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原文传递一种结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测装置及方法

专利名称：	一种结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测装置及方法
摘要：	本发明提供一种结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测装置及方法，包括激励超声传感器、接收超声传感器、激光器、导光装置、传感器激励接收装置、计算机，其中，所述激励超声传感器和接收超声传感器通过导线分别与传感器激励接收装置连接，所述导光装置与激光器连接，所述激励超声传感器和接收超声传感器对称地设置在所述激光器的两边，且三者位于复合材料板的同一侧；在声波选择上，采用“层裂”敏感性更高的兰姆波对“层裂”进行扫查；在信号获取上，采用主动激励方式，极大提高检测信号纯净度，提取更多“层裂”特征信息。本发明有效地解决激光冲击波复合材料结合力检测过程信号干扰大、缺陷难识别问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安空天能源动力智能制造研究院有限公司
发明人：	樊军伟;周鑫;成星;王耀湘;高赟;贺一轩;张薇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910743148.7
公开号：	CN110361324A
代理机构：	北京科家知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	陈娟
分类号：	G01N19/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	710100 陕西省西安市国家民用航天产业基地航天中路385号众创广场三楼303-306室
主权项：	1.一种结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测装置，其特征在于：包括激励超声传感器、接收超声传感器、激光器、导光装置、传感器激励接收装置和计算机。其中，所述激励超声传感器和接收超声传感器通过导线分别与传感器激励接收装置连接，所述导光装置与激光器连接；所述激励超声传感器和接收超声传感器对称地设置在所述激光器的两边，且三者位于复合材料板的同一侧；所述计算机与所述激光器和所述传感器激励接收装置相连接。 2.根据权利要求1所述的结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测装置，其特征在于：还包括能量吸收层和设置在所述能量吸收层上的能量约束层，所述能量吸收层贴合于复合材料板上，贴合位置位于所述激光器的辐照光斑处。 3.根据权利要求2所述的结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测装置，其特征在于：所述能量吸收层为黑胶带或铝箔，所述能量约束层为透明玻璃或水。 4.一种结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测方法，其特征在于：采用权利要求1-3中任意一项所述结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测装置实现，具体步骤如下： S1：通过传感器激励接收装置控制激励超声传感器在复合材料板中首次激发兰姆波，并用接收超声传感器接收兰姆波； S2：调整导光装置，使激光器的端头位于所述激励超声传感器发出的兰姆波的传播路径中间区域； S3：设置激光器参数，通过激光器发出的激光冲击波在复合材料板粘接层产生的拉应力等于复合材料板粘接层的结合力指标； S4：保持激励超声传感器、接收超声传感器与复合材料板的相对位置不动，通过传感器激励接收装置控制激励超声传感器再次激发和接收所述兰姆波； S5：对比步骤S1和步骤S4中两次接收到的兰姆波的信号差异性，评价复合材料板是否层裂或结合力是否满足要求； S6：通过计算机完成信号采集、特征提取和结果分析。 5.根据权利要求4所述的结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测方法，其特征在于：所述步骤S1和S4中的激励超声传感器和接收超声传感器为空气耦合传感器，且激励超声传感器和接收超声传感器之间的距离≧50mm，且两者设置时与所述激光器形成一定角度，即入射角，该角度符合Snell定律。 6.根据权利要求4所述的结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S4中激励超声传感器的激励信号为调制窄频带。 7.根据权利要求4所述的结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1和S4中激励超声传感器在复合材料板中激发出低阶兰姆波进行检测。 8.根据权利要求4所述的结合激光冲击波和兰姆波的复合材料结合力在线快速检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，兰姆波的信号差异性包含接收信号时域、频域和时频综合特征的变化；其中，信号时域特征包括直达波时间、幅值、相位以及缺陷反射波包及模态转化的波包及其特征；采用傅里叶变换提取信号频域特征，包括频谱峰值点分布，幅值或能量；采用短时傅里叶变换、连续小波变换或温格尔-维纳变换获取信号时频特征，包括信号能量在时间和频率分布。
所属类别：	发明专利