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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN101813669A
(43)申请公布日2010.08.25
(21)申请号CN200910072546.7
(22)申请日2009.07.21
(71)申请人哈尔滨理工大学
地址150040黑龙江省哈尔滨市香坊区林园路4号哈尔滨理工大学(南区)材料学院
(72)发明人李大勇高桂丽董静薇石德全王利华
(74)专利代理机构哈尔滨东方专利事务所
代理人陈晓光
(51)Int.CI
G01N29/12
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
基于非线性声学和时间反转原理板
材缺陷及损伤识别方法
(57)摘要
基于非线性声学和时间反转原理板
材缺陷及损伤识别方法,现有的方法对于
材料中小裂纹的探测,往往难以得到令人
满意的结果,从而降低了它的准确度和灵
敏性。本发明包括步骤:(1)发射换能器激
励信号:在被测板材上布置一定数量换能
器阵列,由任意波形信号发生器产生两个
脉冲信号,作为激励信号;(2)时间反转窗
信号的选择:由接收换能器接收步骤(1)在
介质中的传播信号:对接收到的信号进行
非线性谱分析,将选择非线性特征参数的
时间窗信号进行时间反转;(3)获得的聚焦
信号:将步骤(2)中的时间反转后的信号再
次加载到发射换能器阵列,在接收处接收
到聚焦信号;(4)缺陷或损伤识别评价:对
步骤(3)中的聚焦信号进行分析,找出缺陷
或损伤与非线性特征参数的关系。本发明
用于对板形结构件进行检测识别。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种基于非线性声学和时间反转原理板材缺陷及损伤识别方法,其特征是:该方
法包括步骤:
(1)发射换能器激励信号:
在被测板材上布置一定数量换能器阵列,由任意波形信号发生器产生两个不同中心
频率超声脉冲信号,并且同时分别加载到两个发射换能器,作为激励信号;
(2)时间反转窗信号的选择:
由接收换能器接收步骤(1)在介质中的传播信号:对接收到的信号进行非线性谱分
析,若被测介质中无任何缺陷,则不会出现调制频谱,检测就此结束;如果被测介
质有缺陷或损伤,选择仅包含非线性特征参数的时间窗信号,非线性窗宽为一个衰
减周期,将选择非线性特征参数的时间窗信号进行时间反转;
(3)获得的聚焦信号:
将步骤(2)中的时间反转后的信号再次加载到发射换能器阵列,在接收处接收到聚
焦信号,经过时间反转后的非线性声学特征调制频率信号得到增强;
(4)缺陷或损伤识别评价:
对步骤(3)中的聚焦信号进行分析,找出缺陷或损伤与非线性特征参数的关系。
说明书
技术领域:
本发明涉及的是无损检测领域,具体涉及一种基于非线性声学调制波谱技术和时间
反转原理的板材缺陷及损伤识别方法。
背景技术:
板材结构在航空航天、汽车工业及土木工程等领域有着极为广泛的应用,并发挥着
不可或缺的作用。由于板材在成形和使用过程中会产生缺陷或损伤,当这些缺陷或
损伤位于板厚中间时,肉眼是很难发现的,随着外部加载以及环境的变化,可能一
起内部细小缺陷源的扩展,从而造成疲劳损伤事故。因此,对板形结构件进行检测
识别十分必要的。
超声无损检测就是目前被广泛使用的方法之一。但现有的超声方法主要采用声速、
阻抗、声压等线性声学参量实现裂纹识别,这一理论的特点是在小振幅声波的假定
下对非线性声波方程进行线性化的近似处理。虽然简化了分析过程,但超声波在板
材结构中传播的复杂性,对于材料中小裂纹的探测,往往难以得到令人满意的结果,
从而降低了它的准确度和灵敏性。此外,超声波在介质中做阻尼振动,随着声波在
介质中传播距离的增加,其能量也随之衰减,经介质传播后的声学信号已非常微弱,
信噪比不高,与缺陷有关的声学特征也就很难检测,因而,加大了超
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