空氣耦合超聲C掃描檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

1、空氣耦合超聲空氣耦合超聲C掃描檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用掃描檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用孫中明孫中明 朱緒祥朱緒祥 沈宇平沈宇平蘇州博昇科技有限公司蘇州博昇科技有限公司2015.5.30 珠海目錄1、2、空耦超聲主要技術(shù)難點(diǎn)3、博昇科技商業(yè)化空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)4、空耦超聲主要檢測(cè)方式及實(shí)現(xiàn)5、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用一、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì) 空氣耦合超聲檢測(cè)技術(shù)是一種以空氣作為耦合劑的非接觸新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，與常規(guī)超聲檢測(cè)技術(shù)相比，除了將空氣作為耦合劑外，在聲學(xué)傳播特性等方面并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。與常規(guī)超聲和水耦超聲相比，具有以下幾大優(yōu)勢(shì)：（1）能實(shí)現(xiàn)真正意義上的非接觸；（2）不需要水或者其它粘稠耦合劑，使得一些不適用耦合 劑的材料（如

2、鋰電池、碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料、蜂窩板等）能實(shí)現(xiàn)超聲檢測(cè)；（3）可檢測(cè)非常薄的工件（常規(guī)超聲檢測(cè)范圍外的厚度）；（4）可實(shí)現(xiàn)高溫、低溫檢測(cè)；目錄1、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)2、3、博昇科技商業(yè)化空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)4、空耦超聲主要檢測(cè)方式及實(shí)現(xiàn)5、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用二、空耦超聲主要技術(shù)難點(diǎn)（1）氣/固界面反射衰減嚴(yán)重（2） 空氣中傳播衰減嚴(yán)重二、空耦超聲主要技術(shù)難點(diǎn)（續(xù)）（3）電子系統(tǒng)強(qiáng)電、弱電量級(jí)相差10萬(wàn)倍到100萬(wàn)倍，干擾 非 常嚴(yán)重，屏蔽和放大難度大。（4）對(duì)發(fā)射電源要求高。傳統(tǒng)壓電超聲是單向脈沖激發(fā)。 正負(fù)方波正負(fù)正弦波單向方波單向正弦波單向脈沖（5）分立的系統(tǒng)模塊難匹配，一體化

3、系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造難 度大。目錄1、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)2、空耦超聲主要技術(shù)難點(diǎn)3、4、空耦超聲主要檢測(cè)方式及實(shí)現(xiàn)5、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用空氣耦合超聲檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)造高靈敏度探頭軟件掃查裝置高增益前放高功率發(fā)射器和接收器（主機(jī)）PR-ACUT-110 空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)PR-ACUT-100 空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)博昇科技空氣耦合超聲檢測(cè)系統(tǒng)系列PR-ACUT-HS200手持式空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)手持式空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng) PR-ACUT-110系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)射電壓01200V前放增益060dB發(fā)射電壓波形正負(fù)方波總放大增益140dB脈沖周期數(shù)01000掃查速度0500mm/s主

4、機(jī)頻率50KHz3MHz最小掃查步長(zhǎng)0.1mm換能器頻率50KHz3MHz換能器類(lèi)型平面、點(diǎn)聚焦、線聚焦目錄1、耦超聲檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)2、空耦超聲主要技術(shù)特點(diǎn)3、博昇科技商業(yè)化空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)4、5、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用（1）穿透法 發(fā)射探頭和接收探頭分別至于被檢工件兩側(cè)，兩探頭的中心軸線要重合，且與工件兩表面垂直。該方式是空耦超聲檢測(cè)中應(yīng)用最普遍的一種。 （1）穿透法（續(xù)） 整個(gè)系統(tǒng)由工控機(jī)、集高功率發(fā)射電源和信號(hào)處理模塊一體的主機(jī)、安裝有發(fā)射和接收探頭的自動(dòng)掃描架、前置放大器和工件放置架組成。 X軸掃描速度：0500mm/s; Y軸步進(jìn)：0.12mm。空耦超聲穿透式檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（2）斜入射法

5、 發(fā)射探頭和接收探頭呈一定角度置于試件同側(cè)，通過(guò)調(diào)整入射角度，可在試件內(nèi)產(chǎn)生縱波、橫波、表面波和導(dǎo)波。該方式主要用于密閉容器、大型試件的原位在線檢測(cè)?？v波或者橫波導(dǎo)波表面波（2）斜入射法（續(xù)）探頭頻率：350K傾斜角度：13掃描工件：CFRP工件厚度：3mm（3）反射法 發(fā)射探頭與接收探頭共用一個(gè)探頭，由于試件內(nèi)部缺陷和底面回波信號(hào)往往被表面反射信號(hào)所淹沒(méi)，所以很難用于試件內(nèi)部缺陷檢測(cè)。該方式主要用于表面特性分析。 反射法（3）反射法（續(xù)） 整個(gè)系統(tǒng)由工控機(jī)、集高功率發(fā)射電源和信號(hào)處理模塊一體的主機(jī)、安裝有收/發(fā)一體單探頭的自動(dòng)掃描架、多路復(fù)用開(kāi)關(guān)和工件放置架組成。空耦超聲反射式檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

6、硬幣720KC掃描圖目錄1、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)2、空耦超聲主要技術(shù)特點(diǎn)3、博昇科技商業(yè)化空耦超聲檢測(cè)系統(tǒng)4、空耦超聲檢測(cè)方式及實(shí)現(xiàn)5、五、空耦超聲檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域（1）航天復(fù)合材料（CFRP、GFRP等）內(nèi)部分層檢測(cè)；（2）鋰電池內(nèi)部電解液分布及氣孔檢測(cè)；（3）蜂窩板內(nèi)部脫粘檢測(cè)；（4）火箭固體燃料內(nèi)部氣孔檢測(cè)；（5）高鐵剎車(chē)墊的膠結(jié)狀態(tài)檢測(cè)；（6）陶瓷材料內(nèi)部缺陷檢測(cè)；（7）高級(jí)木材、橡膠、泡沫等內(nèi)部缺陷檢測(cè)；（8）薄板（常規(guī)超聲檢測(cè)范圍外的厚度）的探傷；（9）高溫、低溫條件下的材料檢測(cè)；。平板探頭與點(diǎn)聚焦探頭掃描圖對(duì)比 400K平板探頭 400K點(diǎn)聚焦探頭200K與400K點(diǎn)聚焦探頭掃描圖對(duì)比 200K點(diǎn)聚焦 400K點(diǎn)聚焦鋰電池（厚4mm） 實(shí)物圖 良好品 不良品相對(duì)于其他處，電解液分布少一些鈦合金與CFRP復(fù)合板（厚6mm） 實(shí)物圖 C掃描圖剝離分層缺陷蜂窩復(fù)合材料板（厚25mm） 實(shí)物圖 C掃描圖脫粘缺陷蜂窩結(jié)構(gòu)CFRP板（厚3mm） 實(shí)物圖 C掃描圖剝離分層缺陷GFRP板（厚3mm） 實(shí)物圖 C掃描圖剝離分層缺陷鋼鐵復(fù)合板（共厚14mm，其中鋼厚3mm） 實(shí)物圖 C掃描圖脫粘缺陷裝甲防彈復(fù)合板（厚10mm） 實(shí)物圖 C掃描圖炮彈以1225m/s速度射入剝離分層缺陷硅片復(fù)合板（厚10mm，其中硅片厚0.2mm） 實(shí)物圖 C掃描圖