CN111220703A - 一种天线罩胶接面超声相控阵检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无损检测领域，特别涉及一种天线罩胶接面的超声相控阵检测装置及方法。本发明天线罩胶接面超声相控阵检测装置包括接线盒和超声相控阵装置阵元模组。所述超声相控阵装置阵元模组包括背离待测件的超声相控阵装置阵元组以及与待测件接触的弧形碶块，所述接线盒设置在超声相控阵装置阵元组上方与各阵元连接，并连接外部超声发射/接收装置。所述超声相控阵装置阵元组由一组多个阵元按照一定的间隔排列形成阵列组成，通过接线盒传输的激励信号分别按一定的延时规则激励每个阵元，实现声束的偏转和聚焦，一次可覆盖整个纵向胶接区域，有效提高了检测能力和检测效率。
Description
技术领域
本发明属于无损检测领域，特别涉及一种天线罩胶接面的超声相控阵检测装置及方法。
背景技术
天线罩安装在某飞行器头部，其作用是保护内部导引头天线免受气动力的影响。天线罩一般主要由头锥、连接环和高温密封垫组成，其中头锥多采用陶瓷材料，连接环为金属材料，头锥与连接环之间的连接采用胶接获得，内环结构为陶瓷，外环结构为金属，如图1所示。
为保证头锥与金属连接环之间的胶接面质量，需要采用超声检测技术对胶接面进行检测与表征。在实际检测过程，内环结构形式的天线罩会存在以下问题：
(1)传统水浸C扫描方式需将天线罩下部浸于水中，由于陶瓷具有较强的吸水性，内外侧陶瓷材料容易沾染水，导致产品产生二次污染。
(2)传统水浸聚焦探头焦距固定，需要人工调整距离和角度才能使得探头焦点落于胶接面上，实现检测。
(3)传统水浸技术单个超声阵元，能量低，信噪比低，检测能力弱。
(4)传统水浸技术单个超声阵元，通过点扫描形式实现检测，效率非常低。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够检测效率高、精度高的天线罩胶接面超声相控阵检测装置及检测方法。
本发明的技术方案是：一种天线罩胶接面超声相控阵检测装置，其包括接线盒和超声相控阵装置阵元模组，其中，所述超声相控阵装置阵元模组包括背离待测件的超声相控阵装置阵元组以及与待测件接触的弧形碶块，所述接线盒设置在超声相控阵装置阵元组上方与各阵元连接，并连接外部超声发射/接收装置，其中，所述超声相控阵装置阵元组由一组多个阵元按照一定的间隔排列形成阵列组成，通过接线盒传输的激励信号分别按一定的延时规则激励每个阵元，实现声束的偏转和聚焦，一次可覆盖整个纵向胶接区域。
所述超声相控阵装置阵元模组在超声相控阵装置阵元组两侧设置有注水孔。
所述注水孔通过软管连接外部水泵。
所述弧形碶块的型面与待测件型面一致。
所述超声相控阵装置阵元组的阵元为压电换能器。
一种基于所述的天线罩胶接面超声相控阵检测装置的检测方法，外部超声发射/接收装置通过接线盒通过独立或组合控制激励各阵元，实现声束的偏转和聚焦，同时，转动待测件，一次可覆盖整个纵向胶接区域。
检测过程中，通过注水孔给待测件表面注水，使得超声相控阵检测装置与待测件表面保持有效耦合。
声束的偏转通过顺次激励单个阵元或阵元组实现。
声束的聚焦是同时激励两侧对称阵元或阵元组实现，并通过控制两侧对称阵元或阵元组激励的时间，实现对聚焦焦点深度的控制，使得聚焦焦点位于待测件胶接面。
本发明的技术效果是：本发明天线罩胶接面超声相控阵检测装置及检测方法实现了对内外环结构形式导弹天线罩胶接面质量的检测与表征，避免了陶瓷头锥与水接触导致的二次污染，通过超声相控阵多阵元组高能量，大覆盖的优势提高了检测能力和检测效率，为天线罩产品的最终质量提供了有力保证。
附图说明
图1是超声相控装置的三向示意图；
图2是本发明天线罩胶接面超声相控阵检测方法示意图，
其中，1-注水孔、2-与罩体曲率一致的弧形碶块、3-相控阵装置阵元组、4-接线盒、5-胶接面、6-陶瓷头锥、7-金属连接环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，其中，未详尽部分为常规技术。
请同时参阅图1和图2，天线罩胶接面超声相控阵检测装置，其包括接线盒和超声相控阵装置阵元模组。其中，所述超声相控阵装置阵元模组包括背离待测件的超声相控阵装置阵元组以及与待测件接触的弧形碶块。其中，所述超声相控阵装置阵元组由一组多个阵元按照一定的间隔排列形成阵列组成，每个超声相控阵装置阵元组的阵元为压电换能器，在接收电激励下，能够振动产生超声波。所述弧形碶块的型面与待测件型面一致，以保证探测效果。
另外，所述超声相控阵装置阵元模组在超声相控阵装置阵元组两侧设置有注水孔，所述注水孔通过软管连接外部水泵，工作中，不断向待测件注水，以保证超声相控阵装置与待测件之间的有效耦合，保障探测效果。
所述接线盒设置在超声相控阵装置阵元组上方与各阵元连接，并连接外部超声发射/接收装置。通过接线盒可以组合和单独控制各阵元，通过分别按一定的延时规则激励每个阵元，可以控制各阵元实现声束的偏转和聚焦，一次可覆盖整个纵向胶接区域。
本发明天线罩胶接面超声相控阵检测装置的检测方法，外部超声发射/接收装置通过接线盒通过独立或组合控制激励各阵元，实现声束的偏转和聚焦，同时，转动待测件，一次可覆盖整个纵向胶接区域。
检测过程中，通过注水孔给待测件表面注水，使得超声相控阵检测装置与待测件表面保持有效耦合。
另外，当顺次激励单个阵元或阵元组时，可以使得先激励的阵元处的声束领先，从而形成声束偏转。
当同时激励两侧对称阵元或阵元组，使得两侧声束较中间领先，从而形成聚焦。并通过对两侧对称阵元或阵元组激励时间的控制，可以实现对聚焦焦点深度的控制，使得聚焦焦点位于待测件胶接面，达到最佳探测效果。
Claims (9)
1.一种天线罩胶接面超声相控阵检测装置，其特征在于，包括接线盒和超声相控阵装置阵元模组，其中，所述超声相控阵装置阵元模组包括背离待测件的超声相控阵装置阵元组以及与待测件接触的弧形碶块，所述接线盒设置在超声相控阵装置阵元组上方与各阵元连接，并连接外部超声发射/接收装置，其中，所述超声相控阵装置阵元组由一组多个阵元按照一定的间隔排列形成阵列组成，通过接线盒传输的激励信号分别按一定的延时规则激励每个阵元，实现声束的偏转和聚焦，一次可覆盖整个纵向胶接区域。
2.根据权利要求1所述的天线罩胶接面超声相控阵检测装置，其特征在于，所述超声相控阵装置阵元模组在超声相控阵装置阵元组两侧设置有注水孔。
3.根据权利要求2所述的天线罩胶接面超声相控阵检测装置，其特征在于，所述注水孔通过软管连接外部水泵。
4.根据权利要求1所述的天线罩胶接面超声相控阵检测装置，其特征在于，所述弧形碶块的型面与待测件型面一致。
5.根据权利要求1所述的天线罩胶接面超声相控阵检测装置，其特征在于，所述超声相控阵装置阵元组的阵元为压电换能器。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的天线罩胶接面超声相控阵检测装置的检测方法，其特征在于，外部超声发射/接收装置通过接线盒通过独立或组合控制激励各阵元，实现声束的偏转和聚焦，同时，转动待测件，一次可覆盖整个纵向胶接区域。
7.根据权利要求6所述的天线罩胶接面超声相控阵检测方法，其特征在于，检测过程中，通过注水孔给待测件表面注水，使得超声相控阵检测装置与待测件表面保持有效耦合。
8.根据权利要求6所述的天线罩胶接面超声相控阵检测方法，其特征在于，声束的偏转通过顺次激励单个阵元或阵元组实现。
9.根据权利要求6所述的天线罩胶接面超声相控阵检测方法，其特征在于，声束的聚焦是同时激励两侧对称阵元或阵元组实现，并通过控制两侧对称阵元或阵元组激励的时间，实现对聚焦焦点深度的控制，使得聚焦焦点位于待测件胶接面。
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