法，利用超声A-显示信号进行缺陷判别，其主要不足是，(1)点扫描，检测效率低、易漏检；(2)检测结果不能可视化成像，容易引起缺陷误判；(3)难以实时进行被检测筋条区全局显示；(4)缺陷判别易受检测人员主观因素影响。为了改善其不足，另一种检测方法是，通过设计一些专门的超声自动扫描检测系统，实现复合材料筋条结构部位的扫描成像检测，其主要不足是，(1)成本非常高、技术难度大，需要根据不同的复合材料筋条结构部位的几何特点，设计不同的扫描检测系统；(2)因自动扫描机构复杂和场地环境条件的限制，实现起来较困难；(3)对检测场地要求高，需要占用较大的专用检测场地；(4)检测结果的核实实时性不好。

发明内容

本发明的目的是针对复合材料筋条区结构部位，提出一种检测复合材料结构筋条区的超声可视化成像方法，实现复合材料筋条区结构部位的超声可视化检测，提高超声对复合材料筋条区结构部位检测的可视化程度和实时性与检测效率，进而提高缺陷的检出能力和检测的可靠性，改进复合材料筋条区结构部位的可检性。本发明的技术解决方案是，

一种检测复合材料结构筋条区的超声可视化成像方法，由用于复合材料结构筋条区检测的超声阵列换能器、超声阵列单元、信号处理单元和成像单元组成，在超声阵列单元激励超声阵列换能器发射超声波信号，此超声波信号经过通过耦合介质传播到被检测复合材料结构筋条区内部，并在被检测复合材料结构筋条区内部形成反射超声波信号，此超声波信号被超声阵列换能器接收，并经超声阵列单元预处理后，由信号处理单元进行数字化，再由成像单元按照所建立的显示模型进行成像，

(1)检测部位

将被检测复合材料结构筋条区分为以下几个检测部位：

4)筋条区的右侧底边部位；

5)筋条区的左侧底边部位；

6)筋条区的立边部位；

(2)入射方向选择

选择从筋条区的右侧底边和左侧底边及立边方向作为入射方向进行超声可视化成像检测：

d)入射方向①：适用于筋条区的右侧底边部位及对应的蒙皮区部位的超声可视化成像检测；

e)入射方向②：适用于筋条区的左侧底边部及对应的蒙皮区部位的超声可视化成像检测；

f)入射方向③：适用于筋条区的立边部位的超声可视化成像检测；

(3)超声阵列换能器的选择

1)类型选择

选择用于复合材料结构筋条区检测的超声阵列换能器，对被检测复合材料结构筋条区的左侧底边部位及对应的蒙皮区部位、筋条区的右侧底边部位(5A)及对应的蒙皮区部位、筋条区的立边部位进行检测，