Page 71 - 2022'中国无损检测年度报告

⚥㕂偽䰀唬崵䎃䏞䫣デ ⚥㕂偽䰀唬崵䎃䏞䫣デ
2022
20222 ࠛ௨ចय़ˮڥQGWખ౎˘ᛸˡԾࡰᤠቅ ࠛ௨ចय़ˮڥQGWખ౎˘ᛸˡԾࡰᤠቅ 2 2
2

适合复合材料结构或制件超声手动或自动扫描可视化检测，检测结果平面可视
超声 C 扫描方法
化效果好

适合复合材料结构或制件超声手动或自动扫描可视化检测，检测结果断面可视
超声 B 扫描方法
化效果好
超声三维（3D）扫描
适合复合材料结构或制件超声自动扫描可视化检测，检测结果可视化效果好
方法

适合各种复合材料结构或制件室内外不同场合可视化检测，其中手动 B、C 扫
手动扫描检测方法
描可实现检测结果可视化
适合复合材料结构或制件室内可视化检测，其中超声 2D、3D 自动扫描检测可
自动扫描检测方法
实现检测结果可视化与自动评估

2.2 超声可视化检测原理及其系统 单脉冲超声技术（包括探头、超声仪器及超声系统）

2.2.1 超声反射法可视化检测原理及其系统 可以显著改善超声反射法表面检测盲区和纵向分
辨率。在单脉冲超声条件下，当缺陷面积小于探
用于复合材料结构或制件超声反射法可视
头声束面积时，来自复合材料结构或制件的超声
化检测原理及其系统基本构成如图 1[ 图 1（a）
回波信号可以用如图1 （a）表示，此时 可表示为：
为来自复合材料结构的超声反射信号；（b）为
超声波在复合材料结构或制件内部传播示意 ] 所 （1）
示，图中 为入射声波， 为复合材料结构表面 式中 : ; ; 。

反射声波， 为复合材料结构底面反射声波， 式（1）中的 反映入射声波在复合材料结
为复合材料结构内部缺陷反射声波， 为声波在 构或制件表面的耦合效果； 与复合材料结构或
复合材料中传播时间。利用探头向被检测复合材
制件内部缺陷有关； 反映到达复合材料结构或
料结构或制件发射周期性脉冲超声波 ，此超声
制件底面的超声波大小，与复合材料结构或制件
波通过耦合介质（如水）传播到复合材料结构
内部是否存在缺陷、缺陷类型、其内部声衰减特
或制件表面，与其相互作用后，在复合材料结
性等有关。
构或制件内部形成反射声波 。这里
利用式（1）中超声信号之间的时域关系，
。 为复合材料结构或制件内部材料
对 的弹性响应，当复合材料结构或制件内部微 可以确定检出缺陷的深度位置和局部厚度分布。
结构、层间界面结合行为发生变化或者出现缺陷 在单脉冲条件下，可以提取到来自不同复合材料
层间界面可能存在缺陷的超声反射信号，从而实
时，会影响复合材料结构或制件内部材料对 的
现复合材料结构或制件缺陷超声准确表征和评估。
弹性响应，当这种弹性响应足够明显时，就会引
为了实现整个复合材料结构或制件的超声可视化
起显著的声波反射行为，进而在复合材料结构或
检测，需要设计或采用专门的超声可视化检测系
制件中形成可辨别的 ， 经探头压电转换为 统，复合材料结构超声反射法可视化检测系统基
对应的脉冲超声回波信号 。如果能够 本构成如图 1（c）所示，通常主要由超声探头、
使 中每个脉冲回波信号 在时域上可分辨， 超声发射 / 接收单元、信号处理单元、多轴扫描
就可确定发生弹性响应变化的区域和位置，进而
与控制单元、计算机、成像显示存贮单元等构成。
用于复合材料结构或制件可视化检测与缺陷表征
采用笔者研制的 MUI 系列（线性坐标、喷水耦
及评估。
合式）、CUS 系列（线性坐标、水浸耦合式）、
影响 时域可分辨行为的因素主要有： 的 DUS 系列（向量坐标、水浸 / 喷水耦合式）超声
脉冲回波信号响应宽度；构成 的单个脉冲回波 发射法自动扫描成像检测系统和 MUT-1 复合材
信号的宽度；构成 的脉冲个数，即脉冲周期数。 料检测仪器以及 FJ 系列探头构建复合材料超声
对于垂直入射超声纵波反射法可视化检测，大量
反射法可视化检测系统，用于复合材料中超声行
的研究和应用结果表明，采用本项目团队创建的

63