一种复合材料超声-声发射检测信号的获取方法

摘要

本发明涉及一种用于复合材料超声-声发射检测信号获取方法。超声-声发射换能器采取左声束和右声束零接近距离布局构成超声-声发射复合声束，直接接收来自被检测复合材料零件中的声发射信号，采取圆环形和半圆形两种声束构成方式，采用对称和非对称模式，频率范围1-10MHz；激励单元提供超声-声发射激励信号；接收单元由非线性衰减器、输入级、放大级等构成，增益调节范围1-20dB，带宽为50MHz和100MHz。显著改善了超声-声发射信号的时域特性和频域品质，使缺陷信号判别规律十分清晰，检测分辨率得到显著提高，极大地提高了复合材料超声-声发射检测的能力和检测灵敏度,可用于不同复合材料超声-声发射信号处理分析。

主权项

一种复合材料超声‑声发射检测信号的获取方法，其特征是，超声‑声发射换能器(3)分为左声束(1)和右声束(2)两部分，左声束(1)和右声束(2)采用零接近距离布局构成超声‑声发射复合声束，复合声束作用面积S为，S＝S_L+S_R，这里，S_L为左声束(1)的作用面积，S_R为右声束(2)的作用面积，左声束(1)用于发射或接收超声‑声发射信号，右声束(2)用于接收或发射超声‑声发射信号，左声束(1)和右声束(2)频率范围为1‑10MHz，左声束(1)的工作频率与右声束(2)的工作频率之差为1的倍数；超声‑声发射换能器(3)的左声束(1)和右声束(2)采用如下两种构成方式之一，1)圆环形声束构成方式，左声束(1)位于右声束(2)的内环中或右声束(2)位于左声束(1)的内环中；2)圆形声束构成方式，左声束(1)和右声束(2)为两个半径相同的半圆形声束，左声束(1)和右声束(2)组合为一个圆形声束；激励单元(4)给超声‑声发射换能器(3)提供宽频带超声‑声发射激励信号，超声‑声发射激励信号的带宽为1‑50MHz,在被检测复合材料零件(8)中形成超声‑声发射信号；接收单元(5)接收来自被检测复合材料零件(8)中形成的超声‑声发射信号，接收单元(5)由非线性衰减器R₀、输入级V₁、放大级V₂、正偏电阻R₁、负偏电阻R₂、增益调节电阻R₃和R₄、电容C₁和C₂、正电源+V_c和负电源‑V_c组成，其中，R₀为非线性衰减器，其衰减比1:10～1:100内可调，非线性衰减器R₀的输入端与超声‑声发射换能器(3)中用于接收声发射信号的左声束或者右声束相连，非线性衰减器R₀的输出端与输入级V₁的g级相连，非线性衰减器R₀的公共端与信号地相连；输入级V₁采用高输入阻抗场效应三极管，输入级V₁的d级与电阻R₂的一端连接，输入级V₁的s级同时与正偏电阻R₁和电容C₁的一端连接；电阻R₂的另一端与直流电压负端相连；正偏电阻R₁的另一端与直流电压正端相连；电容C₁的另一端与增益调节电阻R₃的一端连接，R₃的另一端同时与增益调节电阻R₄的一端和放大级V₂的同相端相连，放大级V₂的反相端接地，增益调节电阻R₄的另一端同时与放大级V₂的输出端和电容C₂的一端相连，C₂的另一端为接收信号的输出端；选择开关(6)采用双向交叉选择开关构成，选择开关(6)中的两个输出端(6A和6B)分别与激励单元(4)和接收单元(5)的输入端连接，选择开关(6)中的另外两个输出端(6C和6D)分别与超声‑声发射换能器(3)中的连接端(3A和3B)连接。