用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统

摘要

本发明涉及一种用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统，包括：控制器，多通道数/模转换器，多晶片Lamb波相控阵探头，多通道继电器，多通道模/数转换采集卡和成像显示器,多晶片Lamb波相控阵探头通过逆压电效应将电压信号转换成波动信号在结构中激发出来，同时在接收阶段根据正压电效应将损伤反射回来的波动信号转换成电信号；本发明采用窄带脉冲激发阵列单元，根据调谐曲线选择特定的单一模态并在检测方向上增强导波中单一模态的幅值，实现真实物理场中的波束偏转与聚焦，提高了空间域分辨率，放大了损伤反射的信号；本发明检测范围广、损伤敏感度高、成像直观、检测效率高。

主权项

一种用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵系统，包括：控制器，多通道数/模转换器，多晶片Lamb波相控阵探头，多通道继电器，多通道模/数转换采集卡和成像显示器,其特征在于：控制器电信号连接多通道数/模转换器，多通道数/模转换器通过多通道继电器电信号连接多晶片Lamb波相控阵探头；多晶片Lamb波相控阵探头通过多通道继电器电信号连接多通道模/数转换采集卡，多通道模/数转换采集卡电信号连接控制器，控制器电信号连接成像显示器；多通道数/模转换器将不同通道的发射信号转换成模拟电压信号以便驱动多晶片Lamb波相控阵探头；多晶片Lamb波相控阵探头通过逆压电效应将电压信号转换成波动信号在结构中激发出来，同时在接收阶段根据正压电效应将损伤反射回来的波动信号转换成电信号；多通道模/数转换采集卡将不同通道的损伤反射回波的模拟电信号转化成控制器数字信号；多通道继电器在发射阶段将多通道数/模转换器的发射信号连接在多晶片Lamb波相控阵探头上，并在发射阶段结束后，将多晶片Lamb波相控阵探头连接到多通道模/数转换采集卡上，用于采集损伤回波信号；控制器对被测试件的参数进行设置并计算不同时间延迟的发射信号，多晶片Lamb波相控阵探头包括多个压电传感器单元，按从上至下按一定间隔的顺序排成一列，并通过不同时间延迟的3周期汉宁窗调幅的窄带脉冲激励信号在一次检测中同时进行激发，由于阵列单元的激励信号经过不同时间延迟调控，各自的相位不同，将会分别发出各自的Lamb波，根据惠更斯原理，不同Lamb波的波阵面叠加在一起，并聚焦在预设的焦点P处，并放大Lamb波中单一模态信号的幅值，从而实现物理场中单模态Lamb波的真实的声束偏转、声束聚焦、声束扫描的功能；遇到损伤反射回波后，所有压电传感器单元同时在接收到信号，通过控制器对其进行重构确定损伤位置、计算后成像，通过调整不同激励信号的时间延迟实现板状结构全区域的单模态Lamb波定向定点扫描，从而实现损伤检测。