[发明专利]变截面发动机喷管超声波检测探头及检测方法

说明书

本发明公开了一种变截面发动机喷管超声波检测探头，它包括纵波直探头，所述纵波直探头的通信端面设置有半球形橡胶帽，半球形橡胶帽的底端面与纵波直探头的通信端面固定连接，半球形橡胶帽内填充有耦合介质。本发明以干耦合方式，利用超声波纵波穿透制品，以接收到的穿透波信号的幅值对制品粘接质量进行分析评定，从而确保检测结果评价满足制品粘接质量控制需求。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体地指一种变截面发动机喷管超声波检测探头及检测方法。

背景技术

变截面发动机喷管是一种由变截面金属层与非金属层粘接而成的结构件，常规的无损检测技术对其检测不具备完整的有效性，检测结果评价的可靠性低。

变截面发动机喷管由一种非金属模压制品与一种金属制品在粘接部位涂刷胶粘剂后，经加压、加温和保温固化粘接成型；粘接过程中由于胶粘剂涂刷均匀性、加压及加温控制不当等多种原因，将导致粘接面出现脱粘缺陷，从而直接影响发动机喷管的使用安全性。为保障产品质量，必须采用有效的检测技术手段对变截面发动机喷管进行粘接质量控制。

对于发动机喷管的粘接质量检测一般选用超声波纵波脉冲反射法检测，超声波通过耦合剂传入被检测物体，在物体介质中传播时，声波遇异质介面，将发生不同程度的折射、反射和透射，声波在传播过程中还会产生扩散和衰减；当被检测物体介质中存在组织结构不连续(缺陷)或多层结构界面发生层间脱粘时，超声波会在此处发生反射，当被检测物体介质组织均匀或多层结构层间粘接良好时，超声波会在材料制品中发生透射，采用仪器和探头采集超声波反射或透射信号，通过声程和声压的测试，即可确定缺陷的部位及当量尺寸等，从而评价被检制品粘接质量。

按照常规超声波脉冲反射法对变截面发动机喷管粘接制品进行检测：变截面发动机喷管由变截面金属制品与非金属模压制品粘接而成，反射法检测时，反射声束路径较复杂、无规律，同时伴随产生有声束折射；常规脉冲反射法接收到的反射声波(声压)不能准确反映制品粘接实际情况，因而难以准确评估其粘接质量。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种变截面发动机喷管超声波检测探头及检测方法，本发明以干耦合方式，利用超声波纵波穿透制品，以接收到的穿透波信号的幅值对制品粘接质量进行分析评定，从而确保检测结果评价满足制品粘接质量控制需求。

为实现此目的，本发明所设计的一种变截面发动机喷管超声波检测探头，它包括纵波直探头，所述纵波直探头的通信端面设置有半球形橡胶帽，半球形橡胶帽的底端面与纵波直探头的通信端面固定连接，半球形橡胶帽内填充有耦合介质。

一种利用上述探头的变截面发动机喷管超声波检测方法，它包括如下步骤：

步骤1：制作变截面发动机喷管对比试块，在对比试块的非金属层与金属层粘接面放置聚四氟乙烯人工缺陷模拟脱粘缺陷；

步骤2：检测前先采用超声波发射探头和超声波接收探头进行检测灵敏度校准，校准时将超声波发射探头和超声波接收探头分别垂直置于对比试块上下表面无人工缺陷部位，并保证两个超声波发射探头和超声波接收探头的声束同轴对齐，通过超声检测仪采集得到当前超声波发射探头和超声波接收探头所在位置的穿透波幅值，将超声波发射探头和超声波接收探头在无聚四氟乙烯人工缺陷部位同步移动，选取不少于6个点测试穿透波幅值，找到最高的穿透波幅值和最低的穿透波幅值，将超声检测仪中最低的穿透波幅值调整到超声检测仪穿透波幅值显示屏满刻度的80％，完成超声检测仪起始灵敏度校准，然后将超声波发射探头和超声波接收探头分别置于对比试块聚四氟乙烯人工缺陷部位两侧，通过超声检测仪得到超声波发射探头和超声波接收探头所在位置的穿透波幅值，如果此时穿透波幅值在超声检测仪穿透波幅值显示屏满刻度的20％及以下或无穿透波时，则说明起始灵敏度校准有效；否则，需重新校准灵敏度；