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

2、得一些不適用耦合 劑的材料（如鋰電池、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10萬倍到100萬倍，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

3、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

4、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 主機(jī)頻率 50KHz3MHz最小掃查步長(zhǎng)0.1mm 換能器頻率50KHz3MHz換能器類型平面、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、

5、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 發(fā)射探頭和接收探頭呈一定角度置于試件同側(cè)，通過調(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)。 縱波或者橫波 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，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

6、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 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

7、、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 脫粘處